高加速壽命試驗(yàn)機(jī)介紹

1、高加速壽命試驗(yàn)機(jī)介紹第1頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四在研發(fā)的DVT階段，將振動(dòng)、溫度、電及濕度等應(yīng)力，進(jìn)行各種不同的整合，并以階梯應(yīng)力的方式，依序或同時(shí)施加在待測(cè)物體上面。第2頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四How it works運(yùn)用比一般環(huán)境更高的應(yīng)力，有次序地加載在測(cè)試物上，目的是發(fā)掘出新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)弱點(diǎn)，而能使負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的工程師，能夠針對(duì)這項(xiàng)被暴露出的弱點(diǎn)，進(jìn)行評(píng)估，在必要的狀況下，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)一步改善在設(shè)計(jì)及制程上的這項(xiàng)弱點(diǎn)，進(jìn)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(yàn)（），是可靠度試驗(yàn)的重要一環(huán)。第

2、3頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT/HASS技術(shù)摘要觀念上：重點(diǎn)在改善、提升可靠度，而非評(píng)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(cè)、分析、加載。激勵(lì)vs.模擬。實(shí)時(shí)監(jiān)控待測(cè)物反應(yīng)。多元的弱點(diǎn)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(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四基本原理 為何會(huì)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(dòng)態(tài)應(yīng)力。應(yīng)力為隨機(jī)變量，以統(tǒng)計(jì)分布來(lái)描述。強(qiáng)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(dòng)態(tài)應(yīng)力。應(yīng)力為隨機(jī)變量，以統(tǒng)計(jì)分布來(lái)描述。第6頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四基本原理 為何會(huì)失效？應(yīng)力強(qiáng)度 失效 或 不可靠。第7頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四基本原理 為何會(huì)失效？產(chǎn)品因退化而強(qiáng)度降低 失效。第8頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四基本原理 為何會(huì)失效？即使強(qiáng)度有所提升，但潛在疵病仍可能引致失效。第9頁(yè)，共34頁(yè)，20

4、22年，5月20日，19點(diǎn)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(qiáng)度。第10頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(jì)成失效，以提升產(chǎn)品強(qiáng)度。第11頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(jì)弱點(diǎn)及制程疵病所引致失效。進(jìn)行失效RCA，開(kāi)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(yàn)證：剔除疵病效益的驗(yàn)證。不損及太多使用壽

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

6、溫變率40oC/min需要篩選時(shí)間0.1hr。第14頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT & HASS的原理若振動(dòng)位準(zhǔn)降低為原來(lái)的1/2，則在新位準(zhǔn)下，需要1000倍的時(shí)間，或在原來(lái)時(shí)間下，需要1000部振動(dòng)機(jī)， 才能發(fā)現(xiàn)等價(jià)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(shí)間，或在原來(lái)時(shí)間下，需要4400部溫度柜， 才能發(fā)現(xiàn)等價(jià)的失效數(shù)。第15頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四環(huán)境試驗(yàn)和HALT的主要差別觀念（鑒定 vs. 強(qiáng)化）方法（模擬 vs. 激勵(lì)）技巧（微觀 vs. 巨觀）第16頁(yè)，共

7、34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四基本原理 模擬 or 激勵(lì)模擬(Simulation)模擬操作環(huán)境試驗(yàn)：產(chǎn)品研發(fā)研發(fā)加速壽命試驗(yàn)(ALT)品質(zhì)鑒定試驗(yàn)(QT)可靠度可靠強(qiáng)化試驗(yàn)(RET)TAAF：可靠度成長(zhǎng)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(yàn)裁適激勵(lì)(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(jī)系統(tǒng)SAAF：制程精進(jìn)環(huán)境應(yīng)力篩選溫度循環(huán)隨機(jī)振動(dòng)濕度電力循環(huán)復(fù)合環(huán)境應(yīng)力篩選裁適第17頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(kāi)生產(chǎn)線的性能。產(chǎn)品在使用操作中保持其離開(kāi)生產(chǎn)性能之能力。品質(zhì)保

