第13章调试与工艺质量管理

第13章调试与工艺质量管理13.1调试的目的与要求调试是指利用各种电子测量仪器，如示波器、万用表、信号发生器、频率计、逻辑分析仪等，对安装好的电路或电子装置进行调整和测量，以保证电路或装置正常工作。同时，判别其性能的好坏，各项指标是否符合要求等。电子产品的整机质量在很大程度上取决于调试工艺水平，调试是电子产品生产过程中不可缺少的一个环节。13.1.1调试的目的调试的目的主要有以下两个方面：(1)发现设计的缺陷和安装的错误，并予以改进，或提出改进建议。(2)通过调整电路参数，避免因元器件参数或装配工艺不一致，而造成电路性能的不一致或功能和技术指标达不到设计要求等情况的发生，确保产品的各项功能和性能指标均达到设计要求。13.1.2调试的要求1．技术要求保证实现产品设计的技术要求是调试的首要任务。将系统或整机技术指标分解落实到每一个部件或单元的调试技术指标中，这些被分解的技术指标要能保证在系统或整机调整中达到设计的技术指标。在确定部件调试指标时，为了留有余地，往往要比整机调试指标高，而整机调试指标又比设计指标高。从技术要求角度讲，对部件指标要求越高，整机指标越容易达到。2．生产效率要求提高生产效率具体到调试工序中，就是要求该工序尽可能省时省力，以下几点是提高生产效率的关键：(1)调试设备的选择。对规模生产而言，每个工序应尽量简化操作，用通用设备操作一般较复杂，因此尽可能选专用设备及自制工装设备，并留有一定冗余。(2)调试步骤及方法尽量简单明了，仪器指示及监测点不宜过多(一般超过3个点时就应考虑采用声、光等监测信息)。(3)尽量采用先进的智能化设备和方法，降低对测试人员技术水平的要求。3．经济要求从经济角度出发，要求调试的工作成本最低。总体上说经济要求同技术要求、效率要求是一致的，但在具体工作中往往又是矛盾的，需要统筹兼顾，寻找最佳组合。如技术要求高，保证质量和信誉的产品，经济效益必然高，但如果调试技术指标定得过高，将使调试难度增加，成品率降低，引起经济效益下降；效率要求高，调试工时少，经济效益必然高，但如果强调效率而大量研制专用设备或采用高价值智能调试设备而使设备费用增加过多，也会影响经济效益。13.2调试的基本方法调试的过程分为通电前的检查(调试准备)和通电调试两大阶段。对于较复杂的产品还可进一步分为单元部件(单板)调试和整机调试两大阶段。13.2.1通电前的检查在印制电路板安装焊接完毕后，在通电之前必须对电路板进行认真细致的检查，以便发现和纠正明显的安装焊接错误，避免盲目通电可能造成的电路损坏。重点检查的项目如下：(1)电源的正、负极是否接反，有无短路现象，电源线和地线是否接触可靠。(2)元器件的型号是否有误，引脚之间有无短路现象。有极性的元器件，如三极管、晶体管、电解电容、集成电路等的极性或方向是否正确。(3)连接导线有无接错、漏接、断线等现象。(4)电路板各焊接点有无漏焊、桥接短路等现象。13.2.2通电调试通电调试包括测试和调整两个方面。测试的目的是了解电路实际工作状态，获得电路各项主要性能指标的数据，提供调整电路的依据。调整的目的是使电路性能达到设计要求。较复杂的电路调试通常采用先分块调试，然后进行总调试的方法。通电调试一般包括通电观察、静态调试、动态调试和整机调试等步骤。1．通电观察将符合要求的电源正确接入被调电路，观察有无异常现象，如冒烟、异常气味、触摸元件是否有发烫现象、电源是否短路等。如果出现异常，应立即切断电源，排除故障后方可重新通电进行测试。2．静态调试静态调试是指在不加输入信号(或输入信号为零)的情况下，进行电路直流工作状态的测量和调整。如测试模拟电路的静态工作点，数字电路的各输入、输出电平及逻辑关系等，将测试获得的数据与设计值进行比较。若超出指标范围，应分析原因，并进行调整处理。通过静态测试可以及时发现已损坏的元器件，判断电路工作情况并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。3．