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无源产品互调浅谈最近有几款产品互调总是不稳定，时高时低，问我有没有什么解决办法，经过一番了解后，发现：不是我们不了解产品的互调分析方法，而是对分析后的控制方法没有有效的去执行，致使产品互调时高时低，状态不稳定。通过该件事，我也在反思：为什么会出现这种情况？是我们的知识不够吗？还是我们现在变懒了？还是我们根本就不想去做？还是我们已经习惯了？难道真的要到绝境后，才奋起吗？那别人还给我们机会吗？产品问题不解决，客户就不能给公司订单，公司就不能给员工工资，工作的目的不就是争取工资吗？工资是公司给的吗？不是，工资是客户给我的。产品互调分析怎么做？如何控制？一：测试系统的分析与控制。一个好的量测系统是保证产品质量的前提，要不然的话：良品成了不良品，不良品成了良品；如何判定互调测试系统的好坏呢？首先要了解什么互调？无源互调定义：不同频率的电磁波在不均匀传输面上，发生非线性混频。输入信号f1和f2，发生混频后，输出信号除f1、f2外，还有2f1f2、3f1f2、4f1f3；2f2f1、3f2f1、4f2f1等混频信号。f1、f2的系数相加为3的称为3阶互调，系数相加为5的为5阶互调，依此类推。3阶互调信号最强，最容易落在接收端频段内。系统天线接收到的信号很微弱，需要经过放大器放大进入接收机。这样，互调信号也被放大进入接收机。接收机非常敏感，即使是很小的电平都会对接受信号产生影响，因此需要严格控制互调信号特别是3阶互调信号（这是官方的定义，如果通俗点的话：信号在某单元内传输时，单元的非线性因素产生一个对另一个单元有影响的信号，而这种信号对另一单元的影响是致命的）。常见的互调测试系统如下：反射测试法：信号源：产生需要的信号 功放：将信号进行放大 合路器：将两路信号合成一路信号功率计：检查信号功率大小 负载：吸收信号 频谱分析仪器：量测互调值依据不同产品的互调指标要求，设置不同的互调测试频点、根据不同的测试频点选择不同的功率放大器和合路器；互调测试时，根据产品的互调指标设置在频谱仪上设置不同的检查频点（注意：有些产品是有增益的，测试时要剔除或降低产品增益）。 当某一产品互调合格率(也就是一次通过率)偏低、良率不稳定时（查看一端时间内的一次通过率时，合格率时高时低-有点像过山车），首先要做的动作是：1. 了解产品良率的实际情况-测试多少台？多少台合格？现在的问题是什么？；2. 关于该产品做了那些动作，每种动作的做后的数据是什么？3. 产品互调测试的指标是多少？-互调测试频点、功率大小、指标是？带宽是？4. 产品测试系统是否有校验记录？测试的样机（gold sample）在那里？测试值是？这些是基础，不要在不了解实际情况下发表言论，毕竟毛主席教育我们：实践是检验真理的唯一手段。一定要收集整理好数据，并做好统计分析。在了解上述情况后分析：互调测试阶次-3阶、5阶、7阶、9阶等，测试的是带内互调还是带外互调？产品的测试值是多少？样机的互调测试值是否稳定？测试系统的多长时间做重复性和再现性测试，测试情况是什么？测试已判定的不良品在不维修的情况下，重新测试10pcs（或20pcs），观测每一台的测试情况（产品是否稳定、敲击腔体那个部位互调值变化明显、测试电缆是否发热等）和产品测试值，测试完成后统计分析：不良现象是否有一致性？不良品的测试值与要求值的差别是多少？敲击腔体时，互调值变化最明显的部位是那里？