提升電路板卡研發(fā)質(zhì)量研究

李增紅　蘭金茹　趙寧

摘 要：該文主要論述了提升電路板卡研發(fā)質(zhì)量的必要性及特點(diǎn)，實(shí)施過(guò)程中采取的措施和實(shí)施效果。從人、機(jī)、料、法、環(huán)等幾個(gè)方面對(duì)影響電路板卡研發(fā)質(zhì)量的因素進(jìn)行了深入剖析，提出了完善的改進(jìn)措施，并加以實(shí)施，取得了顯著效果，使電路板卡研發(fā)工作真正起到了提升設(shè)備板卡質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命的目的。

關(guān)鍵詞：電路板卡 研發(fā) 質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TB65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（c）-0007-02

近年來(lái)，中國(guó)各大城市軌道交通蓬勃發(fā)展，采用的設(shè)備逐漸呈現(xiàn)出電路集成化、功能模塊化、結(jié)構(gòu)一體化的特點(diǎn)，在更好地滿足運(yùn)營(yíng)需求的同時(shí)，對(duì)設(shè)備使用、維護(hù)和維修也提出了更高的要求[1，2]。

津?yàn)I輕軌已運(yùn)營(yíng)十多年，很多專業(yè)電子設(shè)備出現(xiàn)老化、故障高發(fā)的現(xiàn)象，并且某些電子設(shè)備因停產(chǎn)，導(dǎo)致備件無(wú)法采購(gòu)，給津?yàn)I輕軌的正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了較大安全隱患。為確保運(yùn)營(yíng)安全，電子工廠積極開(kāi)展研發(fā)工作，研制電路板卡的替代品，解決專業(yè)備件無(wú)法采購(gòu)的難題。由此如何保證研發(fā)電路板卡的質(zhì)量，確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為擺在面前的首要問(wèn)題。

1 電路板卡研發(fā)的特點(diǎn)

1.1 電路板卡研發(fā)對(duì)象

津?yàn)I輕軌運(yùn)行初期，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)備及板卡主要采取故障維修和預(yù)防性維修，由于運(yùn)行年限的增加，設(shè)備老化，故障高發(fā)，出現(xiàn)的備件停產(chǎn)或無(wú)法采購(gòu)的現(xiàn)象，針對(duì)這種情況，為了保證輕軌穩(wěn)定運(yùn)行電子工廠開(kāi)展電路板卡的研發(fā)工作。根據(jù)專業(yè)需求自主設(shè)計(jì)、制作新的電子設(shè)備，或?qū)ΜF(xiàn)有電子設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造、功能拓展、程序優(yōu)化，以及對(duì)無(wú)法采購(gòu)的部件研制替代品等。

1.2 電路板卡研發(fā)流程

依據(jù)津?yàn)I輕軌信號(hào)、通信、供電等專業(yè)提出的研發(fā)需求，電子工廠研發(fā)團(tuán)隊(duì)首先根據(jù)輕軌各系統(tǒng)的特點(diǎn)及板卡功能進(jìn)行可行性論證，可行性論證通過(guò)后進(jìn)行電路板卡的研發(fā)工作，具體研發(fā)流程包括：電路原理圖的設(shè)計(jì)、PCB板卡的制作、元器件焊接、板卡的廠內(nèi)測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、驗(yàn)收交接等。

1.3 電路板卡研發(fā)方式

雖然電子工廠的研發(fā)工作針對(duì)津?yàn)I輕軌各系統(tǒng)，板卡功能明確，但由于人員和設(shè)備有限，電子工廠采取自主研發(fā)和委外制作相結(jié)合的方式。委外制作主要完成對(duì)PCB板制作。

2 提升電路板卡研發(fā)質(zhì)量采取的措施

為提高電路板卡研發(fā)質(zhì)量，從研發(fā)流程、人員技能、環(huán)境、儀器儀表、制度、驗(yàn)收等幾個(gè)方面進(jìn)行深入分析，找出了可能影響電路板研發(fā)質(zhì)量的因素，并提出了切實(shí)可行的改進(jìn)措施。

2.1 完善制度、指引

要確保電路板卡研發(fā)質(zhì)量，首先需要有完善的制度、指引作保障。為此，筆者對(duì)電路板研發(fā)的相關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、指引等進(jìn)行了全面梳理及完善，形成了一套比較完善的電路板研發(fā)體系，同時(shí)，注重與現(xiàn)場(chǎng)工作的結(jié)合。

2.2 對(duì)原理圖嚴(yán)格審核

電子工廠研發(fā)人員使用Protel 99SE軟件進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)與繪制。原理圖的設(shè)計(jì)充分滿足設(shè)計(jì)的基本要求：規(guī)范、清晰、準(zhǔn)確、易讀。為了確保質(zhì)量，原理圖設(shè)計(jì)完成之后，設(shè)計(jì)人員首先按照設(shè)計(jì)要求對(duì)原理圖進(jìn)行自審，自審無(wú)誤后再交他人審核。其他人員同樣按照設(shè)計(jì)要求對(duì)原理圖進(jìn)行嚴(yán)格審核，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行討論、分析、解決。

