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電子可靠性工程技術實踐

作者:不詳 ; 發布時間:2019-6-27 7:28:07 ; 來源:互聯網  點擊:

課程目的
了解電子可靠性工程的基本概念,指導電子產品硬件可靠性設計和硬件問題分析,幫助客戶有效提高產品的質量和可靠性。


課程簡介
本課程完整介紹了電子可靠性工程的知識體系,包括器件選型認證、可靠性設計技術、生產和維護、失效分析和流程保障五個方面。學習后可以掌握如何通過物料的選型與認證來保證物料的基本可靠性,了解
可靠性設計的14種方法,電子產品的器件失效分析,以及加工過程中的產品可靠性保證方法。這些技術構成的全新電子可靠性工程大大超越了傳統可靠性的方法,使可靠性成為一種具有很強操作性的工程技術,
具有明顯的實用價值,對電子產品可靠性的改進效果在短期內就顯著可見。

目錄
1. 電子可靠性工程概述
2. 電子可靠性工程的基礎知識
3. 電子可靠性工程流程體系
4. 基本可靠性保證(物料選型與認證)
5. 可靠性設計
6. 失效分析
7. 生產加工可靠性保證

開展電子可靠性工程工作的意義
 中國現在是制造大國,還不是制造強國,為什么?
 國內電子廠家經常面臨問題:由于產品問題多導致客戶滿意度下降;價格只是國外競爭對手的幾分之一,利潤低。
但是還是競爭不過,競爭力差,為什么?
 作為消費者,我們都喜歡買美歐日進口產品,為什么?


 重要原因是:我們的產品質量和可靠性差,國內電子產品和國外領先企業的差距已經不是功能性能的差距,而是質量和可靠性上的差距。
 質量和可靠性差的主要原因是:設計水平低,缺乏硬件應用經驗,缺乏電子可靠性系統工程方法。

 我們認為:僅靠個人經驗和責任心是無法根本提高設計水平的,最主要的是缺乏一套完整的系統方法,“君子授人以魚,不如授人以漁。”
 電子可靠性工程,就是幫助大幅提高可靠性的利器。它可以顯著降低器件失效率以及器件失效造成的影響,是提高產品可靠性的重點,也是最容易產生效果的措施,投入一分可以獲得十分的效果。

 目前國內企業普遍沒有系統開展電子可靠性工程工作,也說明有很大的提升潛力。
 深圳市易 瑞 來公司的主要技術專家,均有在國內領先電子企業中從事多年可靠性技術的經歷,通過和歐美發達國家的頂尖可靠性專家進行學習交流,汲取國外最新的可靠性設計理念和技術方法,輔以在產品設計中的大量成功實踐經驗,在國內率先推出了全新的實用電子可靠性工程技術!
 在實踐中證明,只要全面采用易 瑞 來公司的電子可靠性工程技術,產品的可靠性一定會有大幅的提高,至少提高10倍以上,達到國際領先水平!

什么是電子可靠性工程
 電子可靠性工程是保證器件在產品整個生命周期中可靠工作的系統工程。
 簡單地說電子可靠性工程就是通過保證使用可靠的器件和可靠地使用器件,避免器件失效,來保證電子產品的質量和可靠性。
 建立電子可靠性工程流程體系,系統開展器件質量可靠性認證、電子可靠應用設計以及對測試、驗證、生產、市場上的失效器件進行根原因分析。

市場競爭的需要
 對于高端設備如通信產品、汽車電子,只有采用電子可靠性工程的系統方法才能保證高可靠、高穩定性的基本要求。
 即使對于消費級類的低端產品,采用電子可靠性工程的系統方法,質量和可靠性在業界達到領先水平后,不但可以大大降低返修成本和售后服務成本,而且極大提升產品品牌價值,提升競爭力。
國產手機2004年占有率比2003年大幅退步以及贏利能力較差的很大原因是返修率要遠高于國外先進公司。

 

