電子產(chǎn)品（PCBA&元器件）可靠性設(shè)計與失效分析

【課程背景】

當(dāng)前，產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計不再僅僅追求性能和功能，產(chǎn)品可靠性已成為產(chǎn)品設(shè)計中非常重要的組成部分。對于高精密、高可靠性、高技術(shù)含量、高附加值的“四高”電子產(chǎn)品而言，首先對產(chǎn)品本身的可靠性提出更高要求。

電子產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來的、制造出來的、管理出來的。而電子產(chǎn)品是由PCBA這個控制中心起關(guān)鍵功能實現(xiàn)模塊，而PCBA又由元器件電子組裝而成。若PCBA或者器件可靠性不過關(guān)，產(chǎn)品整機可靠性就無法保證，因此提升PCBA和元器件這兩個核心部件的可靠性勢在必行。

PCBA和元器件既要提升固有可靠性，從PCB與元器件本身材料的設(shè)計、制造、發(fā)運過程提升可靠性，同時又要提升使用可靠性，從元器件、PCBA電子組裝制造，到發(fā)運物流，直到產(chǎn)品服役售后環(huán)節(jié)，提升其使用可靠性。需要從售后不良，查找失效原因，找到失效根因，推動前端可靠性設(shè)計的提升。產(chǎn)品在設(shè)計端的可靠性設(shè)計是“防病”，產(chǎn)品制造或者售后階段失效分析是“治病”，“防病”“治病”雙管齊下，形成完整的PDCA循環(huán)，從而有效的從整個產(chǎn)品生命周期全面提升產(chǎn)品可靠性。

    從電子產(chǎn)品全生命周期來看，可靠性設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計中的優(yōu)點：

1.減少產(chǎn)品設(shè)計修改。倡導(dǎo)“第一次把事情做對”，把產(chǎn)品的設(shè)計修改都集中在產(chǎn)品設(shè)計階段完成。

2.縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。據(jù)統(tǒng)計，相對于傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā),DFR能夠節(jié)省30%以上的產(chǎn)品開發(fā)時間。

3.降低產(chǎn)品成本。產(chǎn)品開發(fā)同時也是面向成本的開發(fā)。

4.提高產(chǎn)品質(zhì)量。在開發(fā)原始階段就得到優(yōu)化和完善，避免后期制造、裝配中、市場上產(chǎn)生的質(zhì)量問題。

【適合對象】

1.     電子硬件（PCBA）、結(jié)構(gòu)、整機、工藝、品質(zhì)、新產(chǎn)品導(dǎo)入經(jīng)理主管及工程師。

2.     生產(chǎn)現(xiàn)場管理及工藝技術(shù)人員。

3.     研發(fā)總監(jiān)、經(jīng)理等研發(fā)管理人員。

4.     產(chǎn)品經(jīng)理、項目經(jīng)理。

5.     質(zhì)量經(jīng)理、質(zhì)量管理人員等。

【課程收益】

1. 通過學(xué)習(xí)，學(xué)員可以解說可靠性設(shè)計和失效分析的起源和發(fā)展方向。

2.通過學(xué)習(xí)，應(yīng)用可靠性設(shè)計及失效分析的方法，學(xué)員在產(chǎn)品設(shè)計、制造、維護工作中提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品上市時間、降低產(chǎn)品綜合成本。

3.通過學(xué)習(xí)，針對案例問題進行研討， 學(xué)員可以應(yīng)用一些可靠性設(shè)計的方法在具體的產(chǎn)品開發(fā)中。

4.通過學(xué)習(xí)，學(xué)員可以借鑒標桿企業(yè)可靠性工程和失效分析應(yīng)用方法，學(xué)員應(yīng)用一些可靠性工程和失效分析落地的方法。

5.通過學(xué)習(xí)，學(xué)員可以借鑒標桿企業(yè)PCBA DFR GUIDELINE，學(xué)員能夠應(yīng)用PCBA DFR規(guī)范建立的實操方法，并且應(yīng)用于PCBA可靠性設(shè)計審查工作中，改進可靠性設(shè)計工作績效。

【教學(xué)形式】

50%理論講授+30%現(xiàn)場練習(xí)+20%重難點答疑

【課程時長】

兩天/12小時

【課程大綱】

課程導(dǎo)入：

當(dāng)前企業(yè)可靠性工作主要的、常見的問題

產(chǎn)品可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系：區(qū)別和聯(lián)系

產(chǎn)品可靠性出問題的危害：電子產(chǎn)品和系統(tǒng)可靠性事故視頻

一、電子產(chǎn)品可靠性與可靠性試驗概述

1.      可靠性設(shè)計的重要性

2.      系統(tǒng)可靠性設(shè)計技術(shù)流程

3.      可靠性仿真技術(shù)

4.      可靠性試驗概述

5.      環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS）試驗技術(shù)

6.      HALT&HASS試驗技術(shù)

7.      振動試驗技術(shù)

