可靠度试验原理.ppt

,可靠度试验原理,*,Reliability,Prepared by,：,Winson Tai,2014/06/21,可靠度起源,可靠度,(,信賴性,),產品於既定的,時間,內，在特定的使用,環境條件,下，執行特定的,功能,，成功完成工作目標的,機率,。,功能試驗,環境試驗,可靠度應力篩選,壽命試驗,廣義,狹義,環境因子示意圖,成品所遭受之環境,儲存,運輸,使用,高低溫,/,溫度循環,砂塵,/,鹽霧,/,霉菌,日曬,/,濕度,/,衝擊,高低溫,/,砂塵,/,鹽霧,高度,/,日曬,/,振動,/,衝擊,/,紙箱壓縮,/,彈跳,/,高低溫,/,溫度循環,溫度衝擊,/,砂塵,/,鹽霧,高度,/,日曬,/,振動,/,衝擊,雨淋,/,音爆,了解產品為何失效,作為設計改進參考,失效應力試驗,應力步進試驗,發掘產品弱點研究改進,環境發展試驗,設計驗證試驗,剔除產品早期失效,環境應力篩選,環境接收試驗,驗證產品的環境適應能力,環境驗證試驗,環境可靠度試驗,評鑑產品的品質,壽命試驗,耐久試驗,好處,產品為何要做試驗,?,浴缸曲線,-,電子產品,早夭期,正常使用期,老年期,浴缸曲線,-,機械,可靠度試驗時機,(,1),功能試驗,(,Functional test)(2),環境應力篩選,(,Environmental Stress Screening),(3),環境發展試驗,(,Environmental Development Test)(4),可靠度發展,/,成長試驗,(,Reliability Development/Growth Test),(5),環境應力篩選,(,Environmental Stress Screening)(6),環境鑑定試驗,(,Environmental Qualification Test),(7),可靠度鑑定試驗,(Reliability Qualification Test)(8),環境應力篩選,(,Environmental Stress Screening),(9),環境接收試驗,(Environmental Acceptance Test)(10),生產可靠度接收試驗,(Production Reliability Acceptance Test),國際規範,一般業界訂定,客戶需求,失效改正成本,環境應力之篩選,環境應力之篩選,環境應力之篩選效率比較,熱應力效應,熱應力主要來自溫度環境，溫度環境一般又可分為高溫、低溫及溫度變化等，這些溫度環境因子所產生的應力對物品會造成相當程度的影響,熱應力效應,熱應力效應,溫度及濕度試驗,溫度循環及衝擊試驗,為了模擬不同電子構件，在實際使用環境中遭遇的溫度,條件，改變環境溫差範圍及急促升降溫度改變，可以提,供更為嚴格測試環境,鹽霧試驗,參考規範,IEC60068,、,ASTM B117,、,ASTM B287,、,MIL-TSD 202,、,MIL-TSD 810,、,ISO,、,JIS,目的,在於比較相同構造之試件抗鹽霧的能力。,在溫度,35,，鹽霧濃度,5%,之測試條件下，依規定之駐留時間執行,試驗。,試驗後小試件應於水龍頭下,沖水,5,分鐘,，並以蒸餾水或礦泉水,洗滌後，以,手搖動或鼓風機去除水份,，用於清洗之,水溫不可,高於,35,。將試件置於,標準大氣條件下約,1,2,小時,，以回復原來狀況，再,進行目視檢查、電性及機械檢驗,。,鹽霧試驗,試驗溫度：,35,噴霧量：,1,2,毫升,/,小時,/80,平方公分,酸鹼值：,6.5,7.2(,溫度為,352,時之,Ph,值,駐留時間：,16,，,24,，,48,，,96,，,168,，,336,，,672,小時,試驗容差：鹽霧濃度,1%,，試驗溫度,2,。,鹽霧櫃內至少,應放置兩個底面積為,80,平方公分之收集,器，,於試驗後,計量試驗中平均之噴霧量,(16,小時以上之平均值,),是否符合規定。收集器放置之位置,不可,受試件遮蔽,且必須在,無凝結水滴落下,之位置。,鹽霧試驗,MIL-STD 883G method 1009.8,振動試驗,目的在模擬產品在生產、運輸、安裝與使用環境中所,遭遇到的各種振動環境影響。,導線磨損,/,螺絲鬆落,/,包裝磨損,/,元件短,/LCD,破裂,/,結構變形損壞,/,零組件斷裂,/,產生振動噪音,振動分類,振動形式,說明,Sine,共振搜尋駐留,觀察包材特性,包裝運輸,Random,模擬道路運輸,Sine,共振搜尋駐留,結構偵測,未包裝,未開機狀態,Random,結構強度試驗,Sine,未包裝,開機狀態,Random,安全測試,振動試驗,正弦振動,(Sinusoidal Vibration),以模擬船艦海運運輸，與有固定週期頻率之內部自發元件，或受外部干擾源之設備耐震能力驗證使用。該手法亦可運用於產品結構共振頻率分析,(Resonance Search),與共振點駐留,(Resonance Dwell),。,隨機振動,(Random Vibration),本手法與現實環境較為接近，藉以評估產品整體性結構耐震強度，在各類運送環境模擬下之況。,共振點駐留,在一定時間內只作單一頻率的振動，在共振頻率點上振動,-,測試試件疲勞特性與結構整合性,振動試驗,機械衝擊試驗,模擬產品在短時間內，發生加速度急遽的碰撞，所能容忍之能力。,產品結構疲勞,過度負荷,/,接合破裂、撕裂,/,電性功能失效,/,排線掉落鬆脫,/,包裝,包材損壞、變形,/,改變材料的電介質強度,/,焊接破裂、零件斷裂、掉落,/,改變材料電磁特性,機械衝擊試驗,基本衝擊參數,:,波形,/G,值,/,時間,/,速度變化,/,衝擊次數,/,衝擊方向,波形,:,半正弦波,:(Half Sine),主要用於模擬產品未受保護，受到之衝擊承受能力。,方波,:(Square),主要用於模擬產品，置於緩衝材內或其他保護，產生較長時間之時間駐留。,鋸齒波,:(Tooth),屬鋼性物質相互撞擊或瞬間爆波，所產生之波形，運用於軍規較多。,機械衝擊試驗,常用規範：,IEC,、,EN,、,ISTA,、,MIL,、,ASTM,。,落下試驗,主要在模擬，使用者在不當使用或意外失誤時，產品所能,容忍自由落體之衝擊能力。,一般可分為：,包裝試驗,與,裸機試驗,。