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何重军:电子产品(PCBA&元器件)可靠性设计与失效分析

何重军老师何重军 注册讲师 353查看

课程概要

培训时长 : 2天

课程价格 : 扫码添加微信咨询

课程分类 : 研发管理

课程编号 : 7967

面议联系老师

适用对象

1.    电子硬件(PCBA)、结构、整机、工艺、品质、新产品导入经理主管及工程师。 2.    生产现场管理及工艺

课程介绍

【课程背景】

当前,产品或系统的设计不再仅仅追求性能和功能,产品可靠性已成为产品设计中非常重要的组成部分。对于高精密、高可靠性、高技术含量、高附加值的“四高”电子产品而言,首先对产品本身的可靠性提出更高要求。

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。需要从售后不良,查找失效原因,找到失效根因,推动前端可靠性设计的提升。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”“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。

    从电子产品全生命周期来看,可靠性设计在产品设计中的优点:

1.减少产品设计修改。倡导“第一次把事情做对”,把产品的设计修改都集中在产品设计阶段完成。

2.缩短产品开发周期。据统计,相对于传统产品开发,DFR能够节省30%以上的产品开发时间。

3.降低产品成本。产品开发同时也是面向成本的开发。

4.提高产品质量。在开发原始阶段就得到优化和完善,避免后期制造、装配中、市场上产生的质量问题。

【适合对象】

1.    电子硬件(PCBA)、结构、整机、工艺、品质、新产品导入经理主管及工程师。

2.    生产现场管理及工艺技术人员。

3.    研发总监、经理等研发管理人员。

4.    产品经理、项目经理。

5.    质量经理、质量管理人员等。

课程收益

1. 通过学习,学员可以解说可靠性设计和失效分析的起源和发展方向。

2.通过学习,应用可靠性设计及失效分析的方法,学员在产品设计、制造、维护工作中提升产品质量、缩短产品上市时间、降低产品综合成本。

3.通过学习,针对案例问题进行研讨, 学员可以应用一些可靠性设计的方法在具体的产品开发中。

4.通过学习,学员可以借鉴标杆企业可靠性工程和失效分析应用方法,学员应用一些可靠性工程和失效分析落地的方法。

5.通过学习,学员可以借鉴标杆企业PCBA DFR GUIDELINE,学员能够应用PCBA DFR规范建立的实操方法,并且应用于PCBA可靠性设计审查工作中,改进可靠性设计工作绩效。

【教学形式】

50%理论讲授+30%现场练习+20%重难点答疑

【课程时长】

两天/12小时

【课程大纲】

课程导入:

当前企业可靠性工作主要的、常见的问题

产品可靠性和产品质量的关系:区别和联系

产品可靠性出问题的危害:电子产品和系统可靠性事故视频

  1. 电子产品可靠性与可靠性试验概述
  2. 可靠性设计的重要性
  3. 系统可靠性设计技术流程
  4. 可靠性仿真技术
  5. 可靠性试验概述
  6. 环境应力筛选(ESS)试验技术
  7. HALT&HASS试验技术
  8. 振动试验技术
  9. 集成电路加速寿命试验模型介绍
  10. 案例研讨:1.BGA焊点热与振动疲劳可靠性评估  2. CSP封装焊接可靠性问题
  11. 工作坊:现场演练,企业如何建立自己的可靠性试验室
  12. 典型案例:通信产品和能源类产品可靠性试验条件、测试内容、测试方法解析
  13. PCBA和元器件可靠性工程应用及发展方向
  14. 体系建设
  15. 可靠性工作的中心
  16. 可靠性工作计划
  17. 建立并实施可靠性标准及产品标准
  18. 可靠性仿真与数值模拟介绍
  19. 可靠性仿真应用案例
  20. 可靠性试验技术
  21. 电子企业可靠性研究五个方向
  22. 标准化建设
  23. PCBA&元器件工艺DFR和失效分析FA实践
  24. 失效分析的产生与发展
  25. 失效分析流程体系主要内容
  26. 工艺失效分析业务范畴
  27. 案例:Met产品散热测试与优化
  28. DFR&FA业务架