電子可靠性工程主要內容
 電子可靠性工程的基礎知識
 電子可靠性工程流程體系
 基本可靠性保證
 可靠性設計
 失效分析
 生產加工可靠性保證

通過正確的選型認證來保證構成產品的物料的基本可靠性
物料選型與認證是一項產品工程,是硬件開發活動的重要組成部分。產品一旦選用了某物料,其質量、成本、可采購性基本上60%都已固化,后期的一系列改進、保障策略所達到的效果只能占到40%,物料選型影響重大。
如何確定物料的規格,如何識別不同廠家的物料優劣,如何對物料廠家進行認證,如何監控物料廠家的質量波動,這些專項技術,在國際領先公司都有專業的團隊來進行研究,并有系統化的流程來保障物料選用,而目前國內廠家普遍比較薄弱,因此從物料選用開始,產品質量就和業界領先公司拉開了差距,可以說是輸在了起跑線上。
易 瑞 來公司的專家按照器件類別進行分工,可以幫助企業建立各類器件的認證規范和選型指導,提升器件選用過程的效率和質量。

通過正確合理的設計方法保證應用可靠性
常用的可靠性設計方法有如下14種,在產品開發過程中,這些方面都要考慮到,包括借助相應的仿真工具進行分析,才能夠保證設計的產品的可靠性。
1) 可靠性預計
2) FMEA
3) 可靠性指標論證、分配與冗余設計
4) 電應力防護設計
5) ESD防護設計
6) 容差分析
7) 降額設計
8) 升額設計
9) 熱分析和設計
10)信號完整性分析
11)EMC設計
12)安全設計
13)環境適應性設計
14)壽命與可維護性設計
國際領先的大公司,對這些設計方法均有專業團隊來保障,為了滿足國內企業的需求,針對每種設計方法,深圳市易 瑞 來公司均有專家負責研究和追蹤業界最新的進展,實踐經驗豐富,可以幫助企業建立自己的設計規范,幫助電子工程師迅速掌握這些方法并指導實踐。

在加工維護過程中保證不引入對器件的損傷(續)
在生產加工過程中,影響可靠性的最主要的因素是ESD、MSD和焊點可靠性,這三方面的控制技術目前發展得較為成熟,也有對應的國際標準,但是國內很多廠家還做得不夠完善,如產品線的ESD控制水平是多少,MSD控制可以達到幾級潮濕敏感器件,影響焊點可靠性的主要因素是怎樣控制的?象MSD控制不好引發的可靠性問題,往往是在產品到用戶手里半年以上才會大量暴發,ESD損傷對器件的長期可靠性的影響也很大,因此怎樣控制加工過
程,保證對不引入對器件的損傷需要引起重視。在產品維護保養過程中同樣要考慮可靠性問題,避免引入對產品的損傷。易 瑞 來科技在ESD控制、MSD控制、焊點可靠性等領域均有經驗豐富的專家,并和這些領域的國際專家有密切的合作關系,可以幫助企業建立或者完善內部規范和操作指導書。

失效分析
通過對開發、測試、小批量試產,量產階段、用戶現場的器件失效分析,找到失效的根本原因和改進措施,及時糾正和預防失效的發生。發現問題越早,解決問題的成本也就越低,因此即使是開發調試過程中出現的個別器件失效,也要進行徹底的失效分析,明確失效機理,進而采取對應的解決措施以及預防措施。
易 瑞 來公司提供微電子器件和集成電路的失效分析專業服務,是國內第一家提供失效根本原因(ROOT CAUSE)分析服務的公司。現有失效分析人員擁有數十年工作經驗,擅長元器件失效分析和器件應用分析相結合的綜合分析

流程保障
電子產品可靠性工程是非常嚴謹的系統工程,需要高效、明確的流程來保證。可靠性保障流程主要有三個:
1) 選用可靠物料流程,包括物料選型,物料認證,供應商認證,供應商質量控制等方面;
2) 產品開發中的可靠性設計流程,在產品開發過程中保證上文提到的14種方法的使用以及明確評審要求,通過可靠性設計來保證產品的可靠性。
3) FRACAS流程,通過對故障數據的分析處理,找出異常問題,啟動根本原因分析,找到解決措施和預防措施,使所有問題都能夠閉環,以保證產品的可靠性。


