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技術(shù)專題
使用FMEA改善PCBA的可靠性
如今，與人工智能（AI）或至少在機(jī)械中的利用率之間似乎存在著愛恨交織的關(guān)系。我們中的某些人只能看到AI如何使我們的生活變得更輕松，并讓我們實(shí)現(xiàn)僅想像中的壯舉。然后我們當(dāng)中有些人擔(dān)心我們最終會創(chuàng)造出對我們無用的優(yōu)質(zhì)機(jī)器。我不得不承認(rèn)滅絕的想法令人恐懼。但是，可能需要一臺防故障機(jī)器才能提升到這種獨(dú)立水平。
而且，正如我們的PCB開發(fā)人員所知道的那樣，發(fā)生故障的可能性總是潛伏在任何電路板設(shè)計(jì)中，而這實(shí)際上是所有機(jī)械化（無論是否智能化）的根源。在開發(fā)過程中，迭代原型制作過程對于消除可能會轉(zhuǎn)化為制造缺陷和/或低生產(chǎn)率的錯誤最為有效。逐步將其投入生產(chǎn)并不是評估板的終點(diǎn)。相反，應(yīng)采用可靠性工程，該工程與PCBA在其整個生命周期中的運(yùn)行有關(guān)。
優(yōu)化電路板可靠性的方法之一是進(jìn)行故障模式影響分析或FMEA。FMEA提供了管理可能導(dǎo)致失敗的風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)過程。由于電路板的成功運(yùn)行在很大程度上取決于所使用的組件和材料，因此供應(yīng)鏈FMEA對于電路板的可靠性至關(guān)重要。通過探索將FMEA應(yīng)用于您的供應(yīng)鏈可以如何改善質(zhì)量，性能和可靠性，讓我們看看為什么會這樣。
什么是PCBA的FMEA？
從最普遍的意義上講，FMEA可以定義為通過識別，監(jiān)視和測量一組風(fēng)險(xiǎn)因素及其對流程成功的影響來評估流程質(zhì)量的一種手段。為了使該技術(shù)有效，必須伴有實(shí)施策略以減輕風(fēng)險(xiǎn)。對于PCBA設(shè)計(jì)和制造，這通常稱為風(fēng)險(xiǎn)管理。不管您選擇懇求描述它的特定術(shù)語，其目的都是為了改進(jìn)您的流程，以便快速識別和控制任何風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。
具體風(fēng)險(xiǎn)和相關(guān)控制措施基于所分析的過程。電路板的常見用途包括設(shè)計(jì)，電路板制造，組件選擇和使用，PCB組裝或統(tǒng)稱為PCBA開發(fā)。FMEA還用于優(yōu)化小批量和大批量紙板生產(chǎn)的成品率。從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的整個過程的一個重要方面，除了關(guān)鍵系統(tǒng)外，沒有經(jīng)常受到審查；例如醫(yī)療設(shè)備和航空航天，是供應(yīng)鏈。我們將在下一部分中解決這一疏忽。
使用FMEA進(jìn)行供應(yīng)鏈管理
當(dāng)FMEA應(yīng)用于您的供應(yīng)鏈時，可以如下更明確地定義。
供應(yīng)鏈FMEA可以定義為對已確定的供應(yīng)鏈項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)的審查和設(shè)計(jì)分析，這些項(xiàng)目可能會對您的過程或其結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響。
通過對您的供應(yīng)鏈進(jìn)行概述，您可以更好地管理和控制用于構(gòu)建電路板的組件和材料的質(zhì)量。結(jié)果，生產(chǎn)的電路板更有可能按預(yù)期的壽命周期發(fā)揮功能。為了有效，PCBA供應(yīng)鏈的FMEA應(yīng)該遵循定義明確的范例或步驟。例如下表中列出的那些。
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PCBA供應(yīng)鏈管理步驟 |
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FMEA步驟 |
描述 |
PCBA供應(yīng)鏈?zhǔn)纠?/span> |
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識別風(fēng)險(xiǎn)類型
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對于此步驟，目標(biāo)是創(chuàng)建可以放置所有風(fēng)險(xiǎn)的有限類別或類型集。 |
組件，板材。 |
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識別潛在風(fēng)險(xiǎn)
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這些是占據(jù)子類別或風(fēng)險(xiǎn)類型的項(xiàng)目，應(yīng)盡可能完整。 |
對于組件，可能有IC，連接器，無源設(shè)備等。材料可能包括層壓板，電介質(zhì)，銅，阻焊膜等。 |
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評價每個風(fēng)險(xiǎn)
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在此，根據(jù)效果的嚴(yán)重性對每個項(xiàng)目進(jìn)行排名。 |
例如，對不同銅粗糙度的性能影響不如電介質(zhì)的CTE關(guān)鍵。 |
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量化每項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)
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量化僅意味著基于評級創(chuàng)建編號系統(tǒng)，該評級系統(tǒng)清楚地標(biāo)識出風(fēng)險(xiǎn)如何影響流程（例如，可接受，很低，嚴(yán)重等）。 |
IC損壞或故障對于電路板的運(yùn)行至關(guān)重要。但是，不良的連接器較少，因此可以避免或容易更換。 |
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分析風(fēng)險(xiǎn)
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對于所有故障模式（例如，故障，短路，電路板著火等），確定可能造成或引起何種風(fēng)險(xiǎn)。 |
例如，短路可能是由不良組件，外部電源的過電流等引起的。 |
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開發(fā)控件
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采取措施減輕風(fēng)險(xiǎn)或使流程回到可接受的水平。 |
控制可能是部件的拆卸和更換，其他材料的選擇或需要重新設(shè)計(jì)。 |
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應(yīng)用控制并重新評估
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如果發(fā)生事件，請應(yīng)用適當(dāng)?shù)目丶⒃俅畏治鲈撨^程。對于不同的風(fēng)險(xiǎn)和控制措施，可能需要重復(fù)多次。 |
如果風(fēng)險(xiǎn)很嚴(yán)重，則應(yīng)將控制措施的有效性應(yīng)用于少數(shù)幾個板上，以確保其有效性，然后再恢復(fù)全面生產(chǎn)。 |
如表中所示，如果風(fēng)險(xiǎn)很嚴(yán)重并且使電路板無法在現(xiàn)場使用，則應(yīng)在生產(chǎn)和重新部署大量PCBA之前解決此問題。較低級別的風(fēng)險(xiǎn)可能不需要這種極端級別的緩解措施。盡管可以通過生產(chǎn)后評估在很大程度上確定供應(yīng)鏈FMEA的有效性，但是應(yīng)該包括一些有價值的設(shè)計(jì)步驟。