針對PCB組件選擇的FMEA風(fēng)險評估

使用FMEA風(fēng)險評估來明智地選擇我們在PCB設(shè)計中使用的電子組件。這是印刷電路板設(shè)計中的重要一步，并將對其使用壽命產(chǎn)生長期影響。讓我進(jìn)一步解釋。

什么是PCB組件的FMEA風(fēng)險評估？

有幾種不同的標(biāo)準(zhǔn)用于定義電路板，例如，其制造材料，針對其預(yù)期用途的設(shè)計程度以及制造質(zhì)量。然而，有一個領(lǐng)域經(jīng)常被忽視；它們上使用的組件的質(zhì)量。如果沒有以預(yù)期的性能水平運(yùn)行的組件，則印刷電路板將無法正常運(yùn)行。對于關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用中使用的電路板，這可能是一個巨大的問題，并且是無法容忍的風(fēng)險。

電路板上使用的組件的另一個限定條件是它們的可用性。這對于預(yù)期使用壽命長的小批量產(chǎn)品中使用的電路板非常重要。這些包括軍事應(yīng)用，例如船舶，潛艇和航空航天，以及可以使用數(shù)十年的工業(yè)設(shè)備和其他基本設(shè)備。此類電子產(chǎn)品的設(shè)計宗旨是維護(hù)而不是更換，因此必須在產(chǎn)品的整個使用壽命內(nèi)建造必要的電路板。處于過時陳舊和不可用的風(fēng)險中的組件將使這些將來的構(gòu)建物處于風(fēng)險中，這也是不能容忍的。

由于這些原因，PCB設(shè)計工程師必須了解所使用組件的潛在風(fēng)險，從而準(zhǔn)確地預(yù)測所設(shè)計電路板的整個生命周期，這一點(diǎn)非常重要。這是通過考慮PCB組件可能發(fā)生的所有可能的問題來完成的，方法是進(jìn)行故障模式并在承諾使用前對其進(jìn)行影響分析風(fēng)險評估。以下是PCB設(shè)計工程師在選擇組件時應(yīng)考慮的一些擔(dān)憂和風(fēng)險：

l性能：并非所有零部件供應(yīng)商或供應(yīng)商都一樣，有些會生產(chǎn)或提供質(zhì)量比其他零部件更高的零部件。

l合規(guī)性：根據(jù)產(chǎn)品的銷售地點(diǎn)，必須遵循不同的法規(guī)要求。法律如有害物質(zhì)限制（RoHS）的限制會影響哪些組件供您使用。

l不合格品和假冒品：不合格的零件，在不使用后已經(jīng)重新庫存或不建議使用的零件，在作為好零件分發(fā)時會引起問題。

l過時的：如果在新設(shè)計中使用過時或過時的組件，則可能會給將來的采購帶來困難。

所有這些問題都應(yīng)納入您打算在設(shè)計中使用的組件上進(jìn)行的風(fēng)險評估中。

減輕所選PCB組件中的風(fēng)險

與值得信賴的供應(yīng)商和供應(yīng)商合作以選擇最優(yōu)質(zhì)的組件是成功的一半。通過使用這些組件，您應(yīng)該可以排除零件不合格和假冒偽劣的問題。那些最終使用完的部件仍必須進(jìn)行驗證，以確保其可用性。無論是在內(nèi)部還是在制造商處，都應(yīng)仔細(xì)檢查所使用的零件，以確保獲得正確的零件，并正確包裝它們并準(zhǔn)備好進(jìn)行組裝。這樣的檢查將通過使用以下某些方法來幫助減輕進(jìn)一步的組件風(fēng)險：

l根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（例如IDA-1010）檢查傳入的組件。

l第一篇文章對所有新類型的組件進(jìn)行物理檢查和記錄。

l根據(jù)數(shù)據(jù)表的物理規(guī)格驗證組件。

lX射線檢查。

l組件引線的光潔度評估。

l組件模具驗證。

一旦驗證了最優(yōu)質(zhì)的組件并準(zhǔn)備使用，就需要進(jìn)行下一步，以確保降低故障風(fēng)險。組件必須由經(jīng)過培訓(xùn)的人員根據(jù)特定準(zhǔn)則進(jìn)行操作，以確保在將其用于電路板上之前不會損壞它們。其中一些問題包括在處理過程中可能吸收的水分以及可能損壞未保護(hù)部件的靜電放電（ESD）污染。

一旦確認(rèn)零件的質(zhì)量好，經(jīng)過檢查的正確性并按照嚴(yán)格的準(zhǔn)則進(jìn)行操作，您將對電路板的質(zhì)量有更大的保證。

選擇合適的組件時，仿真對于任何設(shè)計工程師都是無價的工具。帶有龐大模型庫的SPICE工具將為您提供選擇，以根據(jù)您的設(shè)計需求選擇絕對最佳的組件（當(dāng)然基于供應(yīng)商的可用性）。但是，知道適合您的設(shè)計的最佳組件也屬于SPICE工具的操作范圍。

能夠在同一電路設(shè)計或電路區(qū)域內(nèi)相互模擬同一組件的多個不同變體，使您可以直接看到使用耐熱性更高的組件而不是需要較少毛發(fā)電壓的組件的效果以最高效率運(yùn)行。

組件管理的長期目標(biāo)

FMEA風(fēng)險評估意味著了解和識別組件供應(yīng)管理中的問題，并減輕這些風(fēng)險。這將要求您實施一些實踐方法和步驟，以確保所使用的零件具有最高的質(zhì)量，并在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)都可用。這些政策將減少您承擔(dān)組件問題的責(zé)任，并幫助您制造出符合預(yù)期用途的產(chǎn)品。

對于制造商和零件采購人員，這將意味著合格的供應(yīng)商和供應(yīng)商以及檢查和確認(rèn)要使用的零件。對于PCB設(shè)計工程師來說，這意味著在進(jìn)行原理圖捕獲和仿真之前，必須先處理并清理其材料清單（BOM）。通過與BOM一起工作，PCB設(shè)計人員可以識別并消除偽造或不合格的組件。使用包含采購批準(zhǔn)的零件的清理后的BOM，設(shè)計人員便可以著手開發(fā)其原理圖以進(jìn)行仿真。