更智能的环境筛选流程,保障生产可靠性

并非所有故障都能在线末端检测出来。潜在缺陷可能在初始测试中未被发现,随后在实际使用中以早期故障的形式显现。因此,必须充分考虑这些产品将处于何种环境、将经历何种使用条件……甚至极端条件下的情况。这正是ESS创造价值之处。

ESS 是一种可靠性筛选方法,通过施加受控的环境应力,在产品投入实际使用前揭示潜在的失效机制。

Averna 致力于开发生产筛选测试解决方案和自动化测试平台,使筛选流程与实际产品风险及可靠性目标相契合。由此,筛选流程的效率得以提升,缺陷检测能力得到增强,同时质量成本(CoQ)也随之降低。

ESS的实际发现

  • 焊点开裂和冷焊点
  • 边缘部件及部件缺陷
  • 装配引起的应力与印刷电路板应力失效
  • 在初始测试中未能发现的间歇性电气故障
  • 对现实世界或极端环境条件的反应

Averna 的 ESS 流程

每次实施ESS时,我们都会从一个问题开始:我们试图加速哪些缺陷的显现,同时又不损害合格产品?我们设计的筛选策略旨在针对真正的制造缺陷,同时保持产品完整性和生产吞吐量。

  1. 第一阶段

    产品与风险评估

    我们与客户通力合作,首先对产品架构、制造工艺以及可能的失效机制进行审查。这有助于确定潜在故障最可能出现的部位,以及哪些应力因素与之相关。

  2. 第二阶段

    ESS 配置文件定义

    如果尚未定义筛选方案(例如在关键任务型应用中),我们将根据产品的实际运行、操作、储存和运输条件制定相应的方案。应力水平的设定旨在诱发缺陷,同时不损坏合格产品。
  3. 第三阶段

    受控应力施加

    所选的环境应力将按照受控且可重复的顺序施加。根据被测设备(DUT)的不同,这可能包括温度循环、随机振动试验、高温高湿、冲击、HALT/HASS试验、辐射照射、真空试验或组合应力条件。

  4. 第四阶段

    功能验证与反馈

    在筛选前、筛选过程中及筛选后,都会对设备进行验证,以确认其性能并发现故障。随后,筛选数据可反馈给制造和质量团队,以支持采取纠正措施并提升可靠性。

我们为以下行业提供环境应力筛选服务

我们的测试方案已在我们日常开展业务的众多行业中得到验证。这使我们在以下领域具备深厚的专业知识:

Icone航空航天与国防

航空航天与国防

针对关键任务电子设备和嵌入式系统进行筛选,此类系统绝不容许出现早期故障。ESS的性能指标符合高可靠性项目要求,并适用于产品生命周期较长的场景。

图标-生命科学

医疗技术设备

对诊断和治疗系统进行可靠性筛选,确保其在热应力和机械应力下保持稳定性能,同时满足验证和可追溯性要求。

图标 - 汽车与交通运输

汽车、电动汽车系统与交通运输

对暴露在恶劣环境条件下并承受反复热载荷和机械载荷的电子控制单元(ECU)、电池系统及电力电子设备的筛选。

图标-消费电子产品

消费电子

专为大批量生产设计的在线和末端ESS测试策略,旨在检测间歇性故障并最大限度地降低退货维修成本。

专为您的产品线定制的ESS测试舱

无论您需要独立的ESS测试舱、集成的振动与热测试平台,还是全自动生产筛选解决方案,Averna都能协助您为生产线设计出最合适的架构。

讨论您的ESS申请

设计可靠的ESS配置文件与系统

环境应力筛选并非旨在从头验证设计。其作用是在产品投入使用前,提前发现潜在的制造和工艺缺陷。为了有效实现这一目标,筛选方案必须基于产品的实际使用环境条件来制定。

这包括运输冲击、存储条件、搬运过程以及使用中的运行环境。被测设备需进行相应配置,以尽可能贴近这些阶段的实际状况,无论是采用运输配置进行筛选,还是在通电运行条件下进行测试。

筛选参数

筛选的有效性取决于工艺参数的设计。温度范围、停留时间、过渡速率、振动强度、测试时长以及工艺顺序都会影响筛选结果:既可能激活边缘缺陷,也可能只是徒增时间却无法提高缺陷检测率。

选择合适的应力机制

在现有的应力作用机制中,热循环和随机振动通常是最能有效诱发潜伏缺陷的。

  • 温度循环测试可能会暴露因材料热膨胀系数不匹配、连接点质量欠佳或装配过程中产生的应力所导致的缺陷。
  • 随机振动测试在揭示工艺问题以及那些在实际使用前可能仅表现为间歇性故障的机械敏感性失效模式方面,具有特别重要的价值。
  • 如果这些因素能反映产品的实际使用环境,还可以加入热冲击、湿度、正弦振动、多轴振动或压力等额外应力。

通过/不通过逻辑:ESS 结合功能验证

只有结合验证措施,ESS 才具有实际意义。应在 筛选前、筛选期间及筛选后进行功能测试和目视检查 ,