电子产品的可靠性工艺设计概述
优秀的电子产品工艺设计
优秀的电子产品工艺设计
优秀的电子产品工艺设计需要考虑以下几个方面：
1. 制造成本：工艺设计需要考虑制造成本，以确保产品在市场上的竞争力。
一种优秀的工艺应当在保证质量的前提下尽可能降低制造成本。
2. 可靠性：电子产品对可靠性的要求非常高，因此工艺设计应考虑如何减少产品的故障率和维修次数，以保证产品的使用寿命和用户体验。
3. 美观度：对于消费类电子产品来说，外观设计也是非常重要的一部分。
工艺设计需要考虑如何使产品外观美观、简洁、符合人机工程学，以吸引消费者的眼球。
4. 生产效率：工艺设计应考虑如何提高生产效率，以降低制造成本和提高产品的生产能力。
例如，通过精简产品组装流程、优化零部件的排布、采用自动生产线等方式。
5. 维修保养：工艺设计需要考虑如何使电子产品易于维修保养，以减少用户的困扰。
例如，设计易于拆卸的外壳、采用可靠、易于更换的连接器等。
优秀的工艺设计应结合产品设计和制造工艺的特点来考虑，不仅要关注产品的外观和使用寿命等方面，还需要具备良好的可制造性和可维护性等工艺要素，以达
到产品质量、可靠性、生产效率和用户满意度的统一。
电子产品设计1-2
计算的数据
元器件种类 使用数量 通用失效率 n λg （个） （10-6/h） 硅二极管 硅NPN三极 管 金属膜电阻 陶瓷电容 石英晶体 2 4 5 2 1 0.97 4.6 0.24 0.38 0.32 质量系数 类别总失效 率 πQ （10-6/h） 0.1 0.15 0.3 0.3 1 0．194 2．76 0．36 0．228 0．32
• 早期失效期：由设计、制造上的缺陷等原因而造成的失效 叫早期失效，发生早期失效的期间叫早期失效期。其特点 是失效率较高，但随着元器件工作时间的增加而失效率迅 速降低。通过对原材料和生产工艺加强检验和质量控制， 可以大大减少早期失效比例。在生产中对元器件进行筛选 老化，可使其早期失效大大降低，以保证筛选后的元器有 较低的失效率。 • 偶然失效期：产品因偶然因素引起的失效叫偶然失效。产 品在早期失效之后，失效主要表现为偶然失效的时期叫偶 然失效期，也称随机失效期。其特点是失效率低而基本稳 定，可以认为失效率是一个常数，与时间无关。失效是随 机性质的。偶然失效期时间较长，是元器件的使用寿命期， 研究这一段失效意义最大。 • 耗损失效期：产品在使用的后期，由于老化、疲劳、耗损 等原因引起的失效叫耗损失效。主要发生耗损失效的时期 叫耗损失效期，又叫老化失效期。其特点是失效率随时间 迅速增加。到了这个时期，大部分元器件都开始失效，产 品迅速报废。在电子设备中，所有的元器件和组件都不能 工作于耗损失效期。
R(t ) = e − λt
★可靠度R（t）：是系统在规定的条件和时间内完 成规定功能的概率。 可用表达式： R=1-F F：表示系统在规定的条件和时间内丧失规定功能 的概率称为失效概率。 失效概率的计算：取N个同类产品，若在规定 的条件和时间下有n个失效，则失效概率为： F= n/ N 那么：R= (N –n)/ N=1-F ★失效率λ：对于电子元器件来说，寿命结束就叫失 效。电子元器件的失效率是一个很小的常数。其失 效数据可通过可靠性试验求得： λ=失效数/（运用总数*运行时间）
电子产品的工艺文件
电子产品的工艺文件一、产品概述该电子产品是一款便携式智能手机，具有高性能处理器、大容量电池和多功能摄像头等特点。
本文档旨在介绍该电子产品的工艺制造流程及相关注意事项。
二、材料准备1. 外壳材料：采用高强度铝合金材料，表面经过阳极氧化处理，提供优质的外观和良好的耐用性。
2. 屏幕材料：采用高清晰度的AMOLED屏幕，经过特殊处理，提供更真实且鲜明的显示效果。
3. 电池材料：采用高能量密度锂离子电池，经过严格的测试和认证，确保安全性和可靠性。
三、工艺制造流程1. 外壳制造：a. 制定外壳模具设计，并进行3D打印样机制作进行验证。
b. 制作外壳铝合金材料，并进行切割、磨削和抛光等工艺处理，以获得理想的外观和尺寸。
c. 进行阳极氧化处理，以增加外壳表面的硬度、耐磨性和防腐能力。
