手机功能自动测试系统的运用与推广.docx
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手机功能自动测试系统的运用与推广
摘要
手机的功能测试是每一个手机厂商出厂产品的必经步骤，它是确保手机使用功能安全、齐全的最有力保证，是每台手机品质的重要把关。
因此，准确的测试每一部手机各个使用功能，成为手机企业不可忽视的重要环节。
传统的测试模式多偏向于人工化，其操作步骤繁琐，所需人力多，投入的成本较大，而且容易造成一些功能上的漏测与误测，造成不良品流入市场。
于是一套用于手机PCBA板功能测试的自动化测试仪顺势而生。
此设备的最大的特点是能够通用，测试仪配置的板卡与软件灵活地结合在一起，能够实现各种动静态参数的采集，并进行比对分析。
系统提供简单明了的用户界面，对于不同类型的电子产品，用户可设置不同参数，只需更换测试治具即可进行测试。
系统本身导入的成本并不高，为企业带来了巨大的经济效益，在目前的电子行业有着巨大的市场，深受使用方的推广与好评。
关键字：
PCBA板功能；自动化；采集；分析
ABSTRACT
Functiontestofmobilephoneisamobilephonemanufacturerproductsmanufacturedthroughthestepsnecessarytoensurethatmobilephoneuse,itissafe,completethemostpowerfulguarantee,itisimportanttoensurethequalityofeachmobilephone.Therefore,accuratetestforeachofthevarioususefunctionsofmobilephone,mobilephonehasbecometheindispensablepartofenterprise.
Traditionaltestmodemorebiasedinartificial,theoperationiscomplicated,thenecessarymanpower,investmentcostisbigger,butalsoeasytocausesomefunctionontheleakagemeasurementandmeasuringerror,causeundesirablegoodsintothemarket.SoasetofPCBAformobilephoneboardfunctiontestautomatictestinstrumentforhomeopathyandhealth.Thisdeviceisthebiggestcharacteristiccanbegeneric,testinginstrumentconfigurationoftheboardandflexiblesoftwaretogether,toachieveavarietyofdynamicandstaticparametersofthecollection,analysisandcomparison.Thesystemwithasimpleuserinterface,fordifferenttypesofelectronicproducts,theusercansetdifferentparameters,onlyneedstoreplacethetestfixturecanbetested.Thesystemitselfintothecostisnothigh,fortheenterprisebroughthugeeconomicbenefits,intheelectronicsindustryhasahugemarket,bytheuseofsideextensionandpraise.
Keywords:
PCBAboardfunction；Automation；Acquisition；Analysis
前言
毕业论文是大学毕业前综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
在完成毕业设计的过程中，我们充分发挥了所学的基本理论、专业知识和基本动手操作技能。
本篇论文主要是根据在公司实习的工作内容而撰写的。
公司是一家以设计和生产手机为主的台资企业。
实习期间的工作内容主要是手机的下载、测试以及组装治具的制作。
本课题主要是关于公司刚刚引进的一款手机PCBA板自动化测试仪。
