จะระบุชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์คุณภาพต่ำได้อย่างไร

องค์กรจัดหาส่วนประกอบของเราซื้อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจากซัพพลายเออร์ ฉันเชื่อว่านี่เป็นกระบวนการเสนอราคา วิศวกรรมจัดทำข้อกำหนดการจัดหาองค์กรและพวกเขาซื้อชิ้นส่วนเหล่านี้สำหรับโรงงานเพื่อใช้ในการผลิต ปัญหาคือเมื่อเร็ว ๆ นี้โรงงานได้รับตัวเก็บประจุที่เพิ่มขึ้นซึ่งอาจชำรุด สิ่งนี้ทำให้ผลิตภัณฑ์ของเราล้มเหลว ฉันได้ตรวจสอบตัวเก็บประจุที่เข้ามาใหม่สองสามตัวโดยใช้มัลติมิเตอร์แบบ fluke และการวัดนั้นอยู่ในข้อกำหนด

ไม่สามารถตรวจสอบตัวเก็บประจุเหล่านี้อย่างต่อเนื่องและฉันได้รับมอบหมายให้แนะนำวิธีแก้ปัญหา ในทางเทคนิคจะจัดการปัญหาที่คล้ายกันได้อย่างไร

ในโลกเชิงกลถ้าคุณมีบาร์หนึ่งล้านแท่งและดึงมันจนกว่าพวกมันจะยอมคุณจะได้รับความล้มเหลวที่หลากหลาย ความล้มเหลวเหล่านี้ถ้าคุณนับพวกเขาด้วยวิธีการหลายล้มเหลวในสิ่งที่มีความแข็งแรงที่คุณมักจะจบลงด้วยการกระจายปกติแม้ว่าจะทำให้คณิตศาสตร์ง่ายที่เรามักจะใส่ลงในการจัดจำหน่ายระบบปกติ เมื่อจัดการกับส่วนหนึ่งที่มีชีวิตสั้นกว่าและไม่ได้เป็นความล้มเหลวของสถานที่ให้บริการ (ซึ่งอาจจะเป็นกรณีที่นี่) คุณควรใช้การกระจาย Weibull

เมื่อย้อนกลับไปที่ตัวอย่างคุณจะพบว่าเปอร์เซ็นต์การเพิ่มขึ้นที่จุด - ค่าเฉลี่ยและส่วนที่เหลือกระจายรอบค่าเฉลี่ย บางคน - จำนวนเล็กน้อยจะไม่ได้รับความอดทนเพราะคุณทดสอบเป็นล้าน 3 ในล้านคนนั้นอาจให้น้ำหนักน้อยมากถึงแม้ว่าฉันจะใช้ชิ้นนั้นในการออกแบบเพื่อความปลอดภัยที่สมเหตุสมผลการออกแบบของฉันก็จะล้มเหลว

แน่นอนว่าในการออกแบบจริงฉันไม่ได้โหลดมันด้วยชุดโหลดอย่างใดอย่างหนึ่ง - โหลดเหล่านี้แตกต่างกันไป ดังนั้นฉันสามารถระบุความน่าจะเป็นในการโหลดได้เช่นกัน สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การหาความน่าจะเป็นของความล้มเหลว - ความน่าจะเป็นที่การโหลดมีค่ามากกว่าความแข็งแรงของแท่ง การออกแบบประเภทนี้เรียกว่าProbabilistic Designซึ่งแม้จะมีแผนภาพที่ดีแสดงตัวอย่างนี้

เมื่อฉันเรียกใช้ความน่าจะเป็นของฉันฉันต้องให้แน่ใจว่าบาร์ของฉันจะไม่พลาด ดังนั้นฉันจึงทำการทดสอบในทุกชุดเพื่อดูว่ามันอยู่ในการกระจายแบบดั้งเดิมของฉัน ฉันแน่ใจว่าใช้เทคนิคการเปรียบเทียบความน่าจะเป็นที่ทุกสิ่งที่ฉันได้รับเกินกว่าขั้นต่ำที่วิศวกรต้องการเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนจะไม่ล้มเหลว

