失败的物理学原理是什么?

这种DfR方法是当今许多行业中常见的故障物理(PoF)方法的基础。

什么是失败物理学?

故障物理学是一门确定电气，电子或机电(EEE)项目故障的根本原因的科学学科。这些项目包括:

• 件部分
• 半成品的
• 模块
• 设备

PoF与RP之间的关系一个

失效物理学用于了解物理、化学、机械、热或电应力如何降低或导致电气、电子或机电产品的故障。科学学科也提供了算法来估计在特定环境中失败的可能性。PoF在开发周期的早期将设计、电气和机械工程功能结合起来。

PoF研究已经演变为可靠性物理分析(RPA)，也称为PoF工程方法。RPA是在特定应用程序中实现PoF原则的工程规程。

RPA采用本构模型和数值PoF模型来估计电子电气设备在特定条件下随时间推移失效的可能性。因此，工程师可以使用RPA来优化电子电气设备的性能、可靠性和耐用性。RPA将“因果”关系应用于失败机制和使失败看起来是随机事件的可变因素。

失败物理学的未来

更小、更快、更复杂的电子产品正在各个行业涌现，包括汽车、国防、医疗保健和消费品。万博网这些电子产品的加入是由各种趋势驱动的，包括:

• 物联网(IoT)
• 电气化
• 自治区交通运输

Ansys Sherlock的机械冲击模拟万博

与这些趋势相关的许多硬件从未在数据中心、办公室或家庭之外使用过。然而，它们现在被添加到对可靠性标准要求远远超出目前预期的产品中。万博网

例如，目前的汽车电子模块通常设计和验证为在10到15年的使用寿命内运行5000到9000小时。但是，预计未来4 ~ 6年内，自动驾驶出租车将实现每天22 ~ 24小时运营。这意味着驱动这些自动驾驶汽车的半导体和电子模块预计将在超过当前行业预期和验证要求的条件下运行32,000至53,000小时。为了确定这些产品在这些新环境中的电子可靠性，工程师将需要使用PoF技术。万博网

此外，电子产品的供应链可能很复杂。在关心可靠性的人与实际制造零件的公司之间可能有四到六个供应商。这些部件中的每一个都可能有6个失效机制，而一块电路板可能有数千个部件。PoF对于理解这些失效机制以及它们如何受到产品运行环境的影响至关重要。

Ansy万博s Sherlock如何帮助PoF学科

从历史上看，PoF需要工程师收集超过50,000条数据并执行10,000种不同的计算。这显然需要大量的时间。随着万博Ansys夏洛克然而，工程师可以在几分钟内完成可靠性物理分析。这种分析可以识别元器件、电路板和系统的失效机制。

Sherlock为工程师们提供了一个交钥匙解决方案，为他们的每个部件开发基于物理的可靠性预测。然后，工程师可以根据预期的操作环境对零件进行优化。Sherlock补充并利用了工程师可以从材料属性、建模和仿真中学习到的知识。

Sherlock可以准确预测下一代的失效行为:

• 硅晶体管
• 导线债券
• 焊料
• 死的附件
• 发光二极管(led)
• 电解电容器
• 镀通孔(PTHs)
• 焊点

要深入了解PoF和产品可靠性，请观看网络研讨会可靠性物理和有限元分析:电子工业的完美匹配或可靠性物理分析导论．