2 電子可靠性工程基礎知識
2.1 質量與可靠性的關系
2.2 可靠性發展的歷史
2.3 可靠性的層次
2.4 可靠性指標
2.5 壽命周期費用
2.6 可靠性數學基礎
2.7 可靠性試驗基礎

結論
 電子可靠性只有從了解器件的失效物理機理,知道器件會怎么壞,才能做到“使用可靠的器件”和“可靠地使用器件”。
 器件的一些參數如絕對最大值(AMR)包含一些可靠性信息,器件應在AMR下使用,由于制造工藝偏差每個器件的AMR存在一些差異,因此工藝能力對電子可靠性有重要影響,工藝技術成熟的電子可靠性較高,與供應商合作,了解工藝動態對“使用可靠器件”很有幫助。
 容易獲得的電子可靠性數據如EFR、LFR并不包含電子可靠性的全部特性,正確認識器件的可靠性需基于器件的失效物理,而不是器件的統計數據。
 對于電子產品,可靠性預計實際工程意義不大,有意義的是可靠性改進。

3 電子可靠性工程流程體系
3.1 基本可靠性保證流程
3.2 產品開發過程中的可靠應用流程
3.3 FRACAS流程

3.1.1 物料選型認證流程
3.1.1 物料選型認證流程
1 物料選型認證團隊運作流程
2 新物料認證流程
3 物料替代
4 定制件質量控制流程
5 PCN 處理流程
6 物料問題處理流程

3.1.2 供應商認證和控制流程
1 供應商認證流程
2 供應商品質控制與改進流程

3.2 產品開發過程中的可靠應用流程
3. 3 FRACAS流程
1 器件失效數據搜集和分析流程
2 器件失效根原因分析流程
3 維護閉環流程

4 選用可靠的器件(物料選型與認證)
4.1 什么是物料選型與認證
4.2 新物料選用方法
4.3 物料選型與認證流程
4.4 交付件和選型工具
4.5 供應商認證
4.6 物料品質控制體系與方法

4.1 什么是物料選型與認證
 物料選型與認證是一項產品工程,是硬件開發活動的重要組成部分。
 物料可用性、可采購性、成本和供應商支持能力滿足產品要求。

通過系統化的物料選型與認證活動,可以保證選用物料的可用性、可采購性、成本和供應商支持能力(包括技術和商務能力)。
4.1.1 物料選型與認證的目的

4.1.2 物料選型與認證的主要活動
物料選型和認證是密不可分的
產品系統工程。
主要包括:
物料選型方法
物料選型和認證的流程體系
物料認證報告包
供應商認證
供應商品質控制和改進。

硬盤、晶振、電源模塊……
成果:
產品質量大幅提高。
采購價格大幅度降低。
4.1.3 案例

4.2 新物料選用方法
4.2.1 常用概念
4.2.2 選用原則和基本要求
4.2.3 選型要點
4.2.4 選型方法

1、物料型號
2、物料狀態
3、物料生命周期
4、物料指標
4.2.1 常用概念

4.2.2 新物料選用基本原則和要求
物料選型基本要求:
(1)物料的技術性能、質量指標、使用條件、成本和供應商技術支持應滿足產品的要求,并符合本公司生產加工工藝要求;
(2)優先選用經實踐證明(內部、行業、對手已大量使用)質量穩定、可靠性高、有發展前途且供應渠道可靠、技術與商務支持強、交貨及時的標準物料。盡量不要選用處于工程樣片階段的物料。
(3)應從整個產品設計角度考慮,最大限度地壓縮物料的品種、規格及其生產廠家;
(4)通用物料必須有PIN-PIN替代物料,關鍵物料特別是量大或核心關鍵物料,必須有方案級替代。

4.2.3 物料選型考慮要素
 物料技術品質(可用性)考慮要素
物料選型時,不僅要仔細分析物料參數正常條件下是否滿足設計要求,而且要分析在應用環境下存在的可能異常應力對物料產生的影響,要考慮物料容差、容限、降額、應力、物料成熟度等容易忽視的五個方面。
 物料風險防范(可采購性)考慮要素 物料成本考慮要素
4.2.4 關鍵物料選型方法
采用業界通用方法,由采購和研發及其他相關利益體組成物料選型與認證團隊,發揮各自的優勢,相互配合,規避現有的弊端,共同作好選型。

