在没有时间测试的情况下，如何确保电子产品的可靠性

DfR发生在设计阶段，当工程师开始评估一个概念的可行性时——远在物理原型的构建之前。它通常是卓越总体设计(DfX)策略的一部分。除了明显的力学考虑外，DfR还需要考虑:

• 电子/软件可靠性
• 供应商和零件选择
• 面向制造的设计(DfM)
• 失效物理(PoF)分析/建模
  

以DfR为目标，确保电子产品的可靠性

为了确保产品的可靠性满足客户的期望，工程师必须在概念阶段确定期望的产品寿命和性能。这一重要步骤推动了整个产品开发过程中每个决策背后的思考。

作为产品可靠性目标的一个例子，工程师可以设定一个产品在15年内应该具有95%的可靠性和90%的置信度的期望。

工程师还需要建立现场环境——它定义了产品将在其中运行的环境。现场环境可以根据实际测量、类似产品的数据或行业规范来确定。万博网如果时间和成本受到严格限制，后一种方法是最好的。

工程师还必须确保产品符合整个行业的规范标准，例如:万博网

• mil - std - 810
• mil - hdbk - 310
• ipc - sm - 785
• Telcordia公司GR3108
• IEC 60721 - 3
  

通过DfR初始设计确保电子产品的可靠性

可靠性问题也可能源于设计初期对电气影响的分析不足。这就是为什么DfR策略评估全球不同市场的电力稳定性问题。例如，世界上的一些地方可能会遇到以下问题:

• 接地
• 限电
• 电压激增

此外，DfR还从法规和产品性能的角度考虑了静电放电(ESD)、电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)。因此，工程师将能够更好地在开发早期评估这些电气挑战。

通过DfR:供应商和元件选择确保电子产品的可靠性

工程师在不知情的情况下与缺乏这些能力的制造商合作，极大地增加了他们产品中缺陷的可能性。万博网这些缺陷可能导致昂贵的保修索赔，市场份额的损失，并可能对品牌造成无法弥补的损害。

组件选择同样重要，有几个方面。首先，保持简单。新技术可能很有吸引力，但它并不总是适用于高度可靠的系统。要保守，但不要过于保守，因为旧技术也会带来风险——比如市场混乱和假冒产品。

接下来，工程师需要采用元件降额策略。降额是将电子部件上的应力限制在制造商规定额定值以下的做法。

降额准则因环境而异。例如，空间中的部件与手机中的部件具有不同的指导方针。降额必须有实际或科学依据。因此，应通过构件应力分析来评估构件降额。降额指南的来源包括政府组织、第三方、原始设备制造商和零部件制造商。

通过DfR:面向制造的设计确保电子产品的可靠性

DfM包括各种工具和过程。并非所有这些都适用于工程师的产品。最佳实践要求使用或修改DfM检查表，以确保与特定产品的电路板，系统和组装相关的所有项目都符合要求。一个清单示例可能包括(但不限于):

• 基线
  • 匹配设计的能力
  • 确保设计是可转移的
• 董事会
  • 描摹宽度和间距
  • 层压材料
  • 确保堆叠对称
  • 注意via连接的复杂性
  • 采用新材料(嵌入式钝化材料)
  • 评估每一面(单面vs双面板)
• 系统
  • 注意盲连接
  • 注意z维限制
• 组装
  • 尽可能避免手工焊接或波峰焊
  • 避免元器件靠近柔性点
  • 确保元件间距
  • 验证组件的尺寸和包装的复杂性
  • 将元件定向到波焊料上
  • 波峰焊时阴影
  • 设置电镀通孔(PTHs)和焊盘的尺寸和间距
  • 注意附件方法
  • 评估湿度敏感等级(MSL)

使用DfM，工程师可以发现并解决许多制造和处理问题，例如在生产过程中由于电路板过度弯曲而导致的组件断裂。其他值得关注的过程包括:

• Depaneling
• 在线测试(ICT)
• 螺丝附件
• 连接器或子卡插入
• 附加结构(如散热器、盖子或板)

工程师需要评估每个装配过程对设计的影响。直到最近，由于成本和时间的限制，这种分析还存在问题。然而，像万博Ansys夏洛克该公司的ICT模块可以在几分钟内完成分析。

通过DfR:失效物理来确保电子产品的可靠性

公司需要强大的算法和工具来准确预测产品生命周期内的故障概率。万博网即使是有功率放大器的手机，高功率周期和高耗散也会在三年内磨损。

在过去的二十年中，已经为DfR工艺开发了复杂的PoF模型。这些模型可以评估:

• 焊接疲劳
• 热力动力循环
• 机械冲击
• 振动

如果公司内部没有这些功能，可以使用Ansys Sherlock来完成。万博

如何加入同类最佳DfR公司的行列

表现出一流DfR的公司能够确保产品的可靠性。要开始DfR流程，请遵循以下指导方针:

1. 不要在设计过程中过早地把自己逼入绝境
2. 了解所有的需求
3. 确保不同专业的设计团队同时工作，并进行大量的协作
4. 使用设计检查表
5. 不要仅仅依靠身体检查:
   • 一部分选择
   • 降额
   • 功率稳定
   • ESD / EMI / EMC
   • DfM
   • 组件测试

当工程师将全面的测试计划作为设计阶段的一部分时，他们能够更好地确保产品的可靠性和成功。要了解如何制定这些计划，请观看网络研讨会创建以可靠性物理为中心的组织。