《电子可靠性工程实践探索》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子可靠性工程实践探索（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、厦门安东： 电子可靠性工程实践探索随着国内企业研发能力的逐步提高，目前国内电子产品和国外领先企业的差距已经不 再是功能性能上的差距，而主要体现在产品的质量和可靠性上。对产品而言，质量和可靠 性是看不见摸不着的东西，即使是通过了出厂测试，也只是能反应当时的产品功能正常而 已，而无法保证产品在未来长时间的使用过程中不出现质量问题。想要真正意义上提升电 子产品的质量，仅靠个人经验和责任心是无法实现的，需要的是一套系统性的管理方法来 对整个产品的研发生产过程进行细致地控制，这套系统性的管理体系方法就称之为电子可 靠性工程或者可靠性管理体系。 在国外，电子可靠性工程已经运用得非常广泛和成熟，如 IBM、
2、摩托罗拉、思科、索 尼等；在国内，目前在通讯、汽车电子、工业自动化控制等行业领域的很多企业也开始在 学习和应用这种管理方法。 电子可靠性工程贯穿于产品的整个生命周期，主要从五个方面来保证和提升产品的质 量：物料选型认证、可靠性设计技术、生产加工、失效分析、流程制度的建立。物料选型认证物料选型认证 物料选型认证是硬件产品开发最基础却也是极为重要的组成部分，也是企业最容易忽 视的部分。产品一旦选用了某物料，其质量、成本、可采购性基本上 60%都已固化，后期 的一系列设计改进、保障策略所达到的效果只能占到 40。一旦所选物料出现质量问题， 必然是导致产品的批量问题，后果极其严重。 目前国内很多企业几
3、乎不控制物料，采购渠道也较混乱，这样很容易买到假货或是问 题物料，而企业本身也很难具备鉴别能力；而业界领先的公司会有专业的团队来对供应商 和物料进行认证，有的物料认证专家甚至比物料生产厂家更为专业。因此目前国内很多企 业产品的质量从选型认证开始就和业界领先公司拉开了差距，可以说是输在了起跑线上。 传统的物料选型主要基于功能、成本和货期，而对其他方面的要求很低，甚至是没有。 其实物料选型需要考虑的因素很多，主要包括： 基本设计需求功能（容差容限、降额要求、应力等） ； 可采购性（价格、供货周期、渠道控制、物料成熟度、pin-to-pin 可替代性等） ； 可生产性（封装通用性、管脚间距、可焊性、
4、耐焊接热等） ； 可靠性指标（ESD 静电指标、MSL 潮敏等级、可靠性报告等） 。 同时还需要对物料生产厂家的原材料、加工工艺、技术支持能力等应有一定的评估。安东公司近年来对主要产品线的物料进行了梳理，建立详细的物料数据库。并对物料 确立优选等级，建立起物料的优选库。 通过归一化通用的物料规格，精简了物料种类，控制新物料的增加速度。例如贴片陶 瓷电容通用规格统一选用 50V 耐压等级；贴片电阻通用规格统一选用 1%、100ppm，且尽 量选用 E24 系列的参数。这些措施使得常用贴片阻容的规格种类更为集中，提升物料的复 用率，减少物料种类，降低采购难度。 梳理供应商，根据公司实际情况，确定主
5、要物料种类的优选品牌，避免大量增加物料 品牌和供应商渠道，尽可能做到集中采购。可靠性设计技术可靠性设计技术 一般企业的研发体系专注产品的项目开发，相对忽视技术成果的积累和开发过程的管理。其实当企业发展到一定阶段，特别是在已经具有部分成熟产品的时候，技术积累和开 发过程控制管理的重要性将逐渐胜过单纯的产品开发。 应用较多且很实用的可靠性设计技术主要包括：降额设计、容差分析、热设计、电应 力防护设计、信号完整性分析、DFM 可制造性设计、环境适应性设计等等。企业应将在产 品研发中所积累的技术成果、设计经验等转化为 checklist 设计准则、应用规范等，成为企 业通用性的设计要求，提升团队的整体
