電子元器件應用可靠性與典型失效分析案例

《電子元器件應用可靠性與典型失效分析案例》

課程說明書V3.0

【課程背景】

隨著元器件技術的進步，元器件本身變得越來越復雜，很多元器件成為了產品完成部分功能的子系統(tǒng)。

從可靠性存在形態(tài)來看，元器件的可靠性來自于來自兩個方面，一個是元器件本身固有的稱為固有可靠性，一種是不正確使用帶來的可靠性問題，稱為使用可靠性。

據專業(yè)機構調查顯示，電子產品按壽命期統(tǒng)計的故障，設計可靠性和元器件可靠性因素造成的不可靠問題占產品壽命期內不可靠因素的70%，制造和物流使用過程因素30%。

從可靠性的角度，元器件選型和應用是一致的，都是器件可靠應用的問題。有了可靠的器件才能可靠地使用，同時，可靠地使用器件是在了解器件可靠性特點的基礎上進行的。

本課程從元器件固有可靠性到使用可靠性多次層次展開，從設計端、供應商、生產端、售后端等多維度解析元器件應用可靠性，提供理論到實操的解決方案，從而幫助學員企業(yè)，全方位，全流程、全生命周期，提升元器件應用質量水平。

【適合對象】

1.      器件工程師，可靠性設計、可靠性分析、可靠性試驗、失效分析工程師及管理人員；

2.      硬件、整機、工藝、品質、新產品導入技術工程師及管理人員；

3.      質量工程師(QE/SQE)、器件倉儲、來料檢驗IQC及質量部門管理人員；

4.      生產管理，工藝、質量人員；

5.      質量總監(jiān)（副總）、研發(fā)總監(jiān)（副總）、研究所長、企業(yè)CEO及高管等。

【課程收益】

1.      通過學習，借助參考流程和模板，學員能夠初步應用元器件可靠性設計、試驗、選型的方法于所在企業(yè)的本職工作中。

2.      通過學習，學員可以陳述元器件選型方法，說明元器件在對應設計階段匹配性，借助參考流程和模板，初步應用到所在企業(yè)本職工作中。

3.      通過學習，借助案例研討和解析，學員能夠列舉標桿企業(yè)元器件可靠性工程應用方法，初步使用可靠性工程落地的方法和思路，優(yōu)化本公司的元器件可靠性設計和可靠性追溯工作。

4.      通過學習，學員借助參考流程和模板，能夠說明生產制造環(huán)節(jié)、周轉物流、客戶使用等環(huán)節(jié)控制要點，將元器件的使用可靠性的方法和策略初步應用到所在企業(yè)本職工作中。

5.      通過現場答疑，學員能夠解決大部分元器件可靠性選型、試驗、失效分析等器件可靠性應用方面的疑難問題，提升元器件可靠應用方面的工作質量和效率。

【教學形式】

60%理論講授+20%研討練習+20%重難點答疑

【課程時長】

兩天/12小時

【課程大綱】

一、元器件可靠應用概述

1.      元器件可靠應用常見難點

2.      元器件工程師面臨的挑戰(zhàn)

3.      構建產品可靠性的基礎是器件可靠

4.      元器件選型與應用的關系

5.      元器件可靠應用參照的主要標準和理論

二、元器件可靠性特點及重要指標

1.      器件可靠性特點

2.      器件可靠性定量指標

3.      器件失效分布

4.      器件參數特征

5.      器件失效機理

6.      器件可靠性數據預計

1)      失效率預計

2)      壽命預計

三、產品開發(fā)過程元器件可靠性應用活動

1.      元器件可靠應用的重要性

2.      元器件可靠性是產品可靠性的“基石”

3.      元器件選型與應用的關系

4.      當前器件工程師面臨的痛點和挑戰(zhàn)

5.      產品開發(fā)過程元器件可靠應用活動

6.      集成產品開發(fā)（IPD）流程中的元器件活動

7.      集成產品開發(fā)（IPD）組織結構中器件擴展組 

8.      器件擴展組主要業(yè)務活動

9.      案例：H公司產品開發(fā)過程中器件選型流程解析

四、元器件可靠性工程需求

1.      器件的質量可靠性要求

2.      器件質量可靠性通用要求

3.      特殊可靠性需求的器件

4.      器件可靠性制造要求

5.      新器件可靠性分析策略

6.      影響新器件可靠性的三要素

1)     電路設計可靠性;

2)     工藝可靠性;

3)     原料和輔料的來料質量

7.      新器件可靠性的分析方法

8.      新器件可靠性分析具體操作

9.      可靠性需求的案例分析

10.    機械應力

11.    應力作用機理

1)     各類器件的機械應力薄弱點

2)     各類器件的具體的機械應力規(guī)格

3)     可加工性

12.    ESD（Electrostatic Discharge）分析

1)     ESD模型

2)     ESD失效機理

3)     ESD敏感器件

4)     ESD敏感器件CHECKLIST

5)     ESD失效案例解析

13.    潮濕敏感（MSL）分析

1)     潮敏失效原理:

