電子電器系統可靠性設計與測試技術

電子電器系統可靠性設計與測試技術(武曄卿)課程介紹：

【課程背景】                                                                                  
   實現產品可靠性設計的過程中有兩大難題，一是在沒有足夠經驗的前提下，如何把產品設計好；二是如何在實驗室樣機階段就能把潛在的隱患激發出來，不要讓用戶成為我們的測試工程師。
    因為系統的故障往往是因為設計中疏忽或者不了解的錯誤隱患而導致的。本課程采用逆向思維方式，從設計的負面角度入手，總結剖析了設計師易犯的錯誤點，以期在設計中能提前加以預防。漏洞堵住了，跑冒滴漏自然不再發生。因此，電路系統可靠性設計，并不是比拼誰的設計更高明，而是看誰的設計更少犯錯誤，
    在設計好后，測試部門再從標準符合性測試、用戶現場模擬測試、組合應力測試、應力變化率測試、基于失效機理的應力測試等幾個方面，用系統接口單一故障分析為工具，在環境條件、人機操作、關聯設備三個方向上進行可靠性測試用例設計，讓測試做好設計工程師的把關者。

【課程形式】                                                                                  
（1）理論與實戰案例、實戰工具手法相結合，可實施性強。
（2）講授與問答、討論、練習相結合，互動性強。
（3）每一模塊都會講解該類活動在企業推進時的注意事項。
（4）小組實戰演練、專家點評。

【課程大綱】 
                                                                                
 第一部分：可靠性設計
1、分析方法
1.1、工程計算和容差分析方法
1.2、環境應力分析
1.3、人機交互分析
1.4、關聯設備互動分析
1.5、過渡過程應力
1.6、負載波動分析
1.7、單一故障分析
1.8、可靠性預計分析
1.9、判據標準

2、分析要點
2.1、防護器件（保險絲、TV、壓敏電阻、氣體放電管、NTC電阻和PTC電阻）
參數計算
器件選型
電路結構形式分析
故障機理和失效分析判定方法
2.2、放大電路（運放電路、放大器IC）
     阻抗匹配計算
精度分配計算
電路形式選型分析
器件參數選型和容差分析計算
放大電路常見問題點和應對措施
2.3、接口電路（光耦隔離電路、CAN總線、485總線、模擬信號傳輸接口電路、濾波）
應力分析
器件等效電路特性分析
電路結構形式分析
器件參數選型計算
2.4、復位電路
復位工作時序分析
復位電路特性要求
復位電路結構形式
復位電路參數選型計算
復位電路常見問題點和解決措施
2.5、MCU（振蕩電路、存儲介質、軟件設計、MCU選型）
器件失效機理
防護設計規范
2.6、數字信號處理電路（阻抗匹配、信號調理）
阻抗匹配計算
信號調理電路分析（走線方式、防護器件、及濾波器件對信號質量的影響）
2.7、驅動電路（開關電路、阻性負載/感性負載/容性負載的影響）
開關類器件的控制特性（繼電器、MOSFET、IGBT）
負載類型對控制特性的要求
開關器件的失效機理對控制方法的要求
2.8、顯示和鍵盤
顯示處理方式
顯示抗擾方法
鍵盤容錯性機制和抗擾設計
2.9、線纜接插件
線纜與接插件參數分析
線纜接插件結構特性
線纜接插件失效機理
選型計算
2.10、接地處理
接地器件的特性
接地常見問題和故障機理
安全接地、外殼地、浮地屏蔽地、數字地、模擬地、功率地、高頻接地、防雷接地的綜合處理方法
2.11、PCB布局布線
PCB板選材
PCB工藝
PCB 布局
DFT設計
板卡熱設計
2.12、結構和電氣結合的可靠性問題
結構電磁兼容（噴涂工藝、連接方法、開孔和縫隙）
腐蝕防護
電路板處理
結構件表面處理工藝
開孔接縫防護處理
安規
布線
絕緣設計
漏電流的影響因素
結構熱設計
散熱形式的選擇
散熱器件的選型計算

第二部分：測試
1、測試基礎
1.1、研發樣機測試與中試樣機測試的區別
1.2、原理驗證和一致性驗證的判據區別
1.3、測試的工具方法類型（模擬測試、仿真、工程計算、規范審查）
1.4、基于單一故障的接口故障分析及測試模擬方法

2、標準符合性測試
2.1、通用標準測試項目
2.2、安規（通用安規要求、安規測試判據、氣、液、電混合布局安規測試用例）
2.3、電磁兼容
2.4、產品內部不同類型模塊之間的相互影響檢查與測試

3、用戶現場模擬測試
3.1、設計調查表
3.2、用戶現場環境條件（環境對產品零部件的失效影響及模擬測試方法）
3.3、人機接口條件（操作者認知與習慣的潛在隱患防護）
3.4、關聯設備的相互影響（能量與信號輸入輸出的相互潛在影響及模擬測試方法）

4、基于失效機理的應力測試
4.1、常用器件、部件零件的失效機理和失效誘發應力
4.2、針對失效機理的模擬測試用例設計

5、應力變化率測試
5.1、環境應力變化率的影響
5.2、負載應力變化率的影響
5.3、能量及信號輸入變化率的影響
5.4、過渡過程應力對設備故障的影響

6、組合應力測試
    現場多應力組合示例

7、軟件測試
7.1、路徑覆蓋的測試用例設計方法
7.2、數據覆蓋的測試用例設計方法
7.3、黑盒測試與白盒測試的測試用例設計方法

8、信號波形分析
8.1、常見的幾種異常波形（過沖、回勾、平臺、震蕩、塌陷、尖峰）
8.2、故障作用機理及改善措施

9、一致性測試與數據統計分析
9.1、正態分布與設計制造隱患的關系
9.2、如何通過正態分布曲線控制器件質量
9.3、如何通過測試數據的正態分布評價供應商的加工水平

10、器件失效特征規律和故障原因分析方法
10.1、電流應力與電壓應力的故障特征區別
10.2、突發浪涌應力與持續過電應力的故障特征區別
10.3、IV曲線測試分析器件故障

講師介紹
    武曄卿  電子工程碩士。曾任航天二院總體設計所主任設計師、高級項目經理，機電制造企業研發總監、事業部總監，北京市級優秀青年工程師，科協委員。
    有電子產品、軍工、通信等專業方向的設計、測評和技術管理經歷，對產品系統設計、可靠性設計、技術管理有較深入研究，曾在學術會議及多家技術刊物發表專業文章。曾為比亞迪、中電30所、29所、松下電工、北京華峰測控、北京航天長峰、普析通用儀器、航天二院、航天五院、深圳普博、伯特利閥門集團、北控高科、南車四方股份等企業提供專業技術和技術管理輔導、培訓和咨詢。曾作為核心團隊成員經歷一個企業由零到幾個億、研發團隊由幾個人到近二百人的發展過程，深諳企業發展過程的產品可靠性問題和解決方法。
主講課程：《電路系統可靠性設計》、《嵌入式軟件可靠性設計》、《電子系統測試》、《電子電器產品電磁兼容分析設計》等。

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