电子元器件应用可靠性与典型失效分析案例

《电子元器件应用可靠性与典型失效分析案例》

课程说明书V3.0

【课程背景】

随着元器件技术的进步，元器件本身变得越来越复杂，很多元器件成为了产品完成部分功能的子系统。

从可靠性存在形态来看，元器件的可靠性来自于来自两个方面，一个是元器件本身固有的称为固有可靠性，一种是不正确使用带来的可靠性问题，称为使用可靠性。

据专业机构调查显示，电子产品按寿命期统计的故障，设计可靠性和元器件可靠性因素造成的不可靠问题占产品寿命期内不可靠因素的70%，制造和物流使用过程因素30%。

从可靠性的角度，元器件选型和应用是一致的，都是器件可靠应用的问题。有了可靠的器件才能可靠地使用，同时，可靠地使用器件是在了解器件可靠性特点的基础上进行的。

本课程从元器件固有可靠性到使用可靠性多次层次展开，从设计端、供应商、生产端、售后端等多维度解析元器件应用可靠性，提供理论到实操的解决方案，从而帮助学员企业，全方位，全流程、全生命周期，提升元器件应用质量水平。

【适合对象】

1.      器件工程师，可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验、失效分析工程师及管理人员；

2.      硬件、整机、工艺、品质、新产品导入技术工程师及管理人员；

3.      质量工程师(QE/SQE)、器件仓储、来料检验IQC及质量部门管理人员；

4.      生产管理，工艺、质量人员；

5.      质量总监（副总）、研发总监（副总）、研究所长、企业CEO及高管等。

【课程收益】

1.      通过学习，借助参考流程和模板，学员能够初步应用元器件可靠性设计、试验、选型的方法于所在企业的本职工作中。

2.      通过学习，学员可以陈述元器件选型方法，说明元器件在对应设计阶段匹配性，借助参考流程和模板，初步应用到所在企业本职工作中。

3.      通过学习，借助案例研讨和解析，学员能够列举标杆企业元器件可靠性工程应用方法，初步使用可靠性工程落地的方法和思路，优化本公司的元器件可靠性设计和可靠性追溯工作。

4.      通过学习，学员借助参考流程和模板，能够说明生产制造环节、周转物流、客户使用等环节控制要点，将元器件的使用可靠性的方法和策略初步应用到所在企业本职工作中。

5.      通过现场答疑，学员能够解决大部分元器件可靠性选型、试验、失效分析等器件可靠性应用方面的疑难问题，提升元器件可靠应用方面的工作质量和效率。

【教学形式】

60%理论讲授+20%研讨练习+20%重难点答疑

【课程时长】

两天/12小时

【课程大纲】

一、元器件可靠应用概述

1.      元器件可靠应用常见难点

2.      元器件工程师面临的挑战

3.      构建产品可靠性的基础是器件可靠

4.      元器件选型与应用的关系

5.      元器件可靠应用参照的主要标准和理论

二、元器件可靠性特点及重要指标

1.      器件可靠性特点

2.      器件可靠性定量指标

3.      器件失效分布

4.      器件参数特征

5.      器件失效机理

6.      器件可靠性数据预计

1)      失效率预计

2)      寿命预计

三、产品开发过程元器件可靠性应用活动

1.      元器件可靠应用的重要性

2.      元器件可靠性是产品可靠性的“基石”

3.      元器件选型与应用的关系

4.      当前器件工程师面临的痛点和挑战

5.      产品开发过程元器件可靠应用活动

6.      集成产品开发（IPD）流程中的元器件活动

7.      集成产品开发（IPD）组织结构中器件扩展组 

8.      器件扩展组主要业务活动

9.      案例：H公司产品开发过程中器件选型流程解析

四、元器件可靠性工程需求

1.      器件的质量可靠性要求

2.      器件质量可靠性通用要求

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.      影响新器件可靠性的三要素

1)     电路设计可靠性;

2)     工艺可靠性;

3)     原料和辅料的来料质量

7.      新器件可靠性的分析方法

8.      新器件可靠性分析具体操作

9.      可靠性需求的案例分析

10.    机械应力

11.    应力作用机理

1)     各类器件的机械应力薄弱点

2)     各类器件的具体的机械应力规格

3)     可加工性

12.    ESD（Electrostatic Discharge）分析

1)     ESD模型

2)     ESD失效机理

3)     ESD敏感器件

4)     ESD敏感器件CHECKLIST

5)     ESD失效案例解析

13.    潮湿敏感（MSL）分析

1)     潮敏失效原理:

2)     潮敏失效机制:

3)     导致潮敏失效的相关因素:

4)     潮气的侵入途径:

5)     潮湿敏感等级的分类:

6)     潮敏器件包装要求:

7)     潮敏器件存储要求:

8)     潮敏器件CHECKLIST

9)     潮敏导致器件失效案例解析

14.    耐焊接分析

15.    器件引脚/端子表面镀层要求

16.    器件组装要求

17.    器件焊接工艺失效案例

五、元器件常见失效机理和案例解析

1.      电迁移（Electromigration）原理图解

2.      腐蚀（Corrosion）原理和案例解析

3.      失效介质击穿（TDDB: Time-Dependent Dielectric Breakdown）原理和案例解析

4.      热载流子注射（HCI: Hot Carrier Injection）原理图解

5.      游离离子（Mobile ions）原理和案例解析

6.      应力迁移（SM: Stress Migration）原理和案例解析

7.      温度循环和热冲击原理和案例解析   

8.      静电放电（ESD）原理和案例解析    

9.      潮湿敏感(MSD) 原理和案例解析      

10.    电浪涌（EOS）原理和案例解析

11.    软失效原理

12.    其它失效机理

六、元器件可靠应用问题典型特性

1.      器件可靠应用问题

2.      墨菲定律

3.      器件问题分类

1)      器件工程需求符合度分析

2)      器件质量可靠性需求

3)      机械应力

4)      可加工性

5)      电应力分析

6)      环境应力分析

7)      温度应力分析

8)      寿命与可维护性

9)      固有失效率较高器件改进对策

4.      样例：两个某通信产品元器件可靠性需求分析过程和结果输出

七、元器件选型、品质控制和质量追溯

1.      流程与器件业务活动

2.      产品研发器件业务过程与业务活动

3.      产品研发器件业务操作流程和相关信息平台

4.      新器件选型方法

1)      新器件选用基本原则和要求

2)      器件风险防范（可采购性）考虑要素 

3)      器件品质（可用性）考虑要素

4)      器件可生产性考虑要素

5)      器件成本考虑要素        

6)      器件在板测试基本项目

5.      器件品质控制体系与规范介绍

1)      体系简介

2)      器件规范类别与查找方法

6.      案例：某企业元器件批次跟踪和质量追溯解决方案

课程收尾：内容回顾与总结，五三一行动计划，Q&A

——原华为研发项目管理和质量工程资深管理专家

Ø  华为公司研发项目管理和质量技术管理岗位工作10年

Ø  华为公司IBM IPD咨询项目关键版本亲历者

Ø  研发项目与质量工程领域深入研究20多年

Ø  计算机工程硕士、北京大学EMBA

Ø  工信部高级项目经理、注册项目管理师PMP

Ø  能力成熟度模型集成CMMI认证资深内审员

Ø  出版研发管理类专著《产品研发质量与成本控制》

Ø  中国电器研究院威凯培训学院特聘讲师

Ø  中国质量协会质量高级质量讲师

【个人简介】

何老师在华为任职期间，主导推动和建设了基于IPD流程的IPD-CMMI-QM，IPD-CMMI-PTM, IPD-CMMI-DFX等关键流程。主导建立了以风险识别、评审、导入、跟踪关闭为核心的DFX平台，整合了元器件数据库、工艺可靠性数据库、DFX（面向生命周期的设计）基线/Checklist（查检表）、失效模式经验库等，建立了旗舰产品核心模块质量工程CBB（可重用基础模块）。2004年至2007年，经项目经理资源池进入LPDT培养序列，参与IPD产品研发项目管理流程DRYRUN（IPD3.0-5.0试运行），项目试点和推广，试点研发项目80%以上增量开发项目进度准时率提升了63%，试点版本迭代项目工期缩短了21%。

何老师亲历了华为研发管理由乱到治的关键阶段，亲历华为年销售额从1998年到2008年10年30倍的增长（从约50亿到约1500亿），技术与管理实践经验。在1999年至2006年，固网和无线产品线新产品样品到量产的研发周期缩短了53%，试制阶段产品稳定性提高了65%，售后返修降低了46%，产品返修维护成本降低了57%。

1997年华为只有3000多人，销售额41亿。2007年销售额1120亿，员工人数达8万人，2007年成功登顶中国电子百强第一名，同时海外收入占到总销售额的72%，成为了典型的标杆国际企业。2010年华为荣登世界500强榜单397名，2019年华为已经排在世界500强第61名。2020年8月，《财富》公布世界500强榜，华为排在第49位。这些成就的取得，离不开研发质量工程和研发项目管理业务持续贡献强力加持。

