產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)平臺(tái)輔導(dǎo)包括四個(gè)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(tái)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(duì)客戶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行梳理和優(yōu)化,明確階段評(píng)審點(diǎn),幫助客戶建立可靠性評(píng)審體系,保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)在可靠性設(shè)計(jì)平臺(tái)上高效運(yùn)作,從而保證所開(kāi)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(tái)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(cè)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(píng)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(kù)、共用技術(shù)研究、競(jìng)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(cè)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(cè)試規(guī)范、軟件測(cè)試規(guī)范、邏輯測(cè)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(cè)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(chǔ)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(cè)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(zhǎng)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(cè)試規(guī)范、電磁繼電器可靠應(yīng)用規(guī)范、存儲(chǔ)器測(cè)試規(guī)范、單板電源測(cè)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(hào)質(zhì)量與時(shí)序測(cè)試、ICT 可測(cè)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(tái)的同時(shí),輔導(dǎo)客戶開(kāi)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(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)的各階段綜合考慮可靠性的各個(gè)方面,從而最終保證新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品能夠迅速穩(wěn)定下來(lái),成為可以大批量生產(chǎn)的、在用戶那里可以長(zhǎng)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(kāi)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(cè)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(chǎng)安裝-各環(huán)節(jié)所出問(wèn)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(tái)和輔導(dǎo)實(shí)際產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的同時(shí),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(gè)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(duì)構(gòu)成單板的元器件失效機(jī)理認(rèn)知的基礎(chǔ)上,對(duì)原理圖進(jìn)行審查。在對(duì)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(duì)電路進(jìn)行可靠性分析,提出可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題點(diǎn)和改進(jìn)建議??梢砸?guī)避掉大多數(shù)的元器件失效問(wèn)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(shí)越來(lái)越強(qiáng)的年代,其安規(guī)問(wèn)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(guó)家,安規(guī)是必須符合要求的,如果產(chǎn)品出現(xiàn)安規(guī)問(wèn)題,公司要付法律責(zé)任。例如,安規(guī)問(wèn)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(gè)問(wèn)題是對(duì)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(hào)完整性
對(duì)于有高速信號(hào)的單板,PCB走線的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)是保證單板信號(hào)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(píng)審時(shí),信號(hào)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(hào)完整性設(shè)計(jì)的關(guān)注重點(diǎn),有些問(wèn)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(shí)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(duì)微弱信號(hào)而言,抗干擾能力更為重要。EMC問(wèn)題涉及ESD/EFT/SURGE等各種干擾。通過(guò)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(duì)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(shí)間,需要對(duì)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?chǎng)份額。根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn),對(duì)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(kāi)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(wèn)題,提前尋找解決問(wèn)題的方法或?qū)ιa(chǎn)設(shè)備提出新的要求,消除可制造性設(shè)計(jì)缺陷對(duì)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(lái)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(gè) IC 就可以有一個(gè)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(shí)要充分考慮如何將 IC 的熱量通過(guò)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(shí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)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(chǎng)運(yùn)行時(shí),會(huì)出現(xiàn)一些器件過(guò)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(wèn)題,那么整個(gè)單板甚至整個(gè)產(chǎn)品都不能正常工作。如此重要的單元部件按理說(shuō)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(duì)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(gè)器件的可靠性要求的。而電源作為一個(gè)純粹的模擬電路,看似簡(jiǎn)單但做好了很難,往往又是硬件工程師的一個(gè)短板。很多工程師缺乏設(shè)計(jì)電源的經(jīng)驗(yàn),出現(xiàn)問(wèn)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(duì)客戶安全健康的影響程度,避免一些沒(méi)有預(yù)料到的環(huán)境因素對(duì)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(shí)需要關(guān)注一些特定的惡劣環(huán)境對(duì)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(duì)產(chǎn)品的影響。通常來(lái)說(shuō)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(guò)孔、板厚/孔徑比值、焊盤表面處理方式等的選擇方面考慮,對(duì)PCB的可靠性進(jìn)行評(píng)審,方便所設(shè)計(jì)的PCB在板廠的制作。通常來(lái)說(shuō)研發(fā)人員對(duì)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(duì)每一個(gè)分項(xiàng)提供輔導(dǎo)服務(wù)。