调试工艺技术在电子设备研制各阶段的应用

黄 巍，胥冬琴，傅军团

(1. 陆军重庆军事代表局驻成都地区军代室，成都 610036；2. 中国电子科技集团公司第十研究所，成都 610036)



工程与应用

调试工艺技术在电子设备研制各阶段的应用

黄 巍1，胥冬琴2，傅军团1

(1. 陆军重庆军事代表局驻成都地区军代室，成都 610036；2. 中国电子科技集团公司第十研究所，成都 610036)

电子设备在使用之前必须进行调试，只有各项性能指标达到规定的要求，设备才能正常地工作。本文以某所电子设备为例，阐述了在产品各阶段调试过程中具体的调试依据和工艺要求侧重点，证明了标准、规范的调试依据和详尽、有效的工艺技术要求是保证产品质量的重要条件。

调试依据；调试工艺文件；工艺技术要求

0 引 言

电子设备是由众多元器件组成的，由于各元器件性能参数具有误差/波动较大的特点，再加上电路设计的近似性和生产过程中其它随机因素(如焊接缺陷、存在多余物等)的影响，使得装配后产品的电性能在一定程度上与用户要求存在差异，无法100%保证合格，因此电子设备整机装配完成后必须进行不同程度调试[1-2]。调试的目的是检验产品电性能是否满足用户要求，必要时指导电路进行一定程度调整、优化，可见调试在产品实现过程中至关重要。

电子设备调试依据一般来源于设计文件，如技术说明书、技术条件、调试细则/说明、元器件筛选说明等等，经各方面资料汇总后以明确产品性能参数指标和质量目标，可见电子设备调试依据来源比较分散、指导性较差[3-5]。此外，由于各个阶段产品成熟度不同，即产品结构和电路的稳定性或优化程度不同，为了达到同一参数指标和质量目标，各阶段调试方法、调试内容和调试过程将不同，因此各阶段的调试工艺技术要求也将不同。就目前各电子行业产品各阶段调试而言，存在的普遍问题是调试依据不明确，调试过程中工艺技术要求不规范、标准不统一，有效性和可操作性较差，同型号、同批次产品质量差异性较大[3]。

因此，本文以某所电子产品为实例，阐述了电子产品在各阶段实现过程中具体的调试依据和工艺技术要求，强调了明确、规范的调试依据和详尽、有效的工艺技术要求在产品实现的各阶段调试中的重要性。

1 通用调试工艺技术要求

电子产品从项目成立起，先后要经历论证阶段、方案阶段、工程研制阶段(初样阶段、正样阶段)、设计定型阶段和生产定型阶段。随着产品阶段的不断提高，产品调试的技术文件、工艺文件和过程控制文件逐渐完善齐备，关键特性参数逐渐固化，数据包逐渐充盈，产品成熟度逐渐提高。但是，无论产品在哪个阶段、成熟度如何，调试过程中都必须从人、机、料、法、环、测等方面遵守以下通用的工艺技术要求：

1.1 人

为了保证电子设备的装配质量(电子装配和机械装配)，调试过程中所有操作和检验人员上岗前及在岗期间，需要进行质量意识、工艺标准及规范的培训，经考核合格后方能上岗。

对于弹、箭、星载电子设备而言，在调试过程中明令禁止调试工人或设计师擅自进行电装或钳装操作，必须进行电装或钳装时，应按相关手续请具有上岗资质的电装或钳装工人按相关作业指导书或标准进行规范操作，避免因操作不当，造成虚焊、焊盘脱落、焊点短路、引入多余物等质量问题。

1.2 机

设备和工具的精确度和正确操作，关系着产品调试结果的准确性和有效性。因此，调试过程中明确要求各工位所使用的仪器、设备、工艺装备等必须与工位仪器卡片上的保持一致，并定期进行校验，确保设备在有效检定周期内使用。

此外，根据电子设备元器件的静电防护特殊性，所有设备必须按相关国标或国军标要求规范、正确接地，做好静电防护，避免产品中的器件由于静电作用而失效。

1.3 料

调试过程中使用的料即指待试件。

在产品调试之前，要求调试人员/设计师参照设计图纸，对待试件焊点、螺钉、线缆连接和外观质量(包括涂镀层、色差)等情况进行检查。根据相关标准，要求外观质量合格后才能进行正常的调试和试验。对于有缺陷的产品应及时安排返修，避免上一步工序造成的质量缺陷继续流传到后续工序，埋下质量隐患。

1.4 法

在产品调试过程中，明确的管理规章制度是保证产品进度和质量的有效途径。在电子设备各阶段调试过程中，明确要求必须遵守以下规则：

1)调试过程中要求严格按调试工艺文件(或调试说明/细则)、技术规范、测试细则等文件及各型号任务要求的试验大纲进行，不得随意更改各流程的步骤和要求内容。

2)产品生产调试前须及时建立质量管理履历卡，操作人员须按工艺流程在质量管理履历卡上填写、签字。

3)生产现场所使用的文件必须为“受控”、“有效版本”文件，且有专人负责管理，保证文件的合法性和唯一性。若文件涉密，则必须存放在密码文件柜或保险柜中，任何人不得擅自外借、更改或做标记，严格按照国家/单位保密管理要求和工艺纪律管理要求执行。

