FAN製程與檢驗.ppt

2020 2 15 風扇製程與檢驗 目的 提升熱傳 噪音與製程工程師對於風扇的認識及運用的幫助指導項目風扇的原理及結構風扇的製程及檢驗風扇性能檢測風扇品質與信賴性分析 2020 2 15 馬達運轉原理 2020 2 15 S N 運轉原理 工作線圈 驅動控制迴路單相 雙相 徑向繞線 風扇操作原理 2020 2 15 Quiz 線圈數目對於風扇轉速有何影響 磁鐵種類 磁場強度對風扇特性有何影響 2020 2 15 馬達運轉原理 風扇規格說明 2020 2 15 風扇形式 離心式 軸流式工作電壓及電壓範圍 V伏特 風扇啟動電壓 啟動的DutyCycle運轉電流 安培 轉速 RPM 與電壓或是DutyCycle關係鎖住電流 安培 消耗功率 瓦 電氣功能 FG RD PWM 鎖住保護 逆電流保護風量 CFM 靜壓 Inch H2O 噪音 dB 扇葉運轉方向 CW CCW 風扇尺寸 mm 包含馬達高度PWM控制頻率操作範圍 VH與VL風扇重量 g 安規認證 2020 2 15 風扇結構 2020 2 15 風扇組裝 風扇零 組 件及製造流程 風扇零件以及GA檢測項目 2020 2 15 轉子 定子 FanPinDefine 2020 2 15 風扇轉速控制方法 2020 2 15 Fan Vcc GND 什麼是PWM PulseWidthModulation 2020 2 15 選擇PulseFreq設定為65 4KHzHiLevel 3 50VLoLevel 0VOffset不需變更選擇Utility 按下OutputSetup 選擇HighZLoad 按下Done依照需求設定DutyCycle按下Output即可測試 頻率 1 T 若T 10ms 頻率 100Hz 頻率決定於EC或是系統的PWM產生器VH與VL決定於風扇本身選用IC轉速與DutyCycle的關係亦決定於風扇IC PWM控制注意事項 建議使用的DutyCycle範圍是從30 100 建議使用的PWM頻率範圍是高於20KHz 可以避開人耳聽覺範圍KME建議的啟動DutyCycle是各家風扇廠都會有建議的VH與VL 必須注意需留意各家風扇轉速與DutyCycle關係式並不相同 共用料時必須知會secondsource系統端風扇控制方式不外乎DutyCycle 會有廠商差異 Voltage 會有廠商差異 RPM 無廠商差異 2020 2 15 如何進行風扇轉速測試 2020 2 15 紅外線光學檢測閃頻儀光學檢測電源訊號檢測FG訊號輸出給系統或是計數器 示波器 電源供應可由系統或是電源供應器提供 轉速偵測方式 2020 2 15 第三條導線輸出信號 1 FG FrequencyGenerator 2 RD RotationDetect 風扇性能簡介 風壓 P 與風量 Q 之間的關係通常稱為風扇特性曲線 P QCurve 或P Q曲線 Pmax Q 0Qmax P 0 2020 2 15 如何比較風扇性能 2020 2 15 最終比賽的舞台一定是在系統裡同樣性能之下的轉速與噪音表現壽命價格RD服務品質 解決問題的能力與意願 2020 2 15 風扇製程 磁框 扇葉總成 磁條入磁框 磁分佈檢測 充磁 2020 2 15 風扇製程 扇框總成 2020 2 15 風扇製程 線圈 PCB WIRE 定子總成 2020 2 15 風扇組裝 風扇製程 風扇組裝 如何判定風扇品質 外觀檢查 檢查金屬管有否凸出 框氧化 引線長度 配線 顏色正確與否 表面粗糙 填料不足 毛邊 扣環開口 端子變形配件齊全及產品清潔 並輕拉導線確認是否斷線 電氣性能檢查起動電壓測試 依電氣規格調整啟動電壓 測試風扇是否轉動 若不運轉則為不良品 並記錄於24小時常溫測試品質記錄表 依電氣規格書為判定依據 或依製單特別要求 電流測試 以電氣規格書之操作電壓檢驗 風扇轉動時 所需電流數必須符合電氣規格 轉速測試 以電氣規格書之操作電壓檢驗 風扇轉動時 所需轉速必須符合電氣規格 檢視雜訊顯示波形及第三條導線輸出波形是否正常 依作業指導書標準波形為判定依據 異音判定 a 將風扇扇葉朝下 以耳聽判定異音 b 再以緩慢速度漸漸朝上旋轉至風扇垂直90 以耳聽判定異音 c 最後將風扇扇葉朝上 以耳聽判定異音 d 4公分以下機型距耳朵15 20cm 4公分以上機型距耳朵30cm判定不可用力搖擺 以定點判定不可有尖銳聲 斷續聲 培林聲及扇葉碰框聲等不良現象 其餘風切聲及低沉聲不影響客戶系統而產生異聲則判定OK 振動判定 依限度樣品 FQC人員每天確認登記在樣品自校記錄表死角判定 持風扇扇葉朝上 以拇指輕按扇葉中心三下 若停止不運轉 將電源關掉再啟動電源 風扇仍不運轉則判定不良品 另外每批 每天抽驗10台檢驗 以起動電壓作每極死角測試 並記錄於24小時常溫測試品質記錄表備註欄內 兩段式轉速測試 先行檢驗操作電壓之轉速 低轉 再測自第3條導線加電壓之轉速 高轉 以上兩種轉速均需符合電氣規格 鎖住自動斷電 針對有鎖住斷電機型 風扇以手壓住扇葉 使在某極停住 在電源供應器其電流值顯示應歸零 否則判定為不良品 2020 2 15 風扇檢驗治具 2020 2 15 扇葉干涉底座 單體檢驗可以檢出 扇葉干涉Cover 單體檢驗無法檢出 需要搭配風扇外框與檢驗治具 風扇信賴性 Reliability 高溫測試70度或90度 96小時確認風扇塑膠件是否有變形壽命測試L10MTTF其他信賴性測試 2020 2 15 風扇壽命計算 加速壽命是驗主要因子環境應力 樣品數目 試驗時間加速因子 相同產品做兩種不同應力 加速 條件的試驗 其結果之間有加速因子存在 其特性壽命之比值即為加速因子壽命值估算的主要方式指數分佈完整數據試驗時間或定時檢剔試驗失效或定數檢剔試驗 2020 2 15 T 總測試時間X CHIP SquareTablea 生產者冒險率r 失效數 L 10之估算方式 MTTF Observe T rMTTF L 10 0 105XMTTF Observe 2020 2 15 Example 樣本數 50pcs 測試時間158000hrs失效點分別為4952hrs 8598hrs 11026hrs 13026hrs 15800hrs各失效1pc 信賴水準90 T 總測試時間 1x4952 1x8598 1x11026 1x15800 45x15800 764402hrs失效數 5 X2 a 2r 2 X2 0 1 12 18 5MTTF 2xT X2 a 2r 2 2x764402 18 5 82638hoursMTTF Observe T r 764402 5 152800hoursMTTF L 10 0 105x152800 16044hours 2020 2 15 壽命評估 轉速上升後壽命是否會減少 A3E機型為例 風扇單體各項測試條件單體轉速 4 200rpm S1 壽命測試 70 3 000hrs OKMTTF 70 65 076hrs 如後頁附表50 185 347hrs L1 入系統各項條件系統內轉速 5 800rpm S2 環境溫度 50 系統狀態 連續運轉 2020 2 15 轉速由4200rpm提高至5800rpm 理論上壽命會降低27 6 左右 計算式如下