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技術(shù)專題
設(shè)計電路板加速測試（FOAT）應(yīng)用于PCB DFR
設(shè)計電路板以提高可靠性時，最好遵循更合理的做法。盡管大多數(shù)電路板設(shè)計人員可能認(rèn)為他們的設(shè)計是完美無瑕的，但是風(fēng)險管理通常需要在現(xiàn)場對電路板性能進(jìn)行一次評估，結(jié)果表明某些電路板會過早失效。因此，邏輯指示該設(shè)計電路板應(yīng)遵循可靠性步驟。例如可靠性工程師采取的措施，將被并入您的電路板的開發(fā)過程中。
首先，讓我們看一下設(shè)備可靠性以及設(shè)計電路板人員在實現(xiàn)該目標(biāo)或可靠性設(shè)計（DFR）中的作用。然后，我們將探索如何使用統(tǒng)計故障率（SFR）分析方法，面向故障的加速測試（FOAT）來指導(dǎo)我們的DFR努力，不僅提高可靠性，而且優(yōu)化電路板開發(fā)流程的效率。
電子設(shè)備故障率曲線
設(shè)計PCBA的可靠性
現(xiàn)場觀察到的故障是衡量電路板可靠性的極好的精確指標(biāo)。對于風(fēng)險管理，這種實際結(jié)果被用作催化劑，以不斷更新PCBA開發(fā)流程。但是，這種不斷發(fā)展的可靠性策略并不是最有效的，因為它的成功取決于發(fā)生的足夠多的失敗，從而可以識別風(fēng)險因素并設(shè)計出有效的控制措施來減輕它們。能夠在部署電路板之前預(yù)測故障率會更好。
在部署之前評估PCBA可靠性的最常用方法是測試。電路板測試的類型很多。有些是非侵入性的，可以通過手動或自動光學(xué)檢查（AOI）來完成。其他在線測試（ICT）；例如飛針（如下圖所示）和測試元件和電路功能的釘床有助于評估可靠性，但需要包括設(shè)計步驟以方便在制造過程中使用。
飛針PCBA測試
例如，指甲床測試需要對要測試的產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)格說明，并需要專門的測試設(shè)備，這會延長制造周期。還有破壞性的測試技術(shù)。例如高加速壽命測試（HALT）和比較跟蹤指數(shù)（CTI）測試，可用于確定電路板在物理損壞之前可以承受的壓力量。
毫無疑問，可以使用測試來量化電路板在現(xiàn)場何時以及是否會失敗。缺點是大多數(shù)測試方法都有相關(guān)的成本。包括無法使用的電路板和時間延遲，這使它們無法有效地確定電路板設(shè)計的可靠性。為了幫助解決該問題，可以進(jìn)行可靠性（DFR）仿真和FEA分析設(shè)計。例如EMC / EMI，電源完整性（PI），信號完整性和熱評估。但是，在大多數(shù)情況下，可靠性是主要考慮因素，因此必須確保測試的準(zhǔn)確性。
如上所示，設(shè)備可靠性要求設(shè)計者和合同制造商（CM）之間進(jìn)行協(xié)作。因此，DFR涉及執(zhí)行測試或模擬以及指定物理測試標(biāo)準(zhǔn)。
基于故障導(dǎo)向加速測試（FOAT）的DFR
最近，人們試圖通過添加確定是否確實需要物理測試（尤其是昂貴的破壞性類型）的邏輯方法來提高DFR的效率。為了證明沒有必要進(jìn)行此測試，需要使用另一種量化故障率的方法。這包括準(zhǔn)確估計隨機(jī)統(tǒng)計故障率（SFR）的能力，該統(tǒng)計故障率構(gòu)成了上面圖2中生命周期曲線的恒定故障率部分。出現(xiàn)的一種方法是面向故障的加速測試（FOAT）。
FOAT構(gòu)成概率方法進(jìn)行可靠性或PDFR設(shè)計的基礎(chǔ)或基礎(chǔ)，并且具有以下屬性：
基于故障導(dǎo)向的加速測試（FOAT）的DFR
利用物理建模
無需物理測試即可量化故障率
比物理測試更具成本效益
允許一系列條件
除了上面列出的優(yōu)點外，FOAT還可用于確定是否執(zhí)行物理測試。盡管計算量很大，但是可以使用功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)建模軟件來執(zhí)行FOAT，與物理測試方法相比，它可以節(jié)省時間和成本。