調(diào)試工藝技術(shù)在電子設(shè)備研制各階段的應(yīng)用

黃 巍，胥冬琴，傅軍團(tuán)

(1. 陸軍重慶軍事代表局駐成都地區(qū)軍代室，成都 610036；2. 中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所，成都 610036)

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工程與應(yīng)用

調(diào)試工藝技術(shù)在電子設(shè)備研制各階段的應(yīng)用

黃 巍1，胥冬琴2，傅軍團(tuán)1

(1. 陸軍重慶軍事代表局駐成都地區(qū)軍代室，成都 610036；2. 中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所，成都 610036)

電子設(shè)備在使用之前必須進(jìn)行調(diào)試，只有各項性能指標(biāo)達(dá)到規(guī)定的要求，設(shè)備才能正常地工作。本文以某所電子設(shè)備為例，闡述了在產(chǎn)品各階段調(diào)試過程中具體的調(diào)試依據(jù)和工藝要求側(cè)重點，證明了標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的調(diào)試依據(jù)和詳盡、有效的工藝技術(shù)要求是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要條件。

調(diào)試依據(jù)；調(diào)試工藝文件；工藝技術(shù)要求

0 引 言

電子設(shè)備是由眾多元器件組成的，由于各元器件性能參數(shù)具有誤差/波動較大的特點，再加上電路設(shè)計的近似性和生產(chǎn)過程中其它隨機(jī)因素(如焊接缺陷、存在多余物等)的影響，使得裝配后產(chǎn)品的電性能在一定程度上與用戶要求存在差異，無法100%保證合格，因此電子設(shè)備整機(jī)裝配完成后必須進(jìn)行不同程度調(diào)試[1-2]。調(diào)試的目的是檢驗產(chǎn)品電性能是否滿足用戶要求，必要時指導(dǎo)電路進(jìn)行一定程度調(diào)整、優(yōu)化，可見調(diào)試在產(chǎn)品實現(xiàn)過程中至關(guān)重要。

電子設(shè)備調(diào)試依據(jù)一般來源于設(shè)計文件，如技術(shù)說明書、技術(shù)條件、調(diào)試細(xì)則/說明、元器件篩選說明等等，經(jīng)各方面資料匯總后以明確產(chǎn)品性能參數(shù)指標(biāo)和質(zhì)量目標(biāo)，可見電子設(shè)備調(diào)試依據(jù)來源比較分散、指導(dǎo)性較差[3-5]。此外，由于各個階段產(chǎn)品成熟度不同，即產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和電路的穩(wěn)定性或優(yōu)化程度不同，為了達(dá)到同一參數(shù)指標(biāo)和質(zhì)量目標(biāo)，各階段調(diào)試方法、調(diào)試內(nèi)容和調(diào)試過程將不同，因此各階段的調(diào)試工藝技術(shù)要求也將不同。就目前各電子行業(yè)產(chǎn)品各階段調(diào)試而言，存在的普遍問題是調(diào)試依據(jù)不明確，調(diào)試過程中工藝技術(shù)要求不規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，有效性和可操作性較差，同型號、同批次產(chǎn)品質(zhì)量差異性較大[3]。

因此，本文以某所電子產(chǎn)品為實例，闡述了電子產(chǎn)品在各階段實現(xiàn)過程中具體的調(diào)試依據(jù)和工藝技術(shù)要求，強(qiáng)調(diào)了明確、規(guī)范的調(diào)試依據(jù)和詳盡、有效的工藝技術(shù)要求在產(chǎn)品實現(xiàn)的各階段調(diào)試中的重要性。

1 通用調(diào)試工藝技術(shù)要求

電子產(chǎn)品從項目成立起，先后要經(jīng)歷論證階段、方案階段、工程研制階段(初樣階段、正樣階段)、設(shè)計定型階段和生產(chǎn)定型階段。隨著產(chǎn)品階段的不斷提高，產(chǎn)品調(diào)試的技術(shù)文件、工藝文件和過程控制文件逐漸完善齊備，關(guān)鍵特性參數(shù)逐漸固化，數(shù)據(jù)包逐漸充盈，產(chǎn)品成熟度逐漸提高。但是，無論產(chǎn)品在哪個階段、成熟度如何，調(diào)試過程中都必須從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等方面遵守以下通用的工藝技術(shù)要求：

