Pepperl+Fuchs倍加福传感器失效故障分析及整改

    Pepperl+Fuchs倍加福传感器是燃油系统的重要监测元件，如果燃油压力传感器出现故障，组合仪表会报发动机故障灯，引起客户恐慌、抱怨，而且无法正常监测燃油系统压力，燃油系统压力出现故障如不能及时处理，会导致排放异常、不达标，对环境造成污染。

    Pepperl+Fuchs倍加福传感器失效故障，均为0公里故障，导致车辆无法启动，故障率达到945ppm。对故障件进行测试，两只传感器大气压下输出一只为0.817V，一只为0.736V。加压测试，两只传感器输出电压都没有变化，仍然维持原状。

    Pepperl+Fuchs倍加福传感器输出电压无变化故障现象，进一步将传感器解剖，发现压力芯片已脱落。传感器内部压力芯片粘贴部位失效，燃油已进入传感器内部。传感器结构及工作原理：陶瓷板中央上有一个小孔，芯片粘贴在陶瓷板的小孔上，传感器串联在油路系统中。芯片背面与燃油接触，监测燃油管路压力。根据传感器的结构进行分析：芯片与陶瓷板用胶水进行粘接密封，燃油仅接触芯片背面，不接触其他部位，失效件均为粘接胶水从陶瓷板处脱落。

    Pepperl+Fuchs倍加福传感器调查结论：根据失效故障件分析，燃油压力传感器故障为陶瓷板处的粘接胶水失效，压力芯片脱落，是导致燃油压力传感器失效的原因。说明问题症结为：陶瓷板处的粘接胶水脱落。

    Pepperl+Fuchs倍加福传感器采用故障树对陶瓷板处的粘接胶水脱落问题进行原因分析。共找到8项问题原因，其中胶水保存及使用严格按工艺标准执行，此问题原因可排除；传感器生产均是在无尘车间生产，每年定期按GB/T16292标准进行检测，标准要求，生产环境有污染问题也可进行排除；员工上岗均是有上岗证，而且定期进行考评，所以员工技能不足也可进行排除；剩余胶水粘接强度不足、陶瓷板未清洗干净、贴片机贴片强度不足需要进行试验验证。

    3 试验验证

    3.1 胶水本身粘接强度不足问题进行试验验证

    芯片面积为2.7mm2，粘接力最小值需要达到1.7Kg；粘接胶水按军标MIL-STD-883标准测试，剪切力按在10kg试验，芯片无脱落现象；对传感器进行过载试验，过载压力1.45MPa，保持10min，恢复后传感器功能正常；进行了压力温度冲击试验，压力在0～1MPa范围内交变，频率0.2～0.5Hz，同时加载温度在-40℃～100℃交变，试验共计500个温度循环，根据最小频率推算压力交变的次数至少达到360万次以上，满足使用要求。

    根据试验结果，胶水本身粘接强度满足使用要求。

    胶水选型时选用耐油的环氧胶水，同时，对粘接后的传感器进行耐油试验，使用乙醇汽油、甲醇汽油、无铅汽油和FAM-B，每种燃油5只样品，进油口一端封闭，将4种燃油（M15、WQQY、FAM-B、乙醇汽油）分别灌入传感器压力孔内，灌满燃油后再封闭另一端，一个月后，其贴片胶均未出现脱落现象，测试传感器输出正常。得出结论：胶水耐汽油满足使用要求。

    3.3 贴片机粘贴强度不足问题进行试验验证

    芯片贴片采用桌面式自动贴片机贴片，程序自动运行，检查设备点检记录表无异常；同期也使用该贴片机生产吉利产品，未反馈不良；使用自动设备粘贴了50只芯片，进行推力测试，推力值远超过标准要求且数值稳定。调查结果：贴片设备运行稳定，检测陶瓷片，推力值符合要求，且数值稳定。

    3.4 对陶瓷板未清洗干净问题进行试验验证

    3.4.1 P28传感器生产工艺

   Pepperl+Fuchs倍加福传感器 陶瓷片→粘接PCB板总成→平铺清洗→粘接芯片→传感器装配

    3.4.2 故障传感器生产工艺

    陶瓷片→堆叠清洗→粘接PCB板→粘接芯片→传感器装配

    根据调研结果，仅在清洗过程中两种传感器生产不一致，因P28是先粘接PCB板，如堆叠清洗，会造成PCB板划伤，所以采用了平铺清洗；而江淮清洗前，陶瓷片为单件，不怕划伤，所以采用堆叠清洗；堆叠清洗每次清洗2000件，而平铺清洗每次生产70件。堆叠清洗方式，一次清洗2000PCS只全部进行剪切力测试。其中2只测试失败。平铺清洗方式，清洗2000pcs，粘接芯片后进行剪切力测试，测试值均合格。根据验证结果，因陶瓷片堆叠清洗，导致陶瓷片未清洗干净，导致陶瓷片与胶水脱落，对问题症结影响大，PPM值与整车故障率一致。

    根据试验结果，胶水粘接强度满足使用要求、贴片机贴片强度满足使用要求，陶瓷板因堆叠清洗，是芯片脱落的问题原因，清洗工艺由堆叠清洗改为平铺清洗后，芯片未出现脱落现象，压力传感器失效故障消除。本文通过对某压力传感器生产工艺、试验进行排查分析，最终找到了该压力传感器失效的原因，并对问题点调整了生产工艺，提升了传感器可靠性性、生产稳定性