6、设计能力。并依据 checklist 准则，建立起针对研发 过程各个阶段的评审机制。 安东公司目前已经整理了DFM 可制造性设计准则 元器件降额设计规范 多种物 料的选型应用指导书等技术积累性的应用规范，并已应用到实际的项目研发过程中。在 人员培养方面，从原来的单一开发产品功能逐步向设计需要为产品的各个环节（考虑物料 的可采购，板卡的可制造性，可检测性等方面）服务的目标进行转变。让研发人员了解到 产品各个环节的产品需求，并将这种需求转化到产品初期的设计中，从而为产品的后期生 产采购降低难度。生产加工生产加工 在生产加工过程中，影响可靠性的最主要的因素是 ESD、MSD 和焊点可靠性，这三 方面
7、的控制技术目前发展得较为成熟，也有对应的国际标准。但是一般企业并没有进行体 系性的管理，不清楚产品线的 ESD 控制水平是多少，MSD 控制可以达到几级潮湿敏感器 件，影响焊点可靠性的主要因素是怎样控制的等。即使是委托外部加工生产的企业，也应 了解外协加工方此方面的控制能力，并逐步改善和提高外协方的控制水平。 ESD、MSD 引发的质量问题，往往是在产品到用户手里半年以上才会大量暴发，而且 也多为批量事件，一般产品失效的很大部分原因正是 ESD、MSD 控制不良所导致的。 安东针对产品生产线的防静电措施进行了极大的整改。配备了人员的防静电工作服； 整个生产线的地面及台面的防静电处理；配备了物料
8、及半成品的防静电周转箱；配备防静 电包装袋。失效分析失效分析 失效分析就是通过对研发、测试、小批量试生产、量产、用户现场反馈等所有环节的 失效问题进行专项分析，查出导致问题的根本原因，并进行整改。目前一般企业对于各类 失效问题会进行更换，维修，部分问题能够定位到器件，但是器件是哪个管脚损伤，器件 为什么会被击穿，为什么会烧板，EOS 问题，还是 MSD 问题对于器件级更深层次的 分析难以进行。 失效分析技术则是利用测试、X-ray、金相制样、SAM、SEM、理化分析等手段，借 鉴半导体行业对器件的一些分析方法来定位问题，能够有效的查出质量问题的根本原因。 但是由于部分设备非常昂贵，一般企业开展
9、此项工作需要借助专业机构的设备仪器。 目前安东公司与赛宝实验室、上海华碧检测等专业的失效分析机构均有合作，通过自 身分析手段及外部设备分析解决了多起物料失效问题。 案例一 SP485EEN 芯片 开封后照片对比 样品一（仿冒芯片）样品二（正常芯片）案例二 TNY264 批次号 1105 为假冒批次其内部结构与原厂芯片完全不一样案例三 潮敏导致器件分层良品芯片内部不存在分层情况通过超声扫描（SAM）后可以发现，潮敏器件在受潮后经过回流焊（SMT）后内部出 现严重的分层情况（红色部分代表存在分层情况）流程制度的建立流程制度的建立 电子可靠性工程主要包括以上的内容，而对于每一块工作的开展都有相关的流
10、程规范 来进行管理控制。主要流程制度包括以下一些： 物料管理方面包括： 新物料选型认证流程 供应商认证流程 物料替代流程 风险采购流程PCN 产品变更处理流程 物料停产处理流程 定制物料质量控制流程等流程。产品开发的设计流程，对开发设计过程各阶段节点进行评审控制管理。 设计输入节点：明确评审小组的成员和负责人；针对本项目明确技术评审节点的 设立；启动新关键元器件选型认证。 总体设计技术评审点：完成硬件总体设计技术方案评审；完成关键新器件选型的 初步认证。 原理图设计技术评审点：完成单板硬件详细设计方案的评审；完成原理图方案评 审；启动非关键新器件选型的认证。 PCB 板设计技术评审点：完成 PCB 设计评审；完成 PCB DFM（可生产性）设计评 审；完成非关键新器件选型的认证。 投板调试技术评审点：完成项目实现阶段的技术总结，提出硬件设计准则和典型 电路改进的建议，并通过评审组评审；完成验证测试方案的评审；完成关键新器 件选型的认证。 验证测试技术评审点：完成项目验证阶段的技术总结，通过评审组评审；提出小 批量生产的方案，通过评审组评审。 小批量生产技术评审点：完成项目小批量生产阶段的技术总结，通过评审组评审。生产过程控制方面的流程主要需要MSD 防护管理规范 ESD 防护管理规范等。
