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什么是高可靠性?

时间2020/07/03
人物华秋电路
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一、什么是可靠性?

可靠性指的是“可信赖的”、“可信任的”,是指产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。对于终端产品而言,可靠度越高,使用保障就越高。


PCB可靠性是指“裸板”能够满足后续PCBA装配的生产条件,并在特定的工作环境和操作条件下,在一定的时期内,可以保持正常运行功能的能力。


二、可靠性如何发展成为社会焦点?

50年代,在朝鲜战争期间,美国50%的电子设备在储存期间就失效、60%的机载电子设备运到远东后不能使用。美国发现不可靠电子设备影响战争的进行,而且年均维修费是设备采购费用的2倍。


1949年,美国无线电工程师学会成立了第一个可靠性专业学术组织——可靠性技术组。1950年12月,美国成立了“电子设备可靠性专门委员会”,军方、武器制造公司及学术界开始介入可靠性研究,到1952年3月便提出了具有深远影响的建议;研究成果首先应用于航天、军事、电子等军工工业,随后逐渐扩展到民用工业。


60年代,随着航空航天工业的迅速发展,可靠性设计和试验方法被接受和应用于航空电子系统中,可靠性工程得到迅速发展!1965年,美国颁发了《系统与设备的可靠性大纲要求》,可靠性工程活动与传统的设计、研制和生产相结合,获得了较好的效益。罗姆航空发展中心组建了可靠性分析中心,从事与电子设备有关的电子与机电、机械件及电子系统的可靠性研究,包括可靠性预计、可靠性分配、可靠性试验、可靠性物理、可靠性数据采集、分析等。


70年代中,美国国防武器系统的寿命周期费用问题突出,人们更深切地认识到可靠性工程是减少寿命费用的重要工具,可靠性工厂得到进一步发展,更严格、更符合实际、更有效的设计和试验方法被采用,带动了失效研究和分析技术的快速发展。


90年代以后,可靠性工程从军工企业发展到民用电子信息产业、交通、服务、能源等行业,从专业变成“普业”。ISO9001质量管理体系把可靠性管理列入审查的重要内容,有关可靠性的专业技术标准被纳入了质量管理体系文件之中,成为“说到的必须做到”的管理条文。


时至今日,可靠性管理已经被社会各行各业广泛接受,企业经营理念普遍也由过往的“要我重视产品可靠性”转变成现在的“我要十分重视产品可靠性”!


三、为什么可靠性愈发倍受重视?

1986年,美国航天飞机“挑战者号”起飞76秒后爆炸,导致7名宇航员丧生、13亿美元损失,其事故根源竟然是由于一个密封圈失效!

90年代,美国UL发文说中国生产的PCB在美国引起多起设备仪器起火,原因是中国的PCB工厂使用了非阻燃的板材,但是打上了UL标记。


据官方数据统计,PCBA因可靠性失效所造成的赔偿占外部失效成本的90%以上!


GE公司分析,对能源、交通、矿山、通讯、工控、医疗等连续作业的设备,即使可靠性提高1%,成本提高10%也是合算的。PCBA可靠性高,则维修费、停机损失可大幅减少,资产及生命安全更有保障!


当今,放眼全球,国家与国家的竞争已经演变成企业与企业的竞争,可靠性工程是企业开展全球化竞争的门槛,也是企业在日益剧烈的市场当中脱颖而出的致胜法宝!


四、为什么PCB的高可靠性应当引起重视?

作为各种电子元器件的载体和电路信号传输的枢纽,PCB决定了电子封装的质量和可靠性。随着电子产品越发小型化、轻量化、多功能化,以及无铅、无卤等环保要求的持续推动,PCB行业正呈现出“线细、孔小、层多、板薄、高频、高速”的发展趋势,对可靠性的要求会越来越高。



高可靠性PCB可以发挥稳健的载体作用,实现PCBA的长期、稳定运作,从而保证终端产品的安全性、稳定性和使用寿命,企业进而得以增强竞争力、提升信誉、扩大市场份额、提高经济效益。


五、如何评估PCB是否具备高可靠性?

高可靠性是结合“工程技术”与“管理艺术”的一种实践科学,稳健地产出高可靠PCB须建立一整套“规范、高效、协同、可控”的管理程序,要求工厂必须全方位管控“工程设计、生产物料、制造设备、流程工艺、品保设施、生产环境、管理体系、团队素质”等一系列影响因子。

因此,评估PCB是否具备“高可靠性”需要深度确认工厂的下列管控项目是否已经完全受控。


1.预防机制

1)工程设计:客户要求识别、信息化管理、自动化作业、专业化技能;设计标准规范,基于工厂制程能力修正可制造性;工作规范、流程标准化、工程制作自动化;

2)制造流程:体系化、系统化管理全制程各个流程工序的管控目标、操作流程及作业规范;

3)品控管理:规范品质监控标准,完善品保体系,协助制程改善品质;


2.过程管理

1)质量和产品安全体系:IATF16949、ISO9001、GJB9001、UL、CQC、RoHS;

2)工程设计:叠层结构、阻抗、最小线宽、最小间距、最小孔径、铜厚 等DFM规范;生产流程设计、材料选择、可制造性文件设计 等;

3)生产物料:供应商评审、材料评估、原材料检验、原材料储存 等;

4)制程工艺:制程能力、生产参数、药液使用、首件FA 等;

5)设备设施:评估、日常点检、进度测试、预测性维护、预防性维护、周期性检修 等;

6)作业环境:无尘、恒温、恒湿、光照度 等;

7)品质监控:进料IQC、制程IPQC、制程IPQA、终检FQC、出货OQC、信耐性测试 等;

8)管理团队:操作规范、风险识别、问题剖析、策略分析 等;


3.品保稽查

1)品质良率:实时监控;

2)品质可靠度:实时/定期核查;

3)品质一致性:实时/按需稽查;

4)平均无故障使用时长:定期/按需验证;


4.测试验证

1)信号性能:阻抗测试、信号损耗;

2)耐热性能:热应力、Tg测试、TMA测试;

3)互联性能:IST测试、耐电流、冷热冲击;

4)机械性能:剥离强度、拉脱强度、阻焊硬度、附着力;

5)绝缘性能:耐电压测试、湿热绝缘电阻、耐CAF测试;

6)焊接性能:清洁度测试、可焊性测试;

7)耐腐蚀性能:阻焊耐化学试剂、金手指孔隙率。


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可靠性是产品的核心保障
时间2020/07/07查看者1909

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