d. 进行喷涂或丝印等工艺，以添加品牌标志和装饰元素。
2. 屏幕制造：a. 切割和加工AMOLED屏幕，以符合产品尺寸要求。
b. 进行屏幕底层电路和导线的印刷制作，确保显示正常和不同功能的连接。
c. 进行屏幕贴合和封装，保护屏幕并提高显示效果。
3. 电池制造：a. 制作锂离子电芯，包括电芯的切割、焊接和组装等工序。
b. 进行电芯的充电和放电测试，确保符合相关电池安全标准。
c. 进行电芯的封装和粘合，以提供稳定的电池性能和安全的使用环境。
4. 组件组装：a. 完成主板组装，包括集成电路、处理器、内存和芯片等元件的焊接和连接。
b. 完成其他功能部件的组装，例如摄像头、指纹识别模块和音频部件等。
c. 进行电池与主板的连接，确保电池正常供电和充电。
5. 软件安装：a. 安装手机操作系统，并进行软件配置和调试，确保系统稳定和功能正常。
b. 预装必要的应用程序和驱动程序，确保用户可直接使用产品的基本功能。
c. 进行系统性能测试和用户体验测试，确保产品质量。
四、注意事项1. 在制造过程中，严格遵守环境保护法规和安全操作规程，确保员工的安全和产品的合规性。
电子设备的可靠性设计方案
电子设备的可靠性设计方案概述：可靠性是指产品在规定条件下，在规定时间内能执行功能的特性。
在电子设备的设计过程中，确保其可靠性是至关重要的。
本文将介绍电子设备可靠性设计的一些关键方案。
1.设计原则：可靠性设计的核心原则是以预防为主，尽可能减少故障和失效的可能性。
以下是一些关键的设计原则：1.1.合理的设计规范：确保电子设备符合各种适用的设计规范和标准。
这些规范可以包括电气安全、电磁兼容、环境适应性等。
1.2.合适的部件选择：选择可靠性高且经过验证的部件。
在设计过程中充分考虑各个部件的可靠性指标，包括寿命、失效率等。
1.3.系统级的可靠性考虑：在整个系统级别进行可靠性分析，确定关键部件和关键功能，并通过冗余设计、容错设计等方式增强系统的可靠性。
1.4.测试和验证：在设计完成后，进行全面的测试和验证工作。
包括环境测试、功能测试、可靠性测试等。
及时发现和解决问题，确保产品的可靠性。
2.环境适应性设计：电子设备往往要面对多样的工作环境，如高温、低温、高湿度、低湿度等。
为了保证设备在不同环境下的正常工作，需要进行环境适应性设计。
常见的环境适应性设计方案包括：2.1.热管理：通过散热器、风扇等方式，确保设备在高温环境下能够正常工作。
2.2.密封设计：采用密封的外壳设计，防止灰尘、湿度等对设备的影响。
2.3.防潮设计：采用防潮的材料和密封结构，防止设备受潮而引起失效。
2.4.防静电设计：采用防静电元件和工艺，防止静电对设备的损坏。
3.冗余设计：冗余设计是提高系统可靠性的重要手段。
通过在关键部件和关键功能上增加冗余，可以在部件故障或失效时保证系统的正常工作。
常见的冗余设计方案包括：3.1.硬件冗余：在关键部件上增加冗余，如多个电源、多个存储设备等。
3.2.软件冗余：在关键功能上增加冗余，如备份服务器、热备份等。
3.3.通信冗余：在通信链路中增加冗余设备，以保证通信的可靠性。
4.容错设计：容错设计是在系统发生故障时能够自动恢复或继续工作的设计策略。
中国电子产品可靠性与环境实验
考察产品在湿度变化环境中的适应性，如防潮、 防水等性能。
机械环境适应性评估
振动环境
评估产品在振动环境中的 稳定性、可靠性和性能。
冲击环境
考察产品在冲击作用下的 结构完整性和功能稳定性 。
跌落与碰撞
研究产品在跌落和碰撞过 程中的抗损伤能力。
电磁环境适应性评估
静电放电
评估产品在静电放电环境中的抗静电 性能，确保产品不会因静电而损坏或 失效。
改进措施
根据测试结果分析，采取相应的改进措施，提高产品的可靠性和稳定性。
05
环境实验对电子产品可靠性的 影响
环境因素对电子产品可靠性的影响
温度
温度变化可能导致电子产品的性 能下降，如过热或过冷都会对电
子产品的正常运行产生影响。
湿度
湿度过高可能导致电子产品内部结 露，从而引发电路故障；湿度过低 则可能使电子产品表面产生静电， 影响其正常运行。
环境实验流程与规范
流程
