基于失效机理认知的电子可靠性工程简述【易瑞来】

深圳市易瑞来科技开发有限公司版权所有，未经许可，不得以任何形式传播第1页，共13页基于失效机理认知的电子可靠性工程深圳市易瑞来科技开发有限公司网址：邮箱：[e-mail]电话：[phone]传真：[phone]深圳市易瑞来科技开发有限公司版权所有，未经许可，不得以任何形式传播第2页，共13页目录一、引言:电子可靠性工程概述..................................................................................................3二、开展电子可靠性工程的意义...............................................................................................3三、可靠性工程实施阶段...........................................................................................................4四、电子可靠性工程主要内容...................................................................................................44.1物料选型认证.........................................................................................................................................44.2正确合理的设计.....................................................................................................................................54.3生产工艺严格管控...............................................................................................................................54.4产品测试验证.........................................................................................................................................54.5失效分析...................................................................................................................................................6五、易瑞来的产品可靠性工程...................................................................................................85.1可靠性工程五大技术平台..................................................................................................................85.2可靠性咨询和服务项目简介............................................................................................................85.3可靠性工程为用户创造价值.............................................................................................................9六、关于易瑞来...........................................................................................................................96.1易瑞来简介..............................................................................................................................................96.2易瑞来主要顾问介绍（部分）....................................................................................................106.3易瑞来成功案例.................................................................................................................................13深圳市易瑞来科技开发有限公司版权所有，未经许可，不得以任何形式传播第3页，共13页一、引言:电子可靠性工程概述中国现在是制造大国，但还不是制造强国。为什么？作为消费者，我们都喜欢买美欧日进口产品。为什么？