輕鬆秒修繼電器電路故障

作者 : Richard Tomkins,EDN

當繼電器電路板上插入通孔元件、電阻、二極體和IC後,開始間歇性地出現故障。儘管問題看似無解,但我們發現,採用示波器探測二極體的PCB走線時,施力較大就會出現故障;用箝子輕輕夾起二極體上的導線,故障也隨即消除了…

許多年前,我曾經在一家大型電話製造公司工作。我剛加入時,公司正準備出貨最後一台中央機房(CO)使用的Strowger交換機,接著就開始設計製造第一台數位CO交換機了。

我被分配到測試組的最後測試區,這裡有48V直流(DC)電源、振鈴產生器、板卡介面,以及各種插槽、開關、燈、跳線、撥號盤,還有一些有的沒的差不多都記不得名稱了。

在測試過程中,我們將待測卡的各種硬體互連起來,然後進行手動開關操作,觀察特定的燈是否亮起而其他燈熄滅,有時候用示波器測量繼電器的閉合接通和斷開時間,有時候則不需要測量時間,只需監聽繼電器的閉合就行了。

在過渡至全數位CO交換機的過程中,我們使用簧片繼電器矩陣卡。在現場自行製作簧片繼電器,使用一台自動加工機將玻璃管切開,並將原材料電線切割成合適的長度,將電線磁化後固定在兩個接觸點上,然後用玻璃外殼進行封罩,在內部灌入惰性氣體後加以密封,最後再對玻璃兩端進行退火處理。這台快速加工機器位於無塵室中,且運作良好。

在另一條生產線上,我們製造注入成型的塑膠繞線管,最後由另一台機器將兩個簧片繼電器插入繞線管中。然後,再將這一組裝送到另一條生產線,在繞線管上纏上線圈,最後再由另一台機器將導線末端連接到插入繞線管的接腳上。

數以千計的這種繞線管被組裝進模組中,每一個模組包含幾百個繞線管。所有繞線管上的線圈都由一個可控矽整流器(SCR)矩陣加以驅動。

我們設計製造的PCB上面大約有100個繼電器。這些PCB為四層,頂部或底部都沒有網版印刷層。一開始,我們在生產中都採用手工組裝,但是為了縮減成本和製造時間,我們在組裝中使用了拾放機。

透過使用拾放機,我們在第一批繼電器板子上插入通孔元件、電阻、二極體和一些IC,不久繼電器板子就開始間歇性地出現問題。其他的元件、電晶體和繼電器都是手工插入的,有些則是手工焊接的。

我決定先不打電話麻煩工程支援人員,而是親自上陣解決問題。他們之前已經關閉了生產線,因為成本太高了。

我發現某些板子在特定的測試站上會出現故障,經過幾個小時的測試(記得這是在電話測試設備上進行的,每個模組的測試要花將近一個小時),我還發現有些板子在稍微扭曲時會出現故障,即使它們稍早在傍晚時100%通過了測試。

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