一種燃油壓力傳感器失效故障分析及整改

遲玉華

摘 要：文章結(jié)合一種壓力傳感器失效問(wèn)題，從問(wèn)題調(diào)查、原因分析，找到問(wèn)題的可能原因，并通過(guò)生產(chǎn)工藝、試驗(yàn)逐一排除，找到了問(wèn)題的主要原因?yàn)椋簜鞲衅魈沾砂迩逑垂に嚍槎询B清洗，導(dǎo)致陶瓷板未清洗干凈。最終通過(guò)調(diào)整陶瓷板的清洗工藝，問(wèn)題得到了最終解決。關(guān)鍵詞：傳感器;推力值;粘貼強(qiáng)度;清洗中圖分類(lèi)號(hào)：U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）08-199-03

Abstract： The paper combines a pressure sensor failure problem， from the problem investigation， cause analysis， to find the possible cause of the problem， and through the production process， testone by one exclusion， found the main reason for the problem is： sensor ceramic plate cleaning process for stack cleaning， resulting in ceramic plate not clean. Finally， by adjusting the cleaning process of ceramic plate， the problem was finally solved.Keywords： Sensor; Thrust value; Paste strength; CleaningCLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）08-199-03

引言

燃油壓力傳感器是燃油系統(tǒng)的重要監(jiān)測(cè)元件，如果燃油壓力傳感器出現(xiàn)故障，組合儀表會(huì)報(bào)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈，引起客戶(hù)恐慌、抱怨，而且無(wú)法正常監(jiān)測(cè)燃油系統(tǒng)壓力，燃油系統(tǒng)壓力出現(xiàn)故障如不能及時(shí)處理，會(huì)導(dǎo)致排放異常、不達(dá)標(biāo)，對(duì)環(huán)境造成污染。

1 問(wèn)題調(diào)查

2019年3月～4月，公司統(tǒng)計(jì)有6只壓力傳感器失效故障，均為0公里故障，導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法啟動(dòng)，故障率達(dá)到945ppm。對(duì)故障件進(jìn)行測(cè)試，兩只傳感器大氣壓下輸出一只為0.817V，一只為0.736V。加壓測(cè)試，兩只傳感器輸出電壓都沒(méi)有變化，仍然維持原狀。

針對(duì)傳感器輸出電壓無(wú)變化故障現(xiàn)象，進(jìn)一步將傳感器解剖，發(fā)現(xiàn)壓力芯片已脫落。傳感器內(nèi)部壓力芯片粘貼部位失效，燃油已進(jìn)入傳感器內(nèi)部。傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理：陶瓷板中央上有一個(gè)小孔，芯片粘貼在陶瓷板的小孔上，傳感器串聯(lián)在油路系統(tǒng)中。芯片背面與燃油接觸，監(jiān)測(cè)燃油管路壓力。根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析：芯片與陶瓷板用膠水進(jìn)行粘接密封，燃油僅接觸芯片背面，不接觸其他部位，失效件均為粘接膠水從陶瓷板處脫落。

調(diào)查結(jié)論：根據(jù)失效故障件分析，燃油壓力傳感器故障為陶瓷板處的粘接膠水失效，壓力芯片脫落，是導(dǎo)致燃油壓力傳感器失效的原因。說(shuō)明問(wèn)題癥結(jié)為：陶瓷板處的粘接膠水脫落。

2 問(wèn)題原因分析

采用故障樹(shù)對(duì)陶瓷板處的粘接膠水脫落問(wèn)題進(jìn)行原因分析。共找到8項(xiàng)問(wèn)題原因，其中膠水保存及使用嚴(yán)格按工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，此問(wèn)題原因可排除;傳感器生產(chǎn)均是在無(wú)塵車(chē)間生產(chǎn)，每年定期按GB/T16292標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到最高級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，生產(chǎn)環(huán)境有污染問(wèn)題也可進(jìn)行排除;員工上崗均是有上崗證，而且定期進(jìn)行考評(píng)，所以員工技能不足也可進(jìn)行排除;剩余膠水粘接強(qiáng)度不足、陶瓷板未清洗干凈、貼片機(jī)貼片強(qiáng)度不足需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 膠水本身粘接強(qiáng)度不足問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證

