電子產(chǎn)品可靠性分析的案例
快速實現(xiàn)電子產(chǎn)品可靠性分析的方法，看這里
芯片封裝設(shè)計是電子行業(yè)的重點之一，相關(guān)研究院所和企業(yè)面臨著日趨復(fù)雜的封裝產(chǎn)品可靠性問題。針對電子封裝中焊點、引線等結(jié)構(gòu)受振動、沖擊、溫度變化、濕度變化等條件容易發(fā)生翹曲、開裂、疲勞失效，最終導(dǎo)致整器件失效的問題，開發(fā)電子封裝可靠性分析軟件。該軟件可以實現(xiàn)電子封裝模型快速參數(shù)化建模、溫度和隨機振動環(huán)境仿真、可靠性分析，能夠降低電子封裝仿真分析門檻，提高工程師仿真分析效率，縮短研發(fā)周期。
一、功能特色
1.總體功能
? 提供電子產(chǎn)品可靠性分析仿真流程；
? 實現(xiàn)仿真全過程的向?qū)Щ?? 封裝可靠性分析全流程，使用向?qū)浇缑妫瑹o仿真經(jīng)驗的設(shè)計人員，也可快速完成參數(shù)設(shè)置；
? 基于ANSYS APDL封裝Darveaux疲勞壽命模型和Manson高周疲勞經(jīng)驗公式，通過自動抽取分析結(jié)果數(shù)據(jù)，實現(xiàn)熱溫循和隨機振動疲勞壽命預(yù)測；
? 封裝電子產(chǎn)品遵循的Weibull失效分布模型，給出電子產(chǎn)品循環(huán)次數(shù)與失效率分布曲線，快速評估不同循環(huán)次數(shù)下產(chǎn)品的可靠性。
2.設(shè)計參數(shù)、仿真數(shù)據(jù)文件管理
? 對模型庫文件和產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù)文件進行統(tǒng)一管理；
? 對可靠性分析過程中定義的參數(shù)進行有效管理，并能夠基于參數(shù)對仿真過程進行驅(qū)動。
3.插件式擴展接口
針對于高級用戶，可對模型庫中模型進行擴展，同時，前處理模塊、仿真分析模塊及后處理模塊均支持插件式擴展。
二、應(yīng)用案例
案例1：封裝結(jié)構(gòu)溫度沖擊疲勞壽命分析
某BGA封裝設(shè)計，需要快速評估各設(shè)計參數(shù)對封裝結(jié)構(gòu)溫度沖擊疲勞壽命的影響。
展開 電子產(chǎn)品的機械可靠性分析
電子產(chǎn)品的機械可靠性分析：http://www.ansys.com/-/media/Ansys/zh-cn/file/PDF/2017-UGM-ysdjt/02.pdf
Sherlock軟件如何指導(dǎo)電子產(chǎn)品可靠性分析？
作者：李桂花
上海安世亞太公司
電子產(chǎn)品可靠性是對電子產(chǎn)品在期望的生命周期內(nèi)在客戶環(huán)境中執(zhí)行特定功能的能力的度量。在設(shè)計中我們必須要考慮產(chǎn)品的可靠性。傳統(tǒng)的基于手冊的可靠性設(shè)計方法，如MIL-HDBK-217F，主要基于恒定故障率的假設(shè)，很少考慮到由于設(shè)計或生產(chǎn)過程控制導(dǎo)致的故障，體現(xiàn)出顯著的局限性。
5/12 | Ansys電子結(jié)構(gòu)可靠性產(chǎn)品更新
近年以來，電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可靠性要求越來越高，Ansys 也在不斷提升芯片、封裝、PCB等電子產(chǎn)品的建模及分析功能。本次更新主要在sherlock和mechanical的集成，API開放以及trace 增強單元的更新等；同時在Ansys AEDT 電子桌面中加入結(jié)構(gòu)求解功能；LS-DYNA中可以使用trace mapping等。以上功能都在讓電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性分析更快捷更準確。
可靠性電子產(chǎn)品熱設(shè)計知識 附電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計指南徐維新下載
隨著通訊和信息產(chǎn)品性能的不斷提升和人們對于通訊和信息設(shè)備便攜化和微型化要求的不斷提升，信息設(shè)備的功耗不斷上升，而體積趨于減小，高熱流密度散熱需求越來越迫切 。
熱設(shè)計是采用適當(dāng)可靠的方法控制產(chǎn)品內(nèi)部所有電子元器件的溫度，使其在所處的工作環(huán)境條件下不超過穩(wěn)定運行要求的最高溫度，以保證產(chǎn)品正常運行的安全性，長期運行的可靠性 。此外，低溫環(huán)境下控制加熱量而使設(shè)備啟動也是熱可靠性的重要內(nèi)容。