由于掌握水平有限，只能简单地介绍其基本的工作原理，测试功能，以及一些简单的调试与系统的维修。
通过毕业设计的制作，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文的修改，使我加深了对专业知识的了解，巩固了自己在校所学的东西，提高了综合分析、解决问题的能力。
在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理，并得到老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。
目录
摘要1
ABSTRACT2
前言3
第一章手机PCBA板功能的测试5
1.1手机PCBA板的简单概述5
1.2PCBA板的外观检验：
6
1.3主板的主要功能测试7
1.4手机主板功能测试自动化的意义9
第二章PCBA板自动化测试系统概况10
2.1测试仪的基本组成10
2.2系统的控制主页面12
2.3系统对主板功能的测试原理13
2.4主板夹具简介14
2.5作业步骤与规范15
2.6系统技术特点16
2.7系统优势与劣势17
第三章自动化测试系统的操作与调试19
3.1工程调试19
3.2测试结果反映与统计20
3.3测试系统的主要参数：
22
3.4常见测试不良问题的解决与系统维护23
第四章自动化测试系统的推广与前景25
4.1自动化测试的发展趋势25
4.2自动化测试的必要性25
4.3目前自动化功能测试系统的市场推广26
结束语27
致谢28
参考文献29
第一章手机PCBA板功能的测试
1.1手机PCBA板的简单概述
PCBA是英文PrintedCircuitBoard+Assembly的简称,也就是说PCB空板经过SMT上件,再经过DIP插件的整个制程,简称PCBA。
手机PCBA板的常见材质为电木板，玻璃纤维板以及各式的塑胶板。
而PCBA制造商会用玻璃纤维、不织布料以及树脂组成绝缘部分，再以环氧树脂和铜箔压制成“黏合片”使用。
通常PCB的颜色都是绿色或是棕色，这是阻焊漆（soldermask）的颜色。
是绝缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到不正确的地方。
在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面（silkscreen）。
通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件在板子上的位置。
大体发展史：
印制电路板出现之前，电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接而组成完整的线路。
因其暂用大量空间的缺点，在电子产品不断袖珍化的市场需求下不得不下火线。
近几十年来，世界各国在此科技领域已取得了成功的飞跃。
在绝缘的基板上加以金属导体作配线，再以电镀的方式，成功建立导体作配线，经过SMT的打板上件，手机主板的创造空间得到前所未有的释放。
1.2PCBA板的外观检验：
板材的尺寸规范及完整度
任何一块的合格的PCBA板必定是在公差范围内符合设计的尺寸标准，过大或偏小都将影响上面电子元器件的分布与排版，甚至造成功能的缺失。
1、焊接检验标准:
（1）不可出现焊接短路现象
引脚间的焊接短路问题不容小视，轻则影响手机功能，重则使产品烧坏甚至危害人身安全。
（2）不可冷焊或不熔化焊
多数由于温度不够引起的，易造线路成接触不良。
（3）不能出现焊接裂纹
一般的判断标准是裂纹不得超过引脚的50%。
（4）不可未焊或者焊不足
（5）不能有溅焊
其原因有可能是在焊锡熔化过程中飞溅至其他原件上，或者是在抬电烙铁时沾到其他原件上。
2、塞孔
任何为有脚元件准备的孔被堵塞都将直接影响器件的插焊。
造成塞孔的一个主要原因是焊锡是电烙铁的拖曳工作不细致而沾上锡点的。
3、元件缺失，方向不正确及错位
4、标签缺失
所有日期标码必须非常清楚，任何不清楚的字母都不能合格。
图1-1已焊好手机主板参见
1.3主板的主要功能测试
1、测试目的
为了使公司出厂的手机均能达到客户的使用需求，检验每部手机的每个功能是否达标，为手机品质严把关口，力争做到不良品流出为零。
2、测试的功能项目
手机的功能巨多，而且现在的智能手机功能更是数不胜数，应对不同的市场也产生了很多特殊的功能，常见的几种功能有：
（1）软件及版本测试
据各个不同机型的设计，应用到的软件版本及系统也不同。
通过测试可了解该版本是否符合原设计要求。
（2）开关机测试
