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    換氣式老化試驗(yàn)箱性能指標(biāo)1、溫度范圍:常溫+10℃~300℃2、控制精度:0.5℃3、解析精度:0.1℃4、分布誤差:1%5、升溫時(shí)間:自常溫至300℃,約40分鐘。6、內(nèi)箱尺寸:50cm(

    換氣式老化試驗(yàn)箱
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    ESS溫度循環(huán)應(yīng)力篩選

    日期:2011-06-06  1057人瀏覽
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    ESS溫度循環(huán)應(yīng)力篩選
    應(yīng)力篩選(Environmental Stress Screening,簡(jiǎn)稱ESS)說明:

          應(yīng)力篩選是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)強(qiáng)度極限下,運(yùn)用加速技巧外加環(huán)境應(yīng)力,如:預(yù)燒(burn in)、溫度循環(huán)(temperature cycling)、隨機(jī)振動(dòng)(random vibration)、開閉循環(huán)(power cycle)..等方法,透過加速應(yīng)力來(lái)使?jié)摯嬗诋a(chǎn)品的瑕疵浮現(xiàn)[潛在零件材料瑕疵、設(shè)計(jì)瑕疵、制程瑕疵、工藝瑕疵],以及消除電子或機(jī)械類殘留應(yīng)力,還有消除多層電路板間的雜散電容,將澡盆曲線里面的早夭期階段的產(chǎn)品事先剔除與修里,使產(chǎn)品透過適度的篩選,保存澡盆曲線的正常期與衰退期的產(chǎn)品,以避免該產(chǎn)品于使用過程中,受到環(huán)境應(yīng)力的考驗(yàn)時(shí)而導(dǎo)致失效,造成不必要的損失,雖然使用ESS應(yīng)力篩選會(huì)增加成本與時(shí)間,但是對(duì)于提高產(chǎn)品出貨良率與降低返修次數(shù),有顯著的效果,對(duì)于總成本反而會(huì)降低,另外客戶信任度也會(huì)有所提升,一般針對(duì)于電子零件的應(yīng)力篩選方式有預(yù)燒、溫度循環(huán)、高溫、低溫,PCB印刷電路板的應(yīng)力篩選方式為溫度循環(huán),針對(duì)于電子成本的的應(yīng)力篩選為:通電預(yù)燒、溫度循環(huán)、隨機(jī)振動(dòng),另外應(yīng)力篩本身是一種制程階段的過程,而不是一種試驗(yàn),篩選是100%對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的程序。

    應(yīng)力篩選適用產(chǎn)品階段:研發(fā)階段、批量生產(chǎn)階段、出廠前(篩選試驗(yàn)可以在組件、器件、連接器等產(chǎn)品或整機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行,根據(jù)要求不同可以
                          有不同的篩選應(yīng)力)

    應(yīng)力篩選比較:
    a.恒定高溫預(yù)燒(Burn in)的應(yīng)力篩選,是目前電子IT產(chǎn)業(yè)常用析出電子元器件缺陷的方法,但是這種方式比較不適合用于篩選零件
     (PCB、IC、電阻、電容),根據(jù)統(tǒng)計(jì)在美國(guó)使用溫度循環(huán)對(duì)零件進(jìn)行篩選的公司數(shù)要比使用恒定高溫預(yù)燒對(duì)組件進(jìn)行篩選的公司數(shù)多5倍。
    b.GJB/DZ34表示溫度循環(huán)和隨機(jī)振動(dòng)篩選出缺陷的比例,溫度約占80%,振動(dòng)約占20%各種產(chǎn)品中篩出缺陷的分情況
       
    ESS應(yīng)力篩選
    出百缺陷的分比 %
    硬 體 類 型
    ESS所在組裝等級(jí)
    溫    度
    振    動(dòng)
    飛機(jī)發(fā)電機(jī)
     
    55
    45
    計(jì)算機(jī)電源
     
    88
    12
    航空電子設(shè)備計(jì)算機(jī)
     
    87
    13
    艦載計(jì)算機(jī)
     