产品测试时，那些手法是可控，是否有产品测试控制手法的文件，这些文件是否已编入该产品的FMEA（failure mode and effect analysis产品失效模式分析）内。 现在发现，很多问题不是我们不晓得，而是我们的标准做不到，也就是执行情况不是很好（当要做分析时，样机（有些地方叫：标准件）没有，相关的日常维护数据也没有，就是测试的人员也不晓得要做什么样的数据，只知道这样做。有点像：巧妇难过无米之炊）。举例分析：H客户的某款产品，生产和品质反馈产品互调良率不稳定，找不到问题点，不知道该怎么办？调查后发现：产品上一周互调测试的良率水平为：90%95%（每天测试数量为：200pcs），只是本周内产品互调测试良率水平为：80%95%(每天测试数量为：150pcs)。该问题持续了3天，发现在线维修的产品增加了，在线看了一下产品维修记录卡，发现是互调问题，便说产品互调不良，自己找不到问题解决的办法，需要帮忙-没有去了解在线产品互调测试良率跟踪数据统计，没有监控统计良率的上下限，不清楚产品的互调水平。分析问题：1.产品Tx带宽是：35M(925M960M)，产品Rx带宽是：35M(880M915M)，互调测试选定是边频：F1=925M F2=960M F3=925*2-960=890M， F3刚刚落在Rx带内；单路信号功率为：44dBm；2.在线选取20pcs互调测试不良的产品（不经过维修的产品），重新测试产品互调发现：互调测试时，互调测试值不稳定（低噪飞的很高），发现测试系统的合路器与合路器附件的电缆发热，功率计显示驻波比超出规定的范围内； 注意这时，系统就有问题了-电缆发热，驻波超出范围。3.在没有样机（gold sample）的情况下：选取互调测试合格产品重新测试-产品互调不合格；选取互调测试不合格产品重新测试-产品互调测试合格； 量测系统存在问题-不能达到检测的目的。综合上述情况，说明该产品互调测试系统有问题。问题解决办法：1. 重新设置产品测试系统的测试指标（主要是测试频点、测试功率大小）；2. 检测每一条测试电缆、合路器等好坏，对不合格的电缆进行更换（本次问题是：一根测试接头处，因长时间使用，同轴电缆外部屏蔽线破损，发射功率时，线缆发热）；3. 在反复确认互调测试系统后，再重新检查20pcs不良产品（合格15pcs，5pcs不良）；4. 在线互调测试合格20pcs重新测试（合格18pcs，不合格2pcs）；解决措施：召集生产、计划、品质、测试工程部等相关部门人员商定：1. 在线不合格重新测试产品互调（不合格品送维修），在线测试合格品重新在测试一次（不合格品送维修）；2. 品质从在线的产品中选一台产品做样机（gold sample），每天测试前，先用样机（gold sample）量测系统是否合格（动作：比较样机测试值，测试值误差在+-3dBm内说明系统良好，可以进行产品测试，否则需维护测试系统）；3. 品质建立产品良率统计报表，及时反馈产品良率问题，做好数据统计分析；产品一次合格率超出规定范围时（设置一次合格率的上下限，并定期分析合格率的CPK），需及时召集相关人员处理。通过上述事件的分析处理发现：一个好的量测系统是保证产品质量的前提。六西格玛内的一句话：不管你的制成如何严格，做的不良品越多，流到客户手上的不良品也越多。 上述事件告诉我们：一个量测系统的标准和规范建立的重要性。不要抱怨员工的问题，也不要抱怨环境的问题，是我们没有把标准搞情况，是我们没有把相关制度建立好，忘记了做事要实事求是，只有把事做到实处，落实到实处才能解决好我们遇到的问题。 如何建立产品测试的FMEA（产品失效模式），不定期的跟新FMEA和坚决执行FMEA是保障产品资料的基础。