样品准备、实验前检查、实验过程监控、数据记录与分析、 结果评估与报告编写等
规范
遵循相关国家标准、行业标准和实验室规范，确保实验结果 的准确性和可靠性
03
电子产品环境适应性评估
气候环境适应性评估
高温环境
评估产品在高温环境下的性能、稳定性和安全性 。
低温环境
评估产品在低温环境下的性能、启动特性和安全 性。
定期维护保养
定期对电子产品进行维护保养，如清洁、除尘、更换耗材等，以保 持产品性能和可靠性。
正确使用
用户应按照产品说明书正确使用电子产品，避免过度使用或不当使 用导致产品损坏。
及时报修
如发现电子产品出现故障或性能下降，应及时联系厂家或专业维修机 构进行报修，以避免问题扩大或造成更严重的后果。
电子元器件的可靠性与质量控制策略
电子元器件的可靠性与质量控制策略在电子设备的制造过程中，电子元器件的可靠性和质量控制是至关重要的。
本文将探讨电子元器件可靠性及相关的质量控制策略，旨在提高电子产品的品质。
一、电子元器件的可靠性分析电子元器件的可靠性是指在特定条件下，在给定时间内，不发生失效的能力。
了解电子元器件的可靠性意味着能够预测其寿命和失效情况，为质量控制提供依据。
1.1 可靠性的评估指标电子元器件的可靠性评估指标主要包括以下几个方面：- 失效率：衡量在给定时间内电子元器件失效的概率。
- 平均无故障时间（MTBF）：衡量在特定时间内电子元器件无故障运行的平均时间。
- 可靠度：衡量在给定条件下，电子元器件在特定时间内无故障的概率。
1.2 影响可靠性的因素电子元器件的可靠性受到多种因素的影响，包括但不限于：- 温度变化：高温环境容易导致电子元器件损伤或失效。
- 湿度变化：过高的湿度可能引起电子元器件的腐蚀。
- 电压应力：超出电子元器件耐受范围的电压可能导致失效。
- 组装工艺：不良的焊接和连接可能导致元器件间的电气连接问题。
- 运输和存储条件：不当的运输和存储条件可能损坏电子元器件。
二、质量控制策略2.1 零部件选择与供应链管理为了保证电子元器件的可靠性，选择质量可靠的供应商是至关重要的。
这涉及到供应链管理，包括：- 与供应商建立长期稳定的合作关系，以确保供应的持续性。
- 对供应商进行评估，包括其质量控制体系、生产能力和技术支持能力等。
- 采用多品牌、多样品的策略，以减少供应链风险。
2.2 工艺控制与制造过程监控对于电子元器件制造过程，有效的工艺控制和制造过程监控是确保产品质量的关键。
包括但不限于以下措施：- 严格控制环境条件，包括温度、湿度等参数，以保证生产环境的稳定性。
- 建立可追溯性体系，确保每个步骤都有完整的记录和检查。
- 使用自动化设备和工艺技术，减少人为误差的发生。
- 进行过程监控，及时发现异常情况并采取相应措施。
2.3 可靠性测试与验证可靠性测试和验证是确保电子元器件可靠性的重要手段。
浅谈电子产品可靠性优化措施
• 4•随着科技的不断进步，电子产品在各个行业中得到了广泛的应用，电子产品是否可靠将会对整体产品的使用体验带来巨大的影响。
本文通过对电子产品可靠性概念进行解析，并结合实际对电子产品的可靠性优化提出个人观点，希望为关注电子产品可靠性优化措施的人群带来一定的参考启发。
1 电子产品可靠性电子产品可靠性是指电子产品在既定条件、环境下持续工作能否达到设计目标以及设计要求，并无故障地执行指定功能的能力或可能性，是产品的一种固有特性。
产品的可靠性可以通过可靠程度、故障率和平均无故障时间来评估。
通常情况下，在评价一款产品可靠性时，需要对产品整体及所有零部件的使用寿命进行试验，然后将试验得出的参数指标与可靠性设计要求进行对比，找出性能中的不足之处，并针对参数反映出的性能问题做出修正、改进，以此来确保电子产品的各项性能指标都能够符合时代发展以及市场需求。
电子产品研发人员能够通过可靠性试验掌握电子产品与设计之初的实际差距，并将二者之间的差距不断缩小。
而在军工产品设计研发标准GJB9001中，更为严苛得规定了“六性”要求，在“六性”中最重要的特性就是可靠性。
1.1 可靠性技术指标电子产品可靠性通常可以用数学函数来进行表达，可靠性就是电子产品在使用过程中其各项性能参数与时间、环境变化之间的对比，随着使用场景、使用时长发生改变，电子产品可靠性亦将发生变化。