หลักการนี้เป็นรากฐานสำหรับสนามกว้างมากของวิศวกรรมความน่าเชื่อถือ ใช้นี้คิดว่าล้มเหลวคือหลีกเลี่ยงไม่ได้ - แต่น่าจะเป็นของความล้มเหลวที่สามารถลดลงเป็นพื้นฐานสำหรับโปรแกรมการควบคุมคุณภาพจำนวนมากเช่นSix Sigma สำหรับคุณมันมีบางอย่างที่ใช้ตัวเก็บประจุ - อายุการใช้งานและความจุที่ระบุ

นี่คือวิธีที่ฉันจะเข้าถึงปัญหาตัวเก็บประจุของคุณ:

1. การบังคับใช้ของผู้ผลิตให้มีคุณภาพมาตรฐาน ISOระบบ นี่จะหมายความว่าถ้าคุณลงทุนในการทดสอบของคุณเองเพื่อค้นหาผู้ผลิตที่ดีที่สุดพวกเขาจะได้เป็นส่วนหนึ่งที่มีคุณภาพเช่นเดียวกับเมื่อคุณทดสอบ
2. เรียกใช้การทดสอบความเครียดแบบเร่งความเร็วหากอายุการใช้งานมีปัญหา ทำการทดสอบโดยใช้ชุดประกอบที่สมบูรณ์ของคุณและทดสอบโดยใช้ตัวเก็บประจุของคุณ ค้นหาอายุการใช้งานที่คุณมี - คุณจะต้องมีตัวอย่างไม่กี่ตัวอย่าง แต่คุณสามารถนำไปใช้ในการแจกแจงแบบ Weibull หรือ Normal ผู้ผลิตของคุณอาจทำการทดสอบเหล่านี้สำหรับคุณ - ในกรณีนี้ให้รวมการไว้วางใจของคุณในการทดสอบของผู้ผลิตในสเปค
3. ใช้ความจุการทดสอบด้วยมัลติมิเตอร์รวมถึงการทำลาย (แรงดันเกิน - เกิน) การรั่วไหลความร้อนสูงเกินไปและการทดสอบอื่น ๆ อีกครั้งคุณจะต้องมีตัวอย่างไม่กี่ตัวอย่าง แต่จากนั้นคุณสามารถมีความน่าจะเป็นของความล้มเหลวสำหรับสิ่งที่คุณกำลังทดสอบ เช่นเคยหากพวกเขาให้สิ่งนี้กับคุณรวมไว้ในข้อมูลจำเพาะเพื่อการซื้อจะไม่ทำลายคุณโดยไม่ตั้งใจ
4. เรียกใช้ค่าเหล่านี้ผ่านวิศวกรเพื่อกำหนดความน่าจะเป็นของความล้มเหลว คุณอาจพบจุดอ่อนที่คุณต้องออกแบบ ออกแบบใหม่ (ถ้าจำเป็น) และรับรองคุณสมบัติของคุณอีกครั้งอย่างแน่นอน คุณต้องการข้อมูลจำเพาะของคุณเพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบขั้นสุดท้ายของคุณตรงตามข้อกำหนดการทดสอบ
5. ใช้แผนภูมิควบคุม , รันชาร์ตและอื่น ๆ ของ7 เครื่องมือพื้นฐานสำหรับชิ้นส่วนใหม่ทั้งหมด สิ่งเหล่านี้ช่วยให้คุณสามารถติดตามชิ้นส่วนใหม่ที่เข้ามาโดยไม่ตรวจสอบทุกส่วนและแจ้งให้คุณทราบเมื่อชิ้นส่วนล้มเหลวก่อนกำหนดเพื่อแจ้งเตือนหรือหยุดทำงานกับผู้ขายของคุณ

น่าเสียดายวิศวกรรมคุณภาพเป็นหัวข้อที่กว้างมาก - ฉันมีรอยขีดข่วนเพียงผิวเผินแม้กับโพสต์ที่มีขนาดใหญ่มากนี้ แต่ฉันคิดว่านี่จะช่วยคุณแก้ปัญหาตัวเก็บประจุของคุณ