1.5 环

为了避免装配和调试过程中引入多余物，工艺要求调试现场必须整洁、整齐，其中航天电子产品要求现场洁净度不低于10万级。由于电子产品中元器件的特殊性，要求调试现场温度控制在23℃±5℃，湿度40%～60%。对现场洁净度、温度、湿度要求定期进行检测和日常维护，并出具检测报告，保证调试现场环境符合产品生产要求。

1.6 测

电子设备在各阶段实际调试测量过程中必须遵循以下工艺技术要求：

1)调试过程中的故障整修，要求必须详尽记录在调试记录中。按照相关返修流程，操作人员依据整修单和临时工艺进行故障整修，并记录整修过程中使用的参数(如置换的元器件位号、电烙铁温度等)、整修前后位置及参数变化、整修操作人员等基本信息。

2)调试过程中须如实做好调试记录、自测记录、验收记录等，各种记录由产品调试人员负责记录的正确性和完整性，为后续检验、审核提供依据。严禁涂改，可划改但单页划改不能超过两处，且划改后须签字并注明划改时间。产品入库后，调试记录移交资料库存档。

此外，调试记录为后续钳电装整理检验提供依据。根据调试记录，钳电装整理调试过程中动过的所有焊点、线束、紧固件，要按国标、行标或企业标准要求检验所有电装和钳装质量，检验产品中多余物，核实产品同一焊点返修次数等等重要信息，如航天要求任一焊点返修次数不得超过3次。因此，保证测量过程中调试记录的完整性和准确性至关重要。

2 各阶段调试工艺技术

除了必须遵守上述调试通用工艺技术要求之外，随着电子设备成熟度的提高，各阶段调试依据和工艺技术要求的侧重点和关键点将各有不同。

由于电子产品论证阶段和方案阶段同属于探索阶段，该阶段调试以初稿形式存在，可归为调试的方案阶段；当电子产品处于工程研制阶段(初样阶段、正样阶段)时，该阶段调试不断优化和完善，可归为调试的研制阶段；当电子产品上升到设计定型阶段和生产定型阶段，调试已成熟，可归为调试的批生产阶段。因此根据电子设备的研制特点，调试可划分为三个主要阶段：方案阶段调试、研制阶段调试、批生产阶段调试。下面以某所电子设备为例，展开描述电子设备在以上各阶段的调试依据和工艺技术要求侧重点。

2.1 方案阶段调试

方案阶段调试覆盖产品的论证阶段和方案阶段。

这两个阶段的产品处于性能摸索和样机制备的初始状态，调试过程中实际可参考的数据较少，电路不成熟[2,4]。因此，方案阶段调试的依据来源于设计文件，如任务书、技术说明书、技术条件等。调试人员/设计师对电路的熟悉程度、分析和计算能力对调试显得尤为重要。调试过程中，操作人员需要结合电路原理和实际测试结果确定哪些元器件需要更改参数，或需要用可调元件代替。由此可见，经过该阶段调试后电路设计变化较大，工艺控制困难。

方案阶段调试除了必须遵守通用的调试工艺技术要求之外，更侧重于对调试流程的梳理、调试过程的记录和故障现象的收集和判断。该阶段要求达到以下工艺技术要求：

1)摸清调试的先后顺序、调试的具体内容、测试点和测试方法、明确每步调试所使用的测量仪器等等。

2)详尽、准确、真实地记录调试过程中所得的测量数据，按产品指标要求逐条、全面地测试和记录，形成规范的自测记录表。

3)调试过程中的故障收集和整修处理一般由调试人员(设计师)执行，但是对于航天弹、箭、星载电子产品的故障整修必须按返修程序要求，由具有航天上岗资格证的操作人员按航天标准执行。比如当航天某电子设备在某项电性能测试过程中发现指标不满足设计要求，首先设计师定位印制板AP1上位号R2电阻需要由10Ω更换为100Ω，然后工艺师编制临时工艺，明确工艺要求，如必须由具有航天上岗资格证的电装操作人员配合执行，电烙铁温度严格按照现场操作看板设置，焊接上新型号电阻后清理焊点等等，最后操作人员按文件执行，并在调试记录中对相应信息进行记录。

方案阶段调试除了对电路设计方案进行测量和试验之外，还为后续电路优化提供思路。按照相关工艺要求，方案阶段调试完成后可以大致梳理出产品调试流程、明确调试方法和收集常见故障类型、并形成调试记录表。

2.2 研制阶段调试

研制阶段调试覆盖了产品的工程研制阶段(初样阶段、正样阶段)和设计定型阶段。

该阶段的电子设备已经经过了初步的试验验证和电路优化，调试流程和方法已经得到进一步完善和确认、故障类型基本确定，其处理措施明确可行。为了完善和固化产品的调试内容、方法等，设计师须在研制阶段调试的基础上编制《调试说明/细则》，会签、归档后以作为该阶段调试依据。

