PCB组件选择的FMEA风险评估

我最小的女儿很有独立精神，她总是以一种非凡的自信和深思熟虑的分析之间的谨慎平衡来规划自己的人生道路。在她小的时候，有一次她试图做一些违反家庭规则的事情，我告诉她，如果她继续这样做，我会把她禁足。然而，她没有承认我作为父母的权威，也没有听从我的指示，而是回答说:“禁足?要多久?”我惊呆了。她正在做一个风险评估，通过平衡违反规则的奖励和她将受到的惩罚——而她只有10岁!

那次事故肯定不是我第一次经历失败模式和影响分析风险评估，但它肯定会成为更令人难忘的经历之一。然而，更常见的应用之一是当我们使用FMEA风险评估来明智地选择我们在PCB设计中使用的电子元件时。这是印刷电路板设计中的一个重要步骤，将对其使用寿命产生长期持久的影响。让我进一步解释。

什么是PCB组件的FMEA风险评估?

有几个不同的标准用于定义电路板，如它们是由材料制成的，它们的设计如何达到预期的目的，以及它们的制造质量。然而，有一个领域经常被忽视;它们所使用的部件的质量。如果没有按预期性能运行的组件，一种印刷电路板制造技术不会像预期的那样发挥作用。对于用于关键任务应用的电路板来说，这可能是一个巨大的问题，是一个不能容忍的风险。

电路板上使用的元件的另一个限定条件是它们的可用性。这对于应用于期望具有较长使用寿命的小批量产品的电路板来说是非常重要的。这些包括军事应用，如船舶、潜艇、航空航天以及工业设备和其他资本设备，可以使用几十年。像这样的电子产品是为了维护而不是更换而设计的，在产品的生命周期内构建必要的电路板是至关重要的。有过早过时和不可用风险的组件将使这些未来的构建面临风险，这也是不可容忍的。

基于这些原因，非常重要的是PCB设计工程师通过了解他们正在使用的组件的潜在风险，准确地预测他们正在设计的电路板的完整生命周期。这是通过考虑PCB组件可能发生的所有问题，进行故障模式和影响分析来实现的风险评估在承诺使用它们之前。以下是PCB设计工程师在进行组件选择时在分析中应该考虑的一些问题和风险:

• 性能:并非所有的部件供应商或供应商都是相同的，有些会生产或供应比其他部件质量更高的部件。

• 合规:根据你的产品将在哪里销售，有不同的监管要求必须遵守。法律如有害物质限制(RoHS)将影响您可以使用哪些组件。

• 不合格及仿冒品:不符合要求的部件，不使用后重新进货的部件，或不推荐使用的部件，在作为好部件分发时可能会引起问题。

• 过时:如果在新设计中使用过时或即将过时的组件，可能会在未来的采购中造成困难。

所有这些问题都应该是您计划在设计中使用的组件的风险评估的一部分，在您承诺使用它们之前。

FMEA风险评估将帮助您选择最佳的PCB组件进行电路仿真

降低所选PCB组件的风险

与值得信赖的供应商和供应商合作，以获得最高质量的组件，这是战斗的一半。通过使用这些部件，您应该能够排除不合格部件和假冒部件的问题。然而，那些最终会被使用的部件仍然必须经过验证，以确保它们的可用性。无论是在家里还是在你的制造商，你使用的零件都应该仔细检查，以确保你得到了正确的零件，并且它们被正确包装并准备好组装。这样的检查将有助于通过使用以下一些方法进一步降低组件风险:

• 根据行业标准如IDA-1010检查来料组件。

• 第一篇:所有新型部件的物理检查和文件记录。

• 根据数据表的物理规格对部件进行验证。

• x射线检查。

• 组件引线完成度评估。

• 零件模具验证。

一旦最佳质量的组件得到验证并可以使用，还需要经过另一个步骤，以确保降低故障风险。部件在使用前，必须由经过培训的人员按照特定的指导方针进行操作，以确保其不受损坏。一些问题包括在处理过程中可能吸收的水分，静电放电(ESD)污染可能会损坏未受保护的部件。

一旦您确认零件质量良好，已检查正确性，并根据严格的指导方针进行处理，您将对电路板的质量有更大的保证。

在开始电路仿真之前，请确保选择质量良好和可靠的组件

在选择合适的组件时，仿真是任何设计工程师的宝贵工具。具有大量模型库的SPICE工具将为您提供选择绝对最佳组件的选项(当然基于供应商的可用性)，以满足您的设计需求。但是，了解您的设计的最佳组件也是SPICE工具的操作领域。

能够在相同的电路设计或电路区域内对相同组件的几个不同品种进行建模，可以使您直接看到使用更耐热的组件与需要更低电压以最高效率运行的组件的效果。

组件管理的长期目标

FMEA风险评估意味着理解和识别零部件供应管理的问题，并减轻这些风险。这将要求您将方法和程序付诸实践，以确保您使用的部件具有最佳质量，并可用于产品的整个生命周期。这些策略将减少组件问题的风险，并帮助您构建能够按预期方式执行的产品。

对于制造商和零件采购人员来说，这将意味着合格的供应商和供应商，以及检查和验证将要使用的零件。对于PCB设计工程师来说，这意味着在他们进行原理图捕获和模拟之前，要处理和擦洗他们的材料清单(BOM)。通过提前使用BOM, PCB设计人员可以识别和消除假冒或不符合标准的组件。有了包含采购部门批准的零件的经过清洗的BOM，设计师就可以开发用于模拟的原理图。

一旦你的零件准备在你的设计中使用，你将需要最好的电路仿真软件，你可以得到。Cadence家族PCB设计工具拥有当今市场上最值得信赖的模拟工具之一，被像您一样的设计工程师使用。PSpice软件完全集成到Cadence原理图捕获工具中，具有丰富的功能和能力。从那里，Cadence设计工具套件将允许您设计印刷电路板的所有方面，包括先进的工具来使用和擦洗您的材料清单。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．