电子产品是由PCBA这个控制中心起关键功能实现模块,而PCBA又由元器件电子组装而成。若PCBA或者器件可靠性不过关,产品整机可靠性就无法保证,因此提升PCBA和元器件这两个核心部件的可靠性势在必行。
电子产品的可靠性是设计出来的、制造出来的、管理出来的。而电子产品是由PCBA这个控制中心起关键功能实现模块,而PCBA又由元器件电子组装而成。若PCBA或者器件可靠性不过关,产品整机可靠性就无法保证,因此提升PCBA和元器件这两个核心部件的可靠性势在必行。
PCBA和元器件既要提升固有可靠性,从PCB与元器件本身材料的设计、制造、发运过程提升可靠性,同时又要提升使用可靠性,从元器件、PCBA电子组装制造,到发运物流,直到产品服役售后环节,提升其使用可靠性。产品在设计端的可靠性设计是“防病”,产品制造或者售后阶段失效分析是“治病”,“防病”和“治病”双管齐下,形成完整的PDCA循环,从而有效的从整个产品生命周期全面提升产品可靠性。
一、高密度、高可靠性PCBA可靠性设计基础
1.PCB制造技术基础认知
2.PCB叠层设计要求:Core叠法与Foil叠法的比较
3.PCB阻焊与线宽/线距
4.PCB板材的选择:Tg参数和介电常数的考虑
5.PCB表面处理应用比较:HASL vs ENIG vs OSP
6、PCBA的DFM&DFR工艺的基本原则
1)PCB外形及尺寸
2)基准点
3)阻焊膜
4)PCB器件布局
5)孔设计及布局要求
6)阻焊设计
7)走线设计
8)表面涂层
9)焊盘设计
7.案例解析
1)PCB QFP和SOP部分区域起泡分层失效解析
2)DSP BGA器件焊点早期失效解析
3)PCB器件腐蚀失效案例解析
二、高密度、高可靠性PCBA焊盘设计和热设计
1.焊盘设计的重要性
2.PCBA焊接的质量标准
3.不同封装的焊盘设计
1)表面安装焊盘的阻焊设计
2)插装元件的孔盘设计
3)特殊器件的焊盘设计
4.焊盘优化设计案例解析:双排QFN的焊盘设计
5.热设计在DFR设计的重要性
6.高温造成器件和焊点失效的机理
7.CTE热温度系数匹配问题和解决方法
8.散热和冷却的考量
9.热设计对焊盘与布线的影响
10.常用热设计方案
11.热设计在DFR设计中的案例解析
1)陶瓷电容典型开裂失效解析
2)BGA在热设计中的典型失效解析
3)Met产品散热不良导致失效解析
三、PCBA失效分析流程体系以及失效分析设备仪器
1.失效分析的产生与发展
2.失效分析流程体系主要内容
3.工艺失效分析业务范畴
4.DFR&FA业务架
-H公司DFR&FA流程图
5.失效分析的常见误区
6.失效分析基础
7.失效分析主要方法技术手段
8.失效分析基本过程和九大通用原则
9.PCBA失效分析仪器设备
-成像技术、形貌观察仪器:立体显微镜,金相显微镜,扫描电子显微镜,x光机,C-SAM声学扫描显微镜简介
10.PCBA失效分析仪器设备
-成份技术:化学分析(CA),电子能谱/波谱(EDX/WDX),等离子发射光谱(ICP),液相、气相色谱(LC),离子色谱(IC),俄歇电子能谱简介
11.力学与热力学分析
-物理性能测试设备:动态热机械分析(DMA),差示扫描量热法(DSC),热机械分析(TMA),动态介电分析(DDA),离子污染测试仪,可焊性测试仪,热重法(TG),温度测试仪简介
12.表面材料污染、材料微区成份分析简介
13.失效分析设备仪器介绍-试样制备设备简介
14.案例: 高速高频单板PCB NiAu镀层可焊性问题失效解析
四、标杆企业PCBA设计指南及失效案例
1.环境适应性设计设计规则和应用
2.结构与热设计规则和应用
3.现场演练:H公司元器件工艺应用设计指南重点把握和排序
4.案例:SIP元器件封装可靠性仿真
5.案例:温度变化产生的应力导致元器件基板断裂失效分析
6.焊盘设计规则和应用
7.PCB工艺设计基本要求和应用
8.案例:多层PCB通孔失效分析
9.PCB制作要求设计规则和应用要点
10.组装过程设计规则和应用要点
11.案例:高速光传输PCBA组装过程失效解析
12.可靠性试验与筛选设计规则和应用
13.案例:智能手机可靠性试验Failure分析
14.案例:高速高频PCBA可靠性设计案例及失效分析
15.案例:E公司可靠性设计应用发展历程介绍
16.工作坊:现场演练,企业如何建立自己的DFR GUIDELINE?
五、元器件可靠应用、元器件选型及元器件失效案例
1.元器件工程需求符合度分析
2.元器件质量可靠性典型需求与分析
1)机械应力
2)可加工性
3)电应力分析
4)环境应力分析
5)温度应力分析
6)寿命与可维护性
3.固有失效率较高元器件改进对策
4.新元器件选用基本原则和要求
5.元器件风险防范(可采购性)考虑要素
6.元器件品质(可用性)考虑要素
7.元器件可生产性考虑要素
8.元器件成本考虑要素
9.元器件在板测试基本项目
10.元器件品质控制体系与规范介绍
1)体系简介
2)元器件规范类别与查找方法
11.案例研讨
1)芯片封装设计问题导致FT测试Failure解析
2)表贴保险管可焊性不良案例解析
3)光传输产品集成电路早期短路失效解析
4)电源模块电阻硫化导致电源模块早期失效解析
5)I/O调制器早期失效解析
六、企业如何推行PCBA&元器件DFR
1.可靠性和失效分析主导责任部门
2.可靠性和失效分析部门分工和职责要求
3.可靠性和失效分析执行和落实问题
4.两个思路和四件事
5.企业推行三步骤
6.案例:S公司DFX提升咨询项目介绍