提升电路板卡研发质量研究

李增红　兰金茹　赵宁

摘 要：该文主要论述了提升电路板卡研发质量的必要性及特点，实施过程中采取的措施和实施效果。从人、机、料、法、环等几个方面对影响电路板卡研发质量的因素进行了深入剖析，提出了完善的改进措施，并加以实施，取得了显著效果，使电路板卡研发工作真正起到了提升设备板卡质量，延长使用寿命的目的。

关键词：电路板卡 研发 质量

中图分类号：TB65 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（c）-0007-02

近年来，中国各大城市轨道交通蓬勃发展，采用的设备逐渐呈现出电路集成化、功能模块化、结构一体化的特点，在更好地满足运营需求的同时，对设备使用、维护和维修也提出了更高的要求[1，2]。

津滨轻轨已运营十多年，很多专业电子设备出现老化、故障高发的现象，并且某些电子设备因停产，导致备件无法采购，给津滨轻轨的正常运营带来了较大安全隐患。为确保运营安全，电子工厂积极开展研发工作，研制电路板卡的替代品，解决专业备件无法采购的难题。由此如何保证研发电路板卡的质量，确保其安全稳定运行，成为摆在面前的首要问题。

1 电路板卡研发的特点

1.1 电路板卡研发对象

津滨轻轨运行初期，对于系统设备及板卡主要采取故障维修和预防性维修，由于运行年限的增加，设备老化，故障高发，出现的备件停产或无法采购的现象，针对这种情况，为了保证轻轨稳定运行电子工厂开展电路板卡的研发工作。根据专业需求自主设计、制作新的电子设备，或对现有电子设备或系统进行技术改造、功能拓展、程序优化，以及对无法采购的部件研制替代品等。

1.2 电路板卡研发流程

依据津滨轻轨信号、通信、供电等专业提出的研发需求，电子工厂研发团队首先根据轻轨各系统的特点及板卡功能进行可行性论证，可行性论证通过后进行电路板卡的研发工作，具体研发流程包括：电路原理图的设计、PCB板卡的制作、元器件焊接、板卡的厂内测试及现场测试、验收交接等。

1.3 电路板卡研发方式

虽然电子工厂的研发工作针对津滨轻轨各系统，板卡功能明确，但由于人员和设备有限，电子工厂采取自主研发和委外制作相结合的方式。委外制作主要完成对PCB板制作。

2 提升电路板卡研发质量采取的措施

为提高电路板卡研发质量，从研发流程、人员技能、环境、仪器仪表、制度、验收等几个方面进行深入分析，找出了可能影响电路板研发质量的因素，并提出了切实可行的改进措施。

2.1 完善制度、指引

要确保电路板卡研发质量，首先需要有完善的制度、指引作保障。为此，笔者对电路板研发的相关规程、标准、指引等进行了全面梳理及完善，形成了一套比较完善的电路板研发体系，同时，注重与现场工作的结合。

2.2 对原理图严格审核

电子工厂研发人员使用Protel 99SE软件进行原理图设计与绘制。原理图的设计充分满足设计的基本要求：规范、清晰、准确、易读。为了确保质量，原理图设计完成之后，设计人员首先按照设计要求对原理图进行自审，自审无误后再交他人审核。其他人员同样按照设计要求对原理图进行严格审核，发现问题及时进行讨论、分析、解决。

2.3 保障元器件质量

为确保电路板使用元器件的质量，在采购方面，明确元器件的规格型号、性能参数、生产厂商等。在检测方面，制定元器件检测标准，对各种元器件明确主要测试参数，进行全部检测。例如电容需要测试容量、耐压及引脚粗细，电源模块需要测试空载输出、带载输出、运行稳定性、发热情况等。

2.4 保障焊接质量

为确保元器件焊接质量，在工器具方面，选用可调温电烙铁代替普通电烙铁；在耗材方面，选用无铅焊锡，以及绝缘性好的焊锡膏；在焊接温度方面，根据元器件的种类，引脚的粗细以及相关参数等，严格控制焊接温度，同时，编制了元器件焊接温度范围列表。焊接作业过程中，焊接人员要严格执行《手工焊接作业标准》。尤其是对贴片元器件、芯片等的焊接，更要牢记并严格遵守焊接方法，避免不标准焊接。焊接后，使用专用清洁剂对焊点及其周围进行清洁，确保其可靠性。

2.5 电路板功能检测

电路板元器件焊接完毕之后，为确保研发电路板满足专业使用要求，需要对电路板进行功能检测。首先，需要完成静态测试和动态测试。静态测试是给电路板加上工作电压，测量测试点的静态工作电压，静态工作电压正确即进行动态测试。动态测试是用函数发生器给电路板加入合适的信号，用示波器观测测试点的信号波形，确保电路板正常工作。厂内测试完成之后，需对电路板进行现场测试，确保电路板工作稳定，能够实现对现场设备的监测、遥控、通信等功能。

2.6 电路板表面处理

对电路板测试合格后需进行喷涂三防漆作业，需选取绝缘性好、附着力强的三防漆，并对电路板卡正反面分别进行喷涂。

3 实施效果

为检验以上措施的可行性及效果，笔者将其应用于电子工厂电路板卡研发工作当中，涵盖津滨轻轨供电、通信、机电等多个系统，取得了良好的效果。

3.1 成功研发多种电路板卡

电子工厂根据各专业的需求，对停产紧需的设备备件进行积极研发，在精细、精准、可控的条件下，成功研发了供电系统“PM311 CPU板”、“直流量采集卡”，通信系统“通信车载台控制板”，机电系统“EPS电池管理板”，信号系统“ADU显示单元”等，这些板卡电路板卡功能完善，实现可靠的监测与控制，解决了专业的燃眉之需，提升了设备运行的稳定性。

电子工厂根据日常工作需要自行研发了“直流开关电源多功能测试仪”，“蓄电池活化自动切换装置”、“电源类设备综合测试平台”，这些装置的研发及应用，不仅节省了人力物力，也提升了工作效率。

3.2 降低维护成本

近年來，电子设备更新换代十分频繁，津滨轻轨很多系统的电子设备因升级或停产，导致备件采购成本大增，同时随着系统使用年限的增加，故障率进一步提高，导致备件严重不足。电路板研发质量的提升，犹如雪中送炭，填补了备件不足或已停产的设备板卡，延长了设备使用寿命，降低了维护成本，同时，故障频率的降低，也在一定程度上降低了人力、物力的消耗。

4 结语

该文从人、机、料、法、环等几个方面对影响电路板卡研发质量的因素进行了深入剖析，提出了完善的改进措施，并加以实施，取得了显著效果，使电路板卡研发工作真正起到了提升设备板卡质量，延长使用寿命的目的。随着津滨轻轨各系统电子设备板卡的逐渐老化，纳入研发的电路板种类、数量将大幅增加，电路板卡研发质量的提升，将为津滨轻轨电子设备的稳定运行提供可靠保障。

参考文献

[1] 赵宁，卜路强.浅谈津滨轻轨AFC系统设备的预防性维修[J].科技创新导报，2012（19）：124.

[2] 丁勇，张晓亮.浅谈长春轻轨AFC系统的硬件维护[J].轨道交通，2008（9）：58-60.

[3] 彭以元.电力机车牵引电机绝缘结构局部放电及预防[J].电力机车技术，2012（4）：25-26.