人最难的是如何把一件事做好。二：产品装配过程分析与控制产品互调不良一般认为是装配问题，也就是产品互调不良就是装配过程监控不到为造成，这种观点是错误的，要不得的。结合本人在工作遇到的互调分析改善的经验，产品互调不良与产品装配制成有很大的关系（其实就是相关的标准问题，需要对部件物料建议一个标准），但不是主要原因。本着实事求是的原则，需要具体问题具体分析，认为如下几个方面是装配控制手段。1. 糟糕的连接器。常见的连接器有：7/16连接器、N型连接器等，根据产品的设计要求，选择不同的接插件，下面以常见的7/16为例分析产品互调； 图一 图二如上图所示为常见的7/16，在产品中一般置于双工器的公共端口（也就是天线端口），因此7/16传输的信号比较丰富（有直流电压信号、有接受和发射的高频信号、有载波的低频信号等），在众多的传输信号中对互调影响比较大的信号是：接受和发射的高频信号和馈电隔离信号，因而在设计7/16时，考虑的因素比较多，而其中重点是：既要满足产品设计的结构要求，又要满足产品信号传输的隔离要求，这给7/16结构带来了很大的难度。为满足结构和电气的通用性，一般将7/16设计成几段。如下： 7/16 外导体部分图示7/16的名称是：接插件口的内径和外径的比值-具体下去自己量测一下。在该部分，对互调影响最大的部分是外壳部分和中心内导体部分。其主要表现在如下几个部分： 由于机械加工工艺和装配工艺的难处，内芯连接一般设计成两段，压接或锡焊连接，压接或锡焊连接的制造工艺、参数控制比较多（机加公差尺寸、焊锡量、压接力度、焊接温度等），生产出来的产品一致性比较差(一般控制在2个标准差内)，使互调成为难以攻克的难点。经过长期的经验积累和设计的改善，7/16的设计趋于一体化主杆的设计，如下图，连接为一体化的主杆：题外话：我们看到的只是事物的表象，没有深入去了解问题时，要沉下心来做数据统计分析和现场实际调查工作。接插件的内芯材料的选择、加工工艺、电镀工艺等，是一个比较长的产品供应链，对每一个环节需要做好相关的监管和控制（也就是制定一个的检验标准和日常的维护电检表）。曾经对一块产品的互调进行分析，产品总是不稳定，找了很长时间发现是：内芯材质的问题（厂家为降低产品的生产成本，在电镀时，电镀工艺监控不到位，采用厚铜薄银技术，电镀时铜的厚度偏厚，银的厚度偏薄-趋附效应明显。 这也是产品的FMEA没做到位造成。外壳的接地问题：互调环在产品装配中的主要功能是：接地和密封：当接插件装配到产品上时，腔体的接插件的安装处通常情况下是平面，接插件的装配处也一般是平面；互调环高出接插件平面0.10mm0.15mm；互调环可以将接插件与腔体件的面面接触，变为线面接触（在相同的压力下；线、面结合处的压力比面、面结合出的压力要大；这是初中物理书上的基础知识）。在装配的过程中，线面接触是靠接插件的螺钉压合的紧固力来保证（一般用的是M3长度为10mm的内六角螺钉，但也可以用M4的内六脚螺钉，具体要看接触面的大小）；故在接插装配时，互调环与腔体的线面接触面需有压痕（最好的情况是：压痕清晰，最坏的情况是：没有压痕）。一般的要求为压痕不能少于线面接触的3/4，否则产品装配不良；这个标准的给出是在长期验证的基础上判定的，如何保证压合面接触保证有3/4，有如下两种方式：方式一：制作压合定位的夹具即：产品在装配前，使用夹具来保证线面结合的压力均匀，且不受螺钉紧固时压合力大小的影响。方式二：使用两种不同力矩的电动起子进行装配即：先用小的力矩的电动起子（力矩一般为紧固力矩的1/4-1/3）对角紧固，再用装配力矩（也就是装配紧固力矩）对角紧固。