nieuwe imec-richtlijnen voor betrouwbaarheid van elektronica

Het werkveld van tbp is precisie-elektronica voor mission critical systems. Producten dus die een zeer hoge kwaliteit en betrouwbaarheid vereisen.  Kennisinstituut imec helpt de hele keten door DfX-richtlijnen aan te bieden. De nieuwste loten aan de stam zijn die voor Reliability Quantification en
Design for Robustness. 

Geert Willems geeft bij imec leiding aan het Electronics Design and Manufacturing Forum (cEDM) dat deze richtlijnen aanbiedt. “Het ontwerp van elektronica is in eerste instantie gericht op de functionaliteit in de toepassing, weet ik uit eigen ervaring. Door in de ontwerpfase ook al aandacht te besteden aan zaken als maakbaarheid en testbaarheid, nemen de leverbetrouwbaarheid en leverkwaliteit toe. Voor alle DfX-invalshoeken helpen we om ontwerp en productie van printed circuit boards (pcb’s) en printed circuit board assemblies (pcba’s) te optimaliseren. De productintroductie verloopt dan sneller, omdat in de ontwerpfase de knelpunten zijn weggewerkt die anders in een later stadium zouden optreden met veel hogere kosten tot gevolg.”

kwaliteit en  betrouwbaarheid 
“Het gaat niet alleen om de vereiste kwaliteit op het moment van levering”, benadrukt Willems. “De pcba’s moeten onder de gegeven omstandigheden voor de vastgestelde levensduur betrouwbaar zijn volgens de vooropgestelde verwachtingen. Ook moeten de pcba’s bepaalde uitzonderlijke belastingen kunnen opvangen, ofwel voldoende robuust zijn. Vijf jaar geleden zijn we daarom met het project INPROVOL gestart, waaruit de Reliability Quantification en Design for Robustness Guidelines zijn voortgekomen, evenals een aantal richtlijnen die productontwikkeling ondersteunen. De richtlijn voor  betrouwbaar-heidskwantificering sluit direct aan bij de richtlijn voor kwaliteitskwantificering (EDM-D-007) die we enkele jaren geleden uitbrachten. Betrouwbaarheid is immers het bewaren van de kwaliteit van het product gedurende de werking ervan.”

DfR
Het INPROVOL-projectteam deed wetenschappelijk onderzoek met inbreng van bedrijven uit de hele elektronicaketen, waaronder tbp. Op basis hiervan zijn de richtlijnen en modellen ontwikkeld om vast te stellen welke parameters kritisch zijn. Zo helpt de Failure Mode Effect Analysis (FMEA) om de kwaliteiten betrouwbaarheidsrisico’s en hun impact vast te leggen. “Zijn het de verbindingen, de componenten of is er een corrosierisico door vochtigheid? Deze risico’s kan de ontwerper minimaliseren door het ontwerp aan te passen, de belasting te verminderen of te kiezen voor een combinatie van beide. Het effect van de aanpassingen is met het model te berekenen als de benodigde kwantitatieve falingsmodellen en parameters bekend zijn, zodat de vereiste levensduur en robuustheid al in de ontwerpfase voorspeld en verzekerd kunnen worden. Als nog niet alle parameters bekend zijn, helpt de FMEA-methodiek om vroeg in het ontwerpstadium risico’s in te schatten en maatregelen te treffen.”

onafhankelijke kennispartner
“De kracht is dat we wetenschappelijke modellen aanbieden om concrete voorspellingen te doen, terwijl we dankzij onze partnerships en dienstverlening aansluiting houden met de praktijk”, legt Willems uit. “We zijn onafhankelijk en gebruiken formats die wereldwijd de standaard zijn. In de hele keten, nationaal en internationaal, zijn ze daardoor toepasbaar. Naast onderzoek bieden we advies aan bedrijven om de richtlijnen te implementeren en knelpunten bij ontwerp en productie van elektronica op te lossen. Deze ervaringen nemen we mee in de ontwikkeling van onze richtlijnen. Verder organiseren we seminars en trainingen om onze kennis te delen.” 

early supplier involvement
tbp is partner van imec en heeft alle DfX Guidelines van imec geadopteerd in de early supplier involvement services, ook de nieuwe Reliability Quantification- en Design for Robustness-richtlijnen. Vanaf het vroegste ontwerpstadium kan tbp daardoor meedenken met opdrachtgevers om het ontwerp van pcba’s
te optimaliseren voor de hoogst haalbare value of ownership. Zeer belangrijk voor pcba’s voor bedrijfskritische systemen in uiteenlopende sectoren.

over imec
imec is het grootste onafhankelijke Europese onderzoekscentrum op het gebied van microelektronica, nanotechnologie, artificiële intelligentie, ontwerp-methodes en technologieën voor ICT-systemen. Hoofdlocatie is het Belgische Leuven. Lidbedrijven van imecs EDM Forum kunnen alle DfX Guidelines en heel wat tools kosteloos via de website downloaden, niet-leden doen dit tegen betaling. Voor startende ondernemingen geldt een gereduceerd ledentarief.