無人機(jī)摔了三次還沒壞？拆開一看，原來這五個(gè)部位都“打了膠”

上個(gè)月，一個(gè)做工業(yè)無人機(jī)研發(fā)的朋友老李，半夜給我發(fā)微信：“今天試飛又炸了一臺(tái)，返廠一查，飛控板上的芯片焊點(diǎn)全裂了。這已經(jīng)是今年第三臺(tái)了?！?/p>

我問他是怎么炸的。

他說：“沒炸，就是正常降落，震動(dòng)太大了?？蛻裟沁呉诘V區(qū)飛，一天起降二十多次，一個(gè)月下來，芯片腳就松了?！?/p>

我問他：“你芯片底下點(diǎn)膠了嗎？”

他愣了半天：“??？芯片還要點(diǎn)膠？”

這一愣，愣出了至少20萬的售后成本。

今天就跟大家聊聊，無人機(jī)身上哪些關(guān)鍵部位必須用到底部填充膠。別看它藏在芯片底下看不見，少了它，你的無人機(jī)可能就變成了“一次性用品”。

第一處：飛控板的“大腦”——主控芯片

無人機(jī)的飛控系統(tǒng)，就是它的“小腦”。姿態(tài)控制、航線規(guī)劃、數(shù)據(jù)回傳，全指望這塊板子上的主控芯片。

但這顆芯片有個(gè)天生弱點(diǎn)：絕大多數(shù)是BGA封裝——就是芯片底下全是密密麻麻的焊球，你看不到引腳，因?yàn)樗冈谥靼搴托酒g。

無人機(jī)什么工況？起飛震動(dòng)、空中風(fēng)擾、降落沖擊、電機(jī)高頻振動(dòng)，全都要傳遞到這塊主板上。焊點(diǎn)天天被搖晃，時(shí)間長(zhǎng)了就裂。裂一個(gè)點(diǎn)，輕則數(shù)據(jù)傳不回來，重則空中停機(jī)。

數(shù)據(jù)告訴你有多嚴(yán)重：某無人機(jī)廠商做過對(duì)比測(cè)試，沒點(diǎn)底部填充膠的飛控板，連續(xù)振動(dòng)測(cè)試300小時(shí)后，BGA芯片焊點(diǎn)裂紋率高達(dá)37%。點(diǎn)了膠之后，同樣測(cè)試跑到1000小時(shí)，裂紋率不到3%。

實(shí)操建議：飛控板上的主處理器、姿態(tài)傳感器（IMU）、GPS模塊，只要是BGA封裝的，必須做底部填充。膠水要選低粘度的，能自己流進(jìn)芯片底下那種，固化后把芯片和主板粘成一個(gè)整體。

第二處：電調(diào)（ESC）上的功率芯片

電調(diào)是無人機(jī)的“肌肉”，負(fù)責(zé)控制電機(jī)轉(zhuǎn)得快慢。電調(diào)板上有幾個(gè)關(guān)鍵元件：電源管理芯片和MOS管。

這些元件的工作環(huán)境有多惡劣？電流大——發(fā)熱；開關(guān)頻率高——發(fā)熱；裝在機(jī)臂上——振動(dòng)大。三樣湊齊了，焊點(diǎn)最容易疲勞。

更麻煩的是，電調(diào)靠近電機(jī)，電機(jī)一發(fā)熱，整個(gè)板子溫度就上來。降落后冷卻，再起飛又升溫。冷熱循環(huán)，芯片、焊錫、電路板三樣?xùn)|西的熱脹冷縮系數(shù)不一樣，內(nèi)部就開始打架。打久了，焊點(diǎn)就裂了。

行業(yè)真相： 我認(rèn)識(shí)一個(gè)做植保無人機(jī)的老板，去年一批貨在新疆作業(yè)，夏天地表溫度40多度，無人機(jī)一天飛八個(gè)架次。三個(gè)月后，連續(xù)三臺(tái)機(jī)器報(bào)“電機(jī)堵轉(zhuǎn)”故障。拆開一看，電調(diào)上的MOS管焊點(diǎn)全有細(xì)微裂紋。

實(shí)操建議：電調(diào)板上的功率MOS管、電源管理芯片、電流采樣電阻，建議做底部填充或四周包封。膠水要選耐高溫的，至少能扛150℃以上。有些膠能做到155℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，這種用在電調(diào)上最穩(wěn)。

第三處：攝像頭模組——云臺(tái)上的圖像傳感器

現(xiàn)在的無人機(jī)，不帶個(gè)好攝像頭都不好意思叫無人機(jī)。拍視頻要穩(wěn)，拍照片要清，全靠云臺(tái)上那個(gè)小小的攝像頭模組。

攝像頭模組里有圖像傳感器（CMOS）、鏡頭驅(qū)動(dòng)芯片、防抖控制芯片。這些元件體積小、焊點(diǎn)細(xì)，但工作環(huán)境一點(diǎn)不輕松：云臺(tái)電機(jī)自己就在高頻微調(diào)，無人機(jī)震動(dòng)又傳過來，再加上起飛降落的沖擊。

血的教訓(xùn)：有個(gè)做航拍無人機(jī)的朋友跟我吐槽過：客戶投訴說拍出來的視頻“一抖一抖的”，以為是云臺(tái)壞了。返廠一查，云臺(tái)好好的，是攝像頭板子上那顆圖像傳感器的焊點(diǎn)松了。微裂紋導(dǎo)致接觸不良，信號(hào)傳輸斷斷續(xù)續(xù)，畫面就跟著抖。

