控制器測試工裝放電技術

耿本利 陳中煒 程磊 張秀鳳

摘要：控制器是空調的大腦，在整機運行上起著至關重要的作用。控制器的質量直接決定了空調的使用壽命。控制器在生產時需模擬整機運行狀態進行功能測試，測試主板上各模塊電路能否正常工作，在此基礎上增加放電電路，不僅可提前篩選出功能異常的電路板，同時能保障測試工裝電壓不對主板進行損害，最終提高整機的可靠性，降低售后投訴，提高公司品牌質量。

關鍵詞：控制器;功能測試;放電電路;可靠性

0引言

各大家電等企業中，為保證整機產品性能合格，每一單控制器都經過功能測試進行篩選，主板上的半導體器件易受到靜電、過電損傷而導致器件功能失效。功能測試可以篩選出在測試崗位前已經失效的器件，測試工裝給主板進行供電，工裝外接負載來模擬整機進行測試各模塊的運行情況。功能測試可以有效篩選出有問題的控制器，但工裝電源電壓不穩、放電不徹底時也會損傷控制器，使得篩選環節成為過電隱患的來源。

1功能測試原理

測試工裝內設測試板，內含強電檢測電路、弱點檢測電路、驅動輸出電路、感溫包模擬電路、通訊電路以及與機構配合電路。利用工裝快測的方式模擬檢測空調器制冷、制熱的各個線路電壓、電流是否正常：同步模擬檢測過流保護電路、過載保護電路、低壓保護電路、高壓保護電路、感溫包電路等各個保護電路是否正常。根據主板線路針對的布防工裝測試點，測試點使用連接線與內設測試板連接，以便達到啟動工裝下壓主板與測試點探針接觸供電，達到測試的目的。

2研究背景

2.1芯片批量失效

生產過程中出現多單芯片下線，從芯片失效數據看主要集中為A編碼和B編碼芯片失效最為突出，共計占比73%。具體故障明細如下。

2.2芯片失效機理確認

分別取故障品A芯片與B芯片各3單進行開封分析，芯片開封后，晶圓表面均存在明顯灼傷痕跡，分析為EOS過電損傷導致。

2.3失效模擬確認

排查工裝工具確認過電隱患點為工裝放電不足使得二次放電擊穿芯片。通過模擬驗證分析此次異常主要為控制器在功能檢測過程后，顯示板上c20/c1525V/470uf儲能電容無法在測試完成后短時間內釋放內部電荷，而控制器在周轉過程中板上元器件引腳相互接觸后電容器殘留電荷進行二次放電，造成芯片瞬間過電而損傷失效。

3測試工裝增加放電電路完善

3.1增加放電結果監控電路

工裝在放電時僅接了負載進行放電，對放電效果無法監督。放電電路中增加發光二極管，使放電結果目視化，驗證工裝斷電后，待二極管燈滅，此時電路余電測量未超過1V，驗證可行。同時共設置4個放電端口，可滿足所有機型的放電需求。區分強弱電放電，分別針對45V以上電壓和45V以下電壓設置不同的放電方式，杜絕測試設備的EOS類損傷。

下表為強電端口放電結果顯示表，通過端口顯示檢測到的電壓可有效監控放電效果。

表26R JCS239-5J CN 5端口（檢測強電的端口）

3.2增加放電延遲電路

在測試過程，員工可在測試結束后可手動結束測試，此時無法對放電時間進行有效監控，使用時間繼電器和中間繼電器形成互鎖，利用時間繼電器控制氣動頭的上升時間，即測試完成后時間繼電器工作（一般時間繼電器設置為3～5s）3～5s后氣缸才能升起，這樣板子與放電工裝充分放電，電容的電壓很小，不會對板子帶來隱患。

3.3測試方式調整

廠內生產線在生產完顯示板后直接在后工序裝注塑件盒，大膽提出在裝完注塑件盒后進行插線測試。并對DcT工裝增加放電回路。因有注塑件盒防護，DcT測試完電容余電有存在沒有放完的，但不存在控制器板相互接觸的隱患，故不會有電容余電對控制器芯片失效的隱患。

4改善效果跟蹤

改善前，在1個月的時間，兩個編碼的芯片出現8單過電失效;改善后，跟蹤2個月，同款機型編碼無下線。由此可得出經過上述改善有效解決了工裝放電不足導致的芯片過電損傷問題。

5小結

通過對芯片的失效分析，確認芯片失效為過電擊穿。研究現有工裝的測試缺陷，針對異常點進行專項攻關，將所測試電路按照強、弱電進行分類，分別設計對應的放電電路，同時利用發光二極管的發光原理，來實現放電效果的目視化監控。為確保整改有效，消除在執行過程中人為操作異常導致的執行偏差，將放電結果進行計時，利用時間繼電器、中間繼電器互鎖實現工裝放電后自動彈起，提高測試工裝放電可靠性。