就目前而言，电子产品可靠性测试通常都会将可靠度、失效率等参数作为主要参考，并通过专业手段、设备仪器进行对比，这样就可以在产品正式量产之前掌握产品的全方位综合评价。
总体而言，电子产品的可靠性测试就是在更新、研发过程中的一项重要参考标准。
1.2 电子产品开展可靠性优化需要注意的问题（1）选择固定电路或有一定标准的结构。
减少电路结构的复杂性，可以提高产品的可靠性。
（2）在开展可靠性试验时，应该注意对电路以及产品结构进行合理优化。
（3）在测试过程中，如出现故障，则必须在故障完全解决后才可进行下一步工作，对某些重大故障或重复故障，必须采取纠正措施以杜绝同类型故障再次发生。
电子产品的可靠性设计探讨
修性设计、 容错设计与故障弱化设计等 ， 有些还包括软
件 的可靠性设 计 。
第一作者简介 ： 周秀清 ， ，９ ３年生 ， 女 １７ 工程师 ，０ １ ２０ 年硕士毕业于石油大 学（ 京） 电工程学院工程力学专业 ， 北 机 毕业后一直在 中国科学院空 间科
学与应用研究 中心通信室工作 ， 主要从事电子设备 的结构工艺设计等方面的工作 。邮编 ：００ ０ １０ ８
பைடு நூலகம்
７应尽量采用传统工艺和习惯 的操作方法 ； ） ８应 不断 采用 新 的可靠 性设计 技术 。 ） 在 电子产 品 中 ， 常采 用 的 可 靠性 设计 技 术 包 括 元
器件 的选 择与使 用 、 降额 设计 、 冗余 化设计 、 热设 计 、 电 磁兼 容性 设计 、三 防 ” “ 设计 、 漂移设计 、 电路 分析 、 潜 维
复杂 电子系统 都是 由大 量 的 电阻器 、 电容 器 、 电 继
器、 接插 件 、 分立 半 导体器 件及 集成 电路 等 电子 元器件
组成 的。系统 的可 靠性 除取决 于这 些 电子元 器 件 的固
有 可靠性 外 ， 与设计 时元 器件 能否 合 理选 用有关 。 还
２ Ｉ Ｉ 元器件 的选用 原则 ．．
因此 使设计 人员 掌握 可靠 性 设计 的基 本 知识 和方 法 ， 并在 产品设 计 中使 用 这 些 方 法 ， 提 高 电子产 品 的 可 对
靠性 是十分有 利 的。
元 器件 的选用 要遵 循 下述原 则 ： Ｉ在 元器件 型 号 、 格众 多 的情况 下 ， 根 据产 品 ） 规 应
要 经过批 准手 续 。
３结构 应尽 量 简单 化 、 木化 、 件化 ； ） 积 插 ４如采 用新 电路 ， 注意标 准化 ， 用新 技术 要充 ） 应 采
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SMT贴片工艺
基板送入
坏板维修
基板定位 拾取元件
元件供料
元件定位 贴片机基本结构：
贴片 ·基板处理系统、传送基板、基板定
位 ·贴片头、真空拾/放元件
送板 ·供料系统
·元件对中系统
SMT回流焊接工艺
回流焊接技术要点：
·找出最佳的温度曲线 — 一个好的回流曲线应该是对所要焊
接的PCB板上的各种表面贴装元件都 能够达到良好的焊接，且焊点不仅具 有良好的外观品质而且有良好的内在 品质的温度曲线。
·温度曲线处于良好的受控状态
回流焊接温度曲线分为：预热区、恒 温区、升温区、焊接区、冷却区 预热区：时间100～240S，温度145度 恒温区：时间60～120S，温度175度 焊接区：时间60～90S，温度235～245度 最大升温斜率小于2.5度/秒 最大降温斜率小于2.5度/秒
所谓技术整合，即综合运用相关知识，通过选择、提炼产品设计与制造技术， 进而将这些设计与技术整合成为合理的产品制造方案与有效的制造流程的系统 化过程与方法。技术整合是过程、是方法。技术整合使技术创新，走向大规模
制造。
产品设计要素
• DFV—价格设计(design for Value) • DFR—可靠性设计(Design for Reliability) • DFM—可制造性设计(Design for Manufacturability) • DFA—可装配性设计(Design for Assembly) • DFT—可测试性设计(Design for Testability) • DFS—可维护性设计(Design for Servicability)
