什么是可靠性?
可靠性指的是“可信賴的”、“可信任的”,是指產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內,完成規(guī)定功能的能力。對于終端產品而言,可靠度越高,使用保障就越高。
線路板廠的PCB可靠性是指“裸板”能夠滿足后續(xù)PCBA裝配的生產條件,并在特定的工作環(huán)境和操作條件下,在一定的時期內,可以保持正常運行功能的能力。
二可靠性如何發(fā)展成為社會焦點?
50年代,在朝鮮戰(zhàn)爭期間,美國50%的電子設備在儲存期間就失效、60%的機載電子設備運到遠東后不能使用。美國發(fā)現不可靠電子設備影響戰(zhàn)爭的進行,而且年均維修費是設備采購費用的2倍。
1949年,美國無線電工程師學會成立了第一個可靠性專業(yè)學術組織——可靠性技術組。1950年12月,美國成立了“電子設備可靠性專門委員會”,軍方、武器制造公司及學術界開始介入可靠性研究,到1952年3月便提出了具有深遠影響的建議;研究成果首先應用于航天、軍事、電子等軍工工業(yè),隨后逐漸擴展到民用工業(yè)。
60年代,隨著航空航天工業(yè)的迅速發(fā)展,可靠性設計和試驗方法被接受和應用于航空電子系統(tǒng)中,可靠性工程得到迅速發(fā)展!1965年,美國頒發(fā)了《系統(tǒng)與設備的可靠性大綱要求》,可靠性工程活動與傳統(tǒng)的設計、研制和生產相結合,獲得了較好的效益。羅姆航空發(fā)展中心組建了可靠性分析中心,從事與電子設備有關的電子與機電、機械件及電子系統(tǒng)的可靠性研究,包括可靠性預計、可靠性分配、可靠性試驗、可靠性物理、可靠性數據采集、分析等。
70年代中,美國國防武器系統(tǒng)的壽命周期費用問題突出,人們更深切地認識到可靠性工程是減少壽命費用的重要工具,可靠性工廠得到進一步發(fā)展,更嚴格、更符合實際、更有效的設計和試驗方法被采用,帶動了失效研究和分析技術的快速發(fā)展。
90年代以后,可靠性工程從軍工企業(yè)發(fā)展到民用電子信息產業(yè)、交通、服務、能源等行業(yè),從專業(yè)變成“普業(yè)”。ISO9001質量管理體系把可靠性管理列入審查的重要內容,有關可靠性的專業(yè)技術標準被納入了質量管理體系文件之中,成為“說到的必須做到”的管理條文。
時至今日,可靠性管理已經被社會各行各業(yè)廣泛接受,企業(yè)經營理念普遍也由過往的“要我重視產品可靠性”轉變成現在的“我要十分重視產品可靠性”!
三為什么可靠性愈發(fā)倍受重視?
1986年,美國航天飛機“挑戰(zhàn)者號”起飛76秒后爆炸,導致7名宇航員喪生、13億美元損失,其事故根源竟然是由于一個密封圈失效!
90年代,美國UL發(fā)文說中國生產的PCB在美國引起多起設備儀器起火,原因是中國的PCB廠使用了非阻燃的板材,但是打上了UL標記。
據官方數據統(tǒng)計,PCBA因可靠性失效所造成的賠償占外部失效成本的90%以上!
GE公司分析,對能源、交通、礦山、通訊、工控、醫(yī)療等連續(xù)作業(yè)的設備,即使可靠性提高1%,成本提高10%也是合算的。PCBA可靠性高,則維修費、停機損失可大幅減少,資產及生命安全更有保障!
當今,放眼全球,國家與國家的競爭已經演變成企業(yè)與企業(yè)的競爭,可靠性工程是企業(yè)開展全球化競爭的門檻,也是企業(yè)在日益劇烈的市場當中脫穎而出的致勝法寶。
四為什么PCB的高可靠性應當引起重視?
作為各種電子元器件的載體和電路信號傳輸的樞紐,PCB決定了電子封裝的質量和可靠性。隨著電子產品越發(fā)小型化、輕量化、多功能化,以及無鉛、無鹵等環(huán)保要求的持續(xù)推動,PCB廠正呈現出“線細、孔小、層多、板薄、高頻、高速”的發(fā)展趨勢,對可靠性的要求會越來越高。
高可靠性PCB可以發(fā)揮穩(wěn)健的載體作用,實現PCBA的長期、穩(wěn)定運作,從而保證終端產品的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命,企業(yè)進而得以增強競爭力、提升信譽、擴大市場份額、提高經濟效益。
五如何評價PCB是否具備高可靠性?
高可靠性是結合“工程技術”與“管理藝術”的一種實踐科學,穩(wěn)健地產出高可靠PCB須建立一整套“規(guī)范、高效、協同、可控”的管理程序,要求工廠必須全方位管控“工程設計、生產物料、制造設備、流程工藝、品保設施、生產環(huán)境、管理體系、團隊素質”等一系列影響因子。
因此,評估PCB是否具備“高可靠性”需要深度確認工廠的下列管控項目是否已經完全受控。
01 預防機制
1) 工程設計:客戶要求識別、信息化管理、自動化作業(yè)、專業(yè)化技能;設計標準規(guī)范,基于工廠制程能力修正可制造性;工作規(guī)范、流程標準化、工程制作自動化;
2) 制造流程:體系化、系統(tǒng)化管理全制程各個流程工序的管控目標、操作流程及作業(yè)規(guī)范;
3) 品控管理:規(guī)范品質監(jiān)控標準,完善品保體系,協助制程改善品質;
02 過程管理
1) 質量和產品安全體系:IATF16949、ISO9001、GJB9001、UL、CQC、RoHS;
2) 工程設計:疊層結構、阻抗、最小線寬、最小間距、最小孔徑、銅厚 等DFM規(guī)范;生產流程設計、材料選擇、可制造性文件設計 等;
3) 生產物料:供應商評審、材料評估、原材料檢驗、原材料儲存 等;
4) 制程工藝:制程能力、生產參數、藥液使用、首件FA 等;
5) 設備設施:評估、日常點檢、進度測試、預測性維護、預防性維護、周期性檢修 等;
6) 作業(yè)環(huán)境:無塵、恒溫、恒濕、光照度 等;
7) 品質監(jiān)控:進料IQC、制程IPQC、制程IPQA、終檢FQC、出貨OQC、信耐性測試 等;
8) 管理團隊:操作規(guī)范、風險識別、問題剖析、策略分析 等;
03品?;?/strong>
1) 品質良率:實時監(jiān)控;
2) 品質可靠度:實時/定期核查;
3) 品質一致性:實時/按需稽查;
4) 平均無故障使用時長:定期/按需驗證;
04測試驗證
1) 信號性能:阻抗測試、信號損耗;
2) 耐熱性能:熱應力、Tg測試、TMA測試;
3) 互聯性能:IST測試、耐電流、冷熱沖擊;
4) 機械性能:剝離強度、拉脫強度、阻焊硬度、附著力;
5) 絕緣性能:耐電壓測試、濕熱絕緣電阻、耐CAF測試;
6) 焊接性能:清潔度測試、可焊性測試;
7) 耐腐蝕性能:阻焊耐化學試劑、金手指孔隙率。