可靠度|谈谈环境应力筛选

1.环境应力筛选定义为何?

环境应力筛选(Environmental Stress Screening)简称 ESS,是一种利用环境应力进行电子产品质量管理的程序。

2.环境应力筛选目的为何?

在电子产品上加诸一个或多个特定且低于其设计强度的环境应力,加速促使产品早夭期的潜在疵病提早曝露出来,即在出厂前尽早发掘较脆弱的零件及改善制程中工艺的瑕疵,避免产品在正常使用时产生这一类的失效,确保产品质量稳定,减少维修成本及避免因失效而导致不必要的损失。

3.何谓早夭期?

当新产品早期使用时,显示出较高的失效率,此乃因产品中有少数材质不良零件或制程上之瑕疵所造成,在相当低之应力作用下即告失效,此阶段称为产品之早夭期。

寿命/浴缸曲线:

4.何谓潜在疵病?

因制程工艺或使用零件不良而产生,必需由适当的环境应力加速使这一类的疵病提早曝露出来。

5.环境应力筛选应用范围为何?

环境应力筛选目的乃在使产品早期疵病提早暴露,并将其修改更正,如果产品不经过环境应力筛选剔除其潜在疵病,则在使用初期会渐渐出现此类疵病所导致之失效,不但降低顾客对产品质量的信心,且须花费相当程度的维修成本。

6.环境应力筛选项目为何?

根据1981年ESSEH委员会统计发现,温度循环和随机振动应用于筛选产生的效益最大;另外,复合环境的成本比单一环境所花费的经费高出甚多,所以没有必要以复合环境应力来筛选。目前高加速应力筛选(HASS)则强调施加所有应力。

各种环境应力之相对筛选效率:

7.环境应力筛选试件层次为何?

试件筛选组合层次的考虑因素有二:剔除潜在疵病及维修成本的效益。

就剔除潜在疵病的效益而言,愈低层次愈能剔除较多比率的潜在疵病;就失效维修成本而言,愈低层次发现失效而改正的成本将愈低。

因此,目前试件筛选层次于考虑剔除潜在疵病及维修成本等效益,并考虑试验装备能量。

8.环境应力筛选规格拟订原则为何?

拟订筛选规格时,有两个重要的原则:

  • 筛选规格并无通用性:

  • 筛选规格与产品本身特性(如动态、热传)有关,只要能对剔除潜在疵病具效益者,皆可为筛选规格。

  • 筛选规格必须具有弹性:

  • 整个筛选计划最重要的是讲求效益,能提供良好筛选效益的规格,即可称为合理筛选规格。就个别产品而言,筛选规格并无唯一性,而着眼于筛选效益,故应随时检视其失效记录,依其运用效果随时检讨修订。

    9.温度循环筛选规格拟订考虑条件为何?

    温度循环筛选规格拟订考虑条件为:

  • 保温时间:保温时间以试件达到温度稳定为原则。

  • 加电时机:原则上于温度循环升温及高温时须加电。

  • 功能检测时机:筛选前后都必须进行功能检测。筛选过程中不可失效之循环必须连续功能检测,非不可失效之循环可任选几个循环执行功能检测。

  • 失效处理原则:若试件于非不可失效循环中发生失效,则分析失效原因,详加记录并修复,再从发生失效的该循环,重新执行试验。若于不可失效循环发生失效,则必须重新执行不可失效之循环。

  • 10.随机振动筛选规格拟订考虑之条件为何?

    执行随机振动筛选规格拟订考虑条件为:

  • 产品加电与否:在执行振动筛选时,须全程加电以测试产品在动态环境下之功能是否正常。

  • 功能检测时机:在振动筛选前、中、后均须执行功能检测。

  • 失效处理原则:振动筛选过程中若发生失效,分析失效原因,详加记录并修复,没通过的轴向须补振10分钟。

  • 11.环境应力筛选于研发阶段之效益为何?

    产品于研发阶段的初期设计评估,着重于符合功能规格需求的探讨,故此阶段不希望因工艺制作或零件选用质量不良等潜在疵病所致失效而误导方向。

    因此,被用来评估符合功能规格与否的研发产品,必须通过筛选以尽早发掘潜在疵病,缩短因失效而修订设计之时程,且达成无潜在疵病失效的目标,而应力筛选正是提供此项需求的良好管制工具。

    12.环境应力筛选于生产阶段效益为何?

    生产制造阶段乃环境应力筛选最主要应用的范围,本阶段环境应力筛选的效益最佳;目的乃于产品整个生产组装过程中,其制程、工艺水平控制与组装操作等程序上质量的建立与维护,以确保产品于设计之固有可靠度及生产质量的稳定性,并减少使用时所需之维修成本。

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