דו"ח חקר מקצועי

איתור סיבת השורש האפשרית

חקר שורשי כשל

ביצוע מתוקן

דיון בתוצאות

המלצות והנחיות לתיקון ושינוי מצב קיים

תהליך חקר כשלים במעגלים אלקטרונים

הכשל במעגל האלקטרוני נגרם בגלל תקלות הנוצרות במגוון רחב של מוקדים אפשריים. באופן כללי, אפשר לסווג את התקלות לנושאים הבאים:

 

1. תקלות תכנון:

  • שימוש ברכיבים שאינם מתאימים לאפליקציה.
  • תכנון חשמלי לקוי של האפליקציה.
  • תקלת הגדרות רכיבים ועריכה של המעגל המודפס.
  • תכנון זווד או אינטגרציה לקויה.

2. תקלות ייצור:

  • תקלות ייצור במעגל המודפס.
  • תקלות בייצור הזווד או במרכיבים הפריפריאליים כגון: כבלים או אנטנות.
  • תקלות בתהליך ההרכבה הממוכן של המעגל המודפס.
  • תקלות בתהליך ההרכבה הידני של המעגל או המכלול ובמהלך תיקונים מקומיים.

3. תקלות בשימוש:

  • תקלות שינוע ושימוש לקוי של הלקוח לאחר ההרכבה.
  • תקלות עקב שימוש במיתארים שאינם מתאימים לאפליקציה המתוכננת.

תהליך חקר כשלים במעגלים אלקטרונים

מהלך חקר התקלה
נהוג לחשוב שכל אחד משלשת סוגי התקלות שתוארו בסעיף הקודם הינו אוטונומי לתחום הספציפי אליו הוא שייך.

לכאורה, אין קשר בין הטכנאי שבודק את המעגל ללא הגנות ESD ועקב כך גורם לתקלה, לבין הטכנאי שמדפיס משחת הלחמה בסטייה גדולה שגורמת לקצר בין הפדים, לבין העורך שהגדיר מידות פדים לא נכונות ובכך גרם לנתקים ברכיב. לא כך הוא הדבר. הכוונה היא שבכל מקרה של תקלה יש לשתף את כל שרשרת המשתתפים בתהליך כדי לאפשר הפקת מסקנות רוחביות והשתפרות לעתיד. כמו כן, מהות התקלה שמתבטאת בסימפטום מסויים יכולה להיות זהה ללא קשר לכל אחד משלשת הגורמים המתוארים לעיל. כלומר, התפוצצות קבל יכולה להגרם עקב העמסה במתח גבוה מידי, או עקב קצר לזווד, או עקב קצר במעגל המודפס, או עקב סדק שנגרם בתהליך ההרכבה וכו'.
בנוהל עבודתינו בתחום חקר הכשלים, אנו פועלים באורח מתודולוגי וסיסטמטי באמצעות שורה של צעדים שיש לבצע במהלך חקירה. דרך הפעולה מבוססת על תרשים זרימה לוגי שבנוי מסדרה של בדיקות שיש לבצע ותוך כדי כך לפסול את האפשרויות הקיימות עד להגעה לסיבת השורש של התקלה.

דיאגרמת זרימה של תהליך החקר השלדי

התרשים הבא מהווה סדר פעולות ראשוני שלדי המתבצע על ידי החברה כנוהל במצבי תקלות במקרים שונים.

diagram_grey

השלבים לזיהוי סיבת השורש לתקלה

כאשר מתרחשת תקלה, הסימפטום די ברור, אבל בד"כ הסיבה להיווצרות התקלה אינה ידועה ויש לחקור את הנושא עד להגעה לסיבת השורש שגרמה לתקלה. להלן שלבי העבודה בחברת מראל הנדסה לצורך זיהוי וודאי לסיבת השורש לתקלה

