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技術(shù)專(zhuān)題
使用FMEA改善PCBA的可靠性
如今，與人工智能（AI）或至少在機械中的利用率之間似乎存在著(zhù)愛(ài)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)現僅想像中的壯舉。然后我們當中有些人擔心我們最終會(huì )創(chuàng )造出對我們無(wú)用的優(yōu)質(zhì)機器。我不得不承認滅絕的想法令人恐懼。但是，可能需要一臺防故障機器才能提升到這種獨立水平。
而且，正如我們的PCB開(kāi)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計中，而這實(shí)際上是所有機械化（無(wú)論是否智能化）的根源。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，迭代原型制作過(guò)程對于消除可能會(huì )轉化為制造缺陷和/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，應采用可靠性工程，該工程與PCBA在其整個(gè)生命周期中的運行有關(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提供了管理可能導致失敗的風(fēng)險的系統過(guò)程。由于電路板的成功運行在很大程度上取決于所使用的組件和材料，因此供應鏈FMEA對于電路板的可靠性至關(guān)重要。通過(guò)探索將FMEA應用于您的供應鏈可以如何改善質(zhì)量，性能和可靠性，讓我們看看為什么會(huì )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(guò)識別，監視和測量一組風(fēng)險因素及其對流程成功的影響來(lái)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。對于PCBA設計和制造，這通常稱(chēng)為風(fēng)險管理。不管您選擇懇求描述它的特定術(shù)語(yǔ)，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)險發(fā)生。
具體風(fēng)險和相關(guān)控制措施基于所分析的過(guò)程。電路板的常見(jiàn)用途包括設計，電路板制造，組件選擇和使用，PCB組裝或統稱(chēng)為PCBA開(kāi)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。從設計到生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程的一個(gè)重要方面，除了關(guān)鍵系統外，沒(méi)有經(jīng)常受到審查；例如醫療設備和航空航天，是供應鏈。我們將在下一部分中解決這一疏忽。
使用FMEA進(jìn)行供應鏈管理
當FMEA應用于您的供應鏈時(shí)，可以如下更明確地定義。
供應鏈FMEA可以定義為對已確定的供應鏈項目進(jìn)行系統的審查和設計分析，這些項目可能會(huì )對您的過(guò)程或其結果產(chǎn)生負面影響。
通過(guò)對您的供應鏈進(jìn)行概述，您可以更好地管理和控制用于構建電路板的組件和材料的質(zhì)量。結果，生產(chǎn)的電路板更有可能按預期的壽命周期發(fā)揮功能。為了有效，PCBA供應鏈的FMEA應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供應鏈管理步驟 |
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FMEA步驟 |
描述 |
PCBA供應鏈示例 |
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識別風(fēng)險類(lèi)型
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對于此步驟，目標是創(chuàng )建可以放置所有風(fēng)險的有限類(lèi)別或類(lèi)型集。 |
組件，板材。 |
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識別潛在風(fēng)險
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這些是占據子類(lèi)別或風(fēng)險類(lèi)型的項目，應盡可能完整。 |
對于組件，可能有IC，連接器，無(wú)源設備等。材料可能包括層壓板，電介質(zhì)，銅，阻焊膜等。 |
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評價(jià)每個(gè)風(fēng)險
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在此，根據效果的嚴重性對每個(gè)項目進(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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量化每項風(fēng)險
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量化僅意味著(zhù)基于評級創(chuàng )建編號系統，該評級系統清楚地標識出風(fēng)險如何影響流程（例如，可接受，很低，嚴重等）。 |
IC損壞或故障對于電路板的運行至關(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
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對于所有故障模式（例如，故障，短路，電路板著(zhù)火等），確定可能造成或引起何種風(fēng)險。 |
例如，短路可能是由不良組件，外部電源的過(guò)電流等引起的。 |
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開(kāi)發(fā)控件
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采取措施減輕風(fēng)險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計。 |
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應用控制并重新評估
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如果發(fā)生事件，請應用適當的控件并再次分析該過(guò)程。對于不同的風(fēng)險和控制措施，可能需要重復多次。 |
如果風(fēng)險很?chē)乐?，則應將控制措施的有效性應用于少數幾個(gè)板上，以確保其有效性，然后再恢復全面生產(chǎn)。 |
如表中所示，如果風(fēng)險很?chē)乐夭⑶沂闺娐钒鍩o(wú)法在現場(chǎng)使用，則應在生產(chǎn)和重新部署大量PCBA之前解決此問(wèn)題。較低級別的風(fēng)險可能不需要這種極端級別的緩解措施。盡管可以通過(guò)生產(chǎn)后評估在很大程度上確定供應鏈FMEA的有效性，但是應該包括一些有價(jià)值的設計步驟。