4.3 物料選型與認證流程
1 物料選型認證團隊運作流程
2 新物料認證流程
3 物料替代
4 定制件質量控制流程
5 PCN 處理流程
6 物料問題處理流程

1 物料規格模板
2 優選物料庫
3 選型規范和選型路標
4 供應商物料技術路標
5 失效數據和可靠性
6 物料資料
7 物料認證報告(含工藝報告)
8 物料信息庫
9 物料選型工具主要集成廠家
4.4 交付件和工具

物料選型工具主要集成廠家
(1)ASPECT公司;
(2)ORACLE公司
(3)PTC公司;
(4)INNOVEDA公司
(5)CADENCE公司
(6)ENOVIA公司
(7)PATNAVIGATOR公司
(8)NITIDUS公司
(9)EDS公司
(10)SDRC公司
(11)SOLID WORK公司
(12)I2公司
(13)SELECTRON公司
(14)E3公司
(15)LOGILITY公司
(16)Manugistics公司

物料選型工具主要集成廠家(續)
各廠家產品主要區別:
1、側重點不同:如物料管理、庫存管理、需求預測、供應計劃、與EDA工具集成;
2、物料管理:物料分類方法和標準、檢索方式;
3、供應商評價方法
4、支持外部物料數據庫:是否支持,支持標準,是否能及時檢索和索取到全球最新數據。
5、支持物料信息維護和新物料引入工作流
6、輔助設計人員的物料選用。如對不同物料選型方案的成本、物料性能、可靠性的比較。方便查找和比較新物料。
7、數據集成能力,能否與各種ERP、PDM和CAD系統連接,共享數據;二次開發

4.5 供應商認證
1 供應商調查
2 供應商商務評審
3 供應商技術質量分析
4 供應商考察和評估
5 建立優秀供應商表

4.6.1 物料品質控制方法
4.6.2 供應商質量管理
4.6.3 供應商失效分析
4.6 物料品質控制體系與方法

供應商失效分析
優勢:供應商一般都有較為完善的物料失效分析流程,失效物料原則上都要委托供應商進行分析,找到失效原因。
缺點:
1)當供應商證明自己的物料沒有問題或者是用戶的使用問題時,問題解決往往停滯。
2)供應商有時會利用技術不對等進行敷衍甚至推卸責任。
供應商失效分析
對策:企業有自己的物料失效分析專家,并和業界建立廣泛的聯系,可以評估供應商失效分析結論的正確性,以配合供應商或者專業的失效分析機構開展失效分析。


可靠性設計
在本章中重點介紹電子產品可靠性設計的常用方法,常用器件的應用要點以及電子產品可靠性設計的審查準則。
5.1 可靠性設計方法
5.2 各類電子可靠應用指南
5.3 可靠性設計檢視準則
5.1 可靠性設計方法
5.1.1 可靠性預計
5.1.2 FMEA
5.1.3 可靠性指標論證、分配與冗余設計
5.1.4 電應力防護設計
5.1.5 ESD防護設計
5.1.6 容差分析
5.1.7 降額設計
5.1.8 升額設計
5.1.9 熱分析和設計
5.1.10 信號完整性分析
5.1.11 EMC設計
5.1.12 安全設計
5.1.13 環境適應性設計
5.1.14 壽命與可維護性設計
5.1.1 可靠性預計
現有的可靠性預計軟件較多,主要方法:
元件計數法,應力分析法,相似產品類比論證法等等
易 瑞 來科技的觀點:
可靠性預計的目的是可靠性改進,預計的具體數值準確性是多少并不重要,重要的是通過預計找到薄弱點,提出改進措施,促進增長,切忌糾纏于具體數值的計算。