总的来说，糟糕的连接器是互调不良的主要原因，部件加工、电镀、焊接等生产、检验等环节需重点控制（对每一个加工工序，建立相对应的QC质量控制图，并依据实际情况，不断优化QC质量控制图）。提示一下：上面只是考虑主杆接地的问题，但如果接插面有非导电材质（如：接插面电镀时的保护膜，接插面的非导电颗粒等等），如何做验证分析；主杆的长度、腔体孔深的长度、焊接时焊锡量的大小、螺钉紧固时的力矩大小等这是都是问题监控点。产品工程师和品质工程师的职责就是找出这些变因，找出方法控制这些变因，并及时的更新产品的FMEA，及时的执行到位。2. 糟糕的装配工艺。产品在装配的过程中紧固方式、物料匹配方式、不同的装配人员等都会造成产品互调测试失败。在装配控制的手法中，有哪些控制手法？如何规避该问题的再次发生。结合产品的实际情况，具体的方法如下：a. 良好的紧固方式-螺钉的选择。不同的产品需配对不同的谐振杆（resonance），一班用螺钉（bolt）来紧固谐振杆。RF信号在腔体内以电磁场和电磁波的方式在腔体内传输，在选择紧固螺钉时，一般选择非磁性螺钉（磁性螺钉会是信号传输中的干扰信号）；又由于传输的信号为高频信号（RF信号的波长很短：1.8G的信号对应的波长为：0.1667米），信号在传输介质的表面传输，信号传输时存在趋附效应；结合上述两点：通常在螺钉的选择上执行如下原则：抽头片的紧固螺钉为铜件或铜件镀银（建议不用：磁性螺钉，或磁性螺钉镀铜，如用的话，会增加问题分析的难度，找不到问题点）；谐振杆的紧固螺钉一般用非磁性螺钉，对互调要求高的产品，建议用铜件或铜件镀银螺钉。注意：该螺钉只针对于互调影响大的区域（双工器：880915M，925960M，如互调产生点在925960M，不在880915M频段内，在880915M端口建议不用电镀后的螺钉，成本就比较高了）。还是那句话：实践是检验真理唯一标准。任何事都是要有数据统计和反复的实验验证。螺钉的加工方式和流程如下：下料（型材）- 螺钉打头（冷镦机）-搓牙（搓牙机）- 热处理（根据需求）- 电镀或发黑件题外话：螺钉在热处理的过程中，重点关注：氢脆现象的发生。氢脆现象曾经给我有个血的教训（因氢脆现象带来的断钉，给公司带来50w的损失）。b. 良好的紧固方式-避让方式的选择。金属器件在加工的过程中，因金属特性（金属的硬度）的不同，在装配制成过程中，金属与金属间的紧固性与理论上的差别很大。因而在加工的时候，需选择不同的加工工艺，具体情况如下： 从金属紧固特性上分析：不同的金属件（以铝件为例）选用不同的螺钉紧固时，一般情况下，1.盘头的螺钉比沉头的螺钉要好（盘头螺钉紧固时，利用盘头螺钉面去紧固，压合面比较大；沉头螺钉紧固时，锥面加工的一致性不能保证，紧固面是沉头螺钉的一个线面去压合紧固，压合受力面积不是很均匀）。但盘头螺钉的趋中性有没有沉头螺钉的好（沉头螺钉在紧固的过程中，锥面具有趋中性，而盘头螺钉没有）。还是那句话在设计、装配的过程中，依据产品结构的实际情况来选择对应的螺钉，但尽量少用沉头螺钉；2.关于紧固螺钉的长度选用问题：螺钉的咬合牙一般在510丝牙，具体情况要视结构选择的螺钉而定（如果是M8的螺钉，咬合5个牙就不行，但M3的就可以）；3.关于自锁螺钉，运用金属件弹性进行自锁，力矩一般都很小（一般在0.30.7N/m），因而自锁螺钉一般都要点螺纹紧固胶（在网上查查，看看就晓得了，这里不做介绍）。结合长期的工艺验证和数据分析，一般选用M4的盘头螺钉用做盖板与腔体的紧固螺钉，盖板的厚度一般设为3.00mm，具体的要视产品结构特殊而定。