一、電子產(chǎn)品熱設(shè)計的目的
電子產(chǎn)品在工作時會產(chǎn)生不同程度的熱能，尤其是一些功耗較大的元器件，如變壓器、大功率晶體管、電力電子器件、大規(guī)模集成電路、功率損耗大的電阻等，實際上它們是一個熱源，會使產(chǎn)品的溫度升高。在溫度發(fā)生變化時，幾乎所有的材料都會出現(xiàn)膨脹或收縮現(xiàn)象，這種膨脹或收縮會引起零件間的配合、密封及內(nèi)部的應(yīng)力問題。溫度不均引起的局部應(yīng)力集中是有害的，金屬結(jié)構(gòu)在加熱或冷卻循環(huán)作用下會產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致金屬因疲勞而毀壞。另外，對于電子產(chǎn)品而言，元器件都有一定的工作溫度范圍，如果超過其溫度極限，會引起電子產(chǎn)品工作狀態(tài)的改變，縮短使用壽命，甚至損壞，導(dǎo)致電子產(chǎn)品不能穩(wěn)定、可靠地工作。
電子產(chǎn)品熱設(shè)計的主要目的就是通過合理的散熱設(shè)計，降低產(chǎn)品的工作溫度，控制電子產(chǎn)品內(nèi)部所有元器件的溫度，使其在所處的工作環(huán)境溫度下，以不超過規(guī)定的最高允許溫度正常工作，避免高溫導(dǎo)致故障，從而提高產(chǎn)品的可靠性。
二、電子產(chǎn)品散熱系統(tǒng)簡介
熱傳遞的三種基本方式是傳導(dǎo)、對流和輻射，對應(yīng)的散熱方式為：傳導(dǎo)散熱、對流散熱和輻射散熱。
展開 電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性分析技術(shù)
本文來自于安世亞太仿真工程師的演講,分析了電子產(chǎn)品可靠性影響因素和工程問題，ANSYS結(jié)構(gòu)仿真在電子產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，以及電子產(chǎn)品可靠性仿真客戶化程序開發(fā)。
5/5 Ansys2022R1電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性新功能更新
在電子行業(yè)尤其PCB及封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)品可靠性有豐富設(shè)計仿真經(jīng)驗，負責(zé)Ansys中國CPS結(jié)構(gòu)可靠性方案以及Ansys Sherlock國內(nèi)技術(shù)支持；長期支持國內(nèi)大型半導(dǎo)體、封裝、通訊企業(yè)的仿真設(shè)計工作。
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8/4 Ansys電子產(chǎn)品熱可靠性分析解決方案
課程簡介：
根據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計, 電子產(chǎn)品的失效有55% 是跟溫度相關(guān)的, 因此熱可靠性分析對于電子產(chǎn)品來說至關(guān)重要. 如何準確地獲取溫度是熱可靠性分析的前提, Ansys Icepak 的多物理場解決方案具有獨特的優(yōu)勢. 本文將介紹高頻, 低頻, SI, 電子封裝等電子產(chǎn)品行業(yè)內(nèi)關(guān)心的熱技術(shù)痛點, 以及 Ansys Icepak 相關(guān)的解決方案。
講師簡介：
柴輝生，Ansys Icepak 高級應(yīng)用工程師。2018年底加入Ansys公司，具有多年的電子產(chǎn)品熱仿真和熱設(shè)計工作經(jīng)歷，涉及的產(chǎn)品包括逆變器、APF、SVF、電機控制器、鋰電池包、雷達、HUD (汽車抬頭顯示器)、電源模塊、通信機箱、交換機等。
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展開 報名 | Ansys 2022 R1 電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性新功能更新
作為采用物理方法進行可靠性評估的唯一工具，Ansys Sherlock不斷創(chuàng)新并提供強化功能，讓用戶能夠管理當(dāng)今電子產(chǎn)品迫切需要的電路板、組件和系統(tǒng)的復(fù)雜分析工作，從而在設(shè)計早期階段預(yù)測產(chǎn)品故障。