8.      集成電路加速壽命試驗?zāi)Ｐ徒榻B

9.      案例研討：1.BGA焊點熱與振動疲勞可靠性評估  2. CSP封裝焊接可靠性問題

10.    工作坊：現(xiàn)場演練，企業(yè)如何建立自己的可靠性試驗室

11.    典型案例：通信產(chǎn)品和能源類產(chǎn)品可靠性試驗條件、測試內(nèi)容、測試方法解析

二、PCBA和元器件可靠性工程應(yīng)用及發(fā)展方向

1.      體系建設(shè)

2.      可靠性工作的中心

3.      可靠性工作計劃

4.      建立并實施可靠性標準及產(chǎn)品標準

5.      可靠性仿真與數(shù)值模擬介紹

6.      可靠性仿真應(yīng)用案例

7.      可靠性試驗技術(shù)

8.      電子企業(yè)可靠性研究五個方向

9.      標準化建設(shè)

三、PCBA&元器件工藝DFR和失效分析FA實踐

1.      失效分析的產(chǎn)生與發(fā)展

2.      失效分析流程體系主要內(nèi)容

3.      工藝失效分析業(yè)務(wù)范疇

4.      案例：Met產(chǎn)品散熱測試與優(yōu)化

5.      DFR&FA業(yè)務(wù)架

-H公司DFR&FA流程圖

6.      失效分析的常見誤區(qū)

7.      失效分析基礎(chǔ)

8.      失效分析主要方法技術(shù)手段

9.      失效分析基本過程和九大通用原則

10.    PCBA失效分析儀器設(shè)備

-成像技術(shù)、形貌觀察儀器：立體顯微鏡，金相顯微鏡，掃描電子顯微鏡，x光機，C－SAM聲學(xué)掃描顯微鏡簡介

11.    PCBA失效分析儀器設(shè)備

-成份技術(shù)：化學(xué)分析（CA），電子能譜/波譜（EDX/WDX），等離子發(fā)射光譜（ICP），液相、氣相色譜（LC），離子色譜（IC），俄歇電子能譜簡介

12.    力學(xué)與熱力學(xué)分析

-物理性能測試設(shè)備：動態(tài)熱機械分析（DMA），差示掃描量熱法（DSC），熱機械分析（TMA），動態(tài)介電分析（DDA），離子污染測試儀，可焊性測試儀，熱重法（TG），溫度測試儀簡介

13.    表面材料污染、材料微區(qū)成份分析簡介

14.    失效分析設(shè)備儀器介紹-試樣制備設(shè)備簡介

15.    案例：通信產(chǎn)品PCBA早期失效解析

16.    案例：汽車電子焊接失效分析

四、典型企業(yè)PCBA設(shè)計指南及失效案例

1.      環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計設(shè)計規(guī)則和應(yīng)用

2.      結(jié)構(gòu)與熱設(shè)計規(guī)則和應(yīng)用

3.      現(xiàn)場演練：H公司元器件工藝應(yīng)用設(shè)計指南重點把握和排序

4.      案例：SIP元器件封裝可靠性仿真

5.      案例：溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致元器件基板斷裂

6.      焊盤設(shè)計規(guī)則和應(yīng)用

7.      PCB工藝設(shè)計基本要求和應(yīng)用

8.      案例：多層PCB通孔失效分析

9.      PCB制作要求設(shè)計規(guī)則和應(yīng)用要點

10.    組裝過程設(shè)計規(guī)則和應(yīng)用要點

11.    案例：高速光傳輸PCBA組裝過程失效解析   

12.    可靠性試驗與篩選設(shè)計規(guī)則和應(yīng)用

13.    案例：智能手機可靠性試驗Failure分析

14.    案例：高速高頻PCBA可靠性設(shè)計案例及失效分析

15.    案例：E公司可靠性設(shè)計應(yīng)用發(fā)展歷程介紹

16.    工作坊：現(xiàn)場演練，企業(yè)如何建立自己的DFR GUIDELINE？

五、元器件可靠應(yīng)用、元器件選型及元器件失效案例

1.      元器件工程需求符合度分析

2.      元器件質(zhì)量可靠性典型需求與分析

1)      機械應(yīng)力

2)      可加工性

3)      電應(yīng)力分析

4)      環(huán)境應(yīng)力分析

5)      溫度應(yīng)力分析

6)      壽命與可維護性

3.      固有失效率較高元器件改進對策

4.      新元器件選用基本原則和要求

5.      元器件風(fēng)險防范（可采購性）考慮要素 

6.      元器件品質(zhì)（可用性）考慮要素

7.      元器件可生產(chǎn)性考慮要素

8.      元器件成本考慮要素        

9.      元器件在板測試基本項目

10.    元器件品質(zhì)控制體系與規(guī)范介紹

1)體系簡介

2)元器件規(guī)范類別與查找方法

11.    案例研討：某通信模塊元器件早期失效解析

12.    案例：某通信E產(chǎn)品元器件可靠性工程分析

六、企業(yè)如何推行PCBA&元器件DFR

1.      可靠性主導(dǎo)和牽頭的責(zé)任部門

2.      部門分工和職責(zé)要求

3.      可靠性要求執(zhí)行和落實問題

4.      兩個思路和四件事

5.      企業(yè)推行三步驟

6.      案例：某公司DFX輔導(dǎo)項目介紹

課程收尾：內(nèi)容回顧，五三一行動計劃，Q&A