电子产品（PCBA&元器件）可靠性设计与失效分析

【课程背景】

当前，产品或系统的设计不再仅仅追求性能和功能，产品可靠性已成为产品设计中非常重要的组成部分。对于高精密、高可靠性、高技术含量、高附加值的“四高”电子产品而言，首先对产品本身的可靠性提出更高要求。

电子产品的可靠性是设计出来的、制造出来的、管理出来的。而电子产品是由PCBA这个控制中心起关键功能实现模块，而PCBA又由元器件电子组装而成。若PCBA或者器件可靠性不过关，产品整机可靠性就无法保证，因此提升PCBA和元器件这两个核心部件的可靠性势在必行。

PCBA和元器件既要提升固有可靠性，从PCB与元器件本身材料的设计、制造、发运过程提升可靠性，同时又要提升使用可靠性，从元器件、PCBA电子组装制造，到发运物流，直到产品服役售后环节，提升其使用可靠性。需要从售后不良，查找失效原因，找到失效根因，推动前端可靠性设计的提升。产品在设计端的可靠性设计是“防病”，产品制造或者售后阶段失效分析是“治病”，“防病”“治病”双管齐下，形成完整的PDCA循环，从而有效的从整个产品生命周期全面提升产品可靠性。

    从电子产品全生命周期来看，可靠性设计在产品设计中的优点：

1.减少产品设计修改。倡导“第一次把事情做对”，把产品的设计修改都集中在产品设计阶段完成。

2.缩短产品开发周期。据统计，相对于传统产品开发,DFR能够节省30%以上的产品开发时间。

3.降低产品成本。产品开发同时也是面向成本的开发。

4.提高产品质量。在开发原始阶段就得到优化和完善，避免后期制造、装配中、市场上产生的质量问题。

【适合对象】

1. 电子硬件（PCBA）、结构、整机、工艺、品质、新产品导入经理主管及工程师。

2. 生产现场管理及工艺技术人员。

3. 研发总监、经理等研发管理人员。

4. 产品经理、项目经理。

5. 质量经理、质量管理人员等。

【课程收益】

1. 通过学习，学员可以解说可靠性设计和失效分析的起源和发展方向。

2.通过学习，应用可靠性设计及失效分析的方法，学员在产品设计、制造、维护工作中提升产品质量、缩短产品上市时间、降低产品综合成本。

3.通过学习，针对案例问题进行研讨， 学员可以应用一些可靠性设计的方法在具体的产品开发中。

4.通过学习，学员可以借鉴标杆企业可靠性工程和失效分析应用方法，学员应用一些可靠性工程和失效分析落地的方法。

5.通过学习，学员可以借鉴标杆企业PCBA DFR GUIDELINE，学员能够应用PCBA DFR规范建立的实操方法，并且应用于PCBA可靠性设计审查工作中，改进可靠性设计工作绩效。

【教学形式】50%理论讲授+30%现场练习+20%重难点答疑

【课程时长】2天/每天6小时，共12小时

【课程大纲】

课程导入：

当前企业可靠性工作主要的、常见的问题

产品可靠性和产品质量的关系：区别和联系

产品可靠性出问题的危害：电子产品和系统可靠性事故视频

一、 电子产品可靠性与可靠性试验概述

1. 可靠性设计的重要性

2. 系统可靠性设计技术流程

3. 可靠性仿真技术

4. 可靠性试验概述

5. 环境应力筛选(ESS）试验技术

6. HALT&HASS试验技术

7. 振动试验技术

8. 集成电路加速寿命试验模型介绍

9. 案例研讨：1.BGA焊点热与振动疲劳可靠性评估  2. CSP封装焊接可靠性问题

10. 工作坊：现场演练，企业如何建立自己的可靠性试验室

11. 典型案例：通信产品和能源类产品可靠性试验条件、测试内容、测试方法解析

二、 PCBA和元器件可靠性工程应用及发展方向

1. 体系建设

2. 可靠性工作的中心

3. 可靠性工作计划

4. 建立并实施可靠性标准及产品标准

5. 可靠性仿真与数值模拟介绍

6. 可靠性仿真应用案例

7. 可靠性试验技术

8. 电子企业可靠性研究五个方向

9. 标准化建设

三、 PCBA&元器件工艺DFR和失效分析FA实践

1. 失效分析的产生与发展

2. 失效分析流程体系主要内容

3. 工艺失效分析业务范畴

4. 案例：Met产品散热测试与优化

5. DFR&FA业务架

-H公司DFR&FA流程图

6. 失效分析的常见误区

7. 失效分析基础

8. 失效分析主要方法技术手段

9. 失效分析基本过程和九大通用原则

10. PCBA失效分析仪器设备

-成像技术、形貌观察仪器：立体显微镜，金相显微镜，扫描电子显微镜，x光机，C－SAM声学扫描显微镜简介

11. PCBA失效分析仪器设备

-成份技术：化学分析（CA），电子能谱/波谱（EDX/WDX），等离子发射光谱（ICP），液相、气相色谱（LC），离子色谱（IC），俄歇电子能谱简介

12. 力学与热力学分析

-物理性能测试设备：动态热机械分析（DMA），差示扫描量热法（DSC），热机械分析（TMA），动态介电分析（DDA），离子污染测试仪，可焊性测试仪，热重法（TG），温度测试仪简介

13. 表面材料污染、材料微区成份分析简介

14. 失效分析设备仪器介绍-试样制备设备简介

15. 案例：通信产品PCBA早期失效解析

16. 案例：汽车电子焊接失效分析

四、 典型企业PCBA设计指南及失效案例

1. 环境适应性设计设计规则和应用

2. 结构与热设计规则和应用

3. 现场演练：H公司元器件工艺应用设计指南重点把握和排序

4. 案例：SIP元器件封装可靠性仿真

5. 案例：温度变化产生的应力导致元器件基板断裂

6. 焊盘设计规则和应用

7. PCB工艺设计基本要求和应用

8. 案例：多层PCB通孔失效分析

9. PCB制作要求设计规则和应用要点

10. 组装过程设计规则和应用要点

11. 案例：高速光传输PCBA组装过程失效解析   

12. 可靠性试验与筛选设计规则和应用

13. 案例：智能手机可靠性试验Failure分析

14. 案例：高速高频PCBA可靠性设计案例及失效分析

15. 案例：E公司可靠性设计应用发展历程介绍

16. 工作坊：现场演练，企业如何建立自己的DFR GUIDELINE？

五、 元器件可靠应用、元器件选型及元器件失效案例

1. 元器件工程需求符合度分析

2. 元器件质量可靠性典型需求与分析

1) 机械应力

2) 可加工性

3) 电应力分析

4) 环境应力分析

5) 温度应力分析

6) 寿命与可维护性

3. 固有失效率较高元器件改进对策

4. 新元器件选用基本原则和要求

5. 元器件风险防范（可采购性）考虑要素  

6. 元器件品质（可用性）考虑要素

7. 元器件可生产性考虑要素

8. 元器件成本考虑要素         

9. 元器件在板测试基本项目

10. 元器件品质控制体系与规范介绍

1)体系简介

2)元器件规范类别与查找方法

11. 案例研讨：某通信模块元器件早期失效解析

12. 案例：某通信E产品元器件可靠性工程分析

六、 企业如何推行PCBA&元器件DFR

1. 可靠性主导和牵头的责任部门

2. 部门分工和职责要求

3. 可靠性要求执行和落实问题

4. 两个思路和四件事

5. 企业推行三步骤

6. 案例：某公司DFX辅导项目介绍

课程收尾：内容回顾，答疑，五三一学习转化行动计划