Ansys 2022 R1版本電子產(chǎn)品可靠性功能也得到更新，5月5日，Ansys 2022 R1新品發(fā)布系列網(wǎng)絡(luò)研討會中將推出『Ansys 2022 R1 電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性新功能更新』，本次會議將介紹以下內(nèi)容：
使用Sherlock進行增強單元分析的半自動化流程，Sherlock聯(lián)合icepak進行使用，Sherlock聯(lián)合optiSLang使用
Trace Mapping更新，使用SOLSH單元；增強單元功能進一步增強等
使用Ansys LS-DYNA進行焊球回流焊分析等
歡迎芯片、封裝、PCB等電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計、分析、測試等從業(yè)人員，相關(guān)專業(yè)教師和學(xué)生等預(yù)約本場活動，了解更多新功能。
時間
5月5日（星期四），16:00-17:00
講師介紹
徐志敏 | Ansys結(jié)構(gòu)高級應(yīng)用工程師
在電子行業(yè)尤其PCB及封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)品可靠性有豐富設(shè)計仿真經(jīng)驗，負責(zé)Ansys中國CPS結(jié)構(gòu)可靠性方案以及Ansys Sherlock國內(nèi)技術(shù)支持；長期支持國內(nèi)大型半導(dǎo)體、封裝、通訊企業(yè)的仿真設(shè)計工作。
展開 5G仿真解決方案 | 電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計及案例詳解
電子產(chǎn)品的可靠性關(guān)系到安全性、適用性和耐久性，引起電子產(chǎn)品可靠性失效的因素也有很多，如何預(yù)測并優(yōu)化電子產(chǎn)品可靠性一直就是業(yè)界的一大難題。Ansys在統(tǒng)一平臺下從芯片、PCB/封裝等部件級到5G終端設(shè)備的系統(tǒng)級別都可以提供相應(yīng)的可靠性方案，精度高效率快，可以再現(xiàn)電子產(chǎn)品失效的整個歷程，得到失效結(jié)果，幫助工程師們改進優(yōu)化電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可靠性。
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根據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計，電子產(chǎn)品的失效有55% 是跟溫度相關(guān)的，因此熱可靠性分析對于電子產(chǎn)品來說至關(guān)重要。如何準確地獲取溫度是熱可靠性分析的前提，Ansys Icepak 的多物理場解決方案具有獨特的優(yōu)勢。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
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立即提交作品參加Ansys“仿真的藝術(shù)”圖片作品大賽
為紀念公司成立50周年，Ansys于近期推出全新“仿真的藝術(shù)”圖片作品大賽，讓您有機會充分發(fā)揮自身超強的建模能力，開展巧奪天工的設(shè)計，并展示您精彩的作品。歡迎提交采用Ansys仿真解決方案制作的設(shè)計作品，可選擇的參賽仿真設(shè)計主題有16類，涵蓋主要物理領(lǐng)域和新興技術(shù)。
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機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計方法評述
因此，在應(yīng)用可靠性工程理論指導(dǎo)機械產(chǎn)品設(shè)計時，不能完全照搬電子類產(chǎn)品的辦法，一定要注意其應(yīng)用的前提條件，結(jié)合機械產(chǎn)品的特點合理選用方法。
表 1 機械類和電子類產(chǎn)品可靠性特點的比較
四、機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計、分析中常用的一些原則和方法