คุณไม่ได้พูดว่าตัวเก็บประจุชนิดใดที่เกี่ยวข้อง
การทดสอบจะแตกต่างกันตามประเภทของตัวเก็บประจุ
อิเล็กโทรไลติกสามารถทดสอบได้เช่นการรั่วไหลของ ESR พฤติกรรมขณะที่พวกเขาเข้าใกล้แรงดันไฟฟ้า ...
ตัวเก็บประจุเซรามิกที่เป็น "แหล่งกำเนิดที่ไม่รู้จัก" อาจมีการเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิที่ไม่ตรงกับข้อกำหนด
[ตัวเก็บประจุแทนทาลัมอาจระเบิดด้วยเสียงและกลิ่นควันจากไฟ แต่เฮ้พวกเขาทำอย่างนั้นอยู่แล้วดังนั้นจึงไม่มีไกด์ :-)]

ปัญหานี้ง่ายมากที่จะจัดการโดยการจองล่วงหน้า - ยกเว้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับการทำให้นักบัญชีเห็นด้วย เมื่อพวกเขาตระหนักถึงต้นทุนที่แท้จริงของการใช้ข้อตกลงที่ไม่ดีควรปฏิบัติตาม อัตราส่วนที่ใช้โดยทั่วไปสำหรับค่าใช้จ่ายในการค้นหาส่วนที่ผิดพลาดใน
การตรวจสอบขาเข้าและการทดสอบระหว่างการผลิต / การทดสอบขั้นสุดท้าย / ความผิดของลูกค้าคือ
1: 10: 100
ค้นหาได้เร็ว / อย่าปล่อยให้มันเกิดขึ้นเลย

สารละลาย -

• ซื้อส่วนประกอบแบรนด์คุณภาพที่รู้จักกันดีจากช่องทางการขายที่มีชื่อเสียงเท่านั้น

เกือบตลอดเวลาที่คุณจะได้รับสิ่งที่คุณคาดหวังและหากคุณไม่ได้คุณจะมีสิทธิ์ในการแก้ไขกับซัพพลายเออร์ สิ่งนี้อาจไม่รวมถึงค่าซ่อม แต่อย่างน้อยควรครอบคลุมค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยน ที่ไม่เพียงพอเนื่องจากค่าใช้จ่ายของการเปลี่ยนสนามมักจะใหญ่เมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายส่วนประกอบ

ในฐานะที่เป็นคู่มือเริ่มต้นฉันพูดว่า "ถ้าคุณสามารถซื้อพานาโซนิคทำได้" - อาจเกี่ยวข้องกับราคาและความพร้อมใช้งาน - และนี่เป็นความรับผิดชอบจริงที่จะนำไปใช้กับผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงหลายราย หมายเหตุ - นี่ไม่ใช่ "โฆษณา" สำหรับ Panasonic - ฉันไม่มีความสัมพันธ์กับพวกเขายกเว้นในฐานะลูกค้าที่มีความสุข

ถัดไปคุณไม่จำเป็นต้องซื้อจากพวกเขา แต่ถ้าแบรนด์จำหน่ายโดยผู้ค้าปลีกที่มีชื่อเสียงรายใหญ่มันอาจเป็นเรื่องคุณภาพที่ยอมรับได้เมื่อใช้ภายในข้อกำหนด ฉันใช้ Digikey เป็นการตรวจสอบครั้งแรก แต่ช่วงของ otrhers ดีพอ ๆ กัน รับตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคจาก Digikeyตัวอย่างเช่น. Digikey แสดง 12 ผู้ผลิตในหน้านั้น แบรนด์ส่วนใหญ่ที่ระบุอาจผลิตตัวเก็บประจุบางส่วนหรือส่วนใหญ่ในประเทศจีน ประเทศจีนสามารถสร้างตัวเก็บประจุที่ยอดเยี่ยมได้อย่างสมบูรณ์แบบ (และ a; lmost ผลิตภัณฑ์อื่นใดเช่นกัน) แต่ถ้าคุณซื้อผลิตภัณฑ์จีนผ่านช่องทางการขายที่คุณไม่ทราบว่าคุณสามารถเชื่อถือได้หรือถ้าคุณซื้อแบรนด์ที่คุณไม่เคยได้ยินหรือผลิตภัณฑ์ที่มีโลโก้ของแบรนด์ที่คุณเคยได้ยิน แต่จากช่องทางการขายที่มีความซื่อสัตย์ คุณไม่รู้จักคุณจะพบตัวเองไม่ช้าก็เร็ว " ... ได้รับจำนวนตัวเก็บประจุที่เพิ่มขึ้นซึ่งอาจชำรุด "

