高加速壽命試驗機介紹

1、高加速壽命試驗機介紹第1頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四在研發(fā)的DVT階段，將振動、溫度、電及濕度等應(yīng)力，進行各種不同的整合，并以階梯應(yīng)力的方式，依序或同時施加在待測物體上面。第2頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四How it works運用比一般環(huán)境更高的應(yīng)力，有次序地加載在測試物上，目的是發(fā)掘出新開發(fā)設(shè)計出的產(chǎn)品的設(shè)計弱點，而能使負責(zé)設(shè)計與開發(fā)的工程師，能夠針對這項被暴露出的弱點，進行評估，在必要的狀況下，能夠準(zhǔn)確地進一步改善在設(shè)計及制程上的這項弱點，進而提升產(chǎn)品的可靠度。這種方法就是所謂的加速或加速應(yīng)力試驗（），是可靠度試驗的重要一環(huán)。第

2、3頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT/HASS/HASA的目的加速產(chǎn)品上市提升產(chǎn)品可靠度第4頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT/HASS技術(shù)摘要觀念上：重點在改善、提升可靠度，而非評估（因此，并非Go/No Go Test）。方法上，必須深入掌握下列方法：高加速及疲勞理論。多應(yīng)力之量測、分析、加載。激勵vs.模擬。實時監(jiān)控待測物反應(yīng)。多元的弱點及極限探討。失效物理、根因關(guān)系。技巧上：設(shè)備的操作及結(jié)果的判斷。第5頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四基本原理 為何會失效？應(yīng)力：引起零組件失效的因素。單位面積上所承

3、受的作用力大小。如拉伸應(yīng)力、剪切應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、動態(tài)應(yīng)力。應(yīng)力為隨機變量，以統(tǒng)計分布來描述。強度：阻止零組件失效的因素。單位面積上所承受的作用力大小。如拉伸應(yīng)力、剪切應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、動態(tài)應(yīng)力。應(yīng)力為隨機變量，以統(tǒng)計分布來描述。第6頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四基本原理 為何會失效？應(yīng)力強度 失效 或 不可靠。第7頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四基本原理 為何會失效？產(chǎn)品因退化而強度降低 失效。第8頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四基本原理 為何會失效？即使強度有所提升，但潛在疵病仍可能引致失效。第9頁，共34頁，20

4、22年，5月20日，19點56分，星期四基本原理 如何不失效？ESS或HASS剔除潛在疵病所引起的早夭期失效。RET或HALT提升產(chǎn)品強度。第10頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四基本原理 如何促發(fā)失效？施加加速應(yīng)力，促使?jié)撛诖貌』虼嗳踉O(shè)計成失效，以提升產(chǎn)品強度。第11頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四Overview of HALT & HASSHALT獲得產(chǎn)品操作以及破壞極限。挖掘設(shè)計弱點及制程疵病所引致失效。進行失效RCA，開發(fā)CA，并改正失效，提升可靠度。HASS研發(fā)訂定HASS規(guī)格底線。HASS驗證：剔除疵病效益的驗證。不損及太多使用壽

5、命的驗證。HASS生產(chǎn)監(jiān)控生產(chǎn)的篩選效益。第12頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT & HASS的原理7075-T6鋁的疲勞損傷S-N曲線：應(yīng)力在40KSI時，疲勞斷裂循環(huán)數(shù)為2,000,000。應(yīng)力在80KSI時，疲勞斷裂循環(huán)數(shù)為2,000。例如對鋁制零組件插腳施加1,000Hz的振動，當(dāng)應(yīng)力為40,000psi時，則將會在2,000sec后失效，而當(dāng)應(yīng)力為80,000psi時，則將會在2sec后失效。第13頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT & HASS的原理溫變率和篩選時間的關(guān)系：溫變率5oC/min需要篩選時間440hr。

6、溫變率40oC/min需要篩選時間0.1hr。第14頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT & HASS的原理若振動位準(zhǔn)降低為原來的1/2，則在新位準(zhǔn)下，需要1000倍的時間，或在原來時間下，需要1000部振動機， 才能發(fā)現(xiàn)等價的失效數(shù)。若溫變率從40oC/min降低5oC/min，則在5oC/min下，需要4400倍的時間，或在原來時間下，需要4400部溫度柜， 才能發(fā)現(xiàn)等價的失效數(shù)。第15頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四環(huán)境試驗和HALT的主要差別觀念（鑒定 vs. 強化）方法（模擬 vs. 激勵）技巧（微觀 vs. 巨觀）第16頁，共

7、34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四基本原理 模擬 or 激勵模擬(Simulation)模擬操作環(huán)境試驗：產(chǎn)品研發(fā)研發(fā)加速壽命試驗(ALT)品質(zhì)鑒定試驗(QT)可靠度可靠強化試驗(RET)TAAF：可靠度成長環(huán)境條件：自然環(huán)境誘發(fā)環(huán)境復(fù)合環(huán)境加速應(yīng)力試驗裁適激勵(Stimulation)促發(fā)疵病成失效篩選：制程零件及制程疵病零組件電路板單機系統(tǒng)SAAF：制程精進環(huán)境應(yīng)力篩選溫度循環(huán)隨機振動濕度電力循環(huán)復(fù)合環(huán)境應(yīng)力篩選裁適第17頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)品品質(zhì)的特性：產(chǎn)品離開生產(chǎn)線的性能。產(chǎn)品在使用操作中保持其離開生產(chǎn)性能之能力。品質(zhì)保

