单板可靠性测试(单板质量是什么意思)

导语：单板可靠性之管理篇

单板可靠性是电子电器产品可靠性的核心，它承接整机可靠性的分配，又是整机可靠性的主体。单板可靠性管理在整个可靠性提升活动中居首领地位。没有良好的工程管理，所有的提升活动就是失控状态，可能会好，也可能不好；可能某个局部好，也可能另外一个局部的不好抵消了这个局部的好；没有系统的最优和整体的协调。

2.1 生命周期的可靠性管理

产品全生命周期不同阶段的可靠性管理内容是不一样的，主要特征是首尾收集数据，设计是关键（怀孕）；NPI是主体（成长），制造是保证（成人），如图2所示。

图 2 产品全周期的可靠性管理示意图

2.1.1 市场输入

收集同类产品的故障发生率（发生故障数量/产品总数量）；首次故障时间（客户购买安装调试完成开始计算时间）；平均故障间隔时间（MTBF，相邻两次故障之间的平均工作时间）；平均失效前时间（MTTF，正常工作到发生下一次故障的平均时间）；平均维修时间（产品维修时间合计/维修产品数量）等。

有了这些数据，就可以大致评估产品的可靠性指标了。假设要做市场的旗舰产品，可靠性指标要比市场平均指标高（故障发生率要低一倍以上，MTBF要高1.5倍以上，首次故障时间要高1.5倍以上）；建议指标不要低于市场平均值。

2.1.2 概念设计

这个阶段好比备孕阶段，是关键的关键，核心的核心。产品系统设计，子系统设计和子系统间接口设计，子系统与整机的接口设计。设计要产品设计和工艺设计的协同进行，采用成熟技术和成熟工艺，保证良好的继承性，新技术的前置验证，多方案的对比验证。产品设计和工艺设计中，充分考虑保护电路，进行关键器件的降额设计，系统冗余设计，信号的滤波旁路处理，散热设计，稳健参数设计，进行DFMEA；器件选型考虑参数冗余，供应商历史质量水平和异常处理配合度；工艺考虑现有制程能力指数（Cpk）,质量风险的发生概率和探测度，进行PFMEA；单板的可靠性指标是进行设计工作的指明灯，通过历史上技术方案与可靠性测试结果的数据关联，评估准备采用技术方案的可行性。

2.1.3 原理机

这个阶段好比分娩，是NPI的重要节点。一般只是试制5套。这个事情要做可靠性摸底实验，包括单板的冷热冲击试验，可靠性寿命实验，应力步进实验，高温存储实验，环境试验，防静电实验等，外加整机的各种可靠性试验（比如电磁兼容，运输实验，跌落试验等），失效样品分析主要明确故障机理，故障现象复现，整改措施有效，类似问题横向展开。应力步进实验是找水桶的最短板的有力手段，属于破坏性试验。其他实验可能没有失效。本阶段主要是产品整改，不是明显工艺问题不需要工艺整改。可以是全手工生产。

2.1.4 设计批

内容与2.2.3类似，NPI数量一般为50~200套，只是本阶段整改可以是产品整改和工艺整改。NPI要解决产品能不能做的问题。

2.1.5工艺批

内容与2.2.3类似，NPI数量一般为200~1000套，只是本阶段整改主要是工艺整改，明显产品问题也可以进行产品整改。NPI要解决产品能不能大批量做的问题。

2.1.6量产

本阶段的可靠性管理由以产品为中心转移到以工艺为中心，包括全流程的风险识别（PFMEA），质量控制方案（QCP），工艺规范及作业指导（WI），可靠性筛选（元器件筛选，工序老化，批次抽检加应力老化），周期性可靠性鉴定试验。制造质量数据收集。

2.1.7 售后

本阶段主要是以客户为中心的服务，一是客户失效详细信息的记录（5W1H，失效现象，失效地点，失效时间和顺序，失效时操作过程和方式），二是收集可靠性数据，与2.2.1类似。

2.2可靠性分配

可靠性分配是单板在整机中重要性和关键程度的体现。它由整机可靠性指标分解到单板上的，与整机可靠性指标指标一样。包括但不限于故障发生率，首次故障时间，平均故障间隔时间，平均失效前时间，平均维修时间等。

具体产品可靠性分配的指标是可靠性工程师、质量工程师、单板软硬件工程师，单板工艺工程师和整机总体工程师共同确定的的，具体方法和指标不同，但分配原则是共同的（如表3所示）：越复杂的单板，可靠性指标分配少一点；全新技术产品，可靠性指标少一点；技术继承性高的产品，可靠指标多一点；运营环境好，时间短，温度低，振动少，可靠性指标多一点，反之少一点；主板，可靠性指标高一点，副板，可靠性指标少一点。维修便捷，可达性好，可靠性指标多一点，反之少一点。

表 3 单板可靠性分配原则一览表

2.3 可靠性管理方法论

总体上，可靠性管理分为“自上而下”的指标分配管理和“自下而上”的试验-失效-分析-改进管理。具体发运用和效果也不一样。如表 4所示

表 4 单板可靠性管理方法论

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