新标准的可靠性物理分析,电气、电子和机电组件。
特蕾莎邓肯和克雷格•希尔曼
全自动汽车比赛。行业巨头如特斯拉,谷歌、乳房和几乎所有的主要汽车公司正竞相提供最先进的自动驾驶车辆。
然而,开发新的,尖端技术要求类似波的可靠性、可修性和保修标准,汽车制造商必须实现技术能力达到新的高度。
图1:汽车电子通常占至少35%的现代汽车。
“电子产品将占成本的35%汽车…和自主驾驶不久到2030年,普华永道认为它很快就会占50%的汽车,“写迈克尔Schuldenfrei最近半导体工程文章。最优+ Schuldenfrei企业技术研究员。“如果你想想今天的汽车,明天他们会,这是一个问题。”
消费者不太可能从制造商购买一辆汽车,如果车辆的电子经验一再失败,甚至有些原始设备制造商(oem)呼吁汽车电子,持续20年。为了满足这种需求,汽车制造商将需要实现新的标准和工作流程,生产电子硬件,是可靠的和可修,和更长的保修。
图2:SAE J3168是第一个可靠性物理分析(战)标准开发专门用于航空航天、汽车、国防及其他高性能(AADHP)行业。
2020年,SAE汽车电子系统可靠性标准委员会和SAE航空电子流程管理委员会通过了SAE J3168标准:“可靠性物理分析,电气、电子、机电设备、模块和组件。“这是第一个可靠性物理分析(战)标准开发专门用于航空航天、汽车、国防及其他高性能(AADHP)行业。
狙击枪的使用数量在过去的二十年里,但有宽变化的方式进行。潜在的矛盾和误解不断增加随着技术的发展,导致发展的SAE J3168形式化共识用户和文档标准方法则应用于电气、电子和机电(EEE)设备、模块和组件。
则是使用导出的算法和健壮的过程仿真技术预测的进化物理、化学、机械、热或电机制引起退化和最终失败。所有工程师参与设计和验证可以利用区域识别和减轻潜在的风险在硬件原型之前,拯救他们的组织资源,时间和不可预见的费用。
SAE J3168描述了基线过程评估董事会层面的可靠性和耐用性对五大潜在的失败机制:
SAE J3168制定标准列出了一个最小的方法来评估每个机制。
例如,第一步在评估风险的焊料由于热循环疲劳需要非常了解潜在的环境。最小和最大温度,增加利率和停顿时间都必须被考虑。局部温度升高,由于功耗也必须被捕获。这需要你的狙击枪工具之间的无缝集成和热分析的结果。这是准确的工作流通过Ansys实现,Ansys夏洛克(战)和Ansys Icepak(热分析)有一个独特的双向的信息交流。这提供了信心的最终客户,所有重要的参数焊接疲劳已纳入区域活动。
图3:一个集成的电子产品可靠性工作流程。
将详细的设计信息也很重要。假设和PCB几何部分可能导致重大偏差之间的预测和实际性能验证测试期间。夏洛克支持这个需求在两个方面。
首先是通过其综合部分和包库包含外形尺寸的详细信息以及死亡,overmold、铅和锡球几何。这个库不是静态的,可以定制和增强每个特定客户的请求。
夏洛克支持详细的设计信息的第二种方法是通过解析电子计算机辅助工程(适应型)文件的能力,并为用户提供各种各样的几何图形和元素类型为有限元分析(FEA)做好准备。这些包括层有效属性,跟踪啮合,跟踪建模和增援。这个独一无二的能力在CAE工具中提供了夏洛克与关键用户洞察PCB的特性,例如债券垫的大小和通过堆栈一样,发挥着越来越重要的作用在焊点失败。
测试和分析开发可靠的电子产品的关键组件。至关重要的是,设计工程师和电子制造商获得仿真工具,可以模拟使用环境和潜在的失效机制和确定产品符合SAE J3168的标准了。随着技术的发展,仿真工具将成为主要的解决方案解决可靠性和故障风险在产品设计的早期阶段,而不必依赖物理测试。
阅读“可靠性物理分析实现SAE J3168”白皮书,了解更多关于SAE J3168实现与Ansys夏洛克。
克雷格·希尔曼是Ansys软件开发主管。他担任首席执行官、高级合伙人DfR的解决方案之前,通过Ansys收购。希尔曼拥有材料科学博士学位从加州大学圣芭芭拉分校学士学位从卡内基梅隆大学冶金工程和材料科学。他专业知识设计可靠性最佳实践、无铅转换策略,商品/工程产品供应商资格,被动组件技术和印刷电路板故障机制。
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