2)     潮敏失效機制:

3)     導致潮敏失效的相關因素:

4)     潮氣的侵入途徑:

5)     潮濕敏感等級的分類:

6)     潮敏器件包裝要求:

7)     潮敏器件存儲要求:

8)     潮敏器件CHECKLIST

9)     潮敏導致器件失效案例解析

14.    耐焊接分析

15.    器件引腳/端子表面鍍層要求

16.    器件組裝要求

17.    器件焊接工藝失效案例

五、元器件常見失效機理和案例解析

1.      電遷移（Electromigration）原理圖解

2.      腐蝕（Corrosion）原理和案例解析

3.      失效介質擊穿（TDDB: Time-Dependent Dielectric Breakdown）原理和案例解析

4.      熱載流子注射（HCI: Hot Carrier Injection）原理圖解

5.      游離離子（Mobile ions）原理和案例解析

6.      應力遷移（SM: Stress Migration）原理和案例解析

7.      溫度循環(huán)和熱沖擊原理和案例解析   

8.      靜電放電（ESD）原理和案例解析    

9.      潮濕敏感(MSD) 原理和案例解析      

10.    電浪涌（EOS）原理和案例解析

11.    軟失效原理

12.    其它失效機理

六、元器件可靠應用問題典型特性

1.      器件可靠應用問題

2.      墨菲定律

3.      器件問題分類

1)      器件工程需求符合度分析

2)      器件質量可靠性需求

3)      機械應力

4)      可加工性

5)      電應力分析

6)      環(huán)境應力分析

7)      溫度應力分析

8)      壽命與可維護性

9)      固有失效率較高器件改進對策

4.      樣例：兩個某通信產品元器件可靠性需求分析過程和結果輸出

七、元器件選型、品質控制和質量追溯

1.      流程與器件業(yè)務活動

2.      產品研發(fā)器件業(yè)務過程與業(yè)務活動

3.      產品研發(fā)器件業(yè)務操作流程和相關信息平臺

4.      新器件選型方法

1)      新器件選用基本原則和要求

2)      器件風險防范（可采購性）考慮要素 

3)      器件品質（可用性）考慮要素

4)      器件可生產性考慮要素

5)      器件成本考慮要素        

6)      器件在板測試基本項目

5.      器件品質控制體系與規(guī)范介紹

1)      體系簡介

2)      器件規(guī)范類別與查找方法

6.      案例：某企業(yè)元器件批次跟蹤和質量追溯解決方案

課程收尾：內容回顧與總結，五三一行動計劃，Q&A

——原華為研發(fā)項目管理和質量工程資深管理專家

?  華為公司研發(fā)項目管理和質量技術管理崗位工作10年

?  華為公司IBM IPD咨詢項目關鍵版本親歷者

?  研發(fā)項目與質量工程領域深入研究20多年

?  計算機工程碩士、北京大學EMBA

?  工信部高級項目經理、注冊項目管理師PMP

?  能力成熟度模型集成CMMI認證資深內審員

?  出版研發(fā)管理類專著《產品研發(fā)質量與成本控制》

?  中國電器研究院威凱培訓學院特聘講師

?  中國質量協會質量高級質量講師

【個人簡介】

何老師在華為任職期間，主導推動和建設了基于IPD流程的IPD-CMMI-QM，IPD-CMMI-PTM, IPD-CMMI-DFX等關鍵流程。主導建立了以風險識別、評審、導入、跟蹤關閉為核心的DFX平臺，整合了元器件數據庫、工藝可靠性數據庫、DFX（面向生命周期的設計）基線/Checklist（查檢表）、失效模式經驗庫等，建立了旗艦產品核心模塊質量工程CBB（可重用基礎模塊）。2004年至2007年，經項目經理資源池進入LPDT培養(yǎng)序列，參與IPD產品研發(fā)項目管理流程DRYRUN（IPD3.0-5.0試運行），項目試點和推廣，試點研發(fā)項目80%以上增量開發(fā)項目進度準時率提升了63%，試點版本迭代項目工期縮短了21%。

何老師親歷了華為研發(fā)管理由亂到治的關鍵階段，親歷華為年銷售額從1998年到2008年10年30倍的增長（從約50億到約1500億），技術與管理實踐經驗。在1999年至2006年，固網和無線產品線新產品樣品到量產的研發(fā)周期縮短了53%，試制階段產品穩(wěn)定性提高了65%，售后返修降低了46%，產品返修維護成本降低了57%。

1997年華為只有3000多人，銷售額41億。2007年銷售額1120億，員工人數達8萬人，2007年成功登頂中國電子百強第一名，同時海外收入占到總銷售額的72%，成為了典型的標桿國際企業(yè)。2010年華為榮登世界500強榜單397名，2019年華為已經排在世界500強第61名。2020年8月，《財富》公布世界500強榜，華為排在第49位。這些成就的取得，離不開研發(fā)質量工程和研發(fā)項目管理業(yè)務持續(xù)貢獻強力加持。

