電子產(chǎn)品（PCBA&元器件）可靠性設(shè)計與失效分析

《電子產(chǎn)品（PCBA&元器件）可靠性設(shè)計與失效分析》

課程大綱

【課程背景】

當前，產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計不再僅僅追求性能和功能，產(chǎn)品可靠性已成為產(chǎn)品設(shè)計中非常重要的組成部分。對于高精密、高可靠性、高技術(shù)含量、高附加值的“四高”電子產(chǎn)品而言，首先對產(chǎn)品本身的可靠性提出更高要求。

電子產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來的、制造出來的、管理出來的。而電子產(chǎn)品是由PCBA這個控制中心起關(guān)鍵功能實現(xiàn)模塊，而PCBA又由元器件電子組裝而成。若PCBA或者器件可靠性不過關(guān)，產(chǎn)品整機可靠性就無法保證，因此提升PCBA和元器件這兩個核心部件的可靠性勢在必行。

PCBA和元器件既要提升固有可靠性，從PCB與元器件本身材料的設(shè)計、制造、發(fā)運過程提升可靠性，同時又要提升使用可靠性，從元器件、PCBA電子組裝制造，到發(fā)運物流，直到產(chǎn)品服役售后環(huán)節(jié)，提升其使用可靠性。需要從售后不良，查找失效原因，找到失效根因，推動前端可靠性設(shè)計的提升。產(chǎn)品在設(shè)計端的可靠性設(shè)計是“防病”，產(chǎn)品制造或者售后階段失效分析是“治病”，“防病”“治病”雙管齊下，形成完整的PDCA循環(huán)，從而有效的從整個產(chǎn)品生命周期全面提升產(chǎn)品可靠性。

    從電子產(chǎn)品全生命周期來看，可靠性設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計中的優(yōu)點：

1.減少產(chǎn)品設(shè)計修改。倡導“第一次把事情做對”，把產(chǎn)品的設(shè)計修改都集中在產(chǎn)品設(shè)計階段完成。

2.縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。據(jù)統(tǒng)計，相對于傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā),DFR能夠節(jié)省30%以上的產(chǎn)品開發(fā)時間。

3.降低產(chǎn)品成本。產(chǎn)品開發(fā)同時也是面向成本的開發(fā)。

4.提高產(chǎn)品質(zhì)量。在開發(fā)原始階段就得到優(yōu)化和完善，避免后期制造、裝配中、市場上產(chǎn)生的質(zhì)量問題。

【適合對象】

1.     電子硬件（PCBA）、結(jié)構(gòu)、整機、工藝、品質(zhì)、新產(chǎn)品導入經(jīng)理主管及工程師。

2.     生產(chǎn)現(xiàn)場管理及工藝技術(shù)人員。

3.     研發(fā)總監(jiān)、經(jīng)理等研發(fā)管理人員。

4.     產(chǎn)品經(jīng)理、項目經(jīng)理。

5.     質(zhì)量經(jīng)理、質(zhì)量管理人員等。

【課程收益】

1. 通過學習，學員可以解說可靠性設(shè)計和失效分析的起源和發(fā)展方向。

2.通過學習，應用可靠性設(shè)計及失效分析的方法，學員在產(chǎn)品設(shè)計、制造、維護工作中提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品上市時間、降低產(chǎn)品綜合成本。

3.通過學習，針對案例問題進行研討， 學員可以應用一些可靠性設(shè)計的方法在具體的產(chǎn)品開發(fā)中。

4.通過學習，學員可以借鑒標桿企業(yè)可靠性工程和失效分析應用方法，學員應用一些可靠性工程和失效分析落地的方法。

5.通過學習，學員可以借鑒標桿企業(yè)PCBA DFR GUIDELINE，學員能夠應用PCBA DFR規(guī)范建立的實操方法，并且應用于PCBA可靠性設(shè)計審查工作中，改進可靠性設(shè)計工作績效。

【教學形式】

50%理論講授+30%現(xiàn)場練習+20%重難點答疑

【課程時長】

兩天/12小時

【課程大綱】

課程導入：

當前企業(yè)可靠性工作主要的、常見的問題

產(chǎn)品可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系：區(qū)別和聯(lián)系

產(chǎn)品可靠性出問題的危害：電子產(chǎn)品和系統(tǒng)可靠性事故視頻

一、電子產(chǎn)品可靠性與可靠性試驗概述

1.      可靠性設(shè)計的重要性

2.      系統(tǒng)可靠性設(shè)計技術(shù)流程

3.      可靠性仿真技術(shù)

4.      可靠性試驗概述

5.      環(huán)境應力篩選(ESS）試驗技術(shù)