實(shí)操建議：云臺(tái)攝像頭上的圖像傳感器、防抖芯片、鏡頭驅(qū)動(dòng)IC，這三個(gè)地方建議做底部填充。膠水用量要精準(zhǔn)，不能溢出來污染鏡頭。有些廠家用UV膠，點(diǎn)完照一下就能固化，適合精密部位。

第四處：圖傳模塊——射頻芯片和功放

無人機(jī)飛在天上，圖傳斷了怎么辦？輕則畫面卡頓，重則失控返航。圖傳模塊的可靠性，直接決定飛行體驗(yàn)。

圖傳模塊上有射頻芯片和功率放大器。這些芯片工作時(shí)發(fā)熱量大，而且射頻信號(hào)對(duì)物理位置特別敏感——焊點(diǎn)只要有一點(diǎn)點(diǎn)位移，阻抗就變了，信號(hào)就飄了。

表現(xiàn)出來就是：明明在同一個(gè)位置飛，有時(shí)候圖傳滿格，有時(shí)候只剩兩格。

技術(shù)真相：射頻芯片底下的焊球，不僅是電氣連接，還承擔(dān)著散熱和接地功能。如果焊點(diǎn)有微裂紋，接地不良，射頻性能就會(huì)下降。底部填充膠把芯片和板子牢牢粘在一起，焊點(diǎn)不動(dòng)了，信號(hào)就穩(wěn)了。

實(shí)操建議： 圖傳模塊上的射頻芯片、功放芯片、前端模組，建議做底部填充。膠水的介電常數(shù)要低，不能影響射頻信號(hào)。如果空間允許，可以考慮整板點(diǎn)膠防護(hù)。

第五處：電池保護(hù)板——電源管理芯片

電池是無人機(jī)的“油箱”。但真正管著電池的，是貼在電池上的那塊保護(hù)板。

保護(hù)板上有電源管理芯片、保護(hù)IC、MOS管。這些元件的工作環(huán)境：電池本身有重量，無人機(jī)劇烈機(jī)動(dòng)時(shí)，電池在倉里會(huì)有輕微晃動(dòng)，力傳到保護(hù)板上，焊點(diǎn)受罪。

再加上電池充放電發(fā)熱，溫度一高一低，焊點(diǎn)就疲勞。

安全事故： 去年有個(gè)案例，一架無人機(jī)空中斷電，直接砸下來。事后分析原因，不是電池沒電，是保護(hù)板上的電源管理芯片焊點(diǎn)裂了，導(dǎo)致保護(hù)板誤判，切斷了輸出。

實(shí)操建議： 電池保護(hù)板上的主控芯片、充放電管理芯片、保護(hù)IC，建議做底部填充。膠水要選阻燃等級(jí)的，萬一電池出問題，膠水不能助燃。有些廠家用環(huán)氧樹脂灌封膠，把整個(gè)保護(hù)板封起來，防水防震一起解決。

---

寫在最后

我把這五個(gè)部位整理成一張表，你可以保存下來對(duì)照：

主要風(fēng)險(xiǎn) ，及用膠建議

飛控板，主處理器、IMU、GPS芯片，主要風(fēng)險(xiǎn)，高頻振動(dòng)、跌落沖擊 ,用膠建議 低粘度底部填充膠

電調(diào)板 MOS管、電源芯片，主要風(fēng)險(xiǎn)，高溫、冷熱循環(huán)、振動(dòng)，用膠建議 耐高溫底部填充膠（150℃+）

攝像頭模組 圖像傳感器、防抖芯片，主要風(fēng)險(xiǎn)，微振動(dòng)、沖擊，用膠建議 精密點(diǎn)膠、UV膠可選。

圖傳模塊 射頻芯片、功放，主要風(fēng)險(xiǎn) 熱應(yīng)力、信號(hào)穩(wěn)定性， 用膠建議，低介電常數(shù)底填膠。

電池保護(hù)板 電源管理芯片、保護(hù)IC, 主要風(fēng)險(xiǎn)，晃動(dòng)、溫度變化 ,用膠建議,阻燃型底部填充或灌封膠。

老李后來問我：這點(diǎn)膠的成本大概多少？

我跟他說：一顆芯片用的底部填充膠，按克算的話，可能也就幾毛錢不到一塊錢。但你那一臺(tái)無人機(jī)賣幾萬塊，因?yàn)檫@幾毛錢沒花，導(dǎo)致空中停機(jī)砸下來——這個(gè)賬，你自己算。

漢思新材料實(shí)操建議：新產(chǎn)品定型前，一定要做振動(dòng)測(cè)試和高低溫循環(huán)測(cè)試。測(cè)完了拆開看焊點(diǎn)，用顯微鏡看。發(fā)現(xiàn)有裂紋的，別猶豫，上膠。這幾毛錢的膠，省下來的就是售后成本和品牌信譽(yù)。

更多相關(guān)電子用膠建議可以咨詢漢思，漢思新材料深耕電子封裝材料領(lǐng)域20多年，業(yè)務(wù)覆蓋全球多個(gè)國家和地區(qū)，聚焦高端電子封裝材料研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，涵蓋半導(dǎo)體、消費(fèi)電子、汽車電子、航空航天、儲(chǔ)能設(shè)備等高端行業(yè)。