电子产品的整机装配测试

整机试装测试的目的是验证整机各个结构件之间以及整机与外部接口、模块之间的配合度。测试项包括单板与外壳的安装测试，整机端口（电源口、网口等）的插拔测试，用户使用场景的整机安装测试（比如整机在机房机架上的安装测试，整机在楼道弱电井的安装测试）。如果整机试装环节漏测试，往往会带来严重问题，造成批量召回。下面看一个典型案例。

2013年，C厂商针对旗下价格昂贵的XXX和XXX系列交换机发布了“问题通报”。世界各地的许多数据中心正在使用这2个系列的交换机。通报当中详述了这2个系列交换机当中复位键存在设计错误，导致用户插入网线之后，可能在短短几秒内让整个网络瘫痪。

C厂商表示，目前数据中心普遍使用的网线接头，配有保护罩并且伸出接头，以确接头不会突然松掉或者断掉，致使网线无法无用。但是XXX和XXX系列交换机的复位按钮，直接设置在交换机最左边一个端口上方，让有弹性的保护罩会碰到复位按钮，让交换机瞬间恢复出厂设置，让整个运行网络瘫痪。

那么“一个产品不能支持所有类型的网线”，我们自然认为它的健壮性不好。一个带弹性保护罩的网线就会让设备“误复位”，我们一定认为健壮性设计没有考虑。

我们在电路设计完成之后，至少需要测试所有自己公司采购的相关器件的一个测试，例如：自己公司配套的网线都需要进行测试吧。

这种情况可能在任何规模的数据中心当中发生，因为这2个系列的交换机和网线是常用产品，如果有人在这个端口插上一根网线，在不知情的情况下就会按下复位键，他们甚至没有意识到整个网络已经因此瘫痪。

令人惊讶的是，C厂商没有在这两个系列交换机发布之前发现这个问题，也没有在上市之后就提醒用户注意这个问题。这个问题可能已经让全球无数的网络工程师抓狂过。这个问题应该在整机试装测试环节暴露出来。

很多工程师会认为：结构设计这么直观，不会出现低级错误，靠空间想象能力就可以解决很多问题；结构工程师都进行3D建模了，不会有什么大问题。但是结构问题往往都是低级错误，由于公差或者一些细节被忽略，造成不可预知的问题。

按照我们的经验来看，凡是整机试装测试，其实都能发现一些问题。特别是一些装配带来的应力，导致原先考虑的公差不够，导致的问题。

上图是一个示意图，由于散热器比较大，安装的方式引入应力，导致PCB形变，由于陶瓷电容、需要散热的芯片高度都有公差，这些误差因素叠加在一起导致了陶瓷电容概率性接触散热器，有短路风险。这个故障需要一定的样本数的整机试装才能发现问题。

误差估计不足，在一些框式设备相邻槽位，有可能导致概率性干涉。

因为这种误差是多重误差叠加的，如上图，在导轨、安装误差、面板螺钉误差、PCB误差、背板连接器位置误差、散热器加工误差、安装误差、PCB形变等等。所以要留有足够的裕量 。

我们都需要通过整机装备测试的方法，用足够多的样本数，去验证我们的设计。

什么是电子组装技术？

电子组装技术（Electronic Assembly Technology）又称为电子装联技术。电子组装技术是根据电路原理图，对各种电子元器件、机电元器件及基板进行互连、安装和调试，使其成为合格电子产品的技术。

电子组装技术是伴随着电子smt元器件封装技术的发展而不断前进的，有什么样的器件封装，就产生了什么样的组装技术，即电子元器件的封装形式决定了生产的组装工艺，电子组装技术根据所组装工艺的元器件封装形式的不同分为两类，即通孔插装技术THT（Through Hole Technology）和表面组装技术SMT（Surface Mount Technology）。

smt元器件

电子管的问世，宣告了一个新兴行业的诞生，它引领人类进入了全新的发展阶段，电子技术的快速发展由此展开,世界从此进入了电子时代,开始,电子管在应用中安装在电子管座上,而电子管座安装在金属底板上,组装时采用分立引线进行器件和电子管座的连接,通过对各连接线的扎线和配线,保证整体走线整齐。其中,电子管的高电压工作要求,使得我们对强电和信号的走线,以及生产中对人身安全等给予了更多关注和考虑。

1947年,美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管,从而开创了人类的硅文明时 代,半导体器件的出现、低电压工作的品体管器件应用,不仅给人们带来了生活方式的改变, 也使人类进入了高科技发展的快行道。引线、金属壳封装的晶体管和引线、小型化的无源器 件,为我们将若干有关联的电路集成到一块板子上创造了基础,于是单面印制电路板和平面 布线技术应运而生,组装工艺强调单块印制电路板的手工焊接,由此大大缩小了电子产品的 体积,随着技术的不断发展,出现了半自动插装技术和浸焊装配工艺,生产效率提高了许多。

20世纪70年代,随着晶体管的小型塑封化,集成电路、厚薄膜混合电路的应用,电子器件出现了双列直插式金属、陶瓷、塑料封装,DIP、SOC塑料封装使得无源器件的体积进步小型化,并形成了双面印制电路板和初始发展的多层印制电路板,组装技术也发展到采用全自动插装和波峰焊技术,电路的引线连接则更简单化。

20世纪80年代以来,随着微电子技术的不断发展,以及大规模、超大规模集成电路的出现,使得集成电路的集成度越来越高,电路设计采用了计算机辅助分析的设计技术。此时器件的封装形式也随着电子技术发展,在不同时期由不同封装形式分别占领主流地位,如20世纪80年代由于微处理器和存储器的大规模IC器件的问世,满足高速和高密度要求的周边引线、短引脚的塑料表贴封装占据了主导地位:而20世纪90年代由于超大规模和芯片系统IC的发展,推动了周边引脚向面阵列引脚和球栅阵列密集封装发展,并促使其成为主流。无源器件发展到表面组装元件SMC( Surface Mount Component),并继续向微型化发展,IC器件的封装有了表面组装器件SMD( Surface Mount Device),在这一时期SMD有了很大的发展,产生了球栅阵列封装BGA、芯片尺寸封装CSP( Chip Size Package)、多芯片组件MCM( Multi-Chip Model)等封装形式。表面组装技术SMT正是在这样的形式下发展起来的。

插装元器件示意图

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