    93
    7
    接收處理機(jī)
     
    71
    29
    慣導(dǎo)裝置
     
    77
    23
    接收系統(tǒng)
     
    87
    13
    機(jī)載計(jì)算機(jī)
     
    87
    13
    控制指示器
     
    78
    27
    接收發(fā)射機(jī)
     
    74
    26
     
    篩選率平均值
    79
    21
    c.美國(guó)曾對(duì)42家企業(yè)進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì),隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力可篩出15~25%的缺陷,而溫度循環(huán)可篩選出75~85%,如果兩者結(jié)合的話可達(dá)90%。
    d.藉由溫度循環(huán)所檢測(cè)出的產(chǎn)品瑕疵類型比例:設(shè)計(jì)裕度不足:5%、生產(chǎn)做工失誤:33%、瑕疵零件:62%
    溫度循環(huán)應(yīng)力篩選的故障誘發(fā)說明:
    溫度循環(huán)誘發(fā)的產(chǎn)品故障原因?yàn)椋寒?dāng)溫度在上、下限極值溫度內(nèi)進(jìn)行循環(huán)時(shí),產(chǎn)品產(chǎn)生交替膨脹和收縮,使產(chǎn)品中產(chǎn)生熱應(yīng)力和應(yīng)變。如果產(chǎn)品內(nèi)部有瞬時(shí)的熱梯變(溫度不均勻性),或產(chǎn)品內(nèi)部鄰接材料的熱膨脹系數(shù)彼此不匹配時(shí),則這些熱應(yīng)力和應(yīng)變將會(huì)更加劇變。這種應(yīng)力和應(yīng)變?cè)谌毕萏嶼UI大,這種循環(huán)使缺陷長(zhǎng)大,ZUI終可大到能造成結(jié)構(gòu)故障并產(chǎn)生電故障。例如,有裂紋的電鍍通孔其周圍ZUI終完全裂開,引起開路。熱循環(huán)使焊接和印刷電路板上電鍍通孔..等產(chǎn)生故障的首要原因,溫度循環(huán)應(yīng)力篩選尤其ZUI為適用于印刷電路板結(jié)構(gòu)的電子產(chǎn)品。

