近期,可靠知识共享学习会交流答疑活动,截止2020年9月25日如期完成了第九个问题的答疑解决,现将情况梳理公开如下。
【答疑活动问题九】
电子产品的PHM可以怎么做?(一般机械产品会有较为确定的裂纹扩展、磨损等退化规律,但电子产品的退化规律不明显)
PHM中的预兆单元方法(即提前在产品内设置预警单元的方法),需要在产品设计之初,就要预留预警单元,那如未提前设置预警单元,能否无损、离线的测试产品上铝电解、焊点等寿命薄弱点的衰退趋势?
【会员交流讨论主要情况】
范会员:
PHM主流做法有基于寿命模型的方法,基于数据驱动的方法,和基于可靠性统计的方法等。一般对于元器件,集成电路或模块,使用预兆单元的方法还可以,但对整机或系统这种方法就不适用了,增加成本和系统复杂性。对于系统一般更多用基于数据驱动的方法。不用预兆单元也能预测焊点,器件的退化。统计数据方法就可以,焊点也可建立退化模型。提供一个思路供参考哈,就是根据你的电路的FMEA,找关键项目清单中失效率高的器件,或最能影响你们电路寿命的器件,再看下他们的失效模式,反过来会影响你们的哪些性能参数,然后选取特征量,再离线使用历史数据去进行预测。成熟电路改不了硬件,只能用数据驱动的方法了。
王会员:
电路板的失效重点是电路的冗余设计不够,而非单个器件或者薄弱器件的失效。
操会员:
冗余是无奈之举,如果有其它方法能解决问题,没有必要用冗余设计。不是所有产品都能承受冗余带来的体积,重量,成本等的增加的。
尹会员:
对于电路板产品,很难找到退化的参数,监测一般的功能输出参数通常不会有退化。而监测电路板上的焊点或元器件,因成熟电路板产品没有预先设定预兆单元(新设计产品才好设定预兆单元),所以也很难进行监测。电路板产品现场失效率高的器件,不一定是寿命敏感器件;即使对于失效率高的部位,也不一定能找到它的退化参数。个人觉得,对于电子产品找方便在线监测的寿命敏感的退化参数是个非常关键也是比较难的问题。
电子产品(无论是整机或者元器件/焊点)的在线监测,目前确实都不是很好做,所以也是目前机械或机电产品的PHM应用更为广泛的原因。其实目前我们最核心想解决的问题是,服役较长时间(10年以上)产品的状态维修的问题,即如何基于当前状态制定产品的维修策略。
吕会员:
电子元器件寿命概率密度分布函数一般认为是指数分布,其失效率为常数。在筛选后进入正常服役期后,若失效均为偶然失效,无法预测。这和机械产品有较大不同,西交大的故碍诊断专业专门从事这方的研究。若是SnPb焊点的寿命问题,一般在大尺寸的CBGA,CCGA封装器件上会比较显著,但在线监测的话也不太容易。工程上,对于不可维修的产品,一般通过冗余设计来提高可靠度。
【整体结论】
在此,先非常感谢各位会员的积极参与与分享交流。通过一周时间的线上会员交流讨论,大家提了一些自己的见解,让提问者有了解决问题的思路。同时也让更多的朋友了解到PHM知识,目前了解这块的朋友似乎不多,期待后续专家康教授的科普!
以上内容,若有不正确,请指导修正,欢迎持续讨论,谢谢!
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