c. 装配耦合窗口的控制方式。产品在设计时，考虑的带通滤波器的带外抑制问题，一般会在排腔时，会加强或延迟信号传输的相位来调解产品带外抑制问题；通常会在腔体的两个或多个谐振杆的耦合窗口上加强或减弱，也就是常见的容飞、感飞、对称飞、窗口飞等（也叫：loop 或probe）。题外话：从互调改善的经验看：产品设计时，最好多用窗口飞，少用或不用感飞（loop），在ANT附近或抽头附近少用容飞（这些地方比较敏感，信号比较强，其干扰的因子比较多）。产品在设计的过程中，不可以没有耦合窗口，因而对于有耦合窗口的产品，在装配时如何控制？怎样控制？一般情况下：对于耦合窗口附近的谐振腔，在选用谐振杆时，选用镀层和外观光滑的谐振杆（当射频信号在有凹坑的谐振杆表面传输时，信号像水流一样在不均匀的表面流动时，会产生漩涡效应使信号叠加，产生非线性信号-非线性信号是有害的）。腔体的窗口一般情况下是不通过机加的（通常是压铸成型，只有特殊要求时，才会机加）。这与腔体压铸的数量和加工数量有关（后面做具体分析），是否做个同一模具在长时间压合后的合格率统计数据分析（在六西格玛内，标准差会偏移1.5）。总之这是个系统长期的数据收集整理过程，贵在坚持。d. 盖板(lid)的控制方式。依据不同的产品特性设计出不同盖板，常见的有压铸盖板、冲压成型盖板等；压铸的盖板后面在机加环节做分析。冲压的盖板加工方式：下料-剪切-校平-拉丝-冲压-攻丝-电镀等工艺；如果校平工艺不能保证材料的平整度，就会造成后面冲压工位的空位偏移；如果拉丝工艺不能去除材料表面的凹槽，就会造成后面电镀腐蚀的平整性；如果冲压工艺不能区分功能面和非功能面的功能特性，就会造成后面成品的电气性能（例如：信号泄漏、隔离度不良等）；如果攻丝工艺不到位，就会造成后面装配时毛刺翻边，造成产品电气性能不良；因而在盖板的制成中，必须建议一个稳定的来料检验（主要的是：盖板的螺纹孔、盖板的表面平整度等）。e. 腔体（body）的控制方式。腔体是互调产生的主体（毕竟所有的部件都是装配在腔体上的，腔体是整体部件的核心），产品互调不良如确认是腔体的问题，需要报废或更换腔体，那还不如重新在做一个产品，因而腔体是整个互调分析中的重中之重（由于本节主要是说明装配对产品互调的分析影响，后面的电镀、机加、压铸、设计等环节会做深入分析）。腔体的控制主要在如下几个方面：1. 腔体发黄问题。金属铜、银为活泼型金属，极易与空气中的化合物发生化学反应，长时间放置在空气中时，使其发黄、发黑（太长时间时，腔体内会有蓝的结晶物）。为避免该问题的发生，铜和银在电镀完成后，会在其镀层表面铺一层保护膜来隔绝空气；在存放周转时，需要严格控制仓库的温度、湿度、产品存放的周期等，不管你存放的环境如何好，放置的时间越长，腔体氧化发黄的几率也越高。但腔体发黄到何种程度时，是可以用的，什么情况下是不可以用的？制定相关检验标准时，需要由图片和数据分析为基础来研究（腔体轻微发黄、中度发黄、严重发黄等级别，对每一个级别通过实验的方式，分别走验证，用数据和图示的方式制定相关的检验标准），并不是所有发黄腔体都不能用。也就是针对每一种产品，需建立一个完成的FMEA，只有在建立一个完善的FMEA后，才能很好的保持产品的生产良率。2.腔体内壁与窗口上的毛刺问题，腔体中传输的信号时RF信号，是一种电磁信号的一种（所有的电信号，都存在尖端发电的现象如下图所示）；腔体内壁如有毛刺，那它就是一个尖端，是尖端就存在尖端放电。那是不是腔体内壁不允许有任何一点毛刺？