基于正交試驗法的測試探針參數優化設計

袁向琳 王鵬

摘 要：本文描述了影響某變頻模塊測試通過率低的原因，并運用正交試驗法改進測試工裝探針參數，從而提高工裝壓接通過率和模塊測試效率。結果表明測試工裝優化后，測試性能明顯改善。

關鍵詞：正交試驗；測試探針；壓接通過率；參數選擇

1.引言

隨著分布式雷達的不斷發展，其核心器件變頻模塊種類和結構不同，測試時需要不同的測試工裝，測試工裝的性能優劣直接關系到產品的研制周期及系統可靠性。因此針對如何快速有效的改進測試工裝，提高模塊測試效率顯得尤其重要。

某變頻模塊測試時輸出信號偏小達不到指標，壓接通過率僅為45 %，影響測試進程。經分析發現由于測試探針松動和探針頭半徑大，導致模塊壓接不緊，測試不合格。因此采用正交試驗法選擇最佳探針參數組合，以提高模塊測試壓接通過率。

2.正交試驗法原理

正交試驗法，即是運用正交表來安排試驗方案和進行結果分析的一種試驗設計方法。由于正交表是均勻分布的、采用組合數學理論構造的一種數學表格，具有正交性、典型性和綜合可比性等優點，因此它適用于多因素、多指標，具有隨機誤差的試驗。通過正交試驗，可以分析各因素對試驗指標的影響，按重要程度找出主次關系，并確定出最佳參數組合[1]。

3.正交試驗方案設計

考慮到測試探針頭半徑大和探針松動都是探針的問題，在這里針對探針的4個因素進行了詳細分析，并采用正交試驗法確定最佳方案。

3.1正交試驗因素及水平

本文以減小探針與測試點接觸面積和使探針與工裝更緊密的結合，保證無松動，提高模塊通過率為試驗目標，以探針長度（A）、探針彈簧長度（B）、探針頭半徑（C）、彈簧直徑（D）四個變量為試驗因素，采用L9（34 ）正交表，假設各要素間無交互效應，找出最佳測試探針參數組合，提高模塊壓接通過率。選用的因素位級表如下所示：

3.2試驗結果分析

按照選定的正交表，將因素位級表中的因素順序代入，進行相關試驗，得出試驗結果如下：

綜合分析：

1、各因素對結果影響的重要程度：

極差R最大者，則是對結果影響最大，因此重要程度的次序為：C→B→A→D。

2、直接看：第三號試驗最好，模塊通過率為99%，其參數為：A3→B1→C2→D3。

3、算一算：位級之和越小越好，可以看出，最佳參數條件是：A3→B2→C2→D3。

4、做趨勢分析：

從趨勢圖上看，A因素和D因素還有潛力可挖，如果繼續增加探針長度和彈簧直徑，模塊的通過率可能還會增加。但是彈簧直徑不可能一直增加，因為彈簧長度固定了，一定彈力系數的情況下，彈簧直徑也會固定。而探針長度不可能一直增加，只要達到最大的壓接空間距離，再增加長度，可能會壓破彈片。因此探針長度和彈簧直徑只能控制在一定范圍內。

5、綜合評定：

“直接看”和“算一算”結果無差異。最佳參數組合是：A3→B2→C2→D3，即：

A、探針長度45mm ； B、彈簧長度5 mm ； C、探針頭直徑1.25mm；彈簧直徑2.5 mm 。

4. 最佳參數組合驗證

根據正交試驗選出的最佳方案，將調試工裝上的探針全部更換成新的探針。

改進前探針改進后探針

效果驗證：抽取5個批次共500件的探針松動和探針頭半徑小的模塊，利用新的工裝進行測試，模塊壓接通過率上升至98.6%，達到優化目標的要求。

5.結束語

本文運用正交試驗法對測試探針四個主要參數：探針長度、探針彈簧長度、探針頭直徑、彈簧直徑進行了分析和研究，確定了測試過程中影響壓接通過率的主要因素和最佳參數組合，從而對測試工裝進行改進，提高了測試通過率和準確性。通過實例表明，該方法十分有效，具有一定的推廣意義。

參考文獻：

[1]陳森發，基于正交試驗法的神經網絡優化設計[M]. 系統工程理論方法應用，2004.

[2]任露泉，試驗優化設計[M]. 北京： 機械工業出版社，1987.

[3] 鳳萍，正交試驗法在QC活動中的應用[M].社會科學版，2011