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    什么是高可靠性?

    時間2020/07/03
    人物華秋電路
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    一、什么是可靠性?

    可靠性指的是“可信賴的”、“可信任的”,是指產品在規定的條件下和規定的時間內,完成規定功能的能力。對于終端產品而言,可靠度越高,使用保障就越高。


    PCB可靠性是指“裸板”能夠滿足后續PCBA裝配的生產條件,并在特定的工作環境和操作條件下,在一定的時期內,可以保持正常運行功能的能力。


    二、可靠性如何發展成為社會焦點?

    50年代,在朝鮮戰爭期間,美國50%的電子設備在儲存期間就失效、60%的機載電子設備運到遠東后不能使用。美國發現不可靠電子設備影響戰爭的進行,而且年均維修費是設備采購費用的2倍。


    1949年,美國無線電工程師學會成立了第一個可靠性專業學術組織——可靠性技術組。1950年12月,美國成立了“電子設備可靠性專門委員會”,軍方、武器制造公司及學術界開始介入可靠性研究,到1952年3月便提出了具有深遠影響的建議;研究成果首先應用于航天、軍事、電子等軍工工業,隨后逐漸擴展到民用工業。


    60年代,隨著航空航天工業的迅速發展,可靠性設計和試驗方法被接受和應用于航空電子系統中,可靠性工程得到迅速發展!1965年,美國頒發了《系統與設備的可靠性大綱要求》,可靠性工程活動與傳統的設計、研制和生產相結合,獲得了較好的效益。羅姆航空發展中心組建了可靠性分析中心,從事與電子設備有關的電子與機電、機械件及電子系統的可靠性研究,包括可靠性預計、可靠性分配、可靠性試驗、可靠性物理、可靠性數據采集、分析等。


    70年代中,美國國防武器系統的壽命周期費用問題突出,人們更深切地認識到可靠性工程是減少壽命費用的重要工具,可靠性工廠得到進一步發展,更嚴格、更符合實際、更有效的設計和試驗方法被采用,帶動了失效研究和分析技術的快速發展。


    90年代以后,可靠性工程從軍工企業發展到民用電子信息產業、交通、服務、能源等行業,從專業變成“普業”。ISO9001質量管理體系把可靠性管理列入審查的重要內容,有關可靠性的專業技術標準被納入了質量管理體系文件之中,成為“說到的必須做到”的管理條文。


    時至今日,可靠性管理已經被社會各行各業廣泛接受,企業經營理念普遍也由過往的“要我重視產品可靠性”轉變成現在的“我要十分重視產品可靠性”!


    三、為什么可靠性愈發倍受重視?

    1986年,美國航天飛機“挑戰者號”起飛76秒后爆炸,導致7名宇航員喪生、13億美元損失,其事故根源竟然是由于一個密封圈失效!

    90年代,美國UL發文說中國生產的PCB在美國引起多起設備儀器起火,原因是中國的PCB工廠使用了非阻燃的板材,但是打上了UL標記。


    據官方數據統計,PCBA因可靠性失效所造成的賠償占外部失效成本的90%以上!


    GE公司分析,對能源、交通、礦山、通訊、工控、醫療等連續作業的設備,即使可靠性提高1%,成本提高10%也是合算的。PCBA可靠性高,則維修費、停機損失可大幅減少,資產及生命安全更有保障!


    當今,放眼全球,國家與國家的競爭已經演變成企業與企業的競爭,可靠性工程是企業開展全球化競爭的門檻,也是企業在日益劇烈的市場當中脫穎而出的致勝法寶!


    四、為什么PCB的高可靠性應當引起重視?

    作為各種電子元器件的載體和電路信號傳輸的樞紐,PCB決定了電子封裝的質量和可靠性。隨著電子產品越發小型化、輕量化、多功能化,以及無鉛、無鹵等環保要求的持續推動,PCB行業正呈現出“線細、孔小、層多、板薄、高頻、高速”的發展趨勢,對可靠性的要求會越來越高。



    高可靠性PCB可以發揮穩健的載體作用,實現PCBA的長期、穩定運作,從而保證終端產品的安全性、穩定性和使用壽命,企業進而得以增強競爭力、提升信譽、擴大市場份額、提高經濟效益。


    五、如何評估PCB是否具備高可靠性?

    高可靠性是結合“工程技術”與“管理藝術”的一種實踐科學,穩健地產出高可靠PCB須建立一整套“規范、高效、協同、可控”的管理程序,要求工廠必須全方位管控“工程設計、生產物料、制造設備、流程工藝、品保設施、生產環境、管理體系、團隊素質”等一系列影響因子。

    因此,評估PCB是否具備“高可靠性”需要深度確認工廠的下列管控項目是否已經完全受控。


    1.預防機制

    1)工程設計:客戶要求識別、信息化管理、自動化作業、專業化技能;設計標準規范,基于工廠制程能力修正可制造性;工作規范、流程標準化、工程制作自動化;

    2)制造流程:體系化、系統化管理全制程各個流程工序的管控目標、操作流程及作業規范;

    3)品控管理:規范品質監控標準,完善品保體系,協助制程改善品質;


    2.過程管理

    1)質量和產品安全體系:IATF16949、ISO9001、GJB9001、UL、CQC、RoHS;

    2)工程設計:疊層結構、阻抗、最小線寬、最小間距、最小孔徑、銅厚 等DFM規范;生產流程設計、材料選擇、可制造性文件設計 等;

    3)生產物料:供應商評審、材料評估、原材料檢驗、原材料儲存 等;

    4)制程工藝:制程能力、生產參數、藥液使用、首件FA 等;

    5)設備設施:評估、日常點檢、進度測試、預測性維護、預防性維護、周期性檢修 等;

    6)作業環境:無塵、恒溫、恒濕、光照度 等;

    7)品質監控:進料IQC、制程IPQC、制程IPQA、終檢FQC、出貨OQC、信耐性測試 等;

    8)管理團隊:操作規范、風險識別、問題剖析、策略分析 等;


    3.品保稽查

    1)品質良率:實時監控;

    2)品質可靠度:實時/定期核查;

    3)品質一致性:實時/按需稽查;

    4)平均無故障使用時長:定期/按需驗證;


    4.測試驗證

    1)信號性能:阻抗測試、信號損耗;

    2)耐熱性能:熱應力、Tg測試、TMA測試;

    3)互聯性能:IST測試、耐電流、冷熱沖擊;

    4)機械性能:剝離強度、拉脫強度、阻焊硬度、附著力;

    5)絕緣性能:耐電壓測試、濕熱絕緣電阻、耐CAF測試;

    6)焊接性能:清潔度測試、可焊性測試;

    7)耐腐蝕性能:阻焊耐化學試劑、金手指孔隙率。


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    可靠性是產品的核心保障
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