5.1.2 FMEA
5.1.2.1 FMEA分析的基本概念
5.1.2.2 SFMEA
5.1.2.3 DFMEA
5.1.2.4 PFMEA

CA分析
FMEA分析一般只能做定性的分析,發現產品可能存在的薄弱環節。但是在FMEA分析的基礎上進行延伸,做危害度(CA)分析的話,也是可以做定量評估的。
目前CA分析較多的應用于具體的、比較小的模塊級的方案上,比如電源過壓保護電路,電源備份電路,電源接入濾波電路。具體操作方法參見教材《電子產品FMEA/FMECA分析指導》。

5.1.3 可靠性指標論證、分配與冗余設計
1 可靠性指標論證
提出可靠性指標,也是產品認證的需要。
可靠性分配
3 冗余設計:器件或者單板基本可靠性無法滿足要求時采用。

5.1.4 電應力防護設計
1 電過應力來源、危害及防護措施分析
2 帶電插拔導致的電應力防護需求分析
3 電源電路的電應力要求
4 各類器件的電應力需求

1 電過應力來源、危害及防護措施分析
電過應力(Electrical OverStress,EOS)是主要指生產、測試、調試、使用過程中,因意外因素使元器件承受超過自身最大負荷能力的電應力(ESD除外),通常有電壓/電流的瞬變/浪涌、過壓、過流、過功率等。電過應
力會使器件性能降低,功能失效甚至損傷或燒毀器件。

EOS是元器件在使用過程中最常見的失效原因之一,據有關資料統計超過60%的器件失效是由于EOS/ESD導致的。隨著微電子器件集成密度的提高和幾何尺寸的縮小,其承受電過應力的
能力越來越低,也就更容易產生電過應力失效。
因此,電子系統的電過應力防護問題日益顯得突出和重要。
電過應力的危害

通過掌握的器件關鍵要點對設計進行電過應力審查,是確保產品的可靠性的重要方法。
為便于硬件人員有效進行電過應力審查分析,我們開發了業界獨有的教材,從電過應力的來源入手,詳細分析了各類電過應力的危害以及防護措施,帶電插拔設計指導,并對各類器件的電應力薄弱點整理和匯總,用于指導
在硬件開發過程中的電過應力分析。
怎樣防止電過應力

2 帶電插拔導致的電應力防護需求分析
3 電源電路的電應力要求
4 各類器件的電應力需求
以上內容略,詳細參見課程《電子產品電應力防護設計基礎》。
電過應力

5.1.5 ESD防護技術
ESD防護技術提升是長期和艱巨的過程。從多個國際大公司的發展歷程來看,主要分為以下三大階段:
1 基礎建設:該階段的主要任務就是針對生產線進行ESD防護整改,并建立全流程的ESD控制管理體系。
2 全面發展:在產品設計開發過程中全面開展ESD防護設計,從產品設計開始就構筑高品質和高可靠性。
3 高難技術突破:展開ESD專項技術研究或者專項技術引進,使ESD防護控制技術達到業界先進水平。

5.1.5 ESD防護設計(續)
為什么產品常常被ESD損壞?重要原因是產品的ESD防護能力低,加強ESD防護設計、提高產品的抗ESD能力是
提高產品可靠性的有力措施。
《產品開發防靜電設計技術指導》課程簡介:
介紹了產品開發需要采取的靜電防護設計技術要求,包括產品防靜電規格的確定、防靜電設計、測試驗證和評估要求。對防靜電設計方法進行了詳細論述,如靜電敏感器件的選用、防護電路的設計、單板工藝設計、結構設
計、生產工藝及工序的設計等。

5.1.6 容差分析
為什么在實驗室測試通過的產品在市場上經常出現故障?
環境變化(包括溫度、濕度、氣壓、機械應力等。)和壽命影響(包括加電壽命aging和不加電壽命life)改變了器件應力和器件強度的對比。

5.1.6 容差分析
?能否用三流的器件設計出一流的產品?
如果充分了解該器件的強度(即參數容差范圍),即使是三流的器件,只要保證器件承受的應力低于器件強度范圍,就可以大幅提高器件可靠性。