,包材落下試驗,：產品在運輸過程中，因裝載或搬運不慎,造成掉落地面所遭受之撞擊。,裸機落下試驗,：針對可攜型產品，在未包裝保護狀態下，,因使用不當或失誤，而使產品掉落地面產,生撞擊。,落下試驗,ISTA,落下試驗,ISTA,Bending&Torsion Test,目的,針對,PCB,基板材質的選擇及無鉛零件材質的選擇及焊點,強度部份進行驗證。驗證材料力學理論之可靠性。,參考規範,:EIAJ ED 4702&IEC-60068-2-21,可能的影響,失效原因,焊點脫落、,PCB,斷裂、,Component,斷裂,Bending test,IEC 60068 Test U1,Bending test for SMD,1.Bend jig radius,：,340(Front edge shape),2.Bend to depth:1mm/2mm/3mm/4mm,3.Maintained:5s1s,4.Direction for test:Bottom of PCB,EIAJ ED 4702 Method 3 Bending test for SMD,1.Bend jig radius,：,230(Front edge shape)(hardened steel or hard metal),2.Bend to depth:10.5mm/20.5mm/30.5mm/40.5mm(Reference),3.Deflection speed:1mm/second,4.Support cylinder:36mm(hardened steel or hard metal),5.Direction for test:Bottom of PCB,Bending test,SD Memory Card Specification for SD,、,Mini SD,、,Micro SD,Reference SD Group,-Matsushita(MEI),、,SanDisk,、,Toshiba,1.Support span,：,support at module edge(1mm),2.Bend jig radius,：,2,3.Bend force:10N,4.Down Speed:200mm/minutes,5.Hold time:one minute,6.Direction for test:Both side,Bending test,Reference:customer request,Torsion test(Twist or Torque),PCMCIA/JEIDA,負責訂立日本國內記憶卡的標準。美國,PCMCIA,組織根據,JEIDA,的早期標準設立，所以,JEIDA,和基本的,PCMCIA,標準大部份相同,Durability test,Mate and unmate test(Insertion&Extraction),Reference:SD Group or EIA 364-09C or customer request,1.Test cycle:10000cycle or customer request,2.Speed rate:50050cycle/Hour or customer request,實驗之目的,試驗內容,:,百格,(Adhesion),測試,鉛筆,(Hardness),硬度,RCA,測試,/,橡皮擦,(Rubber),測試,酒精,(Alcohol),測試,附著力,&,耐磨測試,塗裝方式：,粉體塗料、電著塗料、鍍膜,影響附著力的因素,:,1.,表面處理,.,2.,油漆性能,.,3.,塗裝工藝,.,Cross cut tape adhesion test,密著性測試,(Adhesion test,Peel test)-,11,個刀鋒間隔,1mm,塗層片附著力的評估，用來確定塗層對底材是否有足夠的附著力。,將材料在不同基材上形成鍍膜，以密著度計刻畫出,100,個方格,(1010),。,再以專用之,3M,標準膠帶黏貼後迅速撕掉，計算殘留於基材上的方格數，取,其百分比即為密著度。例如：剩下,80,個方格，密著度則為,80,，若殘留方,格數越多，則表示密著性愈佳。,43,可靠度试验原理,Hardness test-,鉛筆硬度,45,。,前進方向,鉛筆硬度測試,(Hardness test),1.Pencil-6B6H(Mitsubishi),至,9H,2.Angle:45 degree,3.Weight:500g(,或客戶規格,),Refers to ASTM D3363 test method,以固定的重量及速率下，使用鉛筆硬度計量測其硬度。不出現刮痕的情況,下，最大之鉛筆硬度即為塗膜之硬度。,44,可靠度试验原理,Hardness test-,鉛筆硬度,Hardness test setup,Photo of after hardness test,Surface resistance test-RCA,RCA(,塗層耐磨性,)-,是一種比較柔和的耐磨檢測方法。,Ink,及,Coating,之驗證。,參考規範,ASTM F 2357-04,機台能力,1.,紙帶,(,用一般測試,),寬度,11/16,”,-,0.6875 in.,，,157mm/cycle,2.,荷重：可選擇,55,、,175,或,275g,。,Surface resistance test-RCA,Photo of after surface resistance test,Surface resistance test setup,Surface resistance test-,耐磨擦,Rubber or Alcohol Resistance test,磨耗測試儀,-,針對塑膠漆 為主。漆膜狀況的變化，,如：光澤的降低，霧影的程度，漆膜失重的情況。,應用之產品,:,烤漆或印刷字體,測試材質,:,1.,橡皮擦,Material,：,Sanford No.74&Hinode mukaidori No.502,2.,棉布,+,溶劑,(,酒精,or IPA or,壬烷,or,丙酮或者其它溶劑,),測試力量,:,依照客戶需求,AEC,規範免費下載網頁,線上學習,分享完畢，謝謝,Bye Bye,