严春美:电子硬件产品开发中如何开展可靠性设计

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课程概要

培训时长 : 2天

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课程分类 : 安全生产

课程编号 : 34259

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适用对象

研发总经理/副总、测试部经理、中试/试产部经理、制造部经理、工艺/工程部经理、质量部经理、项目经理/产品经理、高级制造工

课程介绍

【课程背景】

电子硬件产品的集成度和小型化发展趋势,让可靠性成为产品的关键竞争力。而通常产品设计中,只要有创新,就可能带来可靠性风险,例如,引入新设计方案、新技术、新材料、新工艺、或是新器件之后,经验不足导致前期风险识别不全,造成在产品开发、或制造量产、甚至是市场应用阶段出现各类可靠性缺陷,电子硬件产品在这方面尤其突出:

  1. 产品开发完成后在可靠性试验中发现不通过,技术攻关频繁且难度大;
  2. 新器件引入过程评估不充分,测试发现异常后需要对器件重新选型,严重耽误进度;
  3. 新技术、新材料的技术准备度不足,导致产品上量后发现隐患,给产品带来巨大不确定性;
  4. 产品设计中各组件的兼容性考虑不全,导致产品设计方案多次修改,严重影响进度;
  5. 未提前预见市场应用环境的影响,导致产品的环境适应性不足,出现提早失效,影响市场口碑;

产品的可靠性设计是一个系统工程,需要开发团队从设计源头开始、密切协作。本课程结合电子硬件系统类产品的可靠性挑战,包括PCB、元器件、PCBA等不同要素,在产品开发和测试、批量制造、以及市场应用各不同阶段所存在的可靠性问题,梳理出解决方案,从技术和业务流程两方面,建立可靠性设计保障机制,让新产品开发尽早识别风险,提高产品交付质量。

【课程收益】

1.   通过产品开发中的大量可靠性设计(DFR)案例,明确DFR对产品的重要价值;

2、结合大量案例,理解电子硬件产品中常见的工艺可靠性失效(PCB/元器件/PCBA)、失效机理和分析方法、评估方法;

3、了解DFR设计的方法(试验、仿真等),应用要求等,为DFR技术平台搭建提供参考;

4、掌握建立DFR平台和业务流程的核心方法,指导DFR业务管理工作开展;

5、掌握产品开发中元器件选型、PCB设计、PCBA设计的DFR设计方法,指导产品开发实践;

【课程对象】

研发总经理/副总、测试部经理、中试/试产部经理、制造部经理、工艺/工程部经理、质量部经理、项目经理/产品经理、高级制造工程师等

【课程特色】

1、 内容价值定位――结合十多年华为硬件研发DFx实践经验以及业务管理经验,在产品从研发到制造、以及市场应用维护的端到端交付中,积累了大量的可靠性设计和问题分析解决经验。

2、 实操性和互动性――结合理论阐述、互动研讨、真实案例拆解,帮助学员理解,在实践中提炼出大量方法、可落地性强,有效帮助学员转化。

3、 讲师的专业性――十多年专注于产品的DFx设计领域,负责无线通信产品从2G、3G、4G多个重量级平台的工艺交付,累计支持产品发货数达千万;主导多项技术规范完善和相关流程的开发推广,对DFx平台管理、产品交付有独特的心得。

【课程方式】

理论讲解、案例分享、实务分析、互动讨论、培训游戏

【课程时长】

2天(6小时/天)

【课程大纲】

案例导入

一、电子硬件产品可靠性根源在于设计

1.1 产品可靠性的基本概念

  • 可靠性与质量
  • 可靠性与生命
  • 可靠性设计给产品的价值贡献
  • 产品向集成化、小型化发展所带来的可靠性挑战

1.2可靠性依靠设计

  • 电子制造的4个分级是一个系统
  • 可靠性设计需要全局视角

二、PCBA可靠性的基本原理

2.1PCBA焊点形成机理

  • 焊点的形成过程
  • 影响焊点的因素

2.2焊点的主要失效模式

  • 热应力失效及解决方向
  • 机械应力失效及解决方向
  • 电迁移失效及解决方向
  • 案例分享:产品方案设计导致的失效
  • 案例分享:元器件选型导致的失效
  • 案例分享:PCB设计或制程工艺导致的失效
  • 案例分享:PCBA工艺导致的失效
  • 案例分享:环境因素导致的失效

2.3 PCBA可靠性试验

  • PCBA的常见失效模式(开路、短路)
  • PCBA常用可靠性试验(温循、机械冲击等)

2.4 常用失效分析技术

失效分析的基本流程

常用失效分析技术

  • 外观检查
  • X射线透视检查
  • 扫描超声显微镜检查
  • 显微红外分析
  • 金相切片分析
  • 扫描电镜分析
  • X射线能谱分析
  • 染色与渗透检测技术
  • 案例分享:失效问题分析与解决

三、产品开发中的可靠性设计

3.1产品开发过程与关键活动

  • 产品开发流程
  • 产品设计与风险管理同步

3.2PCBA可靠性设计过程(DFMEA)

  • FMEA的概念
  • DFMEA如何与产品开发结合
  • 风险识别的两个途径
  • 可靠性试验技术
  • 仿真分析
  • 失效模式库的建立

3.3 元器件的选型设计过程

  • 如何选对器件
  • 如何用好器件
  • 如何从源头规划
  • 如何搭建元器件技术平台
  • 元器件应用问题的分析与解决思路

3.4 新材料选型/新技术应用

  • 新材料应用的典型问题
  • 新材料/新技术与产品异步开发
  • 新材料/新技术如何导入产品

四、可靠性技术平台建设

4.1 技术平台能力建设

4.2 技术评审和决策机制

4.3 经验萃取与复盘

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