5.1.6 容差分析
最壞情況電路分析(Worst Case Circuit Analysis,簡稱為WCCA)是目前主要的容差分析技術,也是目前最先進實用、分析最全面的可靠性技術。它確定在極端環境下器件參數發生的變化,分析這種變化引起的電路性能變化是否滿足該電路的規格要求,以及器件承受的應力是否超過器件的額定最大值。
  WCCA主要包括三個部分:
  建立器件參數變化數據庫(WCDB)
  最壞情況電路性能分析(WCPA)
  最壞情況器件應力分析(EPSA)
  分析方法有:敏感度分析(SA)、極值分析(EVA)、和方根分析(RSS)、蒙特卡羅分析(MCA)。

5.1.6 容差分析
國外現在已經將容差設計等可靠性技術從軍事航天領域應用到商業領域,如:電信系統、電子器件、電氣、醫療,汽車電子、電梯等產品。
WCCA已經被FDA接受為產品可靠性設計驗證工具。
很多對可靠性要求較高的公司都將WCCA做為開發過程中必須項。

5.1.7 降額設計
1 元器件應力降額導論;
2 降額的發展;
3 近20類器件的具體降額分析。
4 運用仿真工具PSPICE對電路中的器件進行降額。

5.1.7 降額設計(續)
降額設計是一種比較傳統的設計技術。以前做降額設計時,先估計器件上的電壓、電流和功率,然后套用器件降額表,確定器件的降額系數。這種估計的方法取決于個人經驗,也主要是估計器
件上的靜態電應力,無法準確估計器件的瞬態應力,可以說是一種“靜態”的方法,同時這種方法也比較耗費時間。

5.1.7 降額設計(續)
? 但是根據我們的失效分析經驗,器件失效的主要原因是受到瞬態的過電應力。所以我們新的降額設計主要是采用對電路的仿真方法,準確分析電路中的各個器件的瞬態電應力和器件的結
溫,然后直接在仿真軟件中設置器件的降額系數,直接輸出器件的應力分析和降額情況。大大提高了降額設計的準確性和效率。

5.1.8 升額設計
通過對升額國標的深入理解,以及對各種器件低溫可靠性的深入研究,可以對器件升額設計提供指導。
1 升額基礎理論;
2 升額的標準(IEC62240)分析;
3 低溫設計方法;
4 研究案例。

5.1.9 熱分析和設計
器件應用失效80%以上是由于器件溫度過高造成的,對硬件電路進行熱設計是分析器件溫度,解決散熱問題的關鍵技術,我們有實力幫助硬件、結構和熱設計工程師等提高熱設計能力,
大幅提高產品的可靠性。

5.1.9 熱分析和設計
電子可靠性工程中的熱設計和一般的熱設計不一樣,一般的熱設計主要是對整個系統的散熱通道進行分析,對電路中的器件只是進行穩態的功耗假定。
而電子可靠性工程熱設計主要是對其中的大功率器件的瞬態溫度進行分析,看是否超過器件的絕對溫度范圍。這種器件級的瞬態熱分析是當前熱設計領域中的最新發展,也是器件可靠性設計中的最新重要部分。

5.1.10 信號完整性分析
?? 模擬電路仿真及應用實戰—PSPICE
?? 數字電路時序仿真及應用實戰
?? 如何高效建立器件仿真模型
74
5.1.11 EMC設計
開發有專業課程,詳細介紹了電磁兼容(EMC)較完整的知識體系,幫助電子行業工程技術人員提高在EMC設計方面的專業技能,為企業培養優秀的電磁兼容工程師。
加強產品在EMC等方面的性能,提高產品質量和可靠性,順利通過產品的3C認證,增強產品在國內國際的市場競爭力。

SI和EMC分析
在復雜系統設計中往往要做SI分析和EMC分析的。隨著SIEMC仿真工具日益發展,實用化程度大大提高,今天的SI和EMC分析已經越來越多由傳統的測試試驗方法轉變為采用仿真分析的方法。以往高速電路設計一直是困擾設計人員的難題,往往只有資深的工程師憑借經驗進行分析,如今憑借這些工具,即使年輕的工程師也有可能設計出高質量、高可靠性的電路,充分體現出了可靠性技術發展的力量。
SI分析中現在又派生出了一個新的分支——PI(電源完整性分析),主要就是分析電源電路在高頻情況和必須考慮器件的分布參數時,其電平輸出性能變化。
這些都是電子可靠性工程中的重要組成部分。

