电子元器件应用可靠性与典型失效分析案例

【课程背景】

随着元器件技术的进步，元器件本身变得越来越复杂，很多元器件成为了产品完成部分功能的子系统。

从可靠性存在形态来看，元器件的可靠性来自于来自两个方面，一个是元器件本身固有的称为固有可靠性，一种是不正确使用带来的可靠性问题，称为使用可靠性。

据专业机构调查显示，电子产品按寿命期统计的故障，设计可靠性和元器件可靠性因素造成的不可靠问题占产品寿命期内不可靠因素的70%，制造和物流使用过程因素30%。

从可靠性的角度，元器件选型和应用是一致的，都是器件可靠应用的问题。有了可靠的器件才能可靠地使用，同时，可靠地使用器件是在了解器件可靠性特点的基础上进行的。

本课程从元器件固有可靠性到使用可靠性多次层次展开，从设计端、供应商、生产端、售后端等多维度解析元器件应用可靠性，提供理论到实操的解决方案，从而帮助学员企业，全方位，全流程、全生命周期，提升元器件应用质量水平。

【适合对象】

1. 器件工程师，可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验、失效分析工程师及管理人员；

2. 硬件、整机、工艺、品质、新产品导入技术工程师及管理人员；

3. 质量工程师(QE/SQE)、器件仓储、来料检验IQC及质量部门管理人员；

4. 生产管理，工艺、质量人员；

5. 质量总监（副总）、研发总监（副总）、研究所长、企业CEO及高管等。

【课程收益】

1. 通过学习，借助参考流程和模板，学员能够初步应用元器件可靠性设计、试验、选型的方法于所在企业的本职工作中。

2. 通过学习，学员可以陈述元器件选型方法，说明元器件在对应设计阶段匹配性，借助参考流程和模板，初步应用到所在企业本职工作中。

3. 通过学习，借助案例研讨和解析，学员能够列举标杆企业元器件可靠性工程应用方法，初步使用可靠性工程落地的方法和思路，优化本公司的元器件可靠性设计和可靠性追溯工作。

4. 通过学习，学员借助参考流程和模板，能够说明生产制造环节、周转物流、客户使用等环节控制要点，将元器件的使用可靠性的方法和策略初步应用到所在企业本职工作中。

5. 通过现场答疑，学员能够解决大部分元器件可靠性选型、试验、失效分析等器件可靠性应用方面的疑难问题，提升元器件可靠应用方面的工作质量和效率。

【教学形式】60%理论讲授+20%研讨练习+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】

一、 元器件可靠应用概述

1. 元器件可靠应用常见难点

2. 元器件工程师面临的挑战

3. 构建产品可靠性的基础是器件可靠

4. 元器件选型与应用的关系

5. 元器件可靠应用参照的主要标准和理论

二、 元器件可靠性特点及重要指标

1. 器件可靠性特点

2. 器件可靠性定量指标

3. 器件失效分布

4. 器件参数特征

5. 器件失效机理

6. 器件可靠性数据预计

1) 失效率预计

2) 寿命预计

三、 产品开发过程元器件可靠性应用活动

1. 元器件可靠应用的重要性

2. 元器件可靠性是产品可靠性的“基石”

3. 元器件选型与应用的关系

4. 当前器件工程师面临的痛点和挑战

5. 产品开发过程元器件可靠应用活动

6. 集成产品开发（IPD）流程中的元器件活动

7. 集成产品开发（IPD）组织结构中器件扩展组

8. 器件扩展组主要业务活动

9. 案例：H公司产品开发过程中器件选型流程解析

四、 元器件可靠性工程需求

1. 器件的质量可靠性要求

2. 器件质量可靠性通用要求

3. 特殊可靠性需求的器件

4. 器件可靠性制造要求

5. 新器件可靠性分析策略

6. 影响新器件可靠性的三要素

1) 电路设计可靠性;

2) 工艺可靠性;

3) 原料和辅料的来料质量

7. 新器件可靠性的分析方法

8. 新器件可靠性分析具体操作

9. 可靠性需求的案例分析

10. 机械应力

11. 应力作用机理

1) 各类器件的机械应力薄弱点

2) 各类器件的具体的机械应力规格

3) 可加工性

12. ESD（Electrostatic Discharge）分析

1) ESD模型

2) ESD失效机理

3) ESD敏感器件

4) ESD敏感器件CHECKLIST

5) ESD失效案例解析

13. 潮湿敏感（MSL）分析

1) 潮敏失效原理:

2) 潮敏失效机制:

3) 导致潮敏失效的相关因素:

4) 潮气的侵入途径:

5) 潮湿敏感等级的分类:

6) 潮敏器件包装要求:

7) 潮敏器件存储要求:

8) 潮敏器件CHECKLIST

9) 潮敏导致器件失效案例解析

14. 耐焊接分析

15. 器件引脚/端子表面镀层要求

16. 器件组装要求

17. 器件焊接工艺失效案例

五、 元器件常见失效机理和案例解析

1. 电迁移（Electromigration）原理图解

2. 腐蚀（Corrosion）原理和案例解析

3. 失效介质击穿（TDDB: Time-Dependent Dielectric Breakdown）原理和案例解析

4. 热载流子注射（HCI: Hot Carrier Injection）原理图解

5. 游离离子（Mobile ions）原理和案例解析

6. 应力迁移（SM: Stress Migration）原理和案例解析

7. 温度循环和热冲击原理和案例解析

8. 静电放电（ESD）原理和案例解析

9. 潮湿敏感(MSD) 原理和案例解析

10. 电浪涌（EOS）原理和案例解析

11. 软失效原理

12. 其它失效机理

六、 元器件可靠应用问题典型特性

1. 器件可靠应用问题

2. 墨菲定律

3. 器件问题分类

1) 器件工程需求符合度分析

2) 器件质量可靠性需求

3) 机械应力

4) 可加工性

5) 电应力分析

6) 环境应力分析

7) 温度应力分析

8) 寿命与可维护性

9) 固有失效率较高器件改进对策

4. 样例：两个某通信产品元器件可靠性需求分析过程和结果输出

七、 元器件选型、品质控制和质量追溯

1. 流程与器件业务活动

2. 产品研发器件业务过程与业务活动

3. 产品研发器件业务操作流程和相关信息平台

4. 新器件选型方法

1) 新器件选用基本原则和要求

2) 器件风险防范（可采购性）考虑要素 

3) 器件品质（可用性）考虑要素

4) 器件可生产性考虑要素

5) 器件成本考虑要素        

6) 器件在板测试基本项目

5. 器件品质控制体系与规范介绍

1) 体系简介

2) 器件规范类别与查找方法

6. 案例：某企业元器件批次跟踪和质量追溯解决方案

课程收尾：内容回顾与总结，答疑，五三一学习转化行动计划