2.3 保障元器件質(zhì)量

為確保電路板使用元器件的質(zhì)量，在采購(gòu)方面，明確元器件的規(guī)格型號(hào)、性能參數(shù)、生產(chǎn)廠商等。在檢測(cè)方面，制定元器件檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各種元器件明確主要測(cè)試參數(shù)，進(jìn)行全部檢測(cè)。例如電容需要測(cè)試容量、耐壓及引腳粗細(xì)，電源模塊需要測(cè)試空載輸出、帶載輸出、運(yùn)行穩(wěn)定性、發(fā)熱情況等。

2.4 保障焊接質(zhì)量

為確保元器件焊接質(zhì)量，在工器具方面，選用可調(diào)溫電烙鐵代替普通電烙鐵；在耗材方面，選用無(wú)鉛焊錫，以及絕緣性好的焊錫膏；在焊接溫度方面，根據(jù)元器件的種類，引腳的粗細(xì)以及相關(guān)參數(shù)等，嚴(yán)格控制焊接溫度，同時(shí)，編制了元器件焊接溫度范圍列表。焊接作業(yè)過(guò)程中，焊接人員要嚴(yán)格執(zhí)行《手工焊接作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》。尤其是對(duì)貼片元器件、芯片等的焊接，更要牢記并嚴(yán)格遵守焊接方法，避免不標(biāo)準(zhǔn)焊接。焊接后，使用專用清潔劑對(duì)焊點(diǎn)及其周圍進(jìn)行清潔，確保其可靠性。

2.5 電路板功能檢測(cè)

電路板元器件焊接完畢之后，為確保研發(fā)電路板滿足專業(yè)使用要求，需要對(duì)電路板進(jìn)行功能檢測(cè)。首先，需要完成靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。靜態(tài)測(cè)試是給電路板加上工作電壓，測(cè)量測(cè)試點(diǎn)的靜態(tài)工作電壓，靜態(tài)工作電壓正確即進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。動(dòng)態(tài)測(cè)試是用函數(shù)發(fā)生器給電路板加入合適的信號(hào)，用示波器觀測(cè)測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)波形，確保電路板正常工作。廠內(nèi)測(cè)試完成之后，需對(duì)電路板進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，確保電路板工作穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)、遙控、通信等功能。

2.6 電路板表面處理

對(duì)電路板測(cè)試合格后需進(jìn)行噴涂三防漆作業(yè)，需選取絕緣性好、附著力強(qiáng)的三防漆，并對(duì)電路板卡正反面分別進(jìn)行噴涂。

3 實(shí)施效果

為檢驗(yàn)以上措施的可行性及效果，筆者將其應(yīng)用于電子工廠電路板卡研發(fā)工作當(dāng)中，涵蓋津?yàn)I輕軌供電、通信、機(jī)電等多個(gè)系統(tǒng)，取得了良好的效果。

3.1 成功研發(fā)多種電路板卡

電子工廠根據(jù)各專業(yè)的需求，對(duì)停產(chǎn)緊需的設(shè)備備件進(jìn)行積極研發(fā)，在精細(xì)、精準(zhǔn)、可控的條件下，成功研發(fā)了供電系統(tǒng)“PM311 CPU板”、“直流量采集卡”，通信系統(tǒng)“通信車載臺(tái)控制板”，機(jī)電系統(tǒng)“EPS電池管理板”，信號(hào)系統(tǒng)“ADU顯示單元”等，這些板卡電路板卡功能完善，實(shí)現(xiàn)可靠的監(jiān)測(cè)與控制，解決了專業(yè)的燃眉之需，提升了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

電子工廠根據(jù)日常工作需要自行研發(fā)了“直流開(kāi)關(guān)電源多功能測(cè)試儀”，“蓄電池活化自動(dòng)切換裝置”、“電源類設(shè)備綜合測(cè)試平臺(tái)”，這些裝置的研發(fā)及應(yīng)用，不僅節(jié)省了人力物力，也提升了工作效率。

3.2 降低維護(hù)成本

近年來(lái)，電子設(shè)備更新?lián)Q代十分頻繁，津?yàn)I輕軌很多系統(tǒng)的電子設(shè)備因升級(jí)或停產(chǎn)，導(dǎo)致備件采購(gòu)成本大增，同時(shí)隨著系統(tǒng)使用年限的增加，故障率進(jìn)一步提高，導(dǎo)致備件嚴(yán)重不足。電路板研發(fā)質(zhì)量的提升，猶如雪中送炭，填補(bǔ)了備件不足或已停產(chǎn)的設(shè)備板卡，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，降低了維護(hù)成本，同時(shí)，故障頻率的降低，也在一定程度上降低了人力、物力的消耗。

4 結(jié)語(yǔ)

該文從人、機(jī)、料、法、環(huán)等幾個(gè)方面對(duì)影響電路板卡研發(fā)質(zhì)量的因素進(jìn)行了深入剖析，提出了完善的改進(jìn)措施，并加以實(shí)施，取得了顯著效果，使電路板卡研發(fā)工作真正起到了提升設(shè)備板卡質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命的目的。隨著津?yàn)I輕軌各系統(tǒng)電子設(shè)備板卡的逐漸老化，納入研發(fā)的電路板種類、數(shù)量將大幅增加，電路板卡研發(fā)質(zhì)量的提升，將為津?yàn)I輕軌電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙寧，卜路強(qiáng).淺談津?yàn)I輕軌AFC系統(tǒng)設(shè)備的預(yù)防性維修[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（19）：124.

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