電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠性技術(shù)解決方案及技術(shù)輔導(dǎo)

產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)平臺輔導(dǎo)包括四個方面：一是研發(fā)設(shè)計(jì)的可靠性保障流程體系；二是研發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)平臺建設(shè)；三是產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)輔導(dǎo)；四是產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化輔導(dǎo)。

  (1)研發(fā)設(shè)計(jì)的可靠性保障流程體系，對客戶的產(chǎn)品開發(fā)流程進(jìn)行梳理和優(yōu)化，明確階段評審點(diǎn)，幫助客戶建立可靠性評審體系，保證產(chǎn)品開發(fā)在可靠性設(shè)計(jì)平臺上高效運(yùn)作，從而保證所開發(fā)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。

  (2)研發(fā)設(shè)計(jì)可靠性技術(shù)平臺建設(shè)，包括：公共技術(shù)規(guī)范體系(包括硬件、軟件以及邏輯的各種應(yīng)用設(shè)計(jì)和測試規(guī)范、環(huán)境和可靠性實(shí)驗(yàn)規(guī)范、器件選型和應(yīng)用規(guī)范、生產(chǎn)工藝規(guī)范、熱設(shè)計(jì)、EMC、安規(guī)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范等)、可靠性設(shè)計(jì)流程中的各種相關(guān)技術(shù)文檔模板建立、產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及評審要素建立、各種硬件標(biāo)準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)建立、各種硬件設(shè)計(jì)指導(dǎo)書建立、各種硬件設(shè)計(jì)檢查要素表建立、各種經(jīng)驗(yàn)案例庫、共用技術(shù)研究、競品分析輔導(dǎo)等。

  例如：公共技術(shù)規(guī)范體系中的硬件、軟件以及邏輯的各種應(yīng)用設(shè)計(jì)和測試規(guī)范中又可以細(xì)分為：硬件規(guī)范、軟件規(guī)范、邏輯規(guī)范、硬件測試規(guī)范、軟件測試規(guī)范、邏輯測試驗(yàn)證規(guī)范等。

  硬件規(guī)范還可以繼續(xù)細(xì)分為：邏輯電平設(shè)計(jì)應(yīng)用規(guī)范、接口電路設(shè)計(jì)規(guī)范、器件降額設(shè)計(jì)規(guī)范、白盒測試規(guī)范、帶電插拔設(shè)計(jì)規(guī)范、背板(母板)設(shè)計(jì)規(guī)范、單板邊界掃描硬件設(shè)計(jì)規(guī)范、FLASH 存儲器寫保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范、印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)規(guī)范、印制電路板(PCB)安全設(shè)計(jì)規(guī)范、柔性印制電路板(FPC)設(shè)計(jì)規(guī)范、插裝器件封裝命名及設(shè)計(jì)規(guī)范、貼裝器件封裝命名及設(shè)計(jì)規(guī)范、射頻器件封裝命名及設(shè)計(jì)規(guī)范、連接器封裝命名及設(shè)計(jì)規(guī)范、電磁兼容性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、電纜 EMC 設(shè)計(jì)規(guī)范、靜電放電抗擾度測試規(guī)范、安規(guī)元器件選用規(guī)范、接地設(shè)計(jì)規(guī)范、驗(yàn)證階段可靠性增長試驗(yàn)規(guī)范、結(jié)構(gòu)件三防設(shè)計(jì)規(guī)范、散熱器選型與應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范、熱設(shè)計(jì)規(guī)格分析指導(dǎo)、產(chǎn)品熱測試規(guī)范、電磁繼電器可靠應(yīng)用規(guī)范、存儲器測試規(guī)范、單板電源測試規(guī)范、運(yùn)算放大器選型規(guī)范、晶體晶振選型規(guī)范、單板硬件信號質(zhì)量與時序測試、ICT 可測性設(shè)計(jì)規(guī)范……

  (3) 產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，在幫助客戶搭建設(shè)計(jì)可靠性技術(shù)平臺的同時，輔導(dǎo)客戶開展實(shí)際產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)，幫助客戶產(chǎn)品可靠性達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水平。幫助客戶開發(fā)人員在設(shè)計(jì)的各階段綜合考慮可靠性的各個方面，從而最終保證新開發(fā)的產(chǎn)品能夠迅速穩(wěn)定下來，成為可以大批量生產(chǎn)的、在用戶那里可以長期使用的、真正意義上的產(chǎn)品。

