在人们赞叹舶来电子品牌产品优质性能的时候,无疑触痛了很多中国电子制造商的“内伤”,他们曾经或正在经历返修率居高不下、产品利润无法保证、品牌形象受到损害的痛苦煎熬,而对于某些要求高安全性、高可靠性的产品领域,由于“内功”不够,他们还无法真正涉足,只能望洋兴叹。

尽管中国厂商在很多产品的先进性和新颖功能上已不输给国际品牌,成本更是一贯优势,但质量和可靠性往往相差一大截,整体上仍竞争不过别人。究其原因,除了设计水平和经验还有待提高和加强之外,缺乏一整套电子可靠性系统工程方法是很重要的一个方面。

借用易瑞来科技公司的定义,电子可靠性系统工程是保证器件在电子产品整个生命周期中可靠工作的系统工程,通过使用可靠的器件和可靠地使用器件,避免器件失效,来保证产品的质量和可靠性。

这项工程主要涉及选型认证、设计应用、加工维护、失效分析和很好的流程保证这五个方面,其中选型认证又是首要的环节,因为它从一开始就对质量产生重大影响。并不是口碑好的国际领先半导体公司的器件就一定能保证质量稳定性,例如对于新的产品线,可能是通过收购一些小公司获得,生产还不是很成熟,质量存在波动,或者厂房搬迁、工艺更新等都可能造成某些批次产品的质量稳定性。在选型时,如何对供应商进行认证和监控他们产品的质量波动应需要专业技术人员或研发部门参与并佐以系统的流程来进行,毕竟采购部门会更多地关注价格、供货能力以及品牌。

合理选型之后,工程师在产品开发过程中应嵌入可靠性分析流程,合理采用可靠性设计方法,如故障模式影响及危害度分析(FMECA)、ESD防护设计、信号完整性和EMC设计、电应力防护设计、容差分析、降额和升额技术、瞬态热分析等,并借助相应的仿真工具来保证设计的可靠性。另外,有专家指出,目前市面上的可靠性预计软件大部分不实用,例如其器件失效率的库很多是过时的,所以可能需要企业根据积累的经验自己建立一些库。

完成一项产品设计后,企业无论是自己生产还是外包生产,都要特别关注生产加工现场影响可靠性、导致器件损伤的因素,如ESD、MSD和焊点可靠性等,就这些因素的控制水平来看,国际厂商包括一些知名的EMS厂商目前做得很好,本土大多数生产线则还不够完善。

另外,产品从开发、测试、小批量试产、量产到用户现场应用,失效分析应贯穿整个过程,形成一个闭环系统。失效分析是一项细致活,需要反复不停地改进,这样才能有效预防和及早发现问题,减少损失。

必须提高电子产品质量和可靠性的道理谁都懂,可有人会说,实施可靠性工程投入太大,企业还承受不起。的确,据称某些国际知名公司专门设有可靠性研究团队和专业实验室,近百名博士、硕士上阵,高级软硬件工具武装,非一般公司能企及。但我想强调的是,从投入产出比来看可靠性工程非常值得去做,有实践证明,投入一分甚至可以得到十分的效果。况且如今也开始出现一些本土第三方技术咨询公司和机构,提供各种定制的服务,可优化这方面的投入成本。

培养工程师具有可靠性的意识,建立自己的设计规范和评审机制以及可靠性保障流程是电子企业的当务之急。 

来源： 作者:Melody Zhao  《电子工程专辑》副执行主编  

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