动态调试动态调试必须在静态调试合格的情况下进行。模拟电路的动态调试比较复杂，需要在电路的输入端接入适当频率和幅度的信号，顺着信号的流向逐级检测电路各测试点的信号波形和有关参数，并通过计算测量的结果来估算电路的性能指标，包括信号幅值、波形、相位、频率、放大倍数、输出动态范围等。必要时进行适当的调整，使指标达到要求。若发现工作不正常，应先排除故障，然后再进行动态测量和调整。对数字电路来说，由于集成度比较高，一般调试工作量不大，只要元器件选择合适，直流工作点状态正常，逻辑关系就不会有太大的问题。一般是测试电平的转换和工作速度等。4．整机调试整机调试是在单元部件调试的基础上进行的。各单元部件的综合调试合格后，装配成整机或系统。整机调试的过程包括外观检查、结构调试、通电检查、电源调试、整机统调、整机技术指标综合测试及例行试验等。13.2.3调试注意事项(1)测试之前要熟悉各种仪器的使用方法，并仔细加以检查，避免由于仪器使用不当或出现故障而做出错误判断。(2)测试仪器和被测电路应具有良好的共地，只有使仪器和电路之间建立一个公共地参考点，测试的结果才是准确的。(3)调试过程中，发现器件或接线有问题需要更换或修改时，应关断电源，待更换完毕认真检查后方可重新通电。(4)调试过程中，不但要认真观察和检测，还要认真记录，包括记录观察的现象、测量的数据、波形及相位关系，必要时在记录中应附加说明，尤其是那些和设计不相符的现象更是记录的重点。依据记录的数据才能把实际观察的现象和理论预计的结果加以定量比较，从中发现问题，加以改进，最终完善设计方案。通过收集第一手资料可以帮助自己积累实际经验，切不可低估记录的重要作用。(5)安装和调试自始至终要持严谨的科学作风，不能抱有侥幸心理。出现故障时，不要手忙脚乱，马虎从事，要认真查找故障原因，仔细做出判断，切不可一遇到故障解决不了时就拆线重新安装。因为重新安装的线路仍然存在各种问题，况且原理上的问题也不是重新安装电路就能解决的。13.3电子产品制造工艺的工作流程电子产品制造工艺的工作内容在产品试制阶段和产品定型阶段有所不同，下面具体给出这两个阶段的工艺工作流程。13.3.1产品试制阶段1.设计方案讨论针对产品结构、性能、精度的特点和企业技术水平、设备条件等因素，进行工艺分析和讨论，对产品试制中可采用的新工艺、新技术、新型元器件及关键工艺技术进行可行性研究，并对引进的工艺技术进行消化吸收。2.审查产品工艺性对于所有新设计或改进设计的产品，在设计过程中均应由工艺部门负责进行工艺性审查。全面检查产品图纸的工艺性，定位、基准、紧固、装配、焊接、调试等加工要求是否合理，所引用的工艺是否正确可行。详细了解产品结构，提出加工和装配上的关键问题以及关键部件的工艺方案，协助解决设计中的工艺性问题。审查设计文件中采用的材料状态及纹向、尺寸、公差、配合、粗糙度、涂敷是否合理，审查元器件的质量水平和生产厂家是否选定。当本企业的工艺技术水平达不到设计文件要求时，工艺人员应建议改变设计，或提出增加设备、工装的计划，保证每一张图纸都能按照设计文件要求进行加工。3.拟定工艺方案产品工艺方案是指导产品进行工艺准备工作的依据，除单件或小批量生产的简单产品外，都应该具有工艺方案。工艺方案设计的原则是在保证产品质量的同时，充分考虑生产周期、成本、环境保护和安全性。根据本企业的承受能力，积极采用先进的工艺技术和装备，不断提高工艺管理和工艺技术水平。4.编制工艺文件和工艺初审在产品试制阶段，应该编制必要的工艺文件。主要包括关键零部件明细表和工艺过程卡片、关键工艺说明及简图、关键专用工艺装备方面的工艺文件和有关材料类的工艺文件等。工艺初审是及早发现和纠正工艺设计缺陷，促进工艺文件完善、成熟的一种工程管理方法，也是集思广益、弥补工艺设计者知识和经验局限性的一种自我完善的重要手段。5.工装设计和试验制造积极参与关键部件的装配、调试、检验及各项试验工作，做好原始记录和工艺技术服务工作。6.关键工艺试验对产品试验中采用的关键工艺技术、新工艺和新技术进行可行性研究试验，并对引进的工艺技术进行消化吸收。