6.      HALT&HASS試驗技術(shù)

7.      振動試驗技術(shù)

8.      集成電路加速壽命試驗模型介紹

9.      案例研討：1.BGA焊點熱與振動疲勞可靠性評估  2. CSP封裝焊接可靠性問題

10.    工作坊：現(xiàn)場演練，企業(yè)如何建立自己的可靠性試驗室

11.    典型案例：通信產(chǎn)品和能源類產(chǎn)品可靠性試驗條件、測試內(nèi)容、測試方法解析

二、PCBA和元器件可靠性工程應用及發(fā)展方向

1.      體系建設(shè)

2.      可靠性工作的中心

3.      可靠性工作計劃

4.      建立并實施可靠性標準及產(chǎn)品標準

5.      可靠性仿真與數(shù)值模擬介紹

6.      可靠性仿真應用案例

7.      可靠性試驗技術(shù)

8.      電子企業(yè)可靠性研究五個方向

9.      標準化建設(shè)

三、PCBA&元器件工藝DFR和失效分析FA實踐

1.      失效分析的產(chǎn)生與發(fā)展

2.      失效分析流程體系主要內(nèi)容

3.      工藝失效分析業(yè)務范疇

4.      案例：Met產(chǎn)品散熱測試與優(yōu)化

5.      DFR&FA業(yè)務架

-H公司DFR&FA流程圖

6.      失效分析的常見誤區(qū)

7.      失效分析基礎(chǔ)

8.      失效分析主要方法技術(shù)手段

9.      失效分析基本過程和九大通用原則

10.    PCBA失效分析儀器設(shè)備

-成像技術(shù)、形貌觀察儀器：立體顯微鏡，金相顯微鏡，掃描電子顯微鏡，x光機，C－SAM聲學掃描顯微鏡簡介

11.    PCBA失效分析儀器設(shè)備

-成份技術(shù)：化學分析（CA），電子能譜/波譜（EDX/WDX），等離子發(fā)射光譜（ICP），液相、氣相色譜（LC），離子色譜（IC），俄歇電子能譜簡介

12.    力學與熱力學分析

-物理性能測試設(shè)備：動態(tài)熱機械分析（DMA），差示掃描量熱法（DSC），熱機械分析（TMA），動態(tài)介電分析（DDA），離子污染測試儀，可焊性測試儀，熱重法（TG），溫度測試儀簡介