测试标准在：
给手机主板供电能够，按照正常开机步骤能顺利开关机，且出现的开关机画面以及声音无异常，观察电流电压的情况（正常3.8-4.2V）。
（3）充电测试
传统的测试手法一般是通过制作充电测试治具，利用cable线给手机供电。
通过外接的电流表指针是否偏转来判定充电的成功与否。
另外也要观察在开、关机状态下是否都能正常充电，并且出现充电图标。
（4）LCD背光测试
LCD背光显示正常，无定屏，白屏，黑屏，花屏及颜色，亮度等异常显示
（5）触摸屏校准测试
人工检测此项功能可以利用治具——铜棒在触摸屏上进行模拟触摸。
触屏感应正常，不可出现无反应或反应过多不良现象。
（6）蓝牙功能测试
把手机开启，能正常激活蓝牙，在正常搜索距离范围内能搜索到对方的蓝牙机型代号，测试完毕关闭蓝牙。
（7）WIFI功能测试
为确保可重复性，测试需要在屏蔽罩或法拉第笼内完成，以消除外界干扰，良好的WIFI功能是能准确的搜到WIFI信号的。
（8）耳机功能测试
插入耳机，对着MIC发生，能够清晰的听见所发的声音，且LCD有相应的图标显示。
（9）铃声测试
铃声测试正常，SPK不可出现单、无、杂音及音量大小不的情况。
（10）按键测试
LCD上会显示每个按键上的标识，当我们逐一的按下每个按键后将会将屏幕上的所有字符清除，这样就表示每个按键（含侧键和导航键）都正常。
（11）USB测试
数据线连接到电脑上，LCD上也会有相应的图标显示。
（12）SIM卡测试
当放入SIM卡将接收到信号。
在信号强的状态下3s内将搜索到网络。
若有双卡功能的则再测切换是否正常。
（13）摄像头测试
装入摄像头，拍照正常，不可出现拍照无声，装置未就绪，拍出的图像清晰，无黑、白、花屏等现象产生。
（拍照后需将图片存储清理干净，不可保存）
（14）收音机测试
能顺利的接受到所放频率的信号，手机听筒有声音。
（15）音频回环测试
（16）耳机回环测试
（17）T卡识别
（18）TV声音和画面测试
（19）触摸屏滑动测试
1.4手机主板功能测试自动化的意义
传统的手机测试多依托于人工测试，即在车间流水线上依照一定的检测步骤逐一对手机PCBA板的各项功能按照一定标准进行测试。
在此过程中一部手机功能的完全检测需要至少十几人参与，多套检测治具的的辅助。
这样的流程不仅耗费车间空间，人力成本，直接的资金成本，更为不可避免的缺点是有些功能光靠这些简易的治具检测复杂，容易因人为操作因素造成个别主板的漏测、误测，导致不良品流出，影响企业品质形象。
如今企业用到的功能测试系统是过电脑判断手机PCBA主板的各项功能是否合格，并在系统上直接显示和统计结果，便于工程师找出问题所在及时解决。
由于该系统的兼容性和操作性良好，很大程度上满足厂家们的需求，因而它完全取代现有工人手工操作检测的方法。
根据不同型号产品测试要求，每套设备每天产能约3~4K，每个工人可操作2~3套设备，对于员工紧缺的市场环境，采用自动化测试系统无疑是最佳选择。
它只需更改夹具，即可对不同机型的手机进行测试，只要低成本投入即可大大改善测试环节所要解决的问题。
该系统也深受广大用户的推崇与好评，相信在不久的将来自动化测试会在业界全面普及。
传统手机测试手法与自动化测试的对比
传统测试：
根据手机PCBA板的测试项目和要求进行传统人工测试，其操作流程框图如下：
被测手机PCBA主板
人工肉眼观察和判别
简单治具作辅助测试
品保检验入库I
最终审查
自动化测试框图：
对比结论：
通过比较两种测试手法，我们发现传统的测试存在较大的漏洞，由于大部分测试结果基于人工判断，功能的合格与否没有明确的标准，大量的手工作业对主板伤害较大，如防静电措施，撞件事项等防不胜防，损失显而易见。
而利用自动化测试系统来检测的话，首先步骤上较为清晰简单，其次标准统一，受人为主观因素影响基本不存在，最主要的是能分析出不良品的具体问题出处，便于维修改良。
鉴于两者的比较结果来看，我们有理由去支持和推广这套系统的发展，并且试着运用到其他产品上。
第二章PCBA板自动化测试系统概况
2.1测试仪的基本组成
一套平常的自动化测试设备需要一定的硬件做承载和沟通，以UMAT-200型号的测试仪为例，UMAT-200型PCBA通用多功能自动测试系统由采集单元、控制单元、测试软件、输出单元等组成。
表2-1系统组成
设备
数量
电脑
一台
测试软件安装包
一个
4进4出多通道声
一个
IWTJM-1101控制器
四个
IWTJM-1201信号采集器
四个
耳机
一根
夹具
四个
表2-1参见
图2-1系统车间作业实物图参见
注：