1.1 人

為了保證電子設(shè)備的裝配質(zhì)量(電子裝配和機(jī)械裝配)，調(diào)試過程中所有操作和檢驗人員上崗前及在崗期間，需要進(jìn)行質(zhì)量意識、工藝標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方能上崗。

對于彈、箭、星載電子設(shè)備而言，在調(diào)試過程中明令禁止調(diào)試工人或設(shè)計師擅自進(jìn)行電裝或鉗裝操作，必須進(jìn)行電裝或鉗裝時，應(yīng)按相關(guān)手續(xù)請具有上崗資質(zhì)的電裝或鉗裝工人按相關(guān)作業(yè)指導(dǎo)書或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范操作，避免因操作不當(dāng)，造成虛焊、焊盤脫落、焊點短路、引入多余物等質(zhì)量問題。

1.2 機(jī)

設(shè)備和工具的精確度和正確操作，關(guān)系著產(chǎn)品調(diào)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。因此，調(diào)試過程中明確要求各工位所使用的儀器、設(shè)備、工藝裝備等必須與工位儀器卡片上的保持一致，并定期進(jìn)行校驗，確保設(shè)備在有效檢定周期內(nèi)使用。

此外，根據(jù)電子設(shè)備元器件的靜電防護(hù)特殊性，所有設(shè)備必須按相關(guān)國標(biāo)或國軍標(biāo)要求規(guī)范、正確接地，做好靜電防護(hù)，避免產(chǎn)品中的器件由于靜電作用而失效。

1.3 料

調(diào)試過程中使用的料即指待試件。

在產(chǎn)品調(diào)試之前，要求調(diào)試人員/設(shè)計師參照設(shè)計圖紙，對待試件焊點、螺釘、線纜連接和外觀質(zhì)量(包括涂鍍層、色差)等情況進(jìn)行檢查。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求外觀質(zhì)量合格后才能進(jìn)行正常的調(diào)試和試驗。對于有缺陷的產(chǎn)品應(yīng)及時安排返修，避免上一步工序造成的質(zhì)量缺陷繼續(xù)流傳到后續(xù)工序，埋下質(zhì)量隱患。

1.4 法

在產(chǎn)品調(diào)試過程中，明確的管理規(guī)章制度是保證產(chǎn)品進(jìn)度和質(zhì)量的有效途徑。在電子設(shè)備各階段調(diào)試過程中，明確要求必須遵守以下規(guī)則：

1)調(diào)試過程中要求嚴(yán)格按調(diào)試工藝文件(或調(diào)試說明/細(xì)則)、技術(shù)規(guī)范、測試細(xì)則等文件及各型號任務(wù)要求的試驗大綱進(jìn)行，不得隨意更改各流程的步驟和要求內(nèi)容。

2)產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)試前須及時建立質(zhì)量管理履歷卡，操作人員須按工藝流程在質(zhì)量管理履歷卡上填寫、簽字。

3)生產(chǎn)現(xiàn)場所使用的文件必須為“受控”、“有效版本”文件，且有專人負(fù)責(zé)管理，保證文件的合法性和唯一性。若文件涉密，則必須存放在密碼文件柜或保險柜中，任何人不得擅自外借、更改或做標(biāo)記，嚴(yán)格按照國家/單位保密管理要求和工藝紀(jì)律管理要求執(zhí)行。

1.5 環(huán)

為了避免裝配和調(diào)試過程中引入多余物，工藝要求調(diào)試現(xiàn)場必須整潔、整齊，其中航天電子產(chǎn)品要求現(xiàn)場潔凈度不低于10萬級。由于電子產(chǎn)品中元器件的特殊性，要求調(diào)試現(xiàn)場溫度控制在23℃±5℃，濕度40%～60%。對現(xiàn)場潔凈度、溫度、濕度要求定期進(jìn)行檢測和日常維護(hù)，并出具檢測報告，保證調(diào)試現(xiàn)場環(huán)境符合產(chǎn)品生產(chǎn)要求。

1.6 測

電子設(shè)備在各階段實際調(diào)試測量過程中必須遵循以下工藝技術(shù)要求：

1)調(diào)試過程中的故障整修，要求必須詳盡記錄在調(diào)試記錄中。按照相關(guān)返修流程，操作人員依據(jù)整修單和臨時工藝進(jìn)行故障整修，并記錄整修過程中使用的參數(shù)(如置換的元器件位號、電烙鐵溫度等)、整修前后位置及參數(shù)變化、整修操作人員等基本信息。

