在人們贊嘆舶來(lái)電子品牌產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)性能的時(shí)候,無(wú)疑觸痛了很多中國(guó)電子制造商的“內(nèi)傷”,他們?cè)?jīng)或正在經(jīng)歷返修率居高不下、產(chǎn)品利潤(rùn)無(wú)法保證、品牌形象受到損害的痛苦煎熬,而對(duì)于某些要求高安全性、高可靠性的產(chǎn)品領(lǐng)域,由于“內(nèi)功”不夠,他們還無(wú)法真正涉足,只能望洋興嘆。
盡管中國(guó)廠商在很多產(chǎn)品的先進(jìn)性和新穎功能上已不輸給國(guó)際品牌,成本更是一貫優(yōu)勢(shì),但質(zhì)量和可靠性往往相差一大截,整體上仍競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)別人。究其原因,除了設(shè)計(jì)水平和經(jīng)驗(yàn)還有待提高和加強(qiáng)之外,缺乏一整套電子可靠性系統(tǒng)工程方法是很重要的一個(gè)方面。
借用易瑞來(lái)科技公司的定義,電子可靠性系統(tǒng)工程是保證器件在電子產(chǎn)品整個(gè)生命周期中可靠工作的系統(tǒng)工程,通過(guò)使用可靠的器件和可靠地使用器件,避免器件失效,來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。
這項(xiàng)工程主要涉及選型認(rèn)證、設(shè)計(jì)應(yīng)用、加工維護(hù)、失效分析和很好的流程保證這五個(gè)方面,其中選型認(rèn)證又是首要的環(huán)節(jié),因?yàn)樗鼜囊婚_(kāi)始就對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。并不是口碑好的國(guó)際領(lǐng)先半導(dǎo)體公司的器件就一定能保證質(zhì)量穩(wěn)定性,例如對(duì)于新的產(chǎn)品線,可能是通過(guò)收購(gòu)一些小公司獲得,生產(chǎn)還不是很成熟,質(zhì)量存在波動(dòng),或者廠房搬遷、工藝更新等都可能造成某些批次產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。在選型時(shí),如何對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行認(rèn)證和監(jiān)控他們產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)應(yīng)需要專業(yè)技術(shù)人員或研發(fā)部門參與并佐以系統(tǒng)的流程來(lái)進(jìn)行,畢竟采購(gòu)部門會(huì)更多地關(guān)注價(jià)格、供貨能力以及品牌。
合理選型之后,工程師在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)嵌入可靠性分析流程,合理采用可靠性設(shè)計(jì)方法,如故障模式影響及危害度分析(FMECA)、ESD防護(hù)設(shè)計(jì)、信號(hào)完整性和EMC設(shè)計(jì)、電應(yīng)力防護(hù)設(shè)計(jì)、容差分析、降額和升額技術(shù)、瞬態(tài)熱分析等,并借助相應(yīng)的仿真工具來(lái)保證設(shè)計(jì)的可靠性。另外,有專家指出,目前市面上的可靠性預(yù)計(jì)軟件大部分不實(shí)用,例如其器件失效率的庫(kù)很多是過(guò)時(shí)的,所以可能需要企業(yè)根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)自己建立一些庫(kù)。
完成一項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)后,企業(yè)無(wú)論是自己生產(chǎn)還是外包生產(chǎn),都要特別關(guān)注生產(chǎn)加工現(xiàn)場(chǎng)影響可靠性、導(dǎo)致器件損傷的因素,如ESD、MSD和焊點(diǎn)可靠性等,就這些因素的控制水平來(lái)看,國(guó)際廠商包括一些知名的EMS廠商目前做得很好,本土大多數(shù)生產(chǎn)線則還不夠完善。
另外,產(chǎn)品從開(kāi)發(fā)、測(cè)試、小批量試產(chǎn)、量產(chǎn)到用戶現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,失效分析應(yīng)貫穿整個(gè)過(guò)程,形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。失效分析是一項(xiàng)細(xì)致活,需要反復(fù)不停地改進(jìn),這樣才能有效預(yù)防和及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,減少損失。
必須提高電子產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的道理誰(shuí)都懂,可有人會(huì)說(shuō),實(shí)施可靠性工程投入太大,企業(yè)還承受不起。的確,據(jù)稱某些國(guó)際知名公司專門設(shè)有可靠性研究團(tuán)隊(duì)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,近百名博士、碩士上陣,高級(jí)軟硬件工具武裝,非一般公司能企及。但我想強(qiáng)調(diào)的是,從投入產(chǎn)出比來(lái)看可靠性工程非常值得去做,有實(shí)踐證明,投入一分甚至可以得到十分的效果。況且如今也開(kāi)始出現(xiàn)一些本土第三方技術(shù)咨詢公司和機(jī)構(gòu),提供各種定制的服務(wù),可優(yōu)化這方面的投入成本。
培養(yǎng)工程師具有可靠性的意識(shí),建立自己的設(shè)計(jì)規(guī)范和評(píng)審機(jī)制以及可靠性保障流程是電子企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
來(lái)源： 作者:Melody Zhao 《電子工程專輯》副執(zhí)行主編
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