-H公司DFR&FA流程图

  1. 失效分析的常见误区
  2. 失效分析基础
  3. 失效分析主要方法技术手段
  4. 失效分析基本过程和九大通用原则
  5. 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

  1. 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

  1. 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

  1. 表面材料污染、材料微区成份分析简介
  2. 失效分析设备仪器介绍-试样制备设备简介
  3. 案例:通信产品PCBA早期失效解析
  4. 案例:汽车电子焊接失效分析
  5. 典型企业PCBA设计指南及失效案例
  6. 环境适应性设计设计规则和应用
  7. 结构与热设计规则和应用
  8. 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
  9. 案例:SIP元器件封装可靠性仿真
  10. 案例:温度变化产生的应力导致元器件基板断裂
  11. 焊盘设计规则和应用
  12. PCB工艺设计基本要求和应用
  13. 案例:多层PCB通孔失效分析
  14. PCB制作要求设计规则和应用要点
  15. 组装过程设计规则和应用要点
  16. 案例:高速光传输PCBA组装过程失效解析  
  17. 可靠性试验与筛选设计规则和应用
  18. 案例:智能手机可靠性试验Failure分析
  19. 案例:高速高频PCBA可靠性设计案例及失效分析
  20. 案例:E公司可靠性设计应用发展历程介绍
  21. 工作坊:现场演练,企业如何建立自己的DFR GUIDELINE?
  22. 元器件可靠应用、元器件选型及元器件失效案例
  23. 元器件工程需求符合度分析
  24. 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
  25. 固有失效率较高元器件改进对策
  26. 新元器件选用基本原则和要求
  27. 元器件风险防范(可采购性)考虑要素 
  28. 元器件品质(可用性)考虑要素
  29. 元器件可生产性考虑要素
  30. 元器件成本考虑要素         
  31. 元器件在板测试基本项目
  32. 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

  1. 案例研讨:某通信模块元器件早期失效解析
  2. 案例:某通信E产品元器件可靠性工程分析
  3. 企业如何推行PCBA&元器件DFR
  4. 可靠性主导和牵头的责任部门
  5. 部门分工和职责要求
  6. 可靠性要求执行和落实问题
  7. 两个思路和四件事
  8. 企业推行三步骤
  9. 案例:某公司DFX辅导项目介绍