芯片面積為2.7mm2，粘接力最小值需要達(dá)到1.7Kg;粘接膠水按軍標(biāo)MIL-STD-883標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，剪切力按在10kg試驗(yàn)，芯片無(wú)脫落現(xiàn)象;對(duì)傳感器進(jìn)行過(guò)載試驗(yàn)，過(guò)載壓力1.45MPa，保持10min，恢復(fù)后傳感器功能正常;進(jìn)行了壓力溫度沖擊試驗(yàn)，壓力在0～1MPa范圍內(nèi)交變，頻率0.2～0.5Hz，同時(shí)加載溫度在-40℃～100℃交變，試驗(yàn)共計(jì)500個(gè)溫度循環(huán)，根據(jù)最小頻率推算壓力交變的次數(shù)至少達(dá)到360萬(wàn)次以上，滿(mǎn)足使用要求。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，膠水本身粘接強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求。

3.2 膠水不耐汽油問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證

膠水選型時(shí)選用耐油的環(huán)氧膠水，同時(shí)，對(duì)粘接后的傳感器進(jìn)行耐油試驗(yàn)，使用乙醇汽油、甲醇汽油、無(wú)鉛汽油和FAM-B，每種燃油5只樣品，進(jìn)油口一端封閉，將4種燃油（M15、WQQY、FAM-B、乙醇汽油）分別灌入傳感器壓力孔內(nèi)，灌滿(mǎn)燃油后再封閉另一端，一個(gè)月后，其貼片膠均未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，測(cè)試傳感器輸出正常。得出結(jié)論：膠水耐汽油滿(mǎn)足使用要求。

3.3 貼片機(jī)粘貼強(qiáng)度不足問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證

芯片貼片采用桌面式自動(dòng)貼片機(jī)貼片，程序自動(dòng)運(yùn)行，檢查設(shè)備點(diǎn)檢記錄表無(wú)異常;同期也使用該貼片機(jī)生產(chǎn)吉利產(chǎn)品，未反饋不良;使用自動(dòng)設(shè)備粘貼了50只芯片，進(jìn)行推力測(cè)試，推力值遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求且數(shù)值穩(wěn)定。調(diào)查結(jié)果：貼片設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，檢測(cè)陶瓷片，推力值符合要求，且數(shù)值穩(wěn)定。

3.4 對(duì)陶瓷板未清洗干凈問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證

3.4.1 P28傳感器生產(chǎn)工藝

陶瓷片→粘接PCB板總成→平鋪清洗→粘接芯片→傳感器裝配

3.4.2 故障傳感器生產(chǎn)工藝

陶瓷片→堆疊清洗→粘接PCB板→粘接芯片→傳感器裝配

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，僅在清洗過(guò)程中兩種傳感器生產(chǎn)不一致，因P28是先粘接PCB板，如堆疊清洗，會(huì)造成PCB板劃傷，

所以采用了平鋪清洗;而江淮清洗前，陶瓷片為單件，不怕劃傷，所以采用堆疊清洗;堆疊清洗每次清洗2000件，而平鋪清洗每次生產(chǎn)70件。堆疊清洗方式，一次清洗2000PCS只全部進(jìn)行剪切力測(cè)試。其中2只測(cè)試失敗。平鋪清洗方式，清洗2000pcs，粘接芯片后進(jìn)行剪切力測(cè)試，測(cè)試值均合格。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，因陶瓷片堆疊清洗，導(dǎo)致陶瓷片未清洗干凈，導(dǎo)致陶瓷片與膠水脫落，對(duì)問(wèn)題癥結(jié)影響大，PPM值與整車(chē)故障率一致。

4 結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，膠水粘接強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求、貼片機(jī)貼片強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求，陶瓷板因堆疊清洗，是芯片脫落的問(wèn)題原因，清洗工藝由堆疊清洗改為平鋪清洗后，芯片未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，壓力傳感器失效故障消除。本文通過(guò)對(duì)某壓力傳感器生產(chǎn)工藝、試驗(yàn)進(jìn)行排查分析，最終找到了該壓力傳感器失效的原因，并對(duì)問(wèn)題點(diǎn)調(diào)整了生產(chǎn)工藝，提升了傳感器可靠性性、生產(chǎn)穩(wěn)定性，最終提升了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力及顧客滿(mǎn)意度。