何老师主导的咨询典型项目成果：

1.在太阳洁净能源行业TOP3 企业，研发项目与质量改善项目，使客户产品研发测试周期缩短了1/3，遗留到客户端的缺陷降低了45%，产品生命周期成本降低了37%。

2.在工业自动化、机器人控制领军企业，两家A股上市企业，产品研发项目与质量优化项目, “金牛”产品研发测试缺陷率降低了40-47%，新产品开发周期缩短了20-23%，产品生命周期成本降低了25-29%。

【主讲课程】

Ø  《研发项目管理关键控制方法》

Ø  《产品经理持续精进的五项修炼》

Ø  《集成产品开发（IPD）关键流程与实践》

Ø  《六件套系统构建提升研发阶段产品质量》

Ø  《技术转型管理精进之道》

Ø  《基于价值工程和全生命周期的研发成本管理》

Ø  《产品测试方法和管理实践》

Ø  《基于产品平台的技术战略与规划实践》

Ø  《企业六定法新产品导入技术与管理》

【课程特色】

Ø  实战性:得益于讲师技术到研发管理的工作经历、国际国内标杆企业的最佳实践、多年的研发管理培训和咨询经验、实战案例研讨、讲师点评，疑难解答，解决实际问题。

Ø  实用性：课程中大量研发质量工程与项目管理流程、原理模型、管理模板、示例、样例、检查单演示。

Ø  针对性：逻辑清晰，提纲挈领，紧扣要点，对难点问题重点剖析。

Ø  整合性：研发体系与企业其它体系交互作用，课程中贯穿了整合的思路和方法。

Ø  互动性：启发式教学，在课程中设计大量的案例研讨，情景模拟，角色扮演，现场演练，鼓励学员上讲台展示发表。

【授课风格】

Ø  理论讲解娓娓道来，逻辑性强，问题讲解贴近实践，案例丰富，能够带来很多启发，并很好的指导实际工作。

Ø  激活旧知，拓展新知，风格明快，正能量，有益有趣，既严谨又幽默，研讨深刻生动，鼓励和督促行动。

Ø  现场互动式交流、善于启发式提问，引发思考，深挖原因，提倡多维度思考，多方面寻求解决方案。

Ø  咨询式培训，咨询案例活学活用，经验分享源于实战，易于理解并便于操作执行。借鉴商学院案例教学方法，场景化、情景化教学。

【客户评价】

Ø  “何老师典型的咨询式培训，协助搭建流程、体系，指导模板、表单使用，紧密跟踪辅导IT系统导入，真正实现全流程运作，提升了我们研发质量整体水平。”---中国信科集团兴唐通信科学技术研究所总工

Ø  “研发质量策划及技术评审、质量度量讲解印象非常深刻。何老师课程准备充分，内容丰富，逻辑性强，原理解析清楚，案例贴近实际工作，容易理解和吸收。”---中国电子科技集团公司14所技术总工

Ø  “这次的价值工程及研发成本控制培训效果非常好，价值分析公式V=(F/P)*(P/C)原理和计算过程分析透彻，案例解析清楚，研发管理中成本构成，费用情况，研发项目中财务指标讲述有用有效，何老师为我们研发成本分析和控制提供了很好的思路。”---松下电器研究开发（杭州）有限公司研发副总

Ø  “何老师将产品规划及技术平台，以及技术路标，这些产品战略层面的内容讲得让人耳目一新，拓展了我们的思路和眼界。”---中国电子科技集团公司29所可靠性副总工

Ø  “何老师课程，技术与管理实践相结合，训练与工作任务相结合，答疑与痛点难点相结合，实用实效！”---上海新时达电气股份有限公司运营总裁

Ø  “何老师授课理论与实际结合，增加和我们相关行业或专业的案例解析。何老师拥有扎实的理论基础,同时还具备丰富的实际测试经验,理论与实践相结合,深入浅出的讲解了测试理论和测试方法。”---阳光电源研发中心副总

Ø  “何老师讲课，结合实际经验和我们分享对测试的理解,运用和对未来对测试方法的改进，提高了我们产品测试及装备开发的专业水平，给我们带来了不一样的技术管理讲解，对于研发质量、研发测试都有新的认识和应用。”---汇川技术装备开发部经理