13.    表面材料污染、材料微區(qū)成份分析簡介

14.    失效分析設(shè)備儀器介紹-試樣制備設(shè)備簡介

15.    案例：通信產(chǎn)品PCBA早期失效解析

16.    案例：汽車電子焊接失效分析

四、典型企業(yè)PCBA設(shè)計指南及失效案例

1.      環(huán)境適應性設(shè)計設(shè)計規(guī)則和應用

2.      結(jié)構(gòu)與熱設(shè)計規(guī)則和應用

3.      現(xiàn)場演練：H公司元器件工藝應用設(shè)計指南重點把握和排序

4.      案例：SIP元器件封裝可靠性仿真

5.      案例：溫度變化產(chǎn)生的應力導致元器件基板斷裂

6.      焊盤設(shè)計規(guī)則和應用

7.      PCB工藝設(shè)計基本要求和應用

8.      案例：多層PCB通孔失效分析

9.      PCB制作要求設(shè)計規(guī)則和應用要點

10.    組裝過程設(shè)計規(guī)則和應用要點

11.    案例：高速光傳輸PCBA組裝過程失效解析   

12.    可靠性試驗與篩選設(shè)計規(guī)則和應用

13.    案例：智能手機可靠性試驗Failure分析

14.    案例：高速高頻PCBA可靠性設(shè)計案例及失效分析

15.    案例：E公司可靠性設(shè)計應用發(fā)展歷程介紹

16.    工作坊：現(xiàn)場演練，企業(yè)如何建立自己的DFR GUIDELINE？

五、元器件可靠應用、元器件選型及元器件失效案例

1.      元器件工程需求符合度分析

2.      元器件質(zhì)量可靠性典型需求與分析

1)      機械應力

2)      可加工性

3)      電應力分析

4)      環(huán)境應力分析

5)      溫度應力分析

6)      壽命與可維護性

3.      固有失效率較高元器件改進對策

4.      新元器件選用基本原則和要求

5.      元器件風險防范（可采購性）考慮要素 

6.      元器件品質(zhì)（可用性）考慮要素

7.      元器件可生產(chǎn)性考慮要素

8.      元器件成本考慮要素        

9.      元器件在板測試基本項目

10.    元器件品質(zhì)控制體系與規(guī)范介紹

1)體系簡介

2)元器件規(guī)范類別與查找方法

11.    案例研討：某通信模塊元器件早期失效解析

12.    案例：某通信E產(chǎn)品元器件可靠性工程分析

六、企業(yè)如何推行PCBA&元器件DFR

1.      可靠性主導和牽頭的責任部門

2.      部門分工和職責要求

3.      可靠性要求執(zhí)行和落實問題

4.      兩個思路和四件事

5.      企業(yè)推行三步驟

6.      案例：某公司DFX輔導項目介紹

課程收尾：內(nèi)容回顧，五三一行動計劃，Q&A

——原華為研發(fā)項目管理和質(zhì)量工程資深管理專家

?  華為公司研發(fā)項目管理和質(zhì)量技術(shù)管理崗位工作10年

?  華為公司IBM IPD咨詢項目關(guān)鍵版本親歷者

?  研發(fā)項目與質(zhì)量工程領(lǐng)域深入研究20多年

?  計算機工程碩士、北京大學EMBA

?  工信部高級項目經(jīng)理、注冊項目管理師PMP

?  能力成熟度模型集成CMMI認證資深內(nèi)審員

?  出版研發(fā)管理類專著《產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量與成本控制》

?  中國電器研究院威凱培訓學院特聘講師

?  中國質(zhì)量協(xié)會質(zhì)量高級質(zhì)量講師

【個人簡介】

何老師在華為任職期間，主導推動和建設(shè)了基于IPD流程的IPD-CMMI-QM，IPD-CMMI-PTM, IPD-CMMI-DFX等關(guān)鍵流程。主導建立了以風險識別、評審、導入、跟蹤關(guān)閉為核心的DFX平臺，整合了元器件數(shù)據(jù)庫、工藝可靠性數(shù)據(jù)庫、DFX（面向生命周期的設(shè)計）基線/Checklist（查檢表）、失效模式經(jīng)驗庫等，建立了旗艦產(chǎn)品核心模塊質(zhì)量工程CBB（可重用基礎(chǔ)模塊）。2004年至2007年，經(jīng)項目經(jīng)理資源池進入LPDT培養(yǎng)序列，參與IPD產(chǎn)品研發(fā)項目管理流程DRYRUN（IPD3.0-5.0試運行），項目試點和推廣，試點研發(fā)項目80%以上增量開發(fā)項目進度準時率提升了63%，試點版本迭代項目工期縮短了21%。

何老師親歷了華為研發(fā)管理由亂到治的關(guān)鍵階段，親歷華為年銷售額從1998年到2008年10年30倍的增長（從約50億到約1500億），技術(shù)與管理實踐經(jīng)驗。在1999年至2006年，固網(wǎng)和無線產(chǎn)品線新產(chǎn)品樣品到量產(chǎn)的研發(fā)周期縮短了53%，試制階段產(chǎn)品穩(wěn)定性提高了65%，售后返修降低了46%，產(chǎn)品返修維護成本降低了57%。

1997年華為只有3000多人，銷售額41億。2007年銷售額1120億，員工人數(shù)達8萬人，2007年成功登頂中國電子百強第一名，同時海外收入占到總銷售額的72%，成為了典型的標桿國際企業(yè)。2010年華為榮登世界500強榜單397名，2019年華為已經(jīng)排在世界500強第61名。2020年8月，《財富》公布世界500強榜，華為排在第49位。這些成就的取得，離不開研發(fā)質(zhì)量工程和研發(fā)項目管理業(yè)務持續(xù)貢獻強力加持。

何老師主導的咨詢典型項目成果：

1.在太陽潔凈能源行業(yè)TOP3 企業(yè)，研發(fā)項目與質(zhì)量改善項目，使客戶產(chǎn)品研發(fā)測試周期縮短了1/3，遺留到客戶端的缺陷降低了45%，產(chǎn)品生命周期成本降低了37%。

2.在工業(yè)自動化、機器人控制領(lǐng)軍企業(yè)，兩家A股上市企業(yè)，產(chǎn)品研發(fā)項目與質(zhì)量優(yōu)化項目, “金?！碑a(chǎn)品研發(fā)測試缺陷率降低了40-47%，新產(chǎn)品開發(fā)周期縮短了20-23%，產(chǎn)品生命周期成本降低了25-29%。

