環境ストレススクリーニング（ESS）ソリューションおよび試験チャンバー

生産の信頼性を高める、よりスマートな環境スクリーニングプロセス

すべての不具合が最終検査段階で目に見えるわけではありません。潜在的な欠陥は初期試験を通過し、その後、現場で使用中に初期故障として現れることがあります。これらの製品がどのような環境に置かれ、どのように扱われるかを……極端な状況まで想定して検討することが重要です。そこにこそ、ESSの価値があります。

ESSは、製品が現場に投入される前に、制御された環境ストレスを適用して隠れた故障メカニズムを明らかにする信頼性スクリーニング手法です。

Avernaは、スクリーニングを実際の製品リスクや信頼性目標に整合させる、生産用スクリーニング試験ソリューションおよび自動試験プラットフォームを開発しています。その結果、欠陥検出精度が向上した、より効果的な環境スクリーニングプロセスが実現し、品質コスト（CoQ）の削減につながります。

ESSが実際に発見したもの

はんだ接合部の亀裂およびはんだ付け不良
周辺部における構成部品および構成部品の欠陥
組立に起因する応力およびプリント基板の応力による破損
初期試験では検出されなかった断続的な電気的不具合
実環境や過酷な環境条件に対する反応

アヴェルナのESS手順

ESSの導入は、常に「正常な製品に悪影響を与えることなく、どの不良の検出を加速させるか」という問いから始まります。当社は、製品の品質と生産スループットを維持しつつ、真の製造上の欠陥をターゲットとしたスクリーニング戦略を設計しています。

フェーズ1
製品およびリスク評価

お客様と連携し、まず製品のアーキテクチャ、製造プロセス、および想定される欠陥の発生メカニズムを検討することから始めます。これにより、潜在的な故障が最も発生しやすい箇所や、関連する応力を特定することができます。
フェーズ2
ESSプロファイルの定義

スクリーニングプロファイルがまだ定義されていない場合（例えば、ミッションクリティカルなアプリケーションなど）、当社は製品の実際の使用、取り扱い、保管、および輸送条件に基づいてプロファイルを策定します。ストレスレベルは、規格に適合する製品に損傷を与えることなく、欠陥を顕在化させるよう選定されます。
フェーズ3
制御された応力の付与

選定された環境ストレスは、制御された再現性のある順序で加えられます。被試験機器（DUT）に応じて、これには温度サイクル試験、ランダム振動試験、高温多湿試験、衝撃試験、HALT/HASS試験、放射線照射試験、真空試験、あるいはこれらの複合ストレス条件が含まれる場合があります。
フェーズ4
機能検証とフィードバック

各ユニットは、スクリーニングの前、最中、および後に検証され、性能を確認するとともに不具合を特定します。その後、スクリーニングデータは製造チームや品質管理チームにフィードバックされ、是正措置や信頼性の向上に役立てられます。

お客様の製品ラインに合わせた特注ESS試験室

単体のESSチャンバー、振動・熱試験を統合したプラットフォーム、あるいは完全自動化された生産スクリーニングソリューションのいずれをお求めの場合でも、Avernaはお客様の生産ラインに最適なアーキテクチャの策定をお手伝いいたします。

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堅牢なESSプロファイルおよびシステムの開発

環境ストレススクリーニングは、設計をゼロから検証するためのものではありません。その役割は、製品が現場に届く前に、製造上や加工上の潜在的な欠陥を早期に発見することにあります。これを効果的に行うためには、スクリーニングプロファイルを製品の実際のライフサイクル条件に基づいて構築する必要があります。

これには、輸送時の衝撃、保管条件、取り扱い時の状況、および使用中の動作環境などが含まれます。被試験装置は、輸送時の構成でのスクリーニングであれ、通電状態での動作条件下でのスクリーニングであれ、これらの段階に可能な限り忠実に合わせるように設定されます。

スクリーニングパラメータ

スクリーニングの有効性は、プロファイルの設計方法によって左右されます。温度範囲、保持時間、遷移速度、振動強度、試験時間、およびシーケンスはすべて、スクリーニングによって境界線上の欠陥を検出できるか、あるいは欠陥検出率を向上させることなく単に時間を浪費するだけになるかに影響を与えます。

適切な応力メカニズムの選定

利用可能な応力メカニズムの中でも、熱サイクルおよびランダム振動は、潜在的な欠陥を誘発する上で最も効果的な場合が多い。

温度サイクル試験は、材料の膨張率の不一致、接合部の不備、あるいは組み立てに起因する応力に関連する弱点を明らかにすることができます。
ランダム振動は、現場での使用まで断続的にしか現れない可能性のある、製造上の問題や機械的に敏感な故障モードを明らかにするのに特に有用です。
熱衝撃、湿度、正弦波振動、多軸振動、圧力などの追加の応力も、製品の実際の環境を反映している場合には組み込むことができます。

合格／不合格の判定基準：ESSと機能検証の組み合わせ

ESSは、検証と組み合わせて初めて意味を持ちます。スクリーニングの前、最中、および後に、機能試験と目視検査を実施し、ユニットが仕様範囲内にとどまっていること、および応力によって設計限界を超過していないことを確認する必要があります。基板にひび割れやその他の過度の応力の兆候が見られるユニットは、たとえ電気的には正常に機能しているように見えても、不合格とみなされます。