  厚浩科技從客戶的產(chǎn)品需求開始介入產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從產(chǎn)品的需求-規(guī)格-規(guī)格細(xì)化-器件選型-總體設(shè)計(jì)-詳細(xì)設(shè)計(jì)-電路原理設(shè)計(jì)/軟件設(shè)計(jì)/邏輯設(shè)計(jì)-PCB 設(shè)計(jì)-樣機(jī)試制-產(chǎn)品調(diào)試-產(chǎn)品測試驗(yàn)證-小批量試制-大批量試制-轉(zhuǎn)正式生產(chǎn)-產(chǎn)品市場安裝-各環(huán)節(jié)所出問題的失效分析(根因分析)等產(chǎn)品生命周期所需要經(jīng)歷的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行輔導(dǎo)，以使產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)格，滿足既定質(zhì)量和可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求。

  (4) 產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化輔導(dǎo)主要是指：在幫助客戶搭建可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)平臺和輔導(dǎo)實(shí)際產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的同時，幫助客戶進(jìn)行產(chǎn)品總體方案優(yōu)化輔導(dǎo)、器件選型優(yōu)化輔導(dǎo)、硬件原理設(shè)計(jì)優(yōu)化輔導(dǎo)以及PCB設(shè)計(jì)優(yōu)化輔導(dǎo)等工作。

  注：在產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)輔導(dǎo)中涉及的“可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)維度”如下：

  1 、 器件可靠應(yīng)用

  根據(jù)電子行業(yè)統(tǒng)計(jì)，每個電子元器件的少數(shù)幾種主要失效模式往往占其全部失效幾率的80%以上而單板的失效統(tǒng)計(jì)中有60%是元器件引起的。厚浩科技的專家基于十多年失效分析經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地掌握了絕大多數(shù)元器件的主要失效模式，并形成了元器件的主要可靠應(yīng)用要點(diǎn)。在對構(gòu)成單板的元器件失效機(jī)理認(rèn)知的基礎(chǔ)上，對原理圖進(jìn)行審查。在對單板上主要元器件參數(shù)了解的基礎(chǔ)上，計(jì)算電路的合理性，對電路進(jìn)行可靠性分析，提出可靠性設(shè)計(jì)問題點(diǎn)和改進(jìn)建議。可以規(guī)避掉大多數(shù)的元器件失效問題，降低單板的返修率。

  2 、 安規(guī)設(shè)計(jì)

  電子產(chǎn)品關(guān)系到使用者的生命，特別是目前消費(fèi)者維權(quán)意識越來越強(qiáng)的年代，其安規(guī)問題顯然比別的電子產(chǎn)品更為重要。如果產(chǎn)品出口歐美國家，安規(guī)是必須符合要求的，如果產(chǎn)品出現(xiàn)安規(guī)問題，公司要付法律責(zé)任。例如，安規(guī)問題中最嚴(yán)重的就是單板起火燃燒，而其原因主要是由于 PCB 設(shè)計(jì)中的安規(guī)間距不足。安規(guī)的另一個問題是對電子產(chǎn)品使用人員的傷害。所以安規(guī)設(shè)計(jì)也是單板設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)之一。

  3 、 信號完整性

  對于有高速信號的單板，PCB走線的信號完整性設(shè)計(jì)是保證單板信號質(zhì)量的關(guān)鍵因素。在進(jìn)行單板原理圖和 PCB 設(shè)計(jì)評審時，信號的阻抗控制、回流路徑、參考平面的分割、電源去耦等都是信號完整性設(shè)計(jì)的關(guān)注重點(diǎn)，有些問題的解決需要多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐中的摸索，單憑理論上的知識是做不到的。

  4 、EMC設(shè)計(jì)

  單板的EMC認(rèn)證現(xiàn)在是電子產(chǎn)品必須達(dá)成的指標(biāo)，特別是對微弱信號而言，抗干擾能力更為重要。EMC問題涉及ESD/EFT/SURGE等各種干擾。通過EMC設(shè)計(jì)技術(shù)可以在設(shè)計(jì)階段提高單板抗干擾能力，并降低產(chǎn)品對外部的電磁干擾。

  5 、 可制造性設(shè)計(jì)(DFM )

