摘要：PCB可靠性是指“裸板”能够满足后续PCB装配的生产条件，并在特定的工作环境和操作条件下，在一定的时期内，可以保持正常运行功能的能力。
关键词：PCB；可靠性；管理
一、PCB的可靠性
可靠性指的是“可信赖的”、“可信任的”，是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。对于终端产品而言，可靠度越高，使用保障就越高。PCB可靠性是指“裸板”能够满足后续PCB装配的生产条件，并在特定的工作环境和操作条件下，在一定的时期内，可以保持正常运行功能的能力。
二、可靠性如何发展过程
50年代，在朝鲜战争期间，美国50%的电子设备在储存期间就失效、60%的机载电子设备运到远东后不能使用。美国发现不可靠电子设备影响战争的进行，而且年均维修费是设备采购费用的2倍。
1949年，美国无线电工程师学会成立了第一个可靠性专业学术组织——可靠性技术组。1950年12月，美国成立了“电子设备可靠性专门委员会”，军方、武器制造公司及学术界开始介入可靠性研究，到1952年3月便提出了具有深远影响的建议；研究成果首先应用于航天、军事、电子等军工工业，随后逐渐扩展到民用工业。
60年代，随着航空航天工业的迅速发展，可靠性设计和试验方法被接受和应用于航空电子系统中，可靠性工程得到迅速发展！1965年，美国颁发了《系统与设备的可靠性大纲要求》，可靠性工程活动与传统的设计、研制和生产相结合，获得了较好的效益。罗姆航空发展中心组建了可靠性分析中心，从事与电子设备有关的电子与机电、机械件及电子系统的可靠性研究，包括可靠性预计、可靠性分配、可靠性试验、可靠性物理、可靠性数据采集、分析等。
70年代中，美国国防武器系统的寿命周期费用问题突出，人们更深切地认识到可靠性工程是减少寿命费用的重要工具，可靠性工厂得到进一步发展，更严格、更符合实际、更有效的设计和试验方法被采用，带动了失效研究和分析技术的快速发展。
90年代以后，可靠性工程从军工企业发展到民用电子信息产业、交通、服务、能源等行业，从专业变成“普业”。ISO9001质量管理体系把可靠性管理列入审查的重要内容，有关可靠性的专业技术标准被纳入了质量管理体系文件之中，成为“说到的必须做到”的管理条文。
时至今日，可靠性管理已经被社会各行各业广泛接受，企业经营理念普遍也由过往的“要我重视产品可靠性”转变成现在的“我要十分重视产品可靠性”
三、可靠性的重要性
90年代，美国UL发文说中国生产的PCB在美国引起多起设备仪器起火，原因是中国的PCB工厂使用了非阻燃的板材，但是打上了UL标记。据官方数据统计，PCBA因可靠性失效所造成的赔偿占外部失效成本的90%以上！ GE公司分析，对能源、交通、矿山、通讯、工控、医疗等连续作业的设备，即使可靠性提高1%，成本提高10%也是合算的。PCBA可靠性高，则维修费、停机损失可大幅减少，资产及生命安全更有保障！当今，放眼全球，国家与国家的竞争已经演变成企业与企业的竞争，可靠性工程是企业开展全球化竞争的门槛，也是企业在日益剧烈的市场当中脱颖而出的致胜法宝。作为各种电子元器件的载体和电路信号传输的枢纽，PCB决定了电子封装的质量和可靠性。随着电子产品越发小型化、轻量化、多功能化，以及无铅、无卤等环保要求的持续推动，PCB行业正呈现出“线细、孔小、层多、板薄、高频、高速”的发展趋势，对可靠性的要求会越来越高。
高可靠性PCB可以发挥稳健的载体作用，实现PCBA的长期、稳定运作，从而保证终端产品的安全性、稳定性和使用寿命，企业进而得以增强竞争力、提升信誉、扩大市场份额、提高经济效益。
四、评价的方法
高可靠性是结合“工程技术”与“管理艺术”的一种实践科学，稳健地产出高可靠PCB须建立一整套“规范、高效、协同、可控”的管理程序，要求工厂必须全方位管控“工程设计、生产物料、制造设备、流程工艺、品保设施、生产环境、管理体系、团队素质”等一系列影响因子。
因此，评估PCB是否具备“高可靠性”需要深度确认工厂的下列管控项目是否已经完全受控。
1．预防机制
1)工程设计：客户要求识别、信息化管理、自动化作业、专业化技能；设计标准规范，基于工厂制程能力修正可制造性；工作规范、流程标准化、工程制作自动化；
2)制造流程：体系化、系统化管理全制程各个流程工序的管控目标、操作流程及作业规范；
3)品控管理：规范品质监控标准，完善品保体系，协助制程改善品质；
2．过程管理
1)质量和产品安全体系：IATF16949、ISO9001、GJB9001、UL、CQC、RoHS；
2)工程设计：叠层结构、阻抗、最小线宽、最小间距、最小孔径、铜厚?等DFM规范；生产流程设计、材料选择、可制造性文件设计?等；
3)生产物料：供应商评审、材料评估、原材料检验、原材料储存等；
4)制程工艺：制程能力、生产参数、药液使用、首件FA等；
5)设备设施：评估、日常点检、进度测试、预测性维护、预防性维护、周期性检修等；
6)作业环境：无尘、恒温、恒湿、光照度等；
7)品质监控：进料IQC、制程IPQC、制程IPQA、终检FQC、出货OQC、信耐性测试等；
8)管理团队：操作规范、风险识别、问题剖析、策略分析等；
3．品保稽查
1)品质良率：实时监控；
2)品质可靠度：实时/定期核查；
3)品质一致性：实时/按需稽查；
4)平均无故障使用时长：定期/按需验证；
4．测试验证
1)信号性能：阻抗测试、信号损耗；
2)耐热性能：热应力、Tg测试、TMA测试；
3)互联性能：IST测试、耐电流、冷热冲击；
4)机械性能：剥离强度、拉脱强度、阻焊硬度、附着力；
5)绝缘性能：耐电压测试、湿热绝缘电阻、耐CAF测试；
6)焊接性能：清洁度测试、可焊性测试；
7)耐腐蚀性能：阻焊耐化学试剂、金手指孔隙率。
参考文献
[1]涂时亮,张友德.PCB用户手册[M].?复旦大学出版社,?2010.
[2]何立民.?MCS-51系列单片机应用系统设计[M].?北京航天航空大学出版,?2011.
[3]刘福禄.电工电子技术[M],大连理工大学出版社,2014年1月.
作者简介：刘福禄，男，1964.10.副教授。