7.工艺最终评审，修改工艺文件工艺最终评审应组织评审会议，对工艺总方案、关键零件和关键工序的工艺文件、特种工艺的工艺文件、新技术、新工艺、新材料、新元器件、新装备、新的计算方法和试验结果等进行评审。企业工艺技术部门应该认真分析评审会提出的问题及改进意见，制定措施，完善工艺设计。13.3.2产品定型阶段(1)设计文件的工艺性审定。(2)编制工艺规程。(3)编制定型工艺文件。(4)工艺文件编号归档。13.4电子产品工艺文件工艺，简单地说是将原材料或半成品加工成产品的过程和方法，是人类在实践中积累的经验总结。将这些经验总结以图形设计表述出来用于指导实践，就形成工艺文件。按照一定的条件选择最合理的工艺过程，将实现这个过程的程序、内容、方法、工具、设备、材料以及每一个环节应遵守的技术规程用文字的形式表示称为工艺文件。它是具体指导和规定生产过程的技术文件，是企业实施产品生产、产品经济核算、质量控制和生产者加工产品的技术依据。13.4.1工艺文件的分类工艺文件分为工艺管理文件和工艺规程两大类。工艺规程是具体指导工人进行加工制造的操作性文件，是最重要的一种工艺文件。工艺文件的主要作用如下：(1)组织生产，建立生产秩序。(2)指导技术，保证产品质量。(3)编制生产计划，考核工时定额。(4)调整劳动组织。(5)安排物资供应。(6)工具、工装、模具管理。(7)经济核算的依据。(8)巩固工艺纪律。(9)产品转厂生产时的交换资料。(10)各厂之间进行资料交流。13.5电子产品制造工艺的管理在国家电子工业工艺标准化技术委员会发布的《电子工业工艺管理导则》(JB/T9169.1—14)中，规定了企业工艺管理的基本任务、工艺工作内容、工艺管理组织机构和各有关部门的工艺管理职能等。现将主要内容摘录如下。13.5.1工艺管理的基本任务工艺管理贯穿于生产的全过程，是保证产品质量、提高生产效率、安全生产、降低消耗、增加效益、发展企业的重要手段。为了稳定提高产品质量、增加应变能力、促进科技进步、企业必须加强工艺管理，提高工艺管理水平。工艺管理的基本任务是在一定的生产条件下，应用现代科学理论手段，对各项工艺工作进行计划、组织、协调和控制，使之按照一定的原则、程序和方法有效地进行工作。13.5.2工艺管理人员的主要工作内容1．编制工艺发展计划(1)为了提高企业的工艺水平，适应产品发展需要，各企业应根据全局发展规划、中远期和近期目标，按照先进与适用相结合、技术与经济相结合的方针，编制工艺发展规划，并制定相应的实施计划和配套措施。(2)工艺发展计划包括工艺技术措施规划(如新工艺、新材料、新装备和新技术攻关规划等)和工艺组织措施规划(如工艺路线调整、工艺技术改造规划等)。(3)工艺发展规划应在企业总工程师(或在技术副厂长)主持下，以工艺部门为主进行编制，并经厂长批准实施。2．工艺技术的研究与开发工艺技术研究与开发的基本要求如下：(1)工艺技术的研究与开发是提高企业工艺水平的主要途径，是加速新产品开发、稳定提高产品质量、降低消耗、增加效益的基础。各企业都应该重视技术进步，积极开展工艺技术的研究与开发，推广新技术、新工艺。(2)为搞好工艺技术的研究与开发，企业应给工艺技术部门配备相应的技术力量，提供必要的经费和试验研究条件。(3)企业在进行工艺技术的研究与开发工作时，应认真学习和借鉴国内外的先进科学技术，积极与高等院校和科研单位合作，并根据本企业的实际情况，积极采用和推广已有的、成熟的研究成果。3．产品生产的工艺准备产品生产工艺准备的主要内容如下：(1)新产品开发和老产品改进的工艺调研和考虑。(2)产品设计的工艺性审查。(3)工艺方案设计。(4)设计和编制成套工艺文件。(5)工艺文件的标准化审查。(6)工艺装备的设计与管理。(7)编制工艺定额。(8)进行工艺质量评审。(9)进行工艺验证。(10)进行工艺总结和工艺整顿。4．生产现场工艺管理生产现场工艺管理的基本任务、要求和主要内容如下：(1)生产现场工艺管理的基