何老師主導的咨詢典型項目成果：

1.在太陽潔凈能源行業(yè)TOP3 企業(yè)，研發(fā)項目與質量改善項目，使客戶產品研發(fā)測試周期縮短了1/3，遺留到客戶端的缺陷降低了45%，產品生命周期成本降低了37%。

2.在工業(yè)自動化、機器人控制領軍企業(yè)，兩家A股上市企業(yè)，產品研發(fā)項目與質量優(yōu)化項目, “金牛”產品研發(fā)測試缺陷率降低了40-47%，新產品開發(fā)周期縮短了20-23%，產品生命周期成本降低了25-29%。

【主講課程】

?  《研發(fā)項目管理關鍵控制方法》

?  《產品經理持續(xù)精進的五項修煉》

?  《集成產品開發(fā)（IPD）關鍵流程與實踐》

?  《六件套系統(tǒng)構建提升研發(fā)階段產品質量》

?  《技術轉型管理精進之道》

?  《基于價值工程和全生命周期的研發(fā)成本管理》

?  《產品測試方法和管理實踐》

?  《基于產品平臺的技術戰(zhàn)略與規(guī)劃實踐》

?  《企業(yè)六定法新產品導入技術與管理》

【課程特色】

?  實戰(zhàn)性:得益于講師技術到研發(fā)管理的工作經歷、國際國內標桿企業(yè)的最佳實踐、多年的研發(fā)管理培訓和咨詢經驗、實戰(zhàn)案例研討、講師點評，疑難解答，解決實際問題。

?  實用性：課程中大量研發(fā)質量工程與項目管理流程、原理模型、管理模板、示例、樣例、檢查單演示。

?  針對性：邏輯清晰，提綱挈領，緊扣要點，對難點問題重點剖析。

?  整合性：研發(fā)體系與企業(yè)其它體系交互作用，課程中貫穿了整合的思路和方法。

?  互動性：啟發(fā)式教學，在課程中設計大量的案例研討，情景模擬，角色扮演，現場演練，鼓勵學員上講臺展示發(fā)表。

【授課風格】

?  理論講解娓娓道來，邏輯性強，問題講解貼近實踐，案例豐富，能夠帶來很多啟發(fā)，并很好的指導實際工作。

?  激活舊知，拓展新知，風格明快，正能量，有益有趣，既嚴謹又幽默，研討深刻生動，鼓勵和督促行動。

?  現場互動式交流、善于啟發(fā)式提問，引發(fā)思考，深挖原因，提倡多維度思考，多方面尋求解決方案。

?  咨詢式培訓，咨詢案例活學活用，經驗分享源于實戰(zhàn)，易于理解并便于操作執(zhí)行。借鑒商學院案例教學方法，場景化、情景化教學。

【客戶評價】

?  “何老師典型的咨詢式培訓，協助搭建流程、體系，指導模板、表單使用，緊密跟蹤輔導IT系統(tǒng)導入，真正實現全流程運作，提升了我們研發(fā)質量整體水平?！?--中國信科集團興唐通信科學技術研究所總工

?  “研發(fā)質量策劃及技術評審、質量度量講解印象非常深刻。何老師課程準備充分，內容豐富，邏輯性強，原理解析清楚，案例貼近實際工作，容易理解和吸收?！?--中國電子科技集團公司14所技術總工

?  “這次的價值工程及研發(fā)成本控制培訓效果非常好，價值分析公式V=(F/P)*(P/C)原理和計算過程分析透徹，案例解析清楚，研發(fā)管理中成本構成，費用情況，研發(fā)項目中財務指標講述有用有效，何老師為我們研發(fā)成本分析和控制提供了很好的思路?！?--松下電器研究開發(fā)（杭州）有限公司研發(fā)副總

?  “何老師將產品規(guī)劃及技術平臺，以及技術路標，這些產品戰(zhàn)略層面的內容講得讓人耳目一新，拓展了我們的思路和眼界?！?--中國電子科技集團公司29所可靠性副總工

?  “何老師課程，技術與管理實踐相結合，訓練與工作任務相結合，答疑與痛點難點相結合，實用實效！”---上海新時達電氣股份有限公司運營總裁

?  “何老師授課理論與實際結合，增加和我們相關行業(yè)或專業(yè)的案例解析。何老師擁有扎實的理論基礎,同時還具備豐富的實際測試經驗,理論與實踐相結合,深入淺出的講解了測試理論和測試方法?！?--陽光電源研發(fā)中心副總

?  “何老師講課，結合實際經驗和我們分享對測試的理解,運用和對未來對測試方法的改進，提高了我們產品測試及裝備開發(fā)的專業(yè)水平，給我們帶來了不一樣的技術管理講解，對于研發(fā)質量、研發(fā)測試都有新的認識和應用。”---匯川技術裝備開發(fā)部經理