2)調(diào)試過程中須如實做好調(diào)試記錄、自測記錄、驗收記錄等，各種記錄由產(chǎn)品調(diào)試人員負(fù)責(zé)記錄的正確性和完整性，為后續(xù)檢驗、審核提供依據(jù)。嚴(yán)禁涂改，可劃改但單頁劃改不能超過兩處，且劃改后須簽字并注明劃改時間。產(chǎn)品入庫后，調(diào)試記錄移交資料庫存檔。

此外，調(diào)試記錄為后續(xù)鉗電裝整理檢驗提供依據(jù)。根據(jù)調(diào)試記錄，鉗電裝整理調(diào)試過程中動過的所有焊點、線束、緊固件，要按國標(biāo)、行標(biāo)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗所有電裝和鉗裝質(zhì)量，檢驗產(chǎn)品中多余物，核實產(chǎn)品同一焊點返修次數(shù)等等重要信息，如航天要求任一焊點返修次數(shù)不得超過3次。因此，保證測量過程中調(diào)試記錄的完整性和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

2 各階段調(diào)試工藝技術(shù)

除了必須遵守上述調(diào)試通用工藝技術(shù)要求之外，隨著電子設(shè)備成熟度的提高，各階段調(diào)試依據(jù)和工藝技術(shù)要求的側(cè)重點和關(guān)鍵點將各有不同。

由于電子產(chǎn)品論證階段和方案階段同屬于探索階段，該階段調(diào)試以初稿形式存在，可歸為調(diào)試的方案階段；當(dāng)電子產(chǎn)品處于工程研制階段(初樣階段、正樣階段)時，該階段調(diào)試不斷優(yōu)化和完善，可歸為調(diào)試的研制階段；當(dāng)電子產(chǎn)品上升到設(shè)計定型階段和生產(chǎn)定型階段，調(diào)試已成熟，可歸為調(diào)試的批生產(chǎn)階段。因此根據(jù)電子設(shè)備的研制特點，調(diào)試可劃分為三個主要階段：方案階段調(diào)試、研制階段調(diào)試、批生產(chǎn)階段調(diào)試。下面以某所電子設(shè)備為例，展開描述電子設(shè)備在以上各階段的調(diào)試依據(jù)和工藝技術(shù)要求側(cè)重點。

2.1 方案階段調(diào)試

方案階段調(diào)試覆蓋產(chǎn)品的論證階段和方案階段。

這兩個階段的產(chǎn)品處于性能摸索和樣機(jī)制備的初始狀態(tài)，調(diào)試過程中實際可參考的數(shù)據(jù)較少，電路不成熟[2,4]。因此，方案階段調(diào)試的依據(jù)來源于設(shè)計文件，如任務(wù)書、技術(shù)說明書、技術(shù)條件等。調(diào)試人員/設(shè)計師對電路的熟悉程度、分析和計算能力對調(diào)試顯得尤為重要。調(diào)試過程中，操作人員需要結(jié)合電路原理和實際測試結(jié)果確定哪些元器件需要更改參數(shù)，或需要用可調(diào)元件代替。由此可見，經(jīng)過該階段調(diào)試后電路設(shè)計變化較大，工藝控制困難。

方案階段調(diào)試除了必須遵守通用的調(diào)試工藝技術(shù)要求之外，更側(cè)重于對調(diào)試流程的梳理、調(diào)試過程的記錄和故障現(xiàn)象的收集和判斷。該階段要求達(dá)到以下工藝技術(shù)要求：

1)摸清調(diào)試的先后順序、調(diào)試的具體內(nèi)容、測試點和測試方法、明確每步調(diào)試所使用的測量儀器等等。

2)詳盡、準(zhǔn)確、真實地記錄調(diào)試過程中所得的測量數(shù)據(jù)，按產(chǎn)品指標(biāo)要求逐條、全面地測試和記錄，形成規(guī)范的自測記錄表。

3)調(diào)試過程中的故障收集和整修處理一般由調(diào)試人員(設(shè)計師)執(zhí)行，但是對于航天彈、箭、星載電子產(chǎn)品的故障整修必須按返修程序要求，由具有航天上崗資格證的操作人員按航天標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。比如當(dāng)航天某電子設(shè)備在某項電性能測試過程中發(fā)現(xiàn)指標(biāo)不滿足設(shè)計要求，首先設(shè)計師定位印制板AP1上位號R2電阻需要由10Ω更換為100Ω，然后工藝師編制臨時工藝，明確工藝要求，如必須由具有航天上崗資格證的電裝操作人員配合執(zhí)行，電烙鐵溫度嚴(yán)格按照現(xiàn)場操作看板設(shè)置，焊接上新型號電阻后清理焊點等等，最后操作人員按文件執(zhí)行，并在調(diào)試記錄中對相應(yīng)信息進(jìn)行記錄。