การมองหาซัพพลายเออร์ที่ดีและน่าเชื่อถืออาจเป็นหนึ่งในโซลูชั่นที่ดีที่สุด ผู้ขายเช่น Digi-key, mouser, Newark มักจะจัดหาชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณภาพสูง แต่เข้าใจว่าพวกเขามาในราคาที่สูงกว่า หากซื้อโดยตรงจากผู้ผลิตอาจขอให้ทดสอบข้อมูลจากซัพพลายเออร์เพื่อตรวจสอบว่าเป็นไปตามข้อกำหนด ซัพพลายเออร์ส่วนใหญ่มีข้อมูลการทดสอบที่พร้อมใช้งานและหากผลิตภัณฑ์ตรงตามข้อกำหนดพวกเขายินดีที่จะแบ่งปันข้อมูลเกือบจะในทันที หากตัวเก็บประจุซื้อผ่านตัวกลางคุณสามารถขอข้อมูลตัวอย่างได้ ขนาดตัวอย่าง 30 ชิ้นเป็นขนาดตัวอย่างที่ดีสำหรับการวิเคราะห์ทางสถิติ

อีกทางเลือกหนึ่งคือชุดตัวอย่างขนาดเล็กที่สามารถทดสอบได้และข้อมูลที่วัดได้สามารถวิเคราะห์โดยใช้สถิติพื้นฐานเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบขาเข้า หากตัวเก็บประจุเป็น SMT สิ่งนี้อาจกลายเป็นเรื่องยุ่งยากเพราะการสุ่มตัวอย่างข้ามรีล SMT จะทำให้เกิดปัญหาสำหรับเครื่องเลือกและวาง SMT

หลังจากได้รับข้อมูลนี้แล้วไม่ว่าจะพิจารณาดำเนินการวิเคราะห์ทางสถิติพื้นฐานบางอย่างเช่นค่าเฉลี่ยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานและการวิเคราะห์ความสามารถของกระบวนการ การวิเคราะห์ลำดับแรกอย่างง่ายประเภทนี้จะให้ข้อบ่งชี้ที่ดีหากวัสดุที่เข้ามานั้นมีข้อมูลจำเพาะ

ด้านล่างคือ 30 จุดข้อมูลที่สร้างแบบสุ่มเพื่อแสดงตัวอย่างการวิเคราะห์พื้นฐาน จุดข้อมูลจะขึ้นอยู่กับตัวเก็บประจุ 10µF ที่มีความอดทน +/- 10% จุดข้อมูลบางจุดอยู่ต่ำกว่าหรือสูงกว่าขีดจำกัดความอดทนต่ำหรือสูง

• ค่าเฉลี่ย ( ): 10.17 $\mu$
• ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน ( ): 0.93 $\sigma$
• C$_{p}$ = 0.35
• C$_{pl}$ = 0.41
• C$_{pu}$ = 0.29
• C$_{pk}$ = 0.29

ฐานข้อมูลตัวอย่างปรากฏว่าการกระจายค่าตัวเก็บประจุกว้างมาก กำลังมองหาการวิเคราะห์ข้อมูลเช่นลักษณะบางอย่างเช่นความสามารถของกระบวนการและวัสดุที่เข้ามาสามารถตรวจสอบได้ การวิเคราะห์ประเภทนี้สามารถช่วยในการตัดสินใจอย่างง่าย ๆ เกี่ยวกับตัวเก็บประจุเช่นจะยอมรับหรือปฏิเสธวัสดุ ผู้ขายสามารถอนุมัติ / ไม่อนุมัติตามข้อมูลการตรวจสอบความถูกต้องได้อย่างไร โพสต์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับหัวข้อและสมการบางส่วนที่กล่าวถึงในรายละเอียดมากขึ้น หวังว่าการตอบสนองนี้จะช่วยแก้ไขปัญหา

