提升電路板卡研發質量研究

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質量的必要性及特點，實施過程中采取的措施和實施效果。從人、機、料、法、環等幾個方面對影響電路板卡研發質量的因素進行了深入剖析，提出了完善的改進措施，并加以實施，取得了顯著效果，使電路板卡研發工作真正起到了提升設備板卡質量，延長使用壽命的目的。

關鍵詞：電路板卡 研發 質量

中圖分類號：TB65 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（c）-0007-02

近年來，中國各大城市軌道交通蓬勃發展，采用的設備逐漸呈現出電路集成化、功能模塊化、結構一體化的特點，在更好地滿足運營需求的同時，對設備使用、維護和維修也提出了更高的要求[1，2]。

津濱輕軌已運營十多年，很多專業電子設備出現老化、故障高發的現象，并且某些電子設備因停產，導致備件無法采購，給津濱輕軌的正常運營帶來了較大安全隱患。為確保運營安全，電子工廠積極開展研發工作，研制電路板卡的替代品，解決專業備件無法采購的難題。由此如何保證研發電路板卡的質量，確保其安全穩定運行，成為擺在面前的首要問題。

1 電路板卡研發的特點

1.1 電路板卡研發對象

津濱輕軌運行初期，對于系統設備及板卡主要采取故障維修和預防性維修，由于運行年限的增加，設備老化，故障高發，出現的備件停產或無法采購的現象，針對這種情況，為了保證輕軌穩定運行電子工廠開展電路板卡的研發工作。根據專業需求自主設計、制作新的電子設備，或對現有電子設備或系統進行技術改造、功能拓展、程序優化，以及對無法采購的部件研制替代品等。

1.2 電路板卡研發流程

依據津濱輕軌信號、通信、供電等專業提出的研發需求，電子工廠研發團隊首先根據輕軌各系統的特點及板卡功能進行可行性論證，可行性論證通過后進行電路板卡的研發工作，具體研發流程包括：電路原理圖的設計、PCB板卡的制作、元器件焊接、板卡的廠內測試及現場測試、驗收交接等。

1.3 電路板卡研發方式

雖然電子工廠的研發工作針對津濱輕軌各系統，板卡功能明確，但由于人員和設備有限，電子工廠采取自主研發和委外制作相結合的方式。委外制作主要完成對PCB板制作。

2 提升電路板卡研發質量采取的措施

為提高電路板卡研發質量，從研發流程、人員技能、環境、儀器儀表、制度、驗收等幾個方面進行深入分析，找出了可能影響電路板研發質量的因素，并提出了切實可行的改進措施。

2.1 完善制度、指引

要確保電路板卡研發質量，首先需要有完善的制度、指引作保障。為此，筆者對電路板研發的相關規程、標準、指引等進行了全面梳理及完善，形成了一套比較完善的電路板研發體系，同時，注重與現場工作的結合。

2.2 對原理圖嚴格審核

電子工廠研發人員使用Protel 99SE軟件進行原理圖設計與繪制。原理圖的設計充分滿足設計的基本要求：規范、清晰、準確、易讀。為了確保質量，原理圖設計完成之后，設計人員首先按照設計要求對原理圖進行自審，自審無誤后再交他人審核。其他人員同樣按照設計要求對原理圖進行嚴格審核，發現問題及時進行討論、分析、解決。

2.3 保障元器件質量

為確保電路板使用元器件的質量，在采購方面，明確元器件的規格型號、性能參數、生產廠商等。在檢測方面，制定元器件檢測標準，對各種元器件明確主要測試參數，進行全部檢測。例如電容需要測試容量、耐壓及引腳粗細，電源模塊需要測試空載輸出、帶載輸出、運行穩定性、發熱情況等。

2.4 保障焊接質量

為確保元器件焊接質量，在工器具方面，選用可調溫電烙鐵代替普通電烙鐵；在耗材方面，選用無鉛焊錫，以及絕緣性好的焊錫膏；在焊接溫度方面，根據元器件的種類，引腳的粗細以及相關參數等，嚴格控制焊接溫度，同時，編制了元器件焊接溫度范圍列表。焊接作業過程中，焊接人員要嚴格執行《手工焊接作業標準》。尤其是對貼片元器件、芯片等的焊接，更要牢記并嚴格遵守焊接方法，避免不標準焊接。焊接后，使用專用清潔劑對焊點及其周圍進行清潔，確保其可靠性。

2.5 電路板功能檢測

電路板元器件焊接完畢之后，為確保研發電路板滿足專業使用要求，需要對電路板進行功能檢測。首先，需要完成靜態測試和動態測試。靜態測試是給電路板加上工作電壓，測量測試點的靜態工作電壓，靜態工作電壓正確即進行動態測試。動態測試是用函數發生器給電路板加入合適的信號，用示波器觀測測試點的信號波形，確保電路板正常工作。廠內測試完成之后，需對電路板進行現場測試，確保電路板工作穩定，能夠實現對現場設備的監測、遙控、通信等功能。

2.6 電路板表面處理

對電路板測試合格后需進行噴涂三防漆作業，需選取絕緣性好、附著力強的三防漆，并對電路板卡正反面分別進行噴涂。

3 實施效果

為檢驗以上措施的可行性及效果，筆者將其應用于電子工廠電路板卡研發工作當中，涵蓋津濱輕軌供電、通信、機電等多個系統，取得了良好的效果。

3.1 成功研發多種電路板卡

電子工廠根據各專業的需求，對停產緊需的設備備件進行積極研發，在精細、精準、可控的條件下，成功研發了供電系統“PM311 CPU板”、“直流量采集卡”，通信系統“通信車載臺控制板”，機電系統“EPS電池管理板”，信號系統“ADU顯示單元”等，這些板卡電路板卡功能完善，實現可靠的監測與控制，解決了專業的燃眉之需，提升了設備運行的穩定性。

電子工廠根據日常工作需要自行研發了“直流開關電源多功能測試儀”，“蓄電池活化自動切換裝置”、“電源類設備綜合測試平臺”，這些裝置的研發及應用，不僅節省了人力物力，也提升了工作效率。

3.2 降低維護成本

近年來，電子設備更新換代十分頻繁，津濱輕軌很多系統的電子設備因升級或停產，導致備件采購成本大增，同時隨著系統使用年限的增加，故障率進一步提高，導致備件嚴重不足。電路板研發質量的提升，猶如雪中送炭，填補了備件不足或已停產的設備板卡，延長了設備使用壽命，降低了維護成本，同時，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 結語

該文從人、機、料、法、環等幾個方面對影響電路板卡研發質量的因素進行了深入剖析，提出了完善的改進措施，并加以實施，取得了顯著效果，使電路板卡研發工作真正起到了提升設備板卡質量，延長使用壽命的目的。隨著津濱輕軌各系統電子設備板卡的逐漸老化，納入研發的電路板種類、數量將大幅增加，電路板卡研發質量的提升，將為津濱輕軌電子設備的穩定運行提供可靠保障。

參考文獻

[1] 趙寧，卜路強.淺談津濱輕軌AFC系統設備的預防性維修[J].科技創新導報，2012（19）：124.

[2] 丁勇，張曉亮.淺談長春輕軌AFC系統的硬件維護[J].軌道交通，2008（9）：58-60.

[3] 彭以元.電力機車牽引電機絕緣結構局部放電及預防[J].電力機車技術，2012（4）：25-26.