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第1012章 电路板功能测试(1/2)

卷首语

【画面:泛黄的1980年电子厂老照片,技术员俯身用万用表检测电路板,背景里老式机床运转声隐约可闻。字幕:当中国电子产业从收音机、黑白电视的组装起步时,电路板功能测试还是“用万用表量通断”的简陋尝试。那些焊满元件的基板上,藏着产业升级的最初密码,而测试技术员的每一次数据记录,都在为电子工业的腾飞铺就基石。】

一、萌芽期:万用表与“参数本”的起步(1978-1985)

【历史影像:黑白资料片中,国营电子厂车间里,技术员围在工作台前,手持万用表表笔接触电路板焊点,笔记本上密密麻麻记满电阻、电压数值。画外音:1982年《电子工业简报》记载:“全国县级以上电子厂中,配备专业测试设备的不足15%,多数依赖简易工具完成基础检测。”】

李姓技术员的工作台抽屉里,锁着一本磨破封皮的“参数记录本”。每一页都按电路类型分类,用蓝黑钢笔标注着“收音机功放模块正常电阻值4.7Ω±0.2”“电视显像管驱动电路电压12V”等数据——这是他用三个月时间,测试上百块电路板整理出的“宝贝”,也是车间里第一本自主编写的测试参考手册。

车间角落的铁柜里,存放着全厂仅有的两台“精密”设备:指针式示波器和晶体管测试仪。每次使用前,李技术员都要先预热半小时,用酒精棉擦拭探头,再小心翼翼地连接电路——这些设备是厂里用外汇从国外引进的,出一点故障,整个生产就得停摆。

【档案资料:某国营电子厂1983年“技术革新台账”记载:“李xx同志提出‘分段测试法’,将电路板按电源、信号、输出模块拆分检测,使故障排查时间从平均4小时缩短至2小时,月增产电路板120块。”】

冬日的车间没有暖气,李技术员的手指冻得发紫,却仍精准地将表笔对准0.5毫米的焊点。身旁的学徒小张不小心碰掉了电路板,元件散落一地,他没有责骂,只是捡起零件说:“测试前先看布局,哪根线连哪颗元件,心里得有张图。”

【技术考据:1980年代国内电路板以单面板为主,布线简单但手工焊接误差大,常见缺陷为“虚焊”“短路”,万用表通断检测和电阻测量是最主要的测试手段,缺陷检出率仅能达到50%-60%。】

二、探索期:信号注入与“图纸作战”(1986-1995)

【场景重现:演员模拟技术员在绘图板上绘制电路板布线图,红蓝铅笔标注信号走向,旁边散落着多块不同批次的测试样品。历史录音:1990年全国电子技术交流会片段:“随着多层板出现,传统通断测试已无法满足需求,信号完整性验证成为新的技术突破口。”】

王姓技术员的办公桌上,摊着一张比桌面还大的电路板布线图,图上用不同颜色的马克笔标注着信号路径、接地位置和潜在干扰点。这是他带领团队花一周时间绘制的“测试指导图”,针对新研发的程控交换机电路板——这种多层板的布线交叉复杂,稍不留神就会出现“信号串扰”缺陷。

“注入标准信号,看输出波形是否畸变。”王技术员握着信号发生器的探头,对准电路板的输入端口。示波器屏幕上,原本规整的正弦波出现了杂波,他立即在图纸上圈出对应区域:“这里布线距离太近,得调整间距。”身后的年轻技术员赶紧记录,笔记本上很快画满了波形图和修改建议。

车间新引进的“在线测试仪”成了宝贝疙瘩。王技术员主动申请值夜班,抱着说明书反复研究,用不同批次的电路板做测试对比,终于总结出“先静态测电阻、再动态注信号”的两步测试法,将多层板缺陷检出率提升到75%以上。

【历史细节:根据《中国电子工业发展史》记载,1992年国内电子企业开始批量生产4-6层电路板,布线密度较单面板提升3-5倍,“信号串扰”“接地不良”等设计缺陷频发,推动测试技术从“通断检测”向“功能验证”转型。】

为了验证修改后的布线方案,王技术员连续三天泡在车间,每天只睡4个小时。当第一块优化后的电路板通过全功能测试时,他布满血丝的眼睛里映着示波器上的稳定波形,嘴角终于露出笑容——这意味着企业能自主生产符合标准的程控交换机核心部件了。

【设备考据:1990年代初期国内引进的在线测试仪(Ict)主要来自日本和美国,单台价格约50万元,相当于当时一个中型电子厂半年的利润,仅少数重点企业有能力配备。】

三、转型期:仪器普及与“批量测试”突破(1996-2005)

【画面切换:1998年电子产业园区全景,现代化车间里排列着多台半自动测试设备,技术员通过电脑屏幕监控测试数据,打印机吐出一张张测试报告。字幕:市场经济浪潮下,电子产品需求激增,规模化生产倒逼测试技术从“人工主导”向“仪器辅助”转型。】

张姓技术员站在车间的测试流水线旁,盯着屏幕上实时刷新的数据:“第120块,合格;121块,合格……”这条去年引进的半自动测试线,能同时对5块电路板进行通电测试,自动判断是否存在短路、断路等基础缺陷,效率是人工测试的8倍。

但新问题很快出现:部分电路板在基础测试中合格,装机后却出现“间歇性故障”。张技术员怀疑是隐性布线缺陷导致,他带领团队收集了200块故障板,用示波器逐点检测信号传输,终于发现“线间距过近导致的高频干扰”问题——这是半自动测试设备无法识别的隐性缺陷。

“得给设备加‘眼睛’。”张技术员联合高校专家,在测试线上加装了图像识别模块,通过摄像头捕捉电路板布线图像,与标准模板对比,自动识别线间距偏差、焊盘偏移等问题。改造后的测试线,缺陷检出率从80%跃升至92%,为企业节省了大量返工成本。

【行业数据:《1999年中国电子元件行业报告》显示,当年国内电子企业测试设备普及率较1995年提升40%,其中具备图像识别功能的测试设备占比达15%,推动电路板批量生产合格率从65%提升至82%。】

车间的公告栏上,贴着张技术员团队的“技术革新奖状”。每当有新员工入职,他都会带着大家参观测试线:“测试不是‘挑错’,是帮设计和生产找方向——咱们多检出一个缺陷,用户手里的产品就多一分可靠。”

【产业背景:1996-2005年是国内电子产业“代工转型”关键期,珠三角、长三角涌现大批电子代工厂,对电路板的批量测试效率和成本控制提出更高要求,直接推动了中低端测试设备的国产化进程。】

四、升级期:高密度电路与“柔性测试”攻坚(2006-2015)

【历史实物:中国电子科技博物馆收藏的2010年hdI电路板样品,指甲盖大小的区域布满细密布线,旁边摆放着对应的柔性测试探针。画面模拟:显微镜下,柔性探针精准接触0.1毫米间距的焊点,电脑屏幕实时显示测试数据。】

刘姓技术员的实验室里,放着一台自主研发的“高密度电路测试工装”。针对智能手机用的hdI板——这种电路板的布线间距仅0.15毫米,传统刚性探针容易戳坏电路,他带领团队尝试用导电硅胶制作柔性探针,反复测试了30多种材料,终于找到兼顾导电性和柔韧性的配方。

“分层测试,从顶层到底层逐层验证。”刘技术员操作着测试台的控制杆,柔性探针阵列缓缓落下,与电路板表面的焊点精准贴合。屏幕上,各层电路的信号传输数据实时跳动,他紧盯着“信号衰减率”指标——这是判断高密度布线是否存在缺陷的关键参数。

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