5.1.12 安全設計
? DELL筆記本電腦電源適配器召回案例
? 某單板起火案例
1 安全設計的意義
2 安全基本概念
3 PCB的安全設計
4 安規認證
5 安規器件介紹

5.1.12 安全設計
電子產品發生燃燒事故將對供應商的信譽造成重大影響。而燃燒產品的失效分析也是非常困難的,易 瑞 來科技在大量燃燒失效分析的基礎上,總結出一整套產品燃燒后的分析方法和程序,并可以對防止燃燒事故發生的安規
設計方法進行指導。

5.1.12 安全設計
安全設計主要關注的是電路中各器件的安全性選型、電路中PCB走線的爬電距離是否符合安全間距規范、器件在發生失效的情況下也不會輸出過高的電壓,以免引起內部和外部電路的重大安全隱患,特別是不引
起明火等。

5.1.13 環境適應性設計
惡劣的環境會加速器件的性能退化,甚至會導致器件功能喪失,產品設計時要根據應用環境合理選擇器件或者采取保護措施,如選用抗硫化的器件,如設計防塵網,采用涂敷工藝等。
在這里的環境應力主要考慮除溫度和震動沖擊以外的環境應力,溫度、振動沖擊對電子可靠性影響較大,而潮濕、灰塵、鹽霧、氣壓等對電子可靠性的影響相對較小,但這些因素組合在一
起,可以產生難以預計的后果。
案例……
損失慘重!假如設計時能夠考慮到環境應力可靠性設計,只要很小的成本即可避免。提供業界獨有的《環境應力可靠性設計指導》,內有大量的案例和設計指導。

5.1.14 壽命與可維護性設計
《壽命與可維護性指導》給出需要在設計中重點關注的器件的具體壽命、影響壽命的主要因素和預防措施。
案例:電池、接插件、FLASH……

5.2 各類電子可靠應用指南
器件專家團可以對幾乎所有的電子器件提供可靠應用指南和局部典型電路設計、分析。例如:
5.2.1 分類器件降額設計
5.2.2 開關電源設計和分析
5.2.3 存儲器可靠應用指南
5.2.4 運放可靠應用指南
5.2.5 光藕可靠應用指南
5.2.6 鎖相環可靠應用指南
5.2.7 射頻器件可靠應用指南
5.2.8 光器件可靠應用指南
……

5.3 可靠性設計模板和檢視準則
針對各類器件的可靠應用要點,結合可靠應用設計方法,總結出電子可靠性設計檢視準則。
提供通用的電子產品可靠性設計模板,用于指導產品開發。

6 失效分析
6.1 失效分析基礎
6.2 器件失效分析流程

6.1 失效分析基礎
1、失效分析的產生與發展
2、失效分析的目的和意義
3、失效分析的基本內容

1、失效分析的產生和發展(續)
? 可靠性研究首先是從評價可靠性開始的,但研究重點現在已逐漸轉向如何提高可靠性方面。
? 可靠性研究更重要的是為了提高可靠性,所以失效分析和失效物理成為可靠性研究的重點。
可靠性預計發展到可靠性改進。

器件失效分析是對失效器件進行的分析,從材料、結構、設計、制造工藝和使用等方面,通過物理、化學的分析方法來確定失效模式,分析失效機理,定位失效原因,判斷失效性質。
不僅僅是傳統的失效模式和機理的分析,而是根本原因(Root Cause)分析,找到根本原因,提出改進措施,解決問題,更重要的是提出預防措施,在新產品開發中避免類似的問題發生。
2、失效分析的目的和意義