    溫度循環(huán)所激發(fā)出的故障模式或?qū)Ξa(chǎn)品的影響如下:
    a.使涂層、材料或線頭上各種微觀裂紋擴(kuò)大
    b.使粘接不好的接頭松弛
    c.使螺釘連接或鉚接不當(dāng)?shù)慕宇^松弛
    d.使機(jī)械張力不足的壓配接頭松弛
    e.使質(zhì)量差的焊點(diǎn)接觸電阻加大或造成開路
    f.粒子、化學(xué)污染
    g.密封失效
    h.包裝問題,例如保護(hù)涂層的連結(jié)
    i.變壓器和線圈短路或斷路
    j.電位計(jì)有瑕疵
    k.焊接和熔接點(diǎn)接續(xù)不良
    l.冷焊接點(diǎn)
    m.多層板因處理不當(dāng)而開路、短路
    n.功率晶體管短路
    o.電容器、晶體管不良
    p.雙列式集成電路破損
    q.因毀損或不當(dāng)組裝,造成幾乎短路的線匣或電纜
    r.因處理不當(dāng)造成材質(zhì)的斷裂、破裂、刻痕..等
    s.超差零件與材質(zhì)
    t.電阻器因缺乏合成橡膠緩沖涂層而破裂
    u.晶體管發(fā)涉及金屬帶接地出現(xiàn)發(fā)樣裂紋
    v.云母絕緣墊片破裂,導(dǎo)致晶體管短路
    w.調(diào)協(xié)線圈金屬片固定方式不當(dāng),導(dǎo)致不規(guī)律輸出
    x.兩極真空管在低溫下內(nèi)部開路
    y.線圈間接性的短路
    z.沒有接地的接線頭
    a1.元器件參數(shù)漂移
    a2.元器件安裝不當(dāng)
    a3.錯(cuò)用元器件
    a4.密封失效
    溫度循環(huán)應(yīng)力篩選的應(yīng)力參數(shù)介紹:
    溫度循環(huán)應(yīng)力篩選的應(yīng)力參數(shù)主要有下列幾項(xiàng):高低溫極值范圍、駐留時(shí)間、溫變率、循環(huán)數(shù)
    高低溫極值范圍:高低溫極值范圍愈大,所需循環(huán)數(shù)愈少,成本愈低,但是不可以超過產(chǎn)品可承受的極限,不引發(fā)新的故障構(gòu)因?yàn)樵瓌t,溫度變化的上下限差距不要少88°C,典型的變化范圍為-54°C到55°C。
    駐留時(shí)間:另外駐留時(shí)間也不可以太短,否則來(lái)不及使待測(cè)品產(chǎn)生熱漲冷縮的應(yīng)力變化,至于駐留時(shí)間多少,不同產(chǎn)品的駐留時(shí)間皆不相同,可以參考相關(guān)規(guī)范要求。
    循環(huán)數(shù):至于溫度循環(huán)應(yīng)力篩選的循環(huán)數(shù),也是考慮產(chǎn)品特性、復(fù)雜度、溫度上下限以及篩選率在訂定,其篩選數(shù)也不可超過,否則會(huì)讓產(chǎn)品產(chǎn)生不必要的傷害,也無(wú)法提高篩選率,溫度循環(huán)數(shù)從1~10個(gè)循環(huán)[普通篩選、一次篩選]到20~60個(gè)循環(huán)[精密篩選、二次篩選]都有,針對(duì)去除ZUI可能發(fā)生的做工(workmanship)缺陷,大約需要6~10個(gè)循環(huán)才能夠有效去除,另外針對(duì)于溫度循環(huán)的有效性,主要取決于產(chǎn)品表面的溫變率,而不是試驗(yàn)箱體里面溫變率。

    溫度循環(huán)的主要影響參數(shù)有下列七項(xiàng):
    (1)溫度范圍(Temperature Range)
    (2)循環(huán)數(shù)(Number of Cycles)
    (3)溫度變率(Temperature Rate of Chang)
    (4)駐留時(shí)間(Dwell Time)
    (5)風(fēng)速(Airflow Velocities)
    (6)應(yīng)力均勻度(Uniformity of Stress)
    (7)功能測(cè)試與否(Product Operating Condition)
    溫變率及循環(huán)數(shù)對(duì)篩選率的比較表:
    說明:假設(shè)高低溫差(R)固定的條件下,其循環(huán)數(shù)也固定,溫變率越高其篩選率也會(huì)有所提高,如試驗(yàn)條件及規(guī)范有規(guī)定固定的溫變率,則增加循環(huán)數(shù)也可提高篩選率,但其篩選率有一定限度,并沒有辦法成線性提高。