เราต้องนึกถึงปัญหานี้เกี่ยวกับตัวเก็บประจุที่ทำให้เกิดปัญหากับอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์เป็นเวลาหลายปี ปัญหาของเรื่องนี้คือฉันไม่แน่ใจว่าเคยมีวิธีการค้นพบผลกระทบเหล่านี้ก่อนที่จะเกิดข้อผิดพลาดหรือไม่และวิธีการบรรเทาที่สำคัญคือการเปลี่ยนซัพพลายเชน

อย่างไรก็ตามมันให้มุมมอง ดังที่ Aravinthkumar (ผู้ตอบคำถามที่นี่) แนะนำว่าการทดสอบส่วนประกอบแบบสุ่มทำให้มีองค์ประกอบที่ไม่ดีออกมาค่อนข้างดีอย่างไรก็ตามจะตรวจพบส่วนประกอบที่มีข้อบกพร่องในทันที มันจะล้มเหลวในการตรวจสอบชิ้นส่วนที่เหมือนตัวเก็บประจุทำให้เกิดโรคได้ง่าย ๆ แต่มีอายุการใช้งานก่อนกำหนด แต่ไม่มีปัญหาที่ชัดเจนอื่น ๆ นอกจากนี้อย่างที่คุณพูดเองส่วนประกอบมักจะอยู่ในสเปคดังนั้นจึงไม่มีการยกธงสีแดง

สิ่งที่ฉันแนะนำให้คุณทำคือใช้ผลิตภัณฑ์ของคุณเองอย่างต่อเนื่อง หากเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ให้พัฒนาโปรโตคอลประเภทหนึ่งคล้ายกับมาตรฐานที่ออกแบบมาเพื่อทดสอบระบบด้วยแรงดันสูงสุดที่อนุญาต วนรอบพลังงานแบบสุ่ม (ตัวเก็บประจุจำนวนมากล้มเหลวเมื่อเริ่มต้นครั้งแรกภายใต้สถานการณ์ปัจจุบันที่ไหลเข้า ) หากคุณอยู่ในเซ็กเมนต์ตลาดที่คุณไม่คาดหวังว่าอุปกรณ์ของคุณจะทำงานอย่างต่อเนื่อง (เช่น 24 ชั่วโมง / วันหรือใกล้เคียง) คุณสามารถตรวจสอบว่าส่วนประกอบตรงตามข้อกำหนดสำหรับวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ของคุณหรือไม่ เพื่อให้ความมุ่งมั่นของคุณเป็นไปอย่างรวดเร็วกว่าที่คิดเอาไว้ผู้ใช้ปลายทางจะได้ข้อสรุปเดียวกัน

การผลักส่วนประกอบให้หนักขึ้นอาจทำให้ปัญหาช้าลงได้เร็วขึ้น เนื่องจากเป็นวิธีปฏิบัติทางวิศวกรรมที่ดีในการสร้างความปลอดภัยให้กับวงจร (เนื่องจากเรากำลังพูดถึงตัวเก็บประจุอุปกรณ์จ่ายพลังงานไฟฟ้า) ผลักวงจรให้หนักขึ้น (เช่นกระแสดึง) ภายในระยะขอบของความปลอดภัยไม่มากจนทำให้เกิดความล้มเหลว มากกว่าที่คุณคาดหวังจากผู้ใช้

เมื่อใดก็ตามที่คุณกำหนดว่าความล้มเหลวในการจัดหาชิ้นส่วนปัจจุบันของคุณน่าจะเป็นไปได้ (นั่นคือสูงกว่าอัตราความล้มเหลวของผู้ผลิตหรืออัตราความล้มเหลวโดยพลการของ บริษัท ของคุณเอง) เลือกผู้ผลิตหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นต้น

ตรวจสอบส่วนประกอบบางส่วนโดยการสุ่มส่วนประกอบที่มีคุณภาพต่ำจะผลิตความร้อนทันที

อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ของเหลวภายในตัวเก็บประจุจะแห้งถ้าตัวเก็บประจุไม่ได้ถูกผนึกอย่างสมบูรณ์และ / หรือถ้าตัวเก็บประจุสัมผัสกับอุณหภูมิสูงคำจำกัดความของ "อุณหภูมิสูง" สำหรับเราคืออุณหภูมิใด ๆ เหนืออุณหภูมิห้องมาตรฐาน ของ 25 ° C หรือ 77 ° F.