3、失效分析的基本內容
? 失效情況調查;
? 失效模式鑒別;
? 失效特征描述;
? 假設失效機理;
? 證實失效機理;
? 提出糾正措施和新失效因素。

6.2 失效分析過程
1 解剖前的過程
2 解剖方法
3 解剖后的分析過程
4 編寫失效分析報告

1 解剖前的過程
失效情況調查,總結失效數據測試(功能測試、I-V曲線測試)外觀鏡檢調查失效環境,器件使用過程信息,器件失效率,器件失效的異常行為、異常現象。
單板上測試器件功能是否正常;
搭建應用電路測試器件功能;
I-V曲線測試。
模擬實驗
失效模式分類
對于功能測試正常的器件,建議進行模擬實驗,確定是否存在使用問題,如偏置不當,外圍電路錯檢誤測,鍍電層源質紋量波、太引大腳等的等銹。蝕情況;
引腳根部和密封處的機械損傷及密封縫的質量;
污染和粘附物;
外觀標志。
X-RAY檢測檢測內部結構及金屬多余物超聲掃描檢測潮氣引起的塑封器件的內部分層。
進行失效模式分類,如開路、短路、參數退化、時好時壞、重測合格等。

2 解剖方法
解剖的目的是為了對元器件內部進行仔細檢查和測試。
解剖時應根據封裝特點制定出開封方案,避免損傷器件內部的結構和破壞失效部位。

3 解剖后分析過程
 光學顯微鏡檢查;
 電分析;
 掃描電鏡分析;
 器件剖面分析;
 材料成份分析;
 模擬試驗分析,用良品進行模擬試驗,判斷失效原因。

4 編寫失效分析報告
根據失效分析獲得的各種數據,可以證實失效機理,找出失效原因,制定防止失效再次發生的措施,并寫成失效分析報告,使成果共享。


7 生產加工可靠性保證
據RAC的資料顯示,在生產加工過程中對器件的損傷造成的失效占器件失效的15%,而實際上國內電子產品生產廠家由于生產現場控制的不規范,加工過程中造成的損失比例更大,如某公司曾經因為ESD問題導致的單板返修率就達到20%,造成巨額虧損。通過對生產現場建立完善的ESD、MSD控制體系,可以完全避免該類問題的發生,對產品的可靠性提升起到重要作用。

7 生產加工可靠性保證
7.1 ESD
7.2 MSD
7.3 物料存儲及使用

7.1 ESD
ESD防護設計前面已經簡單介紹過,也有關于ESD控制的精品課程。這里主要介紹ESD的生產線控制技術和工程現場的注意事項。

7.1.1 ESD防護的意義
 減少損失
 提高產品質量和可靠性
 提高生產效率
 提高產品生命周期和運行穩定性
 靜電防護投入產出比極高

7.1.2 電7.1.2 子產品ESD防護方法
 防護設計(電路、結構、工藝) 生產制造ESD控制 工程現場和用戶使用

7.2 MSD
象靜電損害一樣,潮敏原因造成的器件失效或留下的質量隱患也十分嚴重,要提高產品的質量,我們必須象對待靜電一樣去看待和處理潮敏問題。但直到目前,“潮敏”在很多生產裝
配廠家并沒有得到應有的關注。
從另一個角度來說,潮敏問題的改進有很大的空間,某著名公司在完成潮敏整改項目后,因潮敏問題導致的器件失效減少90%,產品可靠性得到大幅的提升。

我們開發了業界獨有的潮敏改進培訓教材,從器件封裝結構的基本知識開始,到了解潮敏產生的機理和預防方法。通過對操作規范的理解和學習,結合業界領先公司的經驗,你能了解并掌握如何才能避免潮敏問題的
發生,并享受由此帶來的產品可靠性的大幅度提升。
7.2.1 潮敏操作改進的目的和意義

1 器件封裝知識
2 潮敏原理和案例
3 潮敏標準
4 企業內部的潮敏器件控制規范
5 潮敏失效分析方法
6 潮敏器件常用英文知識說明
7.2.2 潮敏控制教材的主要內容

7.3 物料存儲及使用
以下規定了采購件在存儲和使用過程需要遵循的通用要求和規定,對于存儲條件和期限是參照業界標準制定的,企業可以根據自己的實際條件來驗證要求是否合理,并根據試驗結果進行調整。
 存儲要求
 包裝要求
 防震要求
 防潮要求

總結討論。。。

 
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