盡管目前對于機械類產(chǎn)品可靠性設(shè)計還沒總結(jié)出一套成熟的經(jīng)驗和標(biāo)準，但是實踐證明，只要應(yīng)用適當(dāng)，以下一些方法和原則對保證產(chǎn)品可靠性設(shè)計是有益的。
1 ．簡單化和標(biāo)準化
對于機械產(chǎn)品，根據(jù)可靠性模型分析，大部分屬于串聯(lián)系統(tǒng)，因此提高整機可靠性的最基本原則是從選用可靠的零部件、減少零部件數(shù)目和簡化結(jié)構(gòu)做起。盡量采用結(jié)構(gòu)簡單、具有成熟使用經(jīng)驗或標(biāo)準化的零件和技術(shù)，盡量減少不必要的和可有可無的零件，目的是減少零部件故障的可能性，保證整機系統(tǒng)可靠性目標(biāo)的實現(xiàn)。
2 ．失效經(jīng)驗的反饋應(yīng)用
這是保證產(chǎn)品可靠性的最直接的經(jīng)驗方法。所謂可靠性設(shè)計，就是要求在設(shè)計階段預(yù)測和預(yù)防產(chǎn)品可能發(fā)生的故障。要做到這一點，一是借助于一定的理論分析和試驗手段，二是憑借個人和前人成功和失敗的經(jīng)驗。成功經(jīng)驗多半總結(jié)在設(shè)計規(guī)范和手冊中，對于失敗的經(jīng)驗往往得不到重視，對于可靠性設(shè)計來說，這是極為重要的信息。國外企業(yè)十分重視對產(chǎn)品的失效分析和失效事例的收集工作，匯編成冊，供設(shè)計參考，避免同類或相似失效再次發(fā)生，提高設(shè)計人員的故障預(yù)測和預(yù)防能力。
3 ． FMECA （故障模式影響和危害度分析）、 FTA （故障樹分析） 和設(shè)計評審
這些方法無論對電子或機械產(chǎn)品都適合，可幫助設(shè)計者及早有效地找出設(shè)計中的故障和隱患。尤其是 FMECA 和設(shè)計評審方法，被認為是目前非電子產(chǎn)品可靠性分析中具有最高效益比的方法，在國外普遍應(yīng)用，并規(guī)定為設(shè)計階段必須進行的工作。
展開 免費直播 | Ansys在電-熱-結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的可靠性分析專題
【直播目錄】
【直播詳情】
（一）Ansys電子產(chǎn)品熱可靠性分析解決方案
培訓(xùn)內(nèi)容
根據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計, 電子產(chǎn)品的失效有55% 是跟溫度相關(guān)的, 因此熱可靠性分析對于電子產(chǎn)品來說至關(guān)重要. 如何準確地獲取溫度是熱可靠性分析的前提, Ansys Icepak 的多物理場解決方案具有獨特的優(yōu)勢. 本文將介紹高頻, 低頻, SI, 電子封裝等電子產(chǎn)品行業(yè)內(nèi)關(guān)心的熱技術(shù)痛點, 以及 Ansys Icepak 相關(guān)的解決方案。
課程對象
電子產(chǎn)品散熱設(shè)計的企業(yè)，尤其是關(guān)注電熱耦合的企業(yè)
培訓(xùn)時間
8月4日16：00
主講講師簡介
柴輝生
Ansys Icepak 高級應(yīng)用工程師。2018年底加入Ansys公司，具有多年的電子產(chǎn)品熱仿真和熱設(shè)計工作經(jīng)歷，涉及的產(chǎn)品包括逆變器、APF、SVF、電機控制器、鋰電池包、雷達、HUD (汽車抬頭顯示器)、電源模塊、通信機箱、交換機等。
費用：免費
點擊圖片或點擊鏈接報名：http://event.31huiyi.com/1900573809/index?c=jishulink
（二）Ansys結(jié)構(gòu)-熱-可靠性聯(lián)合仿真解決方案
培訓(xùn)內(nèi)容
在電子產(chǎn)品日新月異的今天，器件功耗越來越大，體積卻越來越小，使用環(huán)境也日趨惡劣。現(xiàn)在電子產(chǎn)品的使用壽命，是電子行業(yè)從業(yè)人員需要重點考慮的課題。然而電子產(chǎn)品多熱算過熱？封裝焊球在多少次溫度循環(huán)后會斷裂失效，發(fā)生在哪里，失效概率是多少？電子元器件在受振動后會不會發(fā)生斷裂失效，會滿足多少次振動循環(huán)？這對于電子工程師而言，都是很難在實際試驗測試前給與明確答案的......在Ansys 收購電子產(chǎn)品可靠性分析軟件Sherlock后，以上問題都可以迎刃而解。