其实这是一个相对的问题，腔体内壁很细小的毛刺、腔体内壁的台阶上有很小的毛刺，是可以接受的，具体要看它对产品性能的影响（在什么都要数据提供的基础上，可以正对每一个毛刺点，收集整理其问题点来做相关的验证，来说明该问题）。在互调的分析过程中，有人总是问：你说毛刺对互调的影响比较大，那有没有数据说明？有的产品就有毛刺，为什么它的互调还很好呢？第一个问题，它是一个知识认识度的问题，为什么在打雷的时候不能站在空旷的场地上，因为雷电会将你给劈死；置于第二个问题很好解释，其实这是一个相对问题，我们说互调是针对大功率信号传输通道，不是没有大功率信号传送的端口，也就是找的方向不同（表达的不是同一个问题点）。2. 腔体内壁脱模后的磨痕问题，机械加工成本问题（批量上线的产品不可能用CNC将腔体一个一个机械加工出来），腔体都是先压铸成型后，在用CNC简单走刀成成品（一般是腔体标准表面成型处理，对腔体的内壁是不进行机械加工的），在压铸脱模的过程中，由于脱模方式的不同，在腔体的内表壁存在一些磨痕。由于磨痕的存在，磨痕不是一个规则的传输面，信号传输时，相互叠加相互串扰产生非线性信号（就是互调信号），该问题一般出现在后期（也就是在批量压铸15000pcs后），产品刚开始互调不怎么样，但经过一段时间后，合格率有稳步提升，之后就慢慢下滑。至于该现象对互调的影响有多大，是一个长期检验和数据收集的分析而来的出来。需要做好相关的图片和数据分析。建议收集整理一批该问题，并针对该问题做一个简单的案例分析，为互调改善提供一个可行性的指导方向。3. 腔体的电镀问题（一般用Q值来表述）。产品电镀的好坏关系到产品互调的好坏，电镀检测镀层厚度用的是X-ray仪器来测试（利用金属对光的吸收程度来判定金属的厚度），电磁学上用产品的Q值来检查其电镀情况(附件为900MHZ产品的Q值量测方法)。往往电镀的行业又不懂产品特性（一个学化学的，你让他去了解高升的电磁学，十个有九个不懂）。产品来料检验的人员，需要提供给供应厂家相关检验标准，告知厂家怎么做？如何做？不要眉毛鼻子一把抓（找不到问题的重点）。f.谐振器（resonance）的选择和控制。不同的产品对应不同的谐振器。一般而言，频率低时对应的谐振器比较大（相对于频率高的产品而言），反之亦然。由于材料（铜材质、铝材质、钢材质等）和加工方式（机加、压铸、冷镦等）的不同，做出的谐振器也就不同（这是研发设计的问题），对装配而言重点系谐振杆来料的检验标准问题（置于千奇百怪样的谐振器，不用去了解太深刻）。 由于谐振器是单个的部件（由是电镀的器件），在转运的过程中存在这样或那样问题。制定相关的检验标准和规程是很重要的。g.其它控制方式。 装配问题不只是上述问题还包含：产品的焊接问题、盖板面与腔体面的压合紧密问题（也就是紧固螺钉的安装问题）、人员作业的心态问题、空气中的温湿度问题等，总之它是一个多方面因素印象造成的，不是单一的因子造成。分析问题时，不要以为单一因子是它失效的主要原因，也不要以为单独放松某一单因子对互调的影响不大，只有严格要求各个工序的检验标准和检验动作规范，才能有效的控制产品的互调。 以上的几点是本人认为：产品在装配的制成中需要注意的项目，属于个人意见，所列出的问题不全也不完成，还请各位看官给与斧正。三：产品电镀过程分析与控制 我们见到的腔体内表面有银白色的（腔体内的功能面电镀的是银）、有浅黄色的（腔体内的功能面电镀的是铜），这些是腔体电镀后的颜色，其底材是铝材。机械加工后的铝材会有大量的油污和铁屑，铝件电镀前需清洗，清洗完成后，需要清除铝件表面的氧化物，在去除氧