方案階段調(diào)試除了對電路設(shè)計方案進(jìn)行測量和試驗之外，還為后續(xù)電路優(yōu)化提供思路。按照相關(guān)工藝要求，方案階段調(diào)試完成后可以大致梳理出產(chǎn)品調(diào)試流程、明確調(diào)試方法和收集常見故障類型、并形成調(diào)試記錄表。

2.2 研制階段調(diào)試

研制階段調(diào)試覆蓋了產(chǎn)品的工程研制階段(初樣階段、正樣階段)和設(shè)計定型階段。

該階段的電子設(shè)備已經(jīng)經(jīng)過了初步的試驗驗證和電路優(yōu)化，調(diào)試流程和方法已經(jīng)得到進(jìn)一步完善和確認(rèn)、故障類型基本確定，其處理措施明確可行。為了完善和固化產(chǎn)品的調(diào)試內(nèi)容、方法等，設(shè)計師須在研制階段調(diào)試的基礎(chǔ)上編制《調(diào)試說明/細(xì)則》，會簽、歸檔后以作為該階段調(diào)試依據(jù)。

研制階段調(diào)試除了必須遵守通用的調(diào)試工藝技術(shù)要求之外，更側(cè)重于完善調(diào)試流程、積累常見的故障類型和處理措施。從工藝角度思考，研制階段調(diào)試必須遵循以下工藝技術(shù)要求：

1)根據(jù)研制任務(wù)書要求，調(diào)試依據(jù)中必須明確產(chǎn)品主要技術(shù)要求，如電源電壓、工作溫度、貯存期、可靠性要求等等，明確產(chǎn)品性能指標(biāo)。

2)根據(jù)部件和整件電性能特點，明確電性能測試時機(jī)，調(diào)試步驟和方法中明確測試過程中需要輸入的具體信號和正常的輸出狀態(tài)。若測試方法無法通過文字進(jìn)行描述，則必須繪制測試簡圖或調(diào)試框圖，以便于指導(dǎo)后續(xù)生產(chǎn)。

3)在調(diào)試過程中嚴(yán)禁調(diào)試工人或設(shè)計師擅自進(jìn)行電裝或鉗裝操作，必須進(jìn)行電裝或鉗裝時，應(yīng)按相關(guān)手續(xù)請具有上崗資質(zhì)的電裝或鉗裝工人進(jìn)行實際操作，避免因操作不當(dāng)造成的虛焊、焊盤脫落、螺釘斷裂等質(zhì)量問題。

4)簡要描述或繪制產(chǎn)品工作原理框圖、信號傳輸路徑，以便后續(xù)調(diào)試排故。

5)常見故障：通過方案階段調(diào)試和研制階段調(diào)試的經(jīng)驗積累，在進(jìn)一步優(yōu)化電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，不斷地將調(diào)試過程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障和相應(yīng)的解決方法進(jìn)行明確和固化，提高調(diào)試效率。

6)根據(jù)調(diào)試方法中每一項指標(biāo)測試，采用統(tǒng)一的調(diào)試記錄表格。測試過程中要求詳細(xì)記錄測試結(jié)果，不得隨意涂改。

在方案階段調(diào)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，研制階段調(diào)試完善了產(chǎn)品調(diào)試流程、調(diào)試內(nèi)容，形成了規(guī)范的調(diào)試依據(jù)《調(diào)試說明/細(xì)則》，為批生產(chǎn)調(diào)試提供輸入。

2.3 批生產(chǎn)階段調(diào)試

批生產(chǎn)階段調(diào)試，即電子產(chǎn)品進(jìn)入定型階段的調(diào)試。

該階段產(chǎn)品的特點是結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計穩(wěn)定，工藝方法成熟，調(diào)試流程和方法完善、明確。該階段調(diào)試以規(guī)范的調(diào)試工藝文件為依據(jù)，注重文件的可指導(dǎo)性和流程合理性。

