電子產品（PCBA&元器件）可靠性設計與失效分析

【課程背景】

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

電子產品的可靠性是設計出來的、制造出來的、管理出來的。而電子產品是由PCBA這個控制中心起關鍵功能實現模塊，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，產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計、制造、發運過程提升可靠性，同時又要提升使用可靠性，從元器件、PCBA電子組裝制造，到發運物流，直到產品服役售后環節，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，推動前端可靠性設計的提升。產品在設計端的可靠性設計是“防病”，產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，從而有效的從整個產品生命周期全面提升產品可靠性。

    從電子產品全生命周期來看，可靠性設計在產品設計中的優點：

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

2.縮短產品開發周期。據統計，相對于傳統產品開發,DFR能夠節省30%以上的產品開發時間。

3.降低產品成本。產品開發同時也是面向成本的開發。

4.提高產品質量。在開發原始階段就得到優化和完善，避免后期制造、裝配中、市場上產生的質量問題。

【適合對象】

1.     電子硬件（PCBA）、結構、整機、工藝、品質、新產品導入經理主管及工程師。

2.     生產現場管理及工藝技術人員。

3.     研發總監、經理等研發管理人員。

4.     產品經理、項目經理。

5.     質量經理、質量管理人員等。

【課程收益】

1. 通過學習，學員可以解說可靠性設計和失效分析的起源和發展方向。

2.通過學習，應用可靠性設計及失效分析的方法，學員在產品設計、制造、維護工作中提升產品質量、縮短產品上市時間、降低產品綜合成本。

3.通過學習，針對案例問題進行研討， 學員可以應用一些可靠性設計的方法在具體的產品開發中。

4.通過學習，學員可以借鑒標桿企業可靠性工程和失效分析應用方法，學員應用一些可靠性工程和失效分析落地的方法。

5.通過學習，學員可以借鑒標桿企業PCBA DFR GUIDELINE，學員能夠應用PCBA DFR規范建立的實操方法，并且應用于PCBA可靠性設計審查工作中，改進可靠性設計工作績效。

【教學形式】

50%理論講授+30%現場練習+20%重難點答疑

【課程時長】

兩天/12小時

【課程大綱】

課程導入：

當前企業可靠性工作主要的、常見的問題

產品可靠性和產品質量的關系：區別和聯系

產品可靠性出問題的危害：電子產品和系統可靠性事故視頻

一、電子產品可靠性與可靠性試驗概述

1.      可靠性設計的重要性

2.      系統可靠性設計技術流程

3.      可靠性仿真技術

4.      可靠性試驗概述

5.      環境應力篩選(ESS）試驗技術

6.      HALT&HASS試驗技術

7.      振動試驗技術

8.      集成電路加速壽命試驗模型介紹

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：現場演練，企業如何建立自己的可靠性試驗室

11.    典型案例：通信產品和能源類產品可靠性試驗條件、測試內容、測試方法解析

二、PCBA和元器件可靠性工程應用及發展方向

1.      體系建設

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品標準

5.      可靠性仿真與數值模擬介紹

6.      可靠性仿真應用案例

7.      可靠性試驗技術

8.      電子企業可靠性研究五個方向

9.      標準化建設

三、PCBA&元器件工藝DFR和失效分析FA實踐

1.      失效分析的產生與發展

2.      失效分析流程體系主要內容

3.      工藝失效分析業務范疇

4.      案例：Met產品散熱測試與優化

5.      DFR&FA業務架

-H公司DFR&FA流程圖

6.      失效分析的常見誤區

7.      失效分析基礎

8.      失效分析主要方法技術手段

9.      失效分析基本過程和九大通用原則

10.    PCBA失效分析儀器設備

-成像技術、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聲學掃描顯微鏡簡介

11.    PCBA失效分析儀器設備

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

12.    力學與熱力學分析

-物理性能測試設備：動態熱機械分析（DMA），差示掃描量熱法（DSC），熱機械分析（TMA），動態介電分析（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、材料微區成份分析簡介

14.    失效分析設備儀器介紹-試樣制備設備簡介

15.    案例：通信產品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PCBA設計指南及失效案例

1.      環境適應性設計設計規則和應用

2.      結構與熱設計規則和應用

3.      現場演練：H公司元器件工藝應用設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：溫度變化產生的應力導致元器件基板斷裂

6.      焊盤設計規則和應用

7.      PCB工藝設計基本要求和應用

8.      案例：多層PCB通孔失效分析

9.      PCB制作要求設計規則和應用要點

10.    組裝過程設計規則和應用要點

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計規則和應用

13.    案例：智能手機可靠性試驗Failure分析

14.    案例：高速高頻PCBA可靠性設計案例及失效分析

15.    案例：E公司可靠性設計應用發展歷程介紹

16.    工作坊：現場演練，企業如何建立自己的DFR GUIDELINE？

五、元器件可靠應用、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.      元器件質量可靠性典型需求與分析

1)      機械應力

2)      可加工性

3)      電應力分析

4)      環境應力分析

5)      溫度應力分析

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.      元器件風險防范（可采購性）考慮要素 

6.      元器件品質（可用性）考慮要素

7.      元器件可生產性考慮要素

8.      元器件成本考慮要素        

9.      元器件在板測試基本項目

10.    元器件品質控制體系與規范介紹

1)體系簡介

2)元器件規范類別與查找方法

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產品元器件可靠性工程分析

六、企業如何推行PCBA&元器件DFR

1.      可靠性主導和牽頭的責任部門

2.      部門分工和職責要求

3.      可靠性要求執行和落實問題

4.      兩個思路和四件事

5.      企業推行三步驟

6.      案例：某公司DFX輔導項目介紹

課程收尾：內容回顧，五三一行動計劃，Q&A