面向应用失败的加速测试(FOAT) PCB DFR

2020年6月1日

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设备的可靠性是什么?
PCB设计可靠性(DFR)是什么?
如何使用面向故障的有效DFR的加速测试(FOAT)。

选择正确的PCB DFR的路径

我认为我是一个很好的孩子。现在,它是可能的,我可能会造成一个或两个白发的父母,但总的来说我希望我为他们贡献更多的微笑比叹息或者更糟。然而,我清楚地记得一些罕见的场合,当我在某种形式的恶作剧,我妈妈总是似乎知道。是的,我可以证明事实的母亲有不可思议的直觉。

毫无疑问,直觉有时可能引导我们走向正确的道路。然而,当涉及到设计电路板可靠性、更多的逻辑当然最好。尽管大多数设计师可能会感觉他们的设计是完美的,一次董事会绩效评估的领域中通常需要风险管理,过早地表明,一些董事会将会失败。因此,可靠性,这是合乎逻辑设计步骤;如采取可靠性工程师被纳入的开发过程。

让我们先看一下设备的可靠性和设计师的角色在实现这一目标或设计可靠性(DFR)。然后我们可以探索如何使用统计故障率(SFR)分析方法,面向故障的加速测试(FOAT),指导我们的DFR努力不仅可靠性优化董事会开发过程的效率。

设备的可靠性是什么?

当某人指的是一个朋友或同事是可靠的断言这个人是可靠的。换句话说,如果要求他们有信心能够做他们需要的人。广泛地说,这同样适用于电子设备的可靠性。然而,在科学和工程量化需要,我们能够更精确地定义可靠性。最好是,一些观察或指标。在下面的图中从[1],失败率是用来说明电子设备可靠性的变化对其生命周期。

电子设备故障率曲线

上图显示了所谓的浴缸曲线,这是一种常见的设备可靠性表示三个阶段的失败对电子设备的生命周期:减少,常数和增加。现在,让我们看看我们如何可以使用失败率为指标,以此为基础设计可靠性的策略。

为可靠性设计加工

观察到的故障是一个优秀的和精确的度量电路板可靠性领域。对于风险管理,这种类型的实际结果是用作催化剂不断更新PCBA开发过程。然而,这种策略的可靠性不是最有效的,它的成功取决于足够的故障发生,风险因素识别和有效控制都是设计来减轻。这将是更好的能够预测失败率在部署之前董事会。

最通常的实现手段的可靠性评估PCBA之前部署测试。有许多类型的电路板测试。有些非侵入性,可以通过手动或自动光学检测(AOI)。其他软件测试(ict);如飞行探测器(下图所示)和针床测试元件和电路的功能是帮助评估可靠性,但要求设计步骤包括在制造方便使用。

飞针PCBA测试

例如,针床测试需要测试的规范和建设一个专用的测试设备,将制造业的周转时间。也有破坏性的测试技术;如高加速寿命测试(停止)和比较跟踪指数(CTI)的测试,可用于确定董事会的压力可以忍受之前身体受损。

测试无疑可以用来量化时,如果董事会将会失败。缺点是,大多数测试方法具有与其相关联的成本;包括不可用木板和时间延迟,使他们不到最佳有效确定董事会的可靠性。为了帮助解决这个问题,有设计(DFR)模拟和可靠性有限元分析可以执行;如EMC / EMI、电源完整性(PI),信号完整性和热评估。然而,测试的准确性需要被执行在大多数情况下,可靠性是一个首要考虑的问题。

如上所示,设备可靠性要求设计师和合同制造商(CM)之间的合作。因此,DFR涉及执行测试或模拟和物理测试指定的标准。

DFR基于面向失败加速测试(FOAT)

最近,有推力提高DFR的效率通过添加一个逻辑的方法确定物理测试,尤其是昂贵的破坏类型,确实是必需的。为了证明决心这个测试没有必要要求的一个可供选择的方法,量化的失败率。这包括准确的能力估计的随机统计故障率(SFR)填充的恒定失效率部分生命周期曲线从图2,以上。这种方法是面向故障的出现了加速测试(FOAT)。

FOAT形式的基础或基础概率可靠性设计方法或吧,具有以下属性:

基于面向故障的加速测试(FOAT)的DFR

利用物理模拟
量化的故障率不需要物理测试
比物理更经济划算,这是测试
允许范围的条件

除了上述优点外,FOAT可用于确定是否执行物理测试。虽然计算量,FOAT可以执行与数学建模能力软件节省时间和成本而不是物理测试方法。例如利用FOAT如何可以应用;包括模型推导,参见[1]。

PCBA DFR可以涉及数量的流程;包括模拟和设计规范来援助你的董事会的测试。此外,物理试验的结果可能需要重新设计实现一个可接受的失败率。使用FOAT可能最小化这些需求和提高加工效率的开发过程。在这两种情况下,一个先进的PCB设计和分析包;如节奏急速地优化您的DFR过程是必要的。此外,使用DesignTrue DFM技术将使您能够生成初始设计可制造的CM和节省时间和相关费用过度衍生版本。

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