該階段調(diào)試工藝技術(shù)要求側(cè)重于調(diào)試記錄和故障整修過程控制，如下：

1)調(diào)試過程中須如實做好調(diào)試記錄、自測記錄、驗收記錄等，各種記錄由產(chǎn)品調(diào)試人員負(fù)責(zé)其正確性和完整性。嚴(yán)禁涂改、可劃改但單頁劃改不能超過兩處，且劃改后須簽字并注明劃改時間，為后續(xù)整理檢驗提供依據(jù)。

2)調(diào)試過程中的故障整修，要求按規(guī)定必須由具有上崗資格證的操作人員執(zhí)行，必須詳盡地將整修前后參數(shù)變化、整修參數(shù)(如置換的元器件位號、電烙鐵溫度等)、整修操作人員等基本信息記錄在調(diào)試記錄中。

批生產(chǎn)階段調(diào)試形成了具有可操作性的調(diào)試工藝文件，常見故障整修和工藝要求都明確到了工藝文件中。該階段調(diào)試依據(jù)唯一、明確，調(diào)試流程簡潔、明了，且具有通用性。以某所產(chǎn)品為例，對于印制板的批生產(chǎn)階段調(diào)試，調(diào)試流程大致相同，見圖1。

圖1 某所印制板調(diào)試工藝流程

2.4 典型案例

以某所XXX探測器為例，在產(chǎn)品演示驗證階段，由于產(chǎn)品調(diào)試過程中無明確的調(diào)試依據(jù)和規(guī)范的工藝技術(shù)要求，多次出現(xiàn)如烙鐵溫度設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致的焊點虛焊、元器件損傷、多余物引入等質(zhì)量問題，從而影響產(chǎn)品電性能，導(dǎo)致產(chǎn)品返工次數(shù)增多、合格率較低。

從項目立項到設(shè)計定型，探測器通過方案階段調(diào)試、研制階段調(diào)試和批生產(chǎn)階段調(diào)試，調(diào)試依據(jù)逐漸規(guī)范化、通用化，并具有唯一性；各階段調(diào)試工藝技術(shù)要求詳盡、明確，不但保證了產(chǎn)品調(diào)試有序進(jìn)行，而且減少了產(chǎn)品虛焊、元器件損傷、多余物等質(zhì)量問題出現(xiàn)幾率，有效降低產(chǎn)品的成本，提高生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和進(jìn)度，得到用戶好評。

根據(jù)該探測器實際生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在演示驗證階段產(chǎn)品實現(xiàn)過程中由于無明確調(diào)試細(xì)則和規(guī)范，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題占比達(dá)到10.2%。經(jīng)過方案階段調(diào)試后該類質(zhì)量問題下降至7.3%。經(jīng)過研制階段調(diào)試和批生產(chǎn)階段調(diào)試后，該類質(zhì)量問題下降為3.1%和1.4%。

3 結(jié) 語

綜上所述，隨著電子設(shè)備成熟度不斷提高，為了達(dá)到指標(biāo)要求，規(guī)范的調(diào)試依據(jù)和詳盡的工藝技術(shù)要求是保證調(diào)試數(shù)據(jù)有效性和準(zhǔn)確性、并確保最終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

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Application of Debugging Technology in Various Developing Stages of Electronic Equipment

HUANG Wei1，XU Dong-qin2，F(xiàn)U Jun-tuan1

(1. Military Representation Office In Chengdu Region, Chengdu 610036,China;2. The 10thReaesrch Institute of CETC, Chengdu 610036,China)

The electronic equipment must be debugged before working, because it could work normally only when every performance index fulfills the design requirement. During various debugging stages of the electronic equipment, it requires standard and specified debug process files with detail and efficiency technical requirements to assure the equipment quality. Taking the debugging process of an electronic equipment for example, this study introduces the specific debugging basis，technical requirement and its emphases in various developing stages of electronic equipment. This result demonstrates that the standardized debugging basis and detailed technical requirement are the key factors of product quality.

debugging basis; debugging process file；technical requirement

10.3969/j.issn.1673-5692.2016.06.017

2016-05-09

2016-10-25

：A

1673-5692(2016)06-655-05

黃 巍(1968—)，男，四川人，高級工程師，博士，主要研究方向為寬帶雷達(dá)信號處理、SAR實時信號處理等； E-mail: 13908189773@139.com

胥冬琴(1985—)，女，四川人，工程師，主要研究方向為電子產(chǎn)品工藝設(shè)計工作；

傅軍團(tuán)(1978—)，男，陜西人，工程師，主要研究方向為電子裝備生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)督工作。