8、證(1940)環(huán)境試驗產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性?？煽慷缺ＷC(1960)可靠度試驗產(chǎn)品可靠性。確保產(chǎn)品品質(zhì)及可靠度，環(huán)境試驗及可靠度試驗缺一不可。設(shè)計 制造 試驗第18頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT/HASS和可靠度工程的關(guān)系第19頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT/HASS/HASA的目的加速產(chǎn)品上市提升產(chǎn)品可靠度第20頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四基本原理 浴缸曲線第21頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四加速可靠度工程(1990)HALT : Highly Accelerated L

9、ife TestingHASS : Highly Accelerated Stress ScreenHALT產(chǎn)品強化HASS過程檢測設(shè)計階段生產(chǎn)階段第22頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT的產(chǎn)品研發(fā)第23頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四Non-HALT v.s. HALT執(zhí)行HALT的產(chǎn)品壽命無執(zhí)行HALT的產(chǎn)品壽命第24頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四經(jīng)濟上的考量盡早在產(chǎn)品設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)設(shè)計弱點，可以獲得許多好處。階段花費設(shè)計階段$35采購之前$175生產(chǎn)之前$368裝船之前$17,000顧客使用$690,00

10、0及早發(fā)現(xiàn)，提早治療！第25頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT v.s. DVT不同的目的，不同的結(jié)果。DVT驗證產(chǎn)品符合規(guī)格。驗證產(chǎn)品于所遭遇環(huán)境 內(nèi)可發(fā)揮功能。當(dāng)產(chǎn)品通過所有試驗， 且沒有發(fā)生失效時，它 才算成功。HALT對產(chǎn)品施加超出規(guī)格的應(yīng)力。對產(chǎn)品持續(xù)施加應(yīng)力，直到弱點變成失效。決定操作及破壞界限。當(dāng)產(chǎn)品失效被促發(fā)、獲悉失效 模式、已采取CA且消除以及 界限已被決定，它才算成功。第26頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT v.s. DVT 關(guān)鍵性的差異DVT是一種 “通過/不通過” 試驗。HALT則不是，故無所謂的 “通過

11、/不通過” 問題，此乃因它沒有預(yù)設(shè)的界限來提供跨越。第27頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四目的不同，應(yīng)力不同DVT是模擬！使用環(huán)境條件。緩慢的溫變率。傳統(tǒng)正弦或隨機振動。HALT是激發(fā)！溫度極值。溫變率極值。6自由度重復(fù)沖擊式的振動(RSV)。HALT能否用來取代DVT？第28頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT、HASS和傳統(tǒng)方法的比較階段設(shè)計先導(dǎo)生產(chǎn)生產(chǎn)試驗類別品質(zhì)鑑定HALT壽命試驗HASS研發(fā)HASS安全性可靠度展示HASSHASS最佳化目的符合顧客需求最大邊際最少試件展示壽命選擇規(guī)格及設(shè)備出廠許可確認量測可靠度精進可靠度最少成本

12、最大效益期望顧客能接受精進邊際獲得所需MTBF最少成本及最大可靠度HASS後仍有足夠壽命通過根本原因修正行動最少成本最大效益方法依序模擬實地環(huán)境階梯應(yīng)力至失效實地模擬最大時間壓縮多次重複但無磨耗實地模擬加速激發(fā)重複HASS修訂輪廓時間數(shù)週數(shù)天數(shù)週數(shù)天數(shù)天數(shù)月數(shù)分數(shù)週應(yīng)力位準(zhǔn)實地超過實地實地超過實地超過實地實地超過實地超過實地第29頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT和傳統(tǒng)試驗成本/時程的比較產(chǎn)品 #1 - HALT 試驗設(shè)備成本 - $8,000。 三個試驗樣本。 一個整合實驗柜。 不需振動夾具。 5天完成。產(chǎn)品 #2 傳統(tǒng) 試驗設(shè)備成本 - $65,000 二個

13、試驗樣本。 二個溫度柜，二個振動臺。 二個振動夾具。 7周完成。結(jié)論： HALT提供較快速的上市時間(降低試驗時間) 、降低工程成本及較統(tǒng)試驗方法為佳的試驗結(jié)果。第30頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四高加速壽命試驗Highly Accelerated Life Test(HALT)第31頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT三部曲HALT之前：試驗及設(shè)計工程師在HALT執(zhí)行之前，需召開HALT委員會，考量測試軟硬體、夾具、電纜線、數(shù)據(jù)截取設(shè)備及資源分配等事宜，并開會商議HALT試驗計劃及開始時間。HALT：依據(jù)HALT委員會所律定試驗計劃，執(zhí)行HALT。HALT之后：HALT報告完成后， HALT委員會成員再次集會，研討HALT期間所發(fā)現(xiàn)的議題，以指定各議題的負責(zé)人員。各負責(zé)人必須隨后向HALT委員會報告各議題的根本原因及修正行動，以利安排后續(xù)HALT的時程，再次驗證修正行動是否奏效。第32頁，共34頁，2022年，5月20日，19點56分，星期四HALT的議題為何執(zhí)行HALT？使產(chǎn)品成熟地進入市場，即更高的顧客滿意度、降低保固與服務(wù)成本及具有競爭優(yōu)勢，且使設(shè)計研發(fā)成本花費最少。HALT的優(yōu)缺點為何？優(yōu)點：提升可靠度、節(jié)省成本、具競爭力、比預(yù)期早上市、提高市場占有率。缺點：需投資籌建HALT及HASS