课程收尾:内容回顾,五三一行动计划,Q&A

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【课程背景】 《中国制造2025》将制造业提到了国家战略层面,是立国之本、兴国之器、强国之基。据国际权威资料统计,制造行业生产效率的提高,60~80%是依靠采用先进的工艺技术和管理而实现的。工艺技术和管理既是新产品开发和老产品更新换代的重要技术保证,也是影响产品质量的主要原因,同时还是企业提高经济效益的重要途径。国际先进企业,特别是世界500强,工艺管理已经取得长足的发展,并形成了成熟完备的管理体系。工艺管理已经扩大到了产品的全生命周期,信息化、计算机化、数字化、知识化已成为趋势。另外,“知己知彼,方能百战不殆”,工艺设计中的竞品分析,对标学习,行业诸多企业给予了关注与重视。本课程介绍了标杆企业竞品分析的思路和方法,对我们当前很多企业具有参考意义。但在我们国内,工艺管理还存在诸多问题:系统没有面向产品全生命周期,大部分集中在生产制造环节,忽视了工艺管理全生命周期、全流程的功能。只要求工艺系统输出格式标准化,不重视内容的规范和标准。把工艺管理系统与产品数据管理(PDM)系统部分功能混淆。管理粗糙,未形成标准和规范,集成性差,不适应先进制造模式的需求。忽视工艺知识管理工作,工艺管理经验萃取和经验传承仅仅依赖于有经验的人。对标企业,竞争对手产品工艺设计分析工作没有开展,工艺设计提升很难找到改进方向。针对上述问题,以国外国内工艺管理理论为框架,世界500强标杆企业为参考对象,开设本课程。兼顾大、中、小企业的特点,既有工艺管理顶层设计,又有工艺管理典型案例;既有理论框架支撑,具有国际视野,又有具体业务案例、模板、流程。同时,借鉴行业标杆企业,竞争对手产品工艺设计分析的思路和方法。以解决我们大多数企业在工艺管理领域存在的大部分共性问题。【适合对象】研发工艺、中试工艺、生产工艺、售后工艺全体人员;电子硬件、结构、整机、工艺、品质、新产品导入经理主管及工程师;研发总监、经理等研发管理人员;质量经理、质量管理人员;产品经理、项目经理;技术管理部、流程体系部管理人员等。【课程收益】通过学习,学员能够在新产品开发、新产品试产、新旧产品量产,这产品全生产周期中,运用工艺管理“三段论”方法,保证“大前提”,验证“小前提”,过程控制形成最终“结论”。通过课程案例解析,学员可以提升工艺管理过程中发现问题、分析问题、解决问题的动手能力。通过课程流程、模板、表单的解析,学员可以根据所在企业的特点,建立或者优化所在公司的工艺管理方面的流程、模板、表单,提升所在公司工艺规范化、标准化、模板化方面的水平。通过学习,学员能够使用工艺管理工具 DFX分析产品开发过程、产品制造过程中的对应问题,工艺团队合作,解决工艺问题。通过学习和研讨,案例解析,学员借助参考模板,可以制订学员所在公司DFX工艺规范。通过学习和研讨,学员可以列举和识别工艺平台的价值、意义,陈述工艺平台主平台以及七个子平台的主要包含内容。通过学习和研讨,案例解析,学员借助参考模板,公司统一规划,上下游团队配合,工艺团队可以尝试制订或者优化,所在公司工艺平台的三大过程(研发工程验证、试制验证、量产验证)、四大规范(设计规范、工艺规范、品质规范、设备规范)。【教学形式】50%理论讲授+30%现场练习+20%重难点答疑【课程时长】两天/12小时【课程预览】第一讲 工艺管理基础认知大家眼中的工艺是什么?一道菜、一杯茶、一个包、一个电子设备?工艺和工艺管理概念中的关键词:过程?方法?做工的艺术?工艺管理和企业管理密切关系:“四面八方”工艺管理有何必要性?四维度认知国内外工艺管理发展趋势:稍显不足和日趋成熟工艺管理三层级:1.救火2.紧盯过程3.先知先觉基于全生命周期工艺管理数字化系统简介工艺管理水平评价原型系统实例工艺管理的三段论简介:大前提、小前提、结论案例:H公司工艺管理体系图谱——企业工艺管理整体规划图第二讲 工艺管理大前提——工艺设计工艺设计五大核心业务模型工艺路线是什么?