    應(yīng)力篩選疲勞分類:一般關(guān)于疲勞研究之分類如,可分為高周疲勞(High-cycle Fatigue)、低周疲勞(Low-cycle Fatigue)及疲勞裂縫成長(zhǎng)(Fatigue Crack Growth),而在低周疲勞方面又可細(xì)分為熱疲勞(Thermal Fatigue)及恒溫疲勞(Isothermal Fatigue)兩種。
    應(yīng)力篩選專門名詞整理:
    part(元器件)
    產(chǎn)品中可以拆裝的ZUI小可分辨項(xiàng)目,如分立半導(dǎo)體器件、電阻、集成電路、焊點(diǎn)和連接器等。
    assembly(組件)
    設(shè)計(jì)成可裝入某一單元并與類似或其它的組件一起工作,且由一定數(shù)量的元器件組成的組合件,如印制線路板組件、電源模塊和磁心存貯器模塊等。
    unit(單元)
    裝在機(jī)箱內(nèi)的一些機(jī)箱自含元器件和(或)組件。它能完成一個(gè)特定功能或一組功能,并且可作為一個(gè)獨(dú)立的部分從系統(tǒng)中更換,如自動(dòng)駕駛儀的計(jì)算機(jī)和甚高頻通訊設(shè)備的發(fā)射機(jī)。
    equipment/system(設(shè)備或系統(tǒng))
    互連或組裝在一起后,能執(zhí)行完整功能的若干單元的總稱,如飛行控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。
    item(產(chǎn)品)
    可以單獨(dú)考慮的任一組件、單元、設(shè)備或系統(tǒng)的統(tǒng)稱。
    defect(缺陷)
    產(chǎn)品中可能導(dǎo)致出現(xiàn)故障的固有或誘發(fā)的薄弱點(diǎn)。
    patent defect(明顯缺陷)
    用常規(guī)的檢查、功能測(cè)試和其它規(guī)定的方法,而不需用環(huán)境應(yīng)力篩選可發(fā)現(xiàn)的缺陷。
    latent defect(潛在缺陷)
    用常規(guī)的檢查、功能測(cè)試和其它規(guī)定的方法不能發(fā)現(xiàn)的缺陷。其中一部分缺陷若不用環(huán)境應(yīng)力篩選將其排除,則在使用環(huán)境中可能會(huì)以早期故障形式暴露出來(lái)。
    escaped defect(漏篩缺陷)
    引入缺陷中用篩選和檢測(cè)未曾發(fā)現(xiàn),漏入到下一組裝等級(jí)的部分。
    defect density(缺陷密度)
    一組(批)產(chǎn)品中每個(gè)產(chǎn)品所含缺陷的平均數(shù)。缺陷密度可分為引入缺陷密度、漏篩缺陷密度、殘留缺陷密度和觀察到的殘留缺陷密度。
    part fraction defective(元器件缺陷率)
    以百萬(wàn)分之一(ppm)為單位表示的一組元器件中有缺陷元器件所占的比例。
    fallout(析出量)
    在應(yīng)力篩選期間或在應(yīng)力篩選之后立即檢測(cè)到的故障數(shù)。
    screenable latent defect(可篩選出的潛在缺陷)
    現(xiàn)場(chǎng)使用中應(yīng)判為是以早期故障形式析出的缺陷,定量篩選中可把故障率大于 的潛在缺陷作為要篩選出的潛在缺陷。
    stress screening(應(yīng)力篩選)
    將機(jī)械應(yīng)力、電應(yīng)力和(或)熱應(yīng)力施加到產(chǎn)品上,以使元器件和工藝方面的潛在缺陷以早期故障形式析出的過程。
    screen parameter(篩選參數(shù))
    篩選度公式中的諸參數(shù),如振動(dòng)量值,溫度變化速率和持續(xù)時(shí)間等。
    screening strength(篩選度)
    產(chǎn)品中存在對(duì)某一特定篩選敏感的潛在缺陷時(shí),該篩選將該缺陷以故障形式析出的概率。
    test detection efficiency(檢測(cè)效率)
    檢測(cè)充分程度的度量,它是由規(guī)定檢測(cè)程序發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)與篩出的總?cè)毕輸?shù)之比值。
    test strength of screening(篩選檢出度)
    用篩選和檢測(cè)將缺陷析出的概率,它是篩選度和檢測(cè)效率的乘積。
    thermal survey(熱測(cè)定)
    使受篩產(chǎn)品處于規(guī)定溫度下,并在產(chǎn)品內(nèi)有關(guān)的部位測(cè)量其熱響應(yīng)特性的過程。有關(guān)部位可以是熱慣性ZUI大的部位,也可以是關(guān)鍵部位。
    vibration survey(振動(dòng)測(cè)定)
    使受篩產(chǎn)品經(jīng)受振動(dòng)激勵(lì),并在產(chǎn)品內(nèi)有關(guān)部位測(cè)量其振動(dòng)響應(yīng)特性的過程。有關(guān)部位可以是預(yù)計(jì)響應(yīng)ZUI大部位,也可以是關(guān)鍵部位。
    selection/placement of screening(篩選的選擇和安排)
    系統(tǒng)地選擇ZUI有效的應(yīng)力篩選并把它安排在適當(dāng)?shù)慕M裝級(jí)上的過程。
    yield(篩選成品率)
     經(jīng)篩選交收時(shí),設(shè)備內(nèi)可篩選出的潛在缺陷為零的概率。
    應(yīng)力篩選專門名詞縮寫詞:
    ESS:環(huán)境應(yīng)力篩選
    FBT:功能板測(cè)試儀
    ICA:電路分析儀
    ICT:電路測(cè)試儀
    LBS:負(fù)載板短路測(cè)試儀
    MTBF:平均故障間隔時(shí)間