  為了縮短產(chǎn)品從設(shè)計(jì)樣機(jī)到小批量試制，從小批量試制到大規(guī)模量產(chǎn)的時間，需要對單板進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)優(yōu)化，減少因單板可制造性設(shè)計(jì)的缺陷，造成反復(fù)改版的損失，提高單板的一次直通率及成品率，減少單板的返修量，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，加快了新產(chǎn)品的上市，盡快地?fù)屨际袌龇蓊~。根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)，對元器件的選擇提出優(yōu)化建議。根據(jù)元器件的封裝類型和數(shù)量，優(yōu)化單板的工藝路線、確定單板的工藝難點(diǎn)。根據(jù)單板的工藝路線，優(yōu)化元器件布局設(shè)計(jì)和焊盤設(shè)計(jì)。根據(jù)焊盤尺寸，優(yōu)化鋼網(wǎng)開口設(shè)計(jì)。在單板投板之前就預(yù)計(jì)到可能發(fā)生的工藝問題，提前尋找解決問題的方法或?qū)ιa(chǎn)設(shè)備提出新的要求，消除可制造性設(shè)計(jì)缺陷對產(chǎn)品造成的負(fù)面影響。

  6 、 熱設(shè)計(jì)

  目前器件的功能越來越強(qiáng)，在很小的芯片上集成了大量的功能電路，有些 IC 的 I/O 端口可以達(dá)到幾千條，如果不是大功率阻、容、感和 SMT 組裝限制的話，一個 IC 就可以有一個單板的功能，如此小的芯片面積載有如此多的功能，散熱自然就成了關(guān)鍵點(diǎn)，研發(fā)人員設(shè)計(jì)時要充分考慮如何將 IC 的熱量通過板材等熱通道迅速散掉，減少 IC 參數(shù)的飄移。而熱設(shè)計(jì)也是目前硬件工程師知識結(jié)構(gòu)的一個空白點(diǎn)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中重視不夠。這樣產(chǎn)品往往在工作現(xiàn)場運(yùn)行時，會出現(xiàn)一些器件過熱的情況，導(dǎo)致產(chǎn)品失效，影響產(chǎn)品的可靠性。

  7 、 電源可靠性

  單板上的電源相當(dāng)于是單板的心臟，如果心臟出了問題，那么整個單板甚至整個產(chǎn)品都不能正常工作。如此重要的單元部件按理說應(yīng)該采用備份，但是出于單板的尺寸和成本考慮，很少有對電源做備份的設(shè)計(jì)，特別是采用分布式電源設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。所以電源的可靠性是高于其它單個器件的可靠性要求的。而電源作為一個純粹的模擬電路，看似簡單但做好了很難，往往又是硬件工程師的一個短板。很多工程師缺乏設(shè)計(jì)電源的經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)問題的概率很大。

  8 、 環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)

  根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境和對客戶安全健康的影響程度，避免一些沒有預(yù)料到的環(huán)境因素對產(chǎn)品可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響，造成產(chǎn)品在客戶端批量召回，設(shè)計(jì)時需要關(guān)注一些特定的惡劣環(huán)境對產(chǎn)品的影響，如極低極高氣溫、機(jī)械沖擊、運(yùn)輸環(huán)境、高原低氣壓、輻射、潮濕、腐蝕等因素對產(chǎn)品的影響。通常來說工業(yè)產(chǎn)品的使用環(huán)境比消費(fèi)類產(chǎn)品惡劣，工業(yè)產(chǎn)品的使用環(huán)境通常都是潮濕、腐蝕氣體、低溫、粉塵等，其設(shè)計(jì)考慮也不同于消費(fèi)類產(chǎn)品。

  9 、 PCB可靠性設(shè)計(jì)

  從PCB制造的能力和走線、過孔、板厚/孔徑比值、焊盤表面處理方式等的選擇方面考慮，對PCB的可靠性進(jìn)行評審，方便所設(shè)計(jì)的PCB在板廠的制作。通常來說研發(fā)人員對PCB板廠加工能力和工藝流程不熟悉，所設(shè)計(jì)的單板不一定有利于PCB板廠的加工。

  上面的內(nèi)容既可以整體提供輔導(dǎo)服務(wù)，也可以針對每一個分項(xiàng)提供輔導(dǎo)服務(wù)。