王翔

摘要：本文描述了某产品的信号处理组件上的QFP芯片在常温试验时，出现启动异常的现象、排查过程、解决方法及后续改进等，详细介绍了该芯片的虚焊的原因。

关键词：虚焊  解决方法  改进

1概述

某型产品进行维修时，开机后发现，进行开机自检功能检查时，综合测试仪数字输出高度无输出，“正常”、“准备好”灯未能亮起，不滿足技术指标规定，通过监测信号处理组件供电、电源组件供电、时钟信号等，可以确定信号处理组件启动异常导致产品启动异常。

信号处理组件主要包括微处理器（ARM）、数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑器件（FPGA），以及接口电路、A/D电路等，主要作用是完成信号处理和数据处理，其中信号处理部分的主要功能是对输入的信号进行采样，将模拟信号转换成数字信号并进行处理，并将结果送给数据处理部分;数据处理部分重要完成功能解算、时序控制、自检管理等功能。

2排查过程

根据故障现象初步判定，影响产品自检功能不正常的原因有两方面：数据处理组件故障，信号处理组件故障。故障分析如图1所示。

2.1数据处理组件故障排查

将自检故障的产品接至综合测试仪，打开测试仪通电开关，对产品进行通电，采用三用表对数据处理组件接收自检信号（检查0）的插座XS3的第38脚供电电压进行测试，第38脚应为5v，每隔6.4s应收到1个0v的自检信号，测试结果为：第38脚电压为1.1v，并且没有收到0V的自检信号。

将此数据处理组件安装在工作正常的产品内，按要求进行自检功能检查，综合测试仪的“正常”灯亮，用三用表对数据处理组件接收自检信号的插座XP3的第38脚供电电压进行测试，测试结果为：第38脚电压为5v，并且每隔6.4s收到了0v的自检信号。将综合测试仪各开关置于初始位置，调节可变衰减器使产品进入跟踪状态，调节高度表零延迟灵敏度、零延迟测高精度、长延迟灵敏度、长延迟测高精度等指标，产品均能正常工作。

因此，可以排除数据处理组件的故障。

2.2 信号处理组件故障排查

将自检故障的产品接至综合测试仪，打开测试仪通电开关，对产品进行通电，采用三用表对信号处理组件发射自检信号（检查0）的插座XS6的第20脚供电电压进行测试，第20脚应为5v，每隔6.4s应发出1个0V的自检信号，测试结果为：第20脚电压为1.1v，并且没有收到0v的自检信号。

对故障的信号处理组件继续进行排查，自检信号应该是QFP芯片第19脚输出的，对第19脚通过40倍立体显微镜进行检查，发现该引脚有轻微翘起现象，焊锡量过少，与焊盘的有效接触面较少，属于不合格焊点。

2.3  问题定位

根据故障排查结果，确定该QFP芯片自检信号故障，将信号处理组件安装于正常工作的产品上进行测试，测试结果与本产品故障现象一致，同为自检报故状态，所以，故该故障定位为QFP芯片第19引脚虚焊造成。

3  机理分析

针对本产品中信号处理组件返厂维修后定位的QFP芯片19脚虚焊问题，通过分析和判定，并将QFP芯片放置在40倍立体显微镜下进行观测。通过显微镜检测发现，该芯片其他引脚焊盘锡量均匀、引脚润湿性良好、焊点光亮、平滑，无虚焊、漏焊、拉尖等情况，而在对19脚进行仔细观察时，发现该引脚前端有部分翘曲，翘曲部分脱离焊盘，表面附带有一定的焊锡量，在翘曲的引脚和焊锡之间，有开裂形成的缝隙。因此判断，由于引脚的部分端面翘曲，使得该引脚所接触到焊盘的有效面积降低、焊锡量也随着减少，存在焊接缺陷，加之后续经过若干环节的振动试验、环境应力筛选试验、高低温工序试验，以及后续的包装、搬运等过程后，使得引脚与焊盘完全脱开，直接导致接触不可靠，机器自检报故，“正常”灯不亮。

对于翘曲产生的原因，从器件的入厂检验、分发、领用、运输、装载等方面进行了分析。集成电路器件在入厂后需要按比例进行抽验，验收外观尺寸及引脚是否符合要求。QFP芯片来料原为编带形式，但由于抽验需将部分器件取出，验收后又无法重新放回编带中，故常与编带一起放置在防静电塑料袋中，并由物资部门分发到生产车间。该芯片由于是细间距的器件，引脚细、密且比较软，轻微的碰触就会造成引脚的变形甚至损伤。生产工人在领用该器件时，要求对引脚进行检查，轻微的变形需要手工进行整形，在装载至贴片机供料器时，需要再次进行检查，同时贴片机在拾取器件后，会采用图像识别器对器件的引脚进行检查，发现引脚倾斜、缺损的，会抛掉不用。但无论是人工或者是贴片机检查，都更倾向于发现引脚在水平方向的变形，而对于垂直方向的变形即引脚共面性不好的缺陷，往往很难判定，因此可能存在遗漏，正如QFP芯片第19脚的翘曲。对于这一方面的遗漏，需要借助于焊接后的检查和修焊来予以剔除，也就是说，焊接后对于焊点的检查尤为重要，无遗漏的检查，才能避免焊接隐患，确保焊接质量。

4 改进措施

在后续的生产中，对于精密元器件在抽验和分料时造成分散包装的，必须采用防静电托盘、盒或防静电海绵固定放置，从而避免装入防静电塑料袋所造成的引脚变形和损伤。在芯片转运、拿取和返修等过程中，要确保放置平稳、安全，不允许出现跌落、碰撞、引脚损伤的情况。工艺人员对操作工人及检验人员进行精密器件的焊点检查方法培训，主要是对0.5 mm间距QFP、SOP器件在40倍立体显微镜下焊点是否合格的标准进行讲解，让操作工人及检验人员对合格焊点的判断标准有直观印象，加强他们的质量意识。

5 结论

某产品出现自检报故，是由于QFP芯片的19脚引脚存在变形、翘曲，使得该引脚所接触到焊盘的有效面积减少、焊锡量少，存在焊接缺陷，而在焊点检查时又存在疏漏，致使该焊点在经过振动、环境试验、运输、安装等诸多环节后焊点出现接触不良，造成机器自检报故。

参考文献

[1]陈正浩.电路的可制造性设计[J].新电子工艺，2007.

[2]汪方宝.整机电子装联技术.北京：电子工业出版社，2017

[3]李晓麟.整机装联工艺与技术.北京：电子工业出版社，2011