国内电子厂家经常面临问题：产品问题多导致客户满意度下降；价格只是国外竞争对手的几分之一，利润低，但还是竞争不过，竞争力差。为什么？重要的原因是：我们的产品质量和可靠性差，国内电子产品和国外领先的差距不是功能性的差距，而是质量和可靠性上的差距。贵公司是否统计过产品的市场返修率和生产一次通过率？贵公司是否统计过器件的失效率？贵公司是否有返修率很高的产品或器件？贵公司是否统计过单位产品的维修成本？贵公司是否统计过上述损失成本是多少，占销售收入的比例是多少？基本现状是：国内很多电子企业的产品生产一次通过率低于90%，市场返修率高于5%，据此推算，这类企业的质量成本将可能达到销售收入的15%。产品的可靠性是使用的所有器件可靠性的累加。虽然每个器件的失效率仅有几十个PPM以下，但是单板的失效率却可以达到百分之几以上的数据。某个具体单板上的器件失效不是很平均地表现出来，少数器件的失效率很高，而大多数器件的失效率很少。但是统计更多的产品和单板时会发现，每个器件都存在失效的概率，所有器件的失效率趋于平均。谁也没有办法准确预测某个单板上哪些器件的失效率高，哪些器件不会失效。要保证产品的可靠性，唯一的方法就是考虑单板上所有器件都存在失效可能，并充分考虑这些器件的主要失效机理，并防止这些失效机理的发生。往往最笨的方法，就是最有效的方法。一个单板上往往有成百上千个器件，每个器件都有多种主要的失效模式和机理，可靠性工程的目标就是掌握和应用所有器件的主要失效机理以及预防措施。二、开展电子可靠性工程的意义可靠性是概率事件。一个发展中的企业往往没有足够的能力去控制产品可靠性。能够生存下来往往是“幸运”的结果。但是，这样的“幸运”不可能伴随企业的一生。随着产品的种类和产量不断扩大，以及时间的推移，不及时提升产品的可靠性，注定会付出惨痛的代价。国内电子企业的硬件工程师往往是依靠个人的经历来积累一些可靠性知识，不可能全面和深入。公司层面上大多也没有注重技术积累，可靠性工程的意识、考评机制和方法等都比较缺乏。以上原因造成了国内企业和工程师的可靠性技术水平停留在初级层面，产品可靠性难以保障。我们认为：仅靠个人经验和责任心是无法根本提高产品水平的，最主要的是要建立起一套完整的可靠性工程的系统方法，“君子授人以鱼，不如授人以渔”。深圳市易瑞来科技开发有限公司版权所有，未经许可，不得以任何形式传播第4页，共13页可靠性首先是一门专业技术，然后才是一种管理方式。根据我们的经验，打开电子可靠性工程大门的钥匙是失效分析。失效分析可以立即准确地解决目前困扰企业最严重的产品问题，效果立竿见影，创造明显的价值。赢得企业领导和大家的认可，并为后续开展可靠性工作赢得必要的支持和投入。通过失效分析可以积累产品的可靠性设计经验，提高公司研发水平，为后续产品的可靠性打下良好的基础，真正的提高公司的核心竞争力。三、可靠性工程实施阶段在产品概念形成之初到推上市场的整个过程中，各个阶段都需要贯彻可靠性工程的理念和实施方法，并积累成为电子可靠性工程平台。电子产品可靠性工程是非常严谨的系统工程，需要高效、明确的流程来保证。四、电子可靠性工程主要内容4.1物料选型认证物料选型与认证是一项产品工程，是硬件开发活动的重要组成部分。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，后期的一系列改进、保障策略所达到的效果只能占到40%，物料选型影响重大。如何确定物料的规格，如何识别不同厂家的物料优劣，如何对物料厂家进行认证，如何监控物料厂家的质量波动，这些专项技术，在国际领先公司都有专业的团队来进行研究，并有系统化的流程来保障物料选用，而目前国内厂家普遍比较薄弱，因此从物料选用开始，产品质量就和业界领先公司拉开了差距，可以说是输在了起跑线上。企业需要建立各类器件的认证规范和选型指导书，提升器件选用过程的效率和质量。通过正确的选型认证来保证构成产品的物料的基本可靠性。深圳市易瑞来科技开发有限公司版权所有，未经许可，不得以任何形式传播第5页，共13页4.2正确合理的设计常用的可靠性设计方法有如下14种，在产品开发过程中，这些方面都要考虑到，包括借助相应的仿真工具进行分析，以保证设计的产品的可靠性。①可靠性预计与FEMA②可靠性指标论证、分配与冗余设计③电应力防护设计④ESD防护设计⑤降额设计⑥信号完整性分析⑦EMC设计⑧热分析和设计⑨容差分析⑩安全设计⑪可生产性设计⑫升额设计⑬环境适应性设计⑭寿命与可维护性设计国际领先的大公司，对这些设计方法均有专业团队来保障。国内企业如果要提高其可靠性设计水平，应该建立自己的设计准则库（checklist）、标准电路库（CBB）和各种专项设计规范。使其形成公司的可靠性工程平台，不断积累和提升公司研发能力。4.3生产工艺严格管控在加工维护过程中应保证不引入对器件的损伤ESD，产品线的ESD控制水平是多少？MSD器件的潮湿敏感等级有几级？造成0603表贴电阻失效的主要原因是什么？在生产加工过程中，影响可靠性的最主要的因素是ESD、MSD和工艺可靠性，这三方面的控制技术目前发展得较为成熟，也有对应的国际标准，但是国内很多厂家还做得不够完善，如ESD控制不好引发的产品故障问题，往往是在产品到用户手里半年以上会大量爆发。因此怎样控制加工过程，保证对不引入对器件的损伤需要引起重视。在产品维护保养过程中同样要考虑可靠性问题，避免引入对产品的损伤。国内电子企业应该建立或完善内部规范和操作指导书。4.4产品测试验证产品测试分黑盒测试和白盒测试。黑盒测试侧重产品的功能实现，白盒测试则侧重产品的可靠性能。白盒测试不同于传统的测试技术，传统的测试是求“真”的测试，是针对单板技术规格的确认测深圳市易瑞来科技开发有限公司版权所有，未经许可，不得以任何形式传播第6页，共13页试，而白盒测试技术是基于失效机理认知的测试技术，是在求“真”基础上进行证“伪”的测试，能更有效地发现潜在性的问题，更好地提高单板的可靠性。白盒测试的主要内容包括：①信号质量测试：含时钟信