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課程背景：

嵌入式系統可靠性設計，比拼的不是誰的設計更高明，而是誰的設計更少犯錯誤，而且因為軟、硬件的專業背景差異，兩個專業設計師之間的不了解，也會導致接口部分容易出現一些可靠性問題。

本課程采用逆向思維方式，從嵌入式系統設計的負面問題角度入手，總結剖析了嵌入式設計師易犯的錯誤點和接口部分的問題點，以期在設計中能提前加以預防。漏洞堵住了，跑冒滴漏自然不再發生。

課程大綱：

第一章：可靠性設計基礎

1.1、嵌入式系統故障要素分析

1.2、偶發故障機理與電壓容限

1.3、過渡過程應力

1.4、單一故障分析

第二章：嵌入式硬件電路隱患機理與可靠性設計

2.1、放大電路設計問題分析

阻抗匹配計算

濾波電路特性分析

數字濾波算法

2.2、數字IO端口問題分析

接口驅動能力計算

接口速率與端口特性關系

異常波形成因與機理分析（回勾、振蕩、塌陷）

時序控制

2.3、功率器件熱隱患計算

熱阻

負荷特性曲線

風扇與散熱片選型計算

2.4、功率開關管隱患分析與措施

高壓擊穿損傷機理與措施

熱損傷機理與措施

2.5、PCB布局布線問題

環路

地分割（單點串聯、單點并聯）

串擾分析方法

2.6、器件選型與替換注意事項

器件替換注意事項

統計方法器件質量控制與問題排查

2.7、器件特定工藝處理措施

MSD

ESD

測量測試隱患

2.8、端口防護器件選型

TVS、壓敏電阻、GDT

2.9、分立元件選型方法

電容、電感、磁珠

第三章：器件失效規律與分析方法

3.1、持續性應力與浪涌應力的區別

3.2、電壓應力與電流應力的故障現象區別

3.3、MSD與機械應力損傷的特征、成因、解決措施

3.4、基于端口特性阻抗曲線的失效測試分析方法

3.5、常用器件失效機理、失效特征、應對措施

虛焊、電阻失效、電容失效、引腳斷裂失效、低電壓失效、熱失效、IC失效、磁珠磁環失效、接插件失效、功率器件失效、器件失效測試（V-I曲線）

第四章：嵌入式系統布線布局

4.1、PCB板工藝

PCB尺寸與形狀、PCB基材、鍍層、板層數、器件布局與方向、器件封裝、絲印標識、偷錫焊盤、MARK點、過孔焊盤規則、鍍金焊盤鍍金管腳、可生產性設計、焊盤過孔、導通孔、安裝螺釘孔、布線規則、PCB布線鍍層、金手指布線規則、線條與布局通用規則、PCB光板工藝設計規則、導通孔工藝設計規則、螺釘孔周邊布線規則、插座引腳走線、標識類型與標識要求、可測試性設計

4.2、PCB的EMC防護布線

層數劃分、高、中、低速數字電路混和布局、內縮設計、機械安裝孔結構、接口接插件布局、走線規則、電源和地線分割、連接器布線規則、信號線隔離規則、板級接地措施、信號類型分類、進出機箱的導線布線規則、板卡上敏感信號與干擾信號線布線規則、地線布線單點串并聯接法、跨信號類型電路之間走線規則、環路面積受控布線方式、高精度、高速、敏感信號布線規則、晶振布線規則、敏感信號板級在線白盒測試驗證

4.3、PCB板防護工藝

防護工藝、MSD防護、PCB三防工藝、ESD防護工藝

4.4、熱設計規范

地線散熱布線規則、器件布局熱防護規則、熱設計與熱測試

武老師

武曄卿 研究員

對航天武器系統研制質量控制、和可靠性技術及方法有逾25年的研究、運行管理實踐職業經歷。目前任瑞迪航科（北京）技術有限公司總經理、兼任北京航天益來電子科技有限公司（航天三院）副總工、航天科工世紀衛星技術有限公司（科工一院）可靠性技術總師。曾任職于航天第四總體設計部主任設計師、某軍工高校兼職研究員

并曾為航天、航空、兵器、中電、GE中國研發中心、Motorola、ABB、海信、BYD、理想汽車、上汽等多行業的幾百家客戶提供相關技術服務。

出版《嵌入式系統可靠性設計技術及案例解析》（北航出版社）、《電路設計工程計算基礎》（電子出版社）。

航天質量控制典型措施（示例）

序號措施

1.項目的指揮線、技術線并行機制

2.總體所與專業所的配置

3.質量問題的歸零管理（技術歸零、管理歸零）

4.質量師制度

5.研制過程七性專題管理

6.改變=不可靠，型號一旦經過MCSD四個階段定型后，對工藝穩定性的要求堪稱苛刻，從輔材、場地、工具、工藝工序、甚至關鍵人員都要求不能變

7.器件的全篩選

8.大量的公開、半公開、不公開配套標準規范（GJB、QJ、QWE...）

9.... ...

10.統計過程控制的運用較差

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