8、證(1940)環(huán)境試驗(yàn)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性?？煽慷缺ＷC(1960)可靠度試驗(yàn)產(chǎn)品可靠性。確保產(chǎn)品品質(zhì)及可靠度，環(huán)境試驗(yàn)及可靠度試驗(yàn)缺一不可。設(shè)計(jì) 制造 試驗(yàn)第18頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT/HASS和可靠度工程的關(guān)系第19頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四基本原理 浴缸曲線第21頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(qiáng)化HASS過(guò)程檢測(cè)設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)階段第22頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT的產(chǎn)品研發(fā)第23頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四Non-HALT v.s. HALT執(zhí)行HALT的產(chǎn)品壽命無(wú)執(zhí)行HALT的產(chǎn)品壽命第24頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四經(jīng)濟(jì)上的考量盡早在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)弱點(diǎn)，可以獲得許多好處。階段花費(fèi)設(shè)計(jì)階段$35采購(gòu)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(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT v.s. DVT不同的目的，不同的結(jié)果。DVT驗(yàn)證產(chǎn)品符合規(guī)格。驗(yàn)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(guò)所有試驗(yàn)， 且沒(méi)有發(fā)生失效時(shí)，它 才算成功。HALT對(duì)產(chǎn)品施加超出規(guī)格的應(yīng)力。對(duì)產(chǎn)品持續(xù)施加應(yīng)力，直到弱點(diǎn)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(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT v.s. DVT 關(guān)鍵性的差異DVT是一種 “通過(guò)/不通過(guò)” 試驗(yàn)。HALT則不是，故無(wú)所謂的 “通過(guò)

11、/不通過(guò)” 問(wèn)題，此乃因它沒(méi)有預(yù)設(shè)的界限來(lái)提供跨越。第27頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)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(jī)振動(dòng)。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(dòng)(RSV)。HALT能否用來(lái)取代DVT？第28頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT、HASS和傳統(tǒng)方法的比較階段設(shè)計(jì)先導(dǎo)生產(chǎn)生產(chǎn)試驗(yàn)類別品質(zhì)鑑定HALT壽命試驗(yàn)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(rèn)量測(cè)可靠度精進(jìn)可靠度最少成本

12、最大效益期望顧客能接受精進(jìn)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(guò)根本原因修正行動(dòng)最少成本最大效益方法依序模擬實(shí)地環(huán)境階梯應(yīng)力至失效實(shí)地模擬最大時(shí)間壓縮多次重複但無(wú)磨耗實(shí)地模擬加速激發(fā)重複HASS修訂輪廓時(shí)間數(shù)週數(shù)天數(shù)週數(shù)天數(shù)天數(shù)月數(shù)分?jǐn)?shù)週應(yīng)力位準(zhǔn)實(shí)地超過(guò)實(shí)地實(shí)地超過(guò)實(shí)地超過(guò)實(shí)地實(shí)地超過(guò)實(shí)地超過(guò)實(shí)地第29頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT和傳統(tǒng)試驗(yàn)成本/時(shí)程的比較產(chǎn)品 #1 - HALT 試驗(yàn)設(shè)備成本 - $8,000。 三個(gè)試驗(yàn)樣本。 一個(gè)整合實(shí)驗(yàn)柜。 不需振動(dòng)夾具。 5天完成。產(chǎn)品 #2 傳統(tǒng) 試驗(yàn)設(shè)備成本 - $65,000 二個(gè)

13、試驗(yàn)樣本。 二個(gè)溫度柜，二個(gè)振動(dòng)臺(tái)。 二個(gè)振動(dòng)夾具。 7周完成。結(jié)論： HALT提供較快速的上市時(shí)間(降低試驗(yàn)時(shí)間) 、降低工程成本及較統(tǒng)試驗(yàn)方法為佳的試驗(yàn)結(jié)果。第30頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四高加速壽命試驗(yàn)Highly Accelerated Life Test(HALT)第31頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT三部曲HALT之前：試驗(yàn)及設(shè)計(jì)工程師在HALT執(zhí)行之前，需召開(kāi)HALT委員會(huì)，考量測(cè)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(kāi)會(huì)商議HALT試驗(yàn)計(jì)劃及開(kāi)始時(shí)間。HALT：依據(jù)HALT委員會(huì)所律定試驗(yàn)計(jì)劃，執(zhí)行HALT。HALT之后：HALT報(bào)告完成后， HALT委員會(huì)成員再次集會(huì)，研討HALT期間所發(fā)現(xiàn)的議題，以指定各議題的負(fù)責(zé)人員。各負(fù)責(zé)人必須隨后向HALT委員會(huì)報(bào)告各議題的根本原因及修正行動(dòng)，以利安排后續(xù)HALT的時(shí)程，再次驗(yàn)證修正行動(dòng)是否奏效。第32頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)56分，星期四HALT的議題為何執(zhí)行HALT？使產(chǎn)品成熟地進(jìn)入市場(chǎng)，即更高的顧客滿意度、降低保固與服務(wù)成本及具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，且使設(shè)計(jì)研發(fā)成本花費(fèi)最少。HALT的優(yōu)缺點(diǎn)為何？?jī)?yōu)點(diǎn)：提升可靠度、節(jié)省成本、具競(jìng)爭(zhēng)力、比預(yù)期早上市、提高市場(chǎng)占有率。缺點(diǎn)：需投資籌建HALT及HASS