【主講課程】

?  《研發(fā)項目管理關(guān)鍵控制方法》

?  《產(chǎn)品經(jīng)理持續(xù)精進的五項修煉》

?  《集成產(chǎn)品開發(fā)（IPD）關(guān)鍵流程與實踐》

?  《六件套系統(tǒng)構(gòu)建提升研發(fā)階段產(chǎn)品質(zhì)量》

?  《技術(shù)轉(zhuǎn)型管理精進之道》

?  《基于價值工程和全生命周期的研發(fā)成本管理》

?  《產(chǎn)品測試方法和管理實踐》

?  《基于產(chǎn)品平臺的技術(shù)戰(zhàn)略與規(guī)劃實踐》

?  《企業(yè)六定法新產(chǎn)品導入技術(shù)與管理》

【課程特色】

?  實戰(zhàn)性:得益于講師技術(shù)到研發(fā)管理的工作經(jīng)歷、國際國內(nèi)標桿企業(yè)的最佳實踐、多年的研發(fā)管理培訓和咨詢經(jīng)驗、實戰(zhàn)案例研討、講師點評，疑難解答，解決實際問題。

?  實用性：課程中大量研發(fā)質(zhì)量工程與項目管理流程、原理模型、管理模板、示例、樣例、檢查單演示。

?  針對性：邏輯清晰，提綱挈領(lǐng)，緊扣要點，對難點問題重點剖析。

?  整合性：研發(fā)體系與企業(yè)其它體系交互作用，課程中貫穿了整合的思路和方法。

?  互動性：啟發(fā)式教學，在課程中設(shè)計大量的案例研討，情景模擬，角色扮演，現(xiàn)場演練，鼓勵學員上講臺展示發(fā)表。

【授課風格】

?  理論講解娓娓道來，邏輯性強，問題講解貼近實踐，案例豐富，能夠帶來很多啟發(fā)，并很好的指導實際工作。

?  激活舊知，拓展新知，風格明快，正能量，有益有趣，既嚴謹又幽默，研討深刻生動，鼓勵和督促行動。

?  現(xiàn)場互動式交流、善于啟發(fā)式提問，引發(fā)思考，深挖原因，提倡多維度思考，多方面尋求解決方案。

?  咨詢式培訓，咨詢案例活學活用，經(jīng)驗分享源于實戰(zhàn)，易于理解并便于操作執(zhí)行。借鑒商學院案例教學方法，場景化、情景化教學。

【客戶評價】

?  “何老師典型的咨詢式培訓，協(xié)助搭建流程、體系，指導模板、表單使用，緊密跟蹤輔導IT系統(tǒng)導入，真正實現(xiàn)全流程運作，提升了我們研發(fā)質(zhì)量整體水平?！?--中國信科集團興唐通信科學技術(shù)研究所總工

?  “研發(fā)質(zhì)量策劃及技術(shù)評審、質(zhì)量度量講解印象非常深刻。何老師課程準備充分，內(nèi)容豐富，邏輯性強，原理解析清楚，案例貼近實際工作，容易理解和吸收?！?--中國電子科技集團公司14所技術(shù)總工

?  “這次的價值工程及研發(fā)成本控制培訓效果非常好，價值分析公式V=(F/P)*(P/C)原理和計算過程分析透徹，案例解析清楚，研發(fā)管理中成本構(gòu)成，費用情況，研發(fā)項目中財務指標講述有用有效，何老師為我們研發(fā)成本分析和控制提供了很好的思路?！?--松下電器研究開發(fā)（杭州）有限公司研發(fā)副總

?  “何老師將產(chǎn)品規(guī)劃及技術(shù)平臺，以及技術(shù)路標，這些產(chǎn)品戰(zhàn)略層面的內(nèi)容講得讓人耳目一新，拓展了我們的思路和眼界。”---中國電子科技集團公司29所可靠性副總工

?  “何老師課程，技術(shù)與管理實踐相結(jié)合，訓練與工作任務相結(jié)合，答疑與痛點難點相結(jié)合，實用實效！”---上海新時達電氣股份有限公司運營總裁

?  “何老師授課理論與實際結(jié)合，增加和我們相關(guān)行業(yè)或?qū)I(yè)的案例解析。何老師擁有扎實的理論基礎(chǔ),同時還具備豐富的實際測試經(jīng)驗,理論與實踐相結(jié)合,深入淺出的講解了測試理論和測試方法?！?--陽光電源研發(fā)中心副總

?  “何老師講課，結(jié)合實際經(jīng)驗和我們分享對測試的理解,運用和對未來對測試方法的改進，提高了我們產(chǎn)品測試及裝備開發(fā)的專業(yè)水平，給我們帶來了不一樣的技術(shù)管理講解，對于研發(fā)質(zhì)量、研發(fā)測試都有新的認識和應用?！?--匯川技術(shù)裝備開發(fā)部經(jīng)理