工艺路线的意义和价值如何选择工艺路线案例:H公司单板工艺路线选择流程案例:H公司外销北美通信产品环境适用性工艺设计改进方案产品可制造性需求模板和流程什么是制造性需求如何向新产品项目提出制造性需求案例&模板:H公司产品制造性需求/测试性需求样例与模板产品可制造、可测试性评估业界标杆:电子硬件单板工艺并行设计流程图解析可制造性设计DFM分析原理和思路什么是产品可制造、可测试性评估?为什么要进行产品可制造、可测试性评估?如何进行产品可制造、可测试性评估?模板:可制造可测试性评估检查表DFM PE查验表实例解析DFM制订方法和应用方法现场演练: 企业一份常用设计指南制订现场演练DFM审查辅助软件介绍分享:S公司DFX辅导项目问题与解决方案       案例:通信产品R1工艺设计解决方案解析产能规划产能规划总体策略及目标产能规划方法产能规划报告模板智力资产分析:工艺技术和专利第三讲 工艺管理“小前提”工艺调制与验证工艺调制两大关键因素:1)工艺检修2)工艺调制规范工艺调制与验证工作概况图工艺调制与验证落实于具体的产品阶段:产品试制工艺调制与验证工作清单小批试制时工艺调制与验证 “四大件”小批试制准备“列清单”试制各阶段“三部曲”(试制前准备、进行试制、试制后评审)中的工艺调制工艺调制与验证的目标:工艺成长、产品可靠性增长、产品成熟度增长工艺调制与验证现场跟踪试制跟线工艺调制与验证报告需要包括哪些内容?工艺调制与验证报告强调的内容?工艺调制与验证总结验证评审准则验证是否通过判别试产后输出文件评审工艺调制与验证遗留问题处理:试产环节研发与制造的博弈与平衡转产评审关键点:工艺调制与验证转管制评审案例与模板:H公司工艺调制与验证CHECKLIST第四讲 工艺管理“结论”——工艺管制工艺管制基本内容:两大块、七部分         工艺管制重要输出:工序流程图工艺管制工具和方法:“四大法宝”工艺管制监控“三板斧”:检查、测试、监督工艺管制5M-CHECK模型工艺管制“三按”“三定”工艺优化-产品制造过程重复稳定工艺管制考虑的产品制造效率与产能定额工时效率分析方法利用工作效率分析确定工时标准案例与模板:工时效率分析模板效率提升:生产线平衡和优化案例:某光传输产品单板组合螺钉装配问题解析案例:某无线产品单板通孔回流高速连接器桥连问题解析第五讲   产品工艺设计竞品分析竞争对手产品工艺分析行业概况竞争对手产品分析思路竞争对手产品分析流程案例:某通信终端竞品工艺分析解析案例:某光通信产品光模块竞品工艺设计分析第六讲 工艺平台建设工艺平台的价值和意义是什么?端到端工艺业务处理程序和方法工艺平台是什么?其实质是业务处理有机系统工艺平台的构成要素:三大过程、四大规范七大工艺子平台分类解析工艺设计子平台解析器件工艺认证子平台解析工艺试制子平台解析工艺管制子平台解析工艺开发子平台解析设备工程子平台解析质量水平预计平台解析如何建立工艺平台?以产品为出发点的规范建设开展思路以现有设备为出发点的规范建设开展思路融入IPD流程体系来运作通过部门的流程和管理来运作四大规范体系通过工艺委员会建立、管理和运作重塑工艺管理体系回顾总结,五三一行动计划,Q&A
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• 何重军:电子硬件产品可制造性设计(DFMA)
【课程背景】DFX即Design for X(面向产品生命周期各环节的设计),其中X代表产品生命周期的某一环节或特性, DFM是DFX中最重要的部分,DFM就是要考虑制造的可能性、高效性和经济性,DFM的目标是在保证产品质量与可靠性的前提下缩短产品开发周期、降低产品成本、提高加工效率。具体而言,DFM在产品设计中的优点:1.减少产品设计修改。倡导“第一次就把事情做对”的理念,把产品的设计修改都集中在产品设计阶段完成。2.缩短产品开发周期。据统计,相对于传统产品开发,DFM能够节省30%以上的产品开发时间。3.降低产品成本。产品开发同时也是面向成本的开发。4.提高产品质量。在开发原始阶段就得到优化和完善,避免后期制造、装配中、市场上产生的质量问题。本课程从DFM概念和发展趋势出发,介绍了DFM依照的并行开发的思想方法。