研制阶段调试除了必须遵守通用的调试工艺技术要求之外，更侧重于完善调试流程、积累常见的故障类型和处理措施。从工艺角度思考，研制阶段调试必须遵循以下工艺技术要求：

1)根据研制任务书要求，调试依据中必须明确产品主要技术要求，如电源电压、工作温度、贮存期、可靠性要求等等，明确产品性能指标。

2)根据部件和整件电性能特点，明确电性能测试时机，调试步骤和方法中明确测试过程中需要输入的具体信号和正常的输出状态。若测试方法无法通过文字进行描述，则必须绘制测试简图或调试框图，以便于指导后续生产。

3)在调试过程中严禁调试工人或设计师擅自进行电装或钳装操作，必须进行电装或钳装时，应按相关手续请具有上岗资质的电装或钳装工人进行实际操作，避免因操作不当造成的虚焊、焊盘脱落、螺钉断裂等质量问题。

4)简要描述或绘制产品工作原理框图、信号传输路径，以便后续调试排故。

5)常见故障：通过方案阶段调试和研制阶段调试的经验积累，在进一步优化电路设计的基础上，不断地将调试过程中经常出现的故障和相应的解决方法进行明确和固化，提高调试效率。

6)根据调试方法中每一项指标测试，采用统一的调试记录表格。测试过程中要求详细记录测试结果，不得随意涂改。

在方案阶段调试数据的基础上，研制阶段调试完善了产品调试流程、调试内容，形成了规范的调试依据《调试说明/细则》，为批生产调试提供输入。

2.3 批生产阶段调试

批生产阶段调试，即电子产品进入定型阶段的调试。

该阶段产品的特点是结构、电路设计稳定，工艺方法成熟，调试流程和方法完善、明确。该阶段调试以规范的调试工艺文件为依据，注重文件的可指导性和流程合理性。

该阶段调试工艺技术要求侧重于调试记录和故障整修过程控制，如下：

1)调试过程中须如实做好调试记录、自测记录、验收记录等，各种记录由产品调试人员负责其正确性和完整性。严禁涂改、可划改但单页划改不能超过两处，且划改后须签字并注明划改时间，为后续整理检验提供依据。

2)调试过程中的故障整修，要求按规定必须由具有上岗资格证的操作人员执行，必须详尽地将整修前后参数变化、整修参数(如置换的元器件位号、电烙铁温度等)、整修操作人员等基本信息记录在调试记录中。

批生产阶段调试形成了具有可操作性的调试工艺文件，常见故障整修和工艺要求都明确到了工艺文件中。该阶段调试依据唯一、明确，调试流程简洁、明了，且具有通用性。以某所产品为例，对于印制板的批生产阶段调试，调试流程大致相同，见图1。

图1 某所印制板调试工艺流程

2.4 典型案例

以某所XXX探测器为例，在产品演示验证阶段，由于产品调试过程中无明确的调试依据和规范的工艺技术要求，多次出现如烙铁温度设置不当导致的焊点虚焊、元器件损伤、多余物引入等质量问题，从而影响产品电性能，导致产品返工次数增多、合格率较低。

从项目立项到设计定型，探测器通过方案阶段调试、研制阶段调试和批生产阶段调试，调试依据逐渐规范化、通用化，并具有唯一性；各阶段调试工艺技术要求详尽、明确，不但保证了产品调试有序进行，而且减少了产品虚焊、元器件损伤、多余物等质量问题出现几率，有效降低产品的成本，提高生产效率，保证了产品的质量和进度，得到用户好评。

根据该探测器实际生产过程中数据统计，在演示验证阶段产品实现过程中由于无明确调试细则和规范，导致产品质量问题占比达到10.2%。经过方案阶段调试后该类质量问题下降至7.3%。经过研制阶段调试和批生产阶段调试后，该类质量问题下降为3.1%和1.4%。

3 结 语

综上所述，随着电子设备成熟度不断提高，为了达到指标要求，规范的调试依据和详尽的工艺技术要求是保证调试数据有效性和准确性、并确保最终产品质量的关键。

[1] 宋桂云. 电子产品的调试工艺管理[J]. 有色金属，2005，57(3):124-126.

[2] 满新丽. 浅析电子产品的调试工艺管理[J]. 企业技术开发，2011,24(30):90-91.

[3] 王成安. 电子产品生产工艺与生产管理[M]. 北京：人民邮电出版社，2010.

[4] 朱建军. 基于MBD的产品设计制造技术研究[J]. 中国电子科学研究院学报，2013,12:569-572.

[5] 谭小鹏，王静. 电子产品的调试工艺方法研究[J]. 光盘技术，2009,12:52-53.

Application of Debugging Technology in Various Developing Stages of Electronic Equipment

HUANG Wei1，XU Dong-qin2，FU 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

黄 巍(1968—)，男，四川人，高级工程师，博士，主要研究方向为宽带雷达信号处理、SAR实时信号处理等； E-mail: 13908189773@139.com

胥冬琴(1985—)，女，四川人，工程师，主要研究方向为电子产品工艺设计工作；

傅军团(1978—)，男，陕西人，工程师，主要研究方向为电子装备生产过程质量监督工作。