DFM: 主要研究产品本身的物理设计与制造系统各 部分之间的相互关系，并把制造系统用于产品设 计中以便将整个制造系统融合在一起进行总体优 化。
FDM设计的重要性
35
30
25
20
15
优良的DFM
缺陷性DFM
10
5
0 OK的DFM
装配费用 测试费用 维修费用
NG的DFM
• 设计缺陷流到后工序，其解决费用会成百倍的增加，再好的工艺流程和设备
• 优良合理的工艺设计，批量性，重复性，稳定性，可操作性设计
电子产品发展趋势
• 功能—越来越小 • 价格—越来越低 • 外形—越来越小
元件与尺寸越来越小！ 组装密度越来越高！ 制造对设计的依赖越来越强！
技术整合的必要性
产品的品质问题是多方面因素复合作
用的结果
立碑的成因：
·韩盘设计 -----焊盘长和宽 ·SMD尺寸-----SMD尺寸 ·散热面积-----PCB散热不均匀 ·锡膏的使用-----锡膏印刷不良 ·锡膏的品质-----锡膏的品质 ·可焊性-----焊接面氧化 ·贴片精度-----贴片偏位 ·回流焊的温度设置-----回流曲线
锡膏印刷 自动翻版 泛用贴片 自动或手动插件 取夹具 功能测试
锡膏涂布方法
印刷工艺
注射工艺
印刷工艺是主流，点胶不适合批量生产
锡膏印刷工艺
刮刀
锡膏
钢网
SMT点胶工艺
点胶工艺的用途
· 波峰焊的SMD器件 ·双面回流焊的大重量
点胶工艺对PCB的要求
·若PCB设计时不在点胶位置设置假 焊盘或走线，对standoff较大的元 件，可能造成掉件
品质与可制造性来自设计
优良的成品品质
良好的原理结构设计 —与工艺能力良好的配
合
优良的元器件品质
优良的工艺管制 —重复性、稳定性
良好的品质管理理念、全面的品质 管理知识、有效的品质管理系统和
制度
电子产品质量与可靠性工程来自于
• 通过优良的物料选型与高质量与可靠性的物料采购来保证构成产品的物料 的基本质量与可靠性
不同的产品有不同的考虑重点
优良制造性的标准
产品的可制造性 ·高的生产效率 ·产品的高稳定性 ·生产线可接受的缺陷率 产品的高可靠性 ·适应不同环境的变化 ·产品维持一定的使用周期
THT与SMT工艺
THT技术
·需在PCB上打孔 ·通过波峰焊接工艺
SMT技术
·采用回流焊接工艺 ·元件直接焊接在PCB表面 ·不须在PCB上打孔
也弥补不了设计缺陷，众所周知，设计阶段决定了一个产品80%的制造成本，
同样，许多质量特性也是在设计时就固定下来，因此在设计过程中考虑制造
因素是很重要的。
• DFM主要是研究产品本身的物理特征与制造系统各部分之间的相互关系，并 把它用于产品设计中，以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化，使之 更规范，以便降低成本，缩短生产时间，提高产品可制造性和工作效率。它 的核心是在不影响产品功能的前提下，从产品的初步规划到产品的投入生产 的整个设计过程进行参与，使之标准化、简单化，让设计利于生产及使用。 减少整个产品的制造成本（特别是元器件和加工工艺方面）。减化工艺流程， 选择高通过率的工艺，标准元器件，选择减少模具及工具的复杂性及其成本。 DFM可以降低产品的开发周期和成本，使之能更顺利地投入生产。
第2章
常用SMT组装工艺中的第一个，也是最难 控制的一个工艺程序
常用的组装方式
双面SMT+THT
PCB板生产 高速贴片 锡膏印刷 炉前目检 插件检测 焊接检验
来料检验 回流焊接 AOI检测 回流焊接 装夹具 手动焊接
自动上板 炉后目检 高速贴片 AOI检测 波峰焊接 ICT测试
可靠性教材2：电子产品的可靠 性工艺设计
目录
• 电子产品的工艺设计概述 • 电子产品的工艺过程 • PCB布局、布线设计 • 影响SMT焊接质量的主要问题点 • 电子工艺技术平台建立
第一章 电子产品工艺设计概述
1.1 可制造性设计（DFM）概念 · 可靠性高的产品设计 · 可靠性高的元器件与零配件 · 优良的工艺设计与工艺技术