如何確保電子產品的可靠性？

隨著當今產品的快速開發以及上市時間的緊迫性，工程師發現沒有太多時間進行產品的可靠性測試，而可靠性測試又是一件耗時且昂貴的工作，那麼工程師該如何確保產品是可靠的呢?

 

確保電子產品可靠性的5大因素

這時可靠度設計 (DFR) 就派上用場了!可靠度設計是確保產品或系統在預期使用壽命期間，在特定環境中執行指定功能的過程。DFR 通常應用在構建實際原型之前，也就是工程師們開始評估產品概念可行性的設計階段。其中有五大因素，對電子產品的可靠性有著深遠的影響：

 

1. 設定產品的可靠性目標

並非每個產品都需要達到相同的可靠性水準才能滿足客戶的要求，可以根據不同的產品或系統，設定合適的可靠性目標，可靠性水準的分類大致分為以下四大產品類別：

• 低端消費品（如玩具、計步器等）
• 主流消費性電子產品（如手機和電腦）
• 商業電子（如高階伺服器和工業控制）
• 高度管制的電子產品（如航空電子設備和電信設備）

為了確保電子產品的可靠性滿足客戶期望，工程師必須在概念階段確定產品所需的使用壽命和性能，這個重要步驟推動了產品開發過程中，每個決策背後的思考方向。

 

2. 在產品初期設計階段就開始評估可靠度

工程師可以在產品的初期設計階段解決許多可靠性問題。例如許多硬體的可靠性問題，是因為在產品設計階段太早設定尺寸限制所造成的，這些早期決策可能導致零件的低相容性以及選擇不良等問題，因此 DFR 策略建議在初始設計階段可以保持較為彈性的尺寸標準。

可靠性問題也可能源自於設計初期對電氣影響分析不充分、結構問題以及焊點疲勞等問題，Ansys Sherlock 能夠針對這些問題進行各式分析，包括導電性陽極細絲 (CAF) 測試、衝擊與振動分析以及熱機械分析等，快速且精準的可靠性預測，讓工程師將能夠更好地在產品開發初期評估這些潛在問題。

Ansys Sherlock 提供了一套綜合分析和可靠性預測的工具，它是基於常見電子故障模式的功能，可以幫助您評估和改進設計。

 

3. 選擇供應商和零件

供應商的選擇對於產品的成敗有著至關重要的作用。原始設備製造商 (OEM) 必須找到符合產品設計、功能和要求的供應商，這些合作廠商也必須不間斷地提供優質的產品和服務。若不小心與不適合的製造商合作，將大幅增加產品出現缺陷的可能性，進而導致昂貴的保固賠償，甚至是市場份額的損失，將對品牌造成不可挽回的損害。

Ansys Sherlock 可靠性模擬軟體能夠針對電子產品進行分析，預測電子產品中每個元件的使用壽命，並生產可靠性結果表，快速偵測有問題的元件，讓工程師可以輕鬆優化或是更換元件，提升電子產品的整體生命週期，大幅節省傳統的物理測試成本。

 

4. 評估可製造性設計(DfM)

DFR 的下一步是可製造性設計 (DFM)。DFM 是確保指定供應鏈能夠一致地製造產品且產品缺陷最少的過程。可製造性設計包括各種工具和流程，但並非所有工具都適用於特定產品，最佳實踐要求使用或修改 DFM 清單，以確保特定產品的電路板、系統以及零件相關的所有項目都符合要求。

使用 DFM 工程師可以發現並解決許多製造和處理的問題，例如生產過程中因電路板過度彎曲而導致零件斷裂的情況。工程師需要評估每個組裝過程對設計的影響。時至今日，由於成本和時間的限制，此類分析仍然很困難。然而使用 Ansys Sherlock 的 ICT 模組，這樣快速且經濟實惠的工具可以在幾分鐘內就完成分析。

 

5. 進行失效物理分析(PoF)

企業需要強大的演算法和工具，來準確預測產品在生命週期內的故障機率，即使是具有功率放大器、高功率循環和散熱的手機也會在三年內損壞。在過去的二十年中，已經開發了專為DFR流程設計的複雜PoF模型，這些模型可以評估焊接疲勞、電熱機械循環、機械衝擊以及振動數值。

 

Ansys Sherlock 是提升電子產品可靠性的完美解答

透過 Ansys Sherlock 工程師可以使用衝擊、隨機振動、IC 可靠性分析等方法來確定電子產品 PCB 的結構可靠性。Sherlock 的失效前時間 (TtF) 引擎提供電路板上每個元件的生命週期預測，讓工程師可以快速進行設計或材料變更，從而最佳化電子產品的可靠性，Ansys Sherlock 是企業大幅提升電子產品可靠性的最佳選擇!

 

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