展開 如何提高電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可靠性？
電子產(chǎn)品所在的新基建產(chǎn)業(yè)在中國有很大的發(fā)展?jié)摿Γ缡鼙姌O為廣泛的消費電子行業(yè)、國家重點投入的半導(dǎo)體行業(yè)、5G產(chǎn)業(yè)等。電子產(chǎn)品性能要求高（包括小型化、規(guī)模化、集成化）、使用環(huán)境惡劣（受到溫度、振動、潮濕和粉塵等因素影響），這使得電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性有很大挑戰(zhàn)，需要滿足功能可靠、滿足壽命需求等。
自電子行業(yè)高速發(fā)展以來，Ansys仿真解決方案就在幫助電子行業(yè)用戶提高其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性，電子產(chǎn)品具有高附加值、產(chǎn)品迅速升級換代、生命周期短、變更頻繁、上市時間短等高要求。Ansys在電子行業(yè)深耕多年，成熟可靠的電子產(chǎn)品解決方案可以提高電子產(chǎn)品可靠性，減少產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化迭代次數(shù)，從而減少物理樣機測試次數(shù)，大大縮短電子產(chǎn)品上市時間，幫助企業(yè)快速占領(lǐng)市場和提高品牌認可度。
目前Ansys行業(yè)應(yīng)用方案將集中在芯片、封裝、PCB等半導(dǎo)體行業(yè)結(jié)構(gòu)可靠性、5G行業(yè)結(jié)構(gòu)可靠性、消費電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性上。未來會隨著市場熱點和客戶需求進行調(diào)整，增加行業(yè)內(nèi)容。電子產(chǎn)品熱應(yīng)力分析、濕應(yīng)力分析、振動分析、跌落碰撞分析、多物理場耦合、多學(xué)科融合是本次應(yīng)用方案主要考慮的方向。
展開 無鉛電子產(chǎn)品的長期可靠性
無鉛電子產(chǎn)品的長期可靠性
通用汽車的一位高級可靠性專家最近表示：“你知道無鉛帶來的問題嗎？沒有人能夠回答這樣一個簡單的問題：如果我所制造的無鉛產(chǎn)品的質(zhì)量與用錫鉛的產(chǎn)品一樣，它們工作的時間能一樣長嗎？”
問題很簡單，答案也并不復(fù)雜。經(jīng)過多年的研究和試驗，研究人員已經(jīng)把影響無鉛產(chǎn)品長期可靠性的因素歸結(jié)到以下5個方面。
● 錫須
● Kirkendall空洞
● 無鉛焊料的機械震動
● 無鉛焊料的熱循環(huán)
● 導(dǎo)電陽極絲(CAF)
錫須
錫須是從元器件和接頭的錫鍍層上生長出來的，如果這些導(dǎo)電的錫須長得太長的話，可能連到其他線路上，并導(dǎo)致電氣短路。通過在器件引腳上使用90Sn10Pb鍍層已經(jīng)有效地消除了錫須問題，但現(xiàn)在這個問題又冒了出來。
有些公司用鍍純錫的器件生產(chǎn)了大量的無鉛產(chǎn)品，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用過程中的錫須問題，并且在不到2年的時間內(nèi)就會出現(xiàn)故障。雖然還不清楚實際的故障率，但證據(jù)顯示錫須故障并未使總體的產(chǎn)品返修率增加。由于在細引腳器件上鍍錫是最近三四年才有的事情，錫須對長期可靠性的影響還有待觀察。
如果你不是在設(shè)計可能會造成人身傷害的產(chǎn)品，元器件和連接器就要首先考慮是不是具有下面這些特點。
● 引腳間距小于1mm(有些公司采用的間距小于0.3mm)
● 可采用金屬外殼(例如通孔晶振或振蕩器)
● 受積壓的連接點(例如接頭彎曲的電路)
● 有焊縫(例如電解電容)
一旦確定了關(guān)鍵器件，你應(yīng)該要求器件生產(chǎn)商提供基于iNEMI建議或JEDEC標(biāo)準JESD22A121的認證測試。業(yè)界對故障的定義幾乎還是空白，所以你也許需要提出自己的標(biāo)準。標(biāo)準既可以是絕對數(shù)值，例如最大的晶須長度不能超過25、50或75μm，也可以是相對數(shù)值(如最小間距的1/3或1/2)。
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