    溫度循環(huán)循環(huán)數(shù):
    a.MIL-STD-2164(GJB 1302-90):在缺陷剔除試驗(yàn)中,溫度循環(huán)數(shù)為10、12次,在無(wú)故障檢測(cè)中則為10~20次或12~24次針對(duì)去除ZUI可能發(fā)生的做工(workmanship)缺陷,大約需要6~10個(gè)循環(huán)才能夠有效去除,1~10個(gè)循環(huán)[普通篩選、一次篩選]、20~60個(gè)循環(huán)[精密篩選、二次篩選]。
    b.DOD-HDBK-344(GJB/DZ34)初始篩選設(shè)備和單元上等采用10~20個(gè)循環(huán)(通常≧10),組件級(jí)采用20~40循環(huán)(通常≧25)。

    溫變率:
    a.MIL-STD-2164(GJB1032)明確說明:[溫度循環(huán)的溫度變化率5℃/min]
    b.DOD-HDBK-344(GJB/DZ34)組件級(jí)15℃/min、系統(tǒng)5℃/min
    c.一般未規(guī)定溫變率的溫度循環(huán)應(yīng)力篩選,其常用的度變化率通常為5°C/min
    溫度循環(huán)應(yīng)力篩選試驗(yàn)條件:

    應(yīng)力篩選規(guī)范列表
    應(yīng)力篩選規(guī)范:
    MIL-202C-106、107
    電子及電器部件試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)
    MIL-781
    可靠性試驗(yàn)方法手冊(cè)
    HB/Z213
    機(jī)載電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選指南
    HB6206
    機(jī)載電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選方法
    JESD22-A109-A
    器密試驗(yàn)方法
    TE000-AB-GTP-020
    環(huán)境應(yīng)力篩選要求與海軍電子設(shè)備應(yīng)用
    CFR-Title 47-Chapter I-68.302
    美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)環(huán)境仿真
    GJB/Z34
    電子產(chǎn)品定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南
    HB/Z213
    組件級(jí)環(huán)境應(yīng)力篩選
    溫度循環(huán):
    EC 68-2-14
    溫度變化
    MIL-STD-2164
    電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選方法=GJB1032-1990
    GJB1032-1990
    電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選方法
    DOD-HDBK-344
    電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選=GJB/Z34-1993
    NABMAT-9492
    美軍海軍制造篩選
    JIS C5030
    熱循環(huán)試驗(yàn)
    零件預(yù)燒試驗(yàn):
    MIL-STD-883,Method 1008
    預(yù)燒
    MIL-STD-883,Method 1015
    (IC類預(yù)燒)
    MIL-STD-750,Method 1038
    (二極管類預(yù)燒)
    MIL-STD-750,Method1039
    晶體管類預(yù)燒)
    MIL-STD-883,Method 1010
    溫度循環(huán)
    MIL-M-38510
    軍用微型電路的一般規(guī)格
    MIL-S-19500
    半導(dǎo)體器件要求和特點(diǎn)
    系統(tǒng)預(yù)燒:
    MIL-781
    可靠性設(shè)計(jì)鑒定與生產(chǎn)接收試驗(yàn)
    MIL-810
    美國(guó)軍標(biāo)環(huán)境工程考慮和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)
     
    相關(guān)廠商溫度循環(huán)應(yīng)力篩選循環(huán)數(shù)與溫度條件:
     
     
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