这里需要对测试仪的一个重要组成部分——夹具做个说明：
夹具是另外针对机型而特别制作的治具，它主要是提供一个承载和连接作用，在传统的测试过程中也往往需要用到，但在该套设备上它的功能和结构都相对复杂，具体的结构和作用会在下面做介绍。
2.2系统的控制主页面
通用型多功能自动测试系统，是针对滞后的手工测试以及为了满足PCBA测试在操作简便性上的需求而设计的，它采用软件测试平台、采集卡和系统总线、以及自动识别测试治具并调用测试程序等一系列先进技术，可自动、快速、准确地的完成电路板的各种功能测试，且可由工厂的工程人员按照测试的不同要求更改测试步骤及参数，结果都统计保存在系统文件中以供日后随时调用，它功能强大，可对各种PCBA进行测试，是通用化PCBA自动测试系统，具有其他通用仪器组合出的功能测试系统无可比拟的优势。
通过观看其控制主界面，我们便可进一步了解它人机界面的人性化和灵活性的强大优点。
图2-2主板测试主界面参见
2.3系统对主板功能的测试原理
系统根据手机需要测试项目和测试手法，在采集单元，控制单元，测试软件，外接电源，示波器等设施的配合工作下，对标准样板的参数进行采集，并设定误差范围，将结果自动与被测板进行合格标准比较并判断是否合格。
并且它可根据工厂的工程人员按照测试的不同要求更改测试步骤及参数，并且所有的测试结果都统计保存起来方便日后调用。
还是以UMAT-200型号的测试仪为例，简单说明下各个设备间的连接方法与工作情况：
在装有声卡的电脑上连接4路音频输入和输出到控制盒，而采集盒与测试夹具分别通过RS232接口和排线（FPC）接到控制盒上，LCD显示屏连到夹具上，通过采集盒的采集取样分析测试结果。
最重要的被测PCBA板已夹具为承载，利用夹具上与之对应的各个针点分别提供电源和信号，方便作业及保护PCBA板。
电脑与采集盒之间有着4路USB连接，进行数据传输。
该测试系统的大体连接模式如下：
图2-3测试系统连接结构参见
2.4主板夹具简介
夹具是盛放主板用的，它是由模具厂商或者公司治具课里因“机”制宜而特制的治具。
治具材质一般是电木，它具有耐磨耐摔、耐高温、稳定性强、不易变形的特点，更方便于搬移和运输。
与板子接触的点一般是用探针。
探针的特殊头形突起能刺破焊接点的氧化层，接触可靠而不会损坏焊盘。
夹具上的模型与主板吻合，并且有效的避开了板上的元器件，躲开了撞见的发生。
另外，治具上还根据供电和信号传输需求，用探针连接PCBA板上的开机点，信号的发射与接收点TX,RX。
手机的供电有VBAT，接地GND，还有麦的测试等等，都需要通过探针或者其他途径进行配线通电。
夹具是作业员最直接和最经常操作的平台，也是手机主板与测试系统间的沟通桥梁，因而它在整套设施上起着举足轻重的作用，并且也是出问题最多的地方，所以车间常检查治具的良好程度，确保顺利生产。
由于夹具是与手机主板直接接触的，因此对于夹具的材料的有着严格的要求。
譬如，我们对于夹具的制作材料一般是电木、铁佛龙、和亚克力。
因为这些材料具有良好的绝缘性，防静电能力好，对手机安全而言意义重大。
正常的夹具经CNC加工后需要对其后期加工，其中包括刮边，倒角，打孔，攻丝，配线和验收。
夹具上假手行程，光滑平整度，以及受力大小等都是有一定标准的。
夹具的用：
测试中为了保证手机主板测试的质量和数量，使用与之对应的治具是最佳选择，有以下四点明显作用：
1、保证和提高产品质量（制件可以更好的进入准确位置）。
2、提高劳动效率（减少人工摆好工件的时间）。
3、扩大工具的操作范围（位置固定了，人员易于操作）。
4、改善劳动条件，降低产品成本。
图2-4PCBA板测试夹具图参见
2.5作业步骤与规范
将电脑，采集盒，控制盒，夹具都正确接上，打开信号设备，查看各个仪器上显示的指示灯是否都正常，若没有问题将主板接好FPC放上夹具进行测试。
测试开始时应进行样机的检测，这是为了确定整个系统的测试是否正常，要是样机测不过则说明该系统中有某些环节出现问题，需要马上调试修理。
当样机测试完毕即可对被测板子进行测试。
测试过程中要观察测试操作界面是否正常跳转，并及时记录在此过程中的异常现象。
操作规范：
由于作业员面对的不是成型的整机，所以对于操作手法和规范上更有严格的要求。
首先，要求每个直接接触手机的工作人员必须穿戴静电衣、静电帽和静电手套，有必要的话还要静电环。
这是防止手机PCBA板因人为因素而被静电损害。
其次，拿放板子也有严格操作要求，正确的方式应该是用手指夹住板子两边，手指不触及其中任何的元器件，在将主板放入夹具时应一步到位，不可有拖曳趋势，更不能在治具上摩擦，造成撞件。