重点讲授可制造性设计基本要求、PCBA热设计、布线布局、焊盘设计、装配可制造性设计、塑胶件的可制造性设计、钣金和压铸件的可制造性设计、工艺体系和工艺平台建设、DFM常用软件等。【适合对象】电子硬件、结构、整机、工艺、品质、新产品导入经理主管及工程师;生产现场管理及工艺技术人员;研发总监、经理等研发管理人员;产品经理、项目经理;质量经理、质量管理人员等。【课程收益】系统学习了解PCBA DFM的理论及实践应用知识。DFM的理论及实践帮助实现产品质量的提升、产品上市时间的缩短、产品综合成本的降低。引导学员针对案例问题进行研讨,使学员掌握PCBA DFM设计的有效途径和方法。学员通过PCBA DFM案例和演练可以较熟练的运用PCBA DFM设计方法和试验方法。学员学习标杆企业PCBA DFM GUIDELINE,掌握PCBA DFM规范建立的实操方法。【教学形式】60%理论讲授+20%现场练习+20%点评与演示【课程时长】两天/12小时【课程大纲】DFM概念及并行设计概述1.    并行设计和全生命周期管理2.    电子产品的发展趋势与客户需求3.    可制造性设计概念4.    可制造性设计规范和标准5.    DFX的分类6.    为什么要实施DFX?7.    DFM标准化的利益和限制8.    DFM完整设计标准的开发9.    集成产品开发IPD框架下的新产品开发流程10.  某知名企业DFM运作模式简介高密度、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 OSP6、PCBA的DFM&DFR工艺的基本原则PCB外形及尺寸     基准点   阻焊膜             PCB器件布局孔设计及布局要求   阻焊设计 走线设计         表面涂层   焊盘设计             7.案例解析PCB QFP和SOP部分区域起泡分层失效解析DSP BGA器件焊点早期失效解析PCB器件腐蚀失效案例解析高密度、高可靠性PCBA焊盘设计和热设计焊盘设计的重要性PCBA焊接的质量标准不同封装的焊盘设计表面安装焊盘的阻焊设计插装元件的孔盘设计特殊器件的焊盘设计焊盘优化设计案例解析:双排QFN的焊盘设计热设计在DFR设计的重要性高温造成器件和焊点失效的机理CTE热温度系数匹配问题和解决方法散热和冷却的考量热设计对焊盘与布线的影响常用热设计方案热设计在DFR设计中的案例解析陶瓷电容典型开裂失效解析BGA在热设计中的典型失效解析Met产品散热不良导致失效解析结构、装配可制造设计方法零件标准化模块化设计设计一个基准的基座设计零件容易被抓取设计导向特征先定位后固定避免装配干涉为辅助工具提供空间重要零部件设计装配止位特征防止零件欠约束和过约束宽松的零件公差要求防错设计装配中的人机工程学线缆的布局研讨:如何在结构设计前期保证产品可装配性?塑胶件可制造性设计塑胶种类和特征塑胶材料选择注塑的基本要求与常用进胶方式浇口位置选择原则表面工艺的分类与对产品设计的要求喷涂电镀与不导电真空镀IML与IMR双色模的原理与包胶模的区别产品结构的设计注意点产品结构设计准则--出模角产品结构设计准则--壁厚产品结构设计准则--支柱 ( Boss )产品结构设计准则--加强筋常见产品结构和装配问题现象、分析、推荐对策案例解析:某小型电子产品塑胶模开模DFMA评审钣金件和压铸件可制造性设计提高钣金强度的设计降低钣金成本的设计钣金件装配H公司钣金结构件可加工性设计规范解析压铸工艺介绍压铸件设计指南DFM规范体系与DFM常用软件电子组装中工艺的重要性如何提高电子产品的工艺质量DFM的设计流程DFM工艺设计规范的主要内容DFM设计规范在产品开发中如何应用如何建立自己的工艺技术平台?DFM软件(Valor & Vayo)介绍DFM软件PCBA审查视频讲解DFM软件输出PCBA报告实例解析 课程收尾:内容回顾、Q&A、五三一行动计划

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