1. הגדרת מהות התקלה:
מדובר בתיאור מפורט של הממצאים בשטח. כלומר, מה רואים ומה האבחנה. התיאור צריך לכלול את זמן\מקום גילוי התקלה וצילומים של הליקוי שנמצא.
2. סטטיסטיקת התקלה:
האם התרחשו בעבר תקלות זהות לחלוטין במכלול הנבדק? אם כן, מה הייתה ההתייחסות בעבר והאם נמצאה סיבת השורש לתקלה. אם לא, האם קיימות תקלות הדומות באופיין לתקלה הנוכחית, ומה הייתה ההתייחסות עבורן.
3. היתייחסות למקום\זמן גילוי התקלה:
•הדירגרמה השילדית של חקר התקלות מתארת בסנף הימני תקלות שמתרחשות בשלבי התכנון השונים של המערכת. תקלות אלה נחשבות כקלות יחסית, כי הן ניתנות לתיקון על הנייר לפני תהליכי הייצור השונים. תקלות שמתגלות בשלב בדיקת הקבלה למעגל המודפס יכולות להגרם על ידי תקלת יצרן אולם גם על ידי תקלת תכנון שלא אותה בשלב הקודם. גילוי תקלה בעת תהליכי ההרכבה הידניים והאוטומטיים גם כן מוגדרות כברות שליטה מיכיוון שהגילוי הוא על התקלה עצמה וזה ניתן לתיקון.
הבעיה העיקרית קשורה בתקלות המתגלות בשני הסנפים השמאליים של הדיאגרמה. אם המוצר סיים את תהליכי הייצור, המשמעות היא שאנו מאמינים שהוא תקין, ולכן היווצרות של תקלה היא בבחינת הפתעה עבורנו ובד"כ בנקודה זו, יש לשאול את השאלות הנכונות במסגרת הליך מסודר של חקר התקלה.
• בכל מקרה של גילוי תקלה, יש לעצור ולכנס את כל המעורבים בפעילות האקטיבית בתכנון וייצור המערכת עד לנקודה שבה נתגלתה התקלה. לדוגמא: אם נתגלתה תקלת עריכת פדים של רכיב בצוות העריכה, המעורבים בניתוח התקלה ותיקונה יהיו: המתכנן, העורך, והטכנולוג. אבל אם נתגלתה תקלה במוצר שעבד בשטח וכשל, יש לערב את כל שרשרת הייצור, הבדיקות וההשמשה. תקלה שמתגלית בזמן שימוש המוצר יכולה להשתייך למגוון רחב מאוד של סיבות אפשריות.

 

שאלות בסיס:

1. לאחר שהתברר לחלוטין באיזה שלב התגלתה התקלה, הגדר את מהות התקלה: לדוגמה:

  • קבל שרוף? נגד שבור? הלחמה מנותקת או מקוצרת? רכיב סדוק? חוט קרוע? זיהום מקומי כל שהוא? וכו'.
  • האם תקלה חוזרת? האם ניתן לשחזר את התקלה?
  • מה הקשר בין התקלה לבין סביבתה? (רכיבים סמוכים, זיווד סמוך, הלחמות ידניות וכו')
  • מה הקשר בין התקלה לבין התנאים הסביבתיים? (סביבת הפעלה, טמפרטורות, מאמצים מכאניים, לחות וכו')

2. יש להגדיר מהם כל המודלים הבסיסיים המאפשרים תקלות מסוג זה? אנו נעשה נסיון לשייך את אחד המודלים לתקלה בפועל על פי השאלות הבסיס,

לדוגמא עבור קבל שרוף:

  • שבר בקבל עקב תהליך הרכבה לקוי, או עקב קבל מקולקל.
  • קצר בין אחד ממגעי הקבל לזיווד סמוך או לרכיב סמוך
  • הפעלה חשמלית בתנאים שהם מחוץ לגבולות הנתונים של הקבל (מתח גבוה..)

שימוש לא נכון בציוד עבודה ידני כגון: מלחם או כלי אחר שעלול לפגוע פיסית בקבל עצמו.

 

מיקוד מסלול החקר:
במידה ושאלות הבסיס הביאו לכיוון מסויים בחקירה, יש להתמקד בכיוון זה ולבצע סדרת ניסיונות מתוך כוונה לשחזר את התקלה. שחזור התקלה, אם יעשה בצורה נכונה – יצביע בוודאות על סיבת השורש.
במידה ושאלות הבסיס לא הביאו לכיוון מסויים בחקירה, אזי יש לפתוח ערוצי חקירה רלוונטיים בהתאם לסוג התקלה. ערוצי החקירה כוללים את כל המסלולים הרלוונטיים המשתתפים בתהליך הייצור של המוצר.

הטבלה הבאה מרכזת מגוון של תקלות, עם סיבות שורש אפשריות ומציעה דרכים לחקר על מנת למצוא את סיבת השורש.

Failure-Analysis