在取出板子的时候也一样。
ESD防护简介
静电是物体受外力作用造成正负离子电荷在局部范围内失去平衡的结果。
这种外力如热能，动能，化学能等等。
静电产生的原因有：
物体间的相互摩擦，低温环境下气流的流动，物体间的直接传递，高压物体附近的电场感应。
所以在手机测试的车间内工作人员及其他们的衣物都有可能成为静电源，甚至是包装袋。
消除静电有两种方法，一是把静电释放，二是用极性相反的电荷将其中和。
2.6系统技术特点
与以往的传统测试相比，通用多功能自动测试系统由采集单元、控制单元、测试软件、输出单元等组成，可外接编程电源和负载以及高采样率接示波器等外设施。
该系统具有以下几种技术特点：
1、全自动测试方法，对操作人员要求低；
2、自动准确判断每个细节，不产生遗漏和误判；
3、应用优越的自校准技术，转机种不需要高素质工程人员；
4、可以同步进行多个测试工作，节约车间空间和人员工时；
5、用户界面友好，易于实现新机种自动测试之编程和调试；
6、治具结构规范，利于统一管理和控制成本；
7、测试结果由PC分析得出PASS或FAIL；
8、对FAIL品可即时打印出相关数据，对整个测试过程可生成统计报表文件以供日后随时调用，该文件可通过EXCEL打开。
2.7系统优势与劣势
目前大多数工厂对手机测试多偏向于一对一测试，即一项测试项目对一个FCT平台，该种测试台由测试工程师自己设计控制电路底板，连接I/O口到测试治具的针盘，实现对待测PCBA电压、电流检测、以及相应需要测试功能的测试。
一对一的测试对工人来说是方便，但是当一种机型生产完毕即意味浪费的开始，特别是一些治具的浪费，这其中需要花费不少财力和人力。
而自动化测试系统，再以UMAT-200型PCBA通用多功能自动测试系统来说，它可实现对PCBA的各种动静态参数进行快速且全面的自动测试，手机厂家无需更换测试硬件，只需增加一个相应治具、编辑一个测试程序即可。
这样就不会造成大量的设备，工具浪费。
经过实践操作和对比，可得出该系统具有以下无可比拟的优势：
1、节省劳动力，提高生产效率
系统将多个测试步骤集中到一起，由测试软件完成，人性化的操作界面、模块化的编程环境以及机种的便捷转换，为企业节省大量人力物力，并大大提高生产
2、易用性
其操作界面简单明了，无论是更换机种，或是模块的调整，还是具体到各项具体测试，一般作业员熟练以后都可操作。
3、通用性
系统可以通过更改编辑模块和程序，以及夹具就可对新机种进行正常测试。
4、缩减测试费用
很显然，使用自动化测试系统可以不用购置一大堆测试/分析仪器，如万用表，示波器，逻辑分析仪，频谱仪等，另外人工费也大幅减少。
5、减少测试上人为因素带来的偏差
在传统的测试中，由于测试人员的操作习惯和读数习惯往往会给测试结果带来人为因素上的偏差。
本产品采用计算机自动分析，并得出产品好坏结果，彻底杜绝了人为误差的产生。
系统的缺点：
人工测试有着自动化所不可代替的优点，例如在音质方面的测试，自动化测试现在还给不出具体的标准，因为语音质量本身就是靠人耳判断的，还有摄像效果等也是经过人眼观看才能检出画质好坏，单凭简单的电流和坐标比对只能测到有限的部分。
基于这些缺点，自动化测试系统还是有待改进和开发的。
第三章自动化测试系统的操作与调试
3.1工程调试
PCBA自动化测试系统具有较强的可调性和灵活应用，这些特性决定了它可以有着很好的通用效果。
根据不同的机型灵活增加、删减、修改测试项。
为了方便工程管理，手机软件版本更换后，可以在原有版本的基础上稍作修改并添加为另一个版本就可以制作出新的测试工程。
如之前要测的手机只有一个摄像头，在测另一款机型时添加了前置摄像头的功能，此时只需要选择对应的工程和版本就可以实现不同版本之间的测试。
这种操作准确简洁，节约空间和成本。
系统会对每一次的测试结果保存进数据库、Excel文件，可以随时查看之前的测试结果。
软件提供了100多个高级和基本的模块以供选择，其中每个基本的模块还可以组合成新的功能模块，使系统发挥更强大的测试作用。
测试项在夹具连接上测试系统后都由测试系统软硬件配合完成，中间无需人手干预，通过设置还可设定不同的账号和密码针对作业员和工程师使用，使系统的参数不会因人员随便改动而影响测试。
在满足所有需测功能都能得到测试的前提下，可以对每项的测试时间进行勘查，然后调整最短的时间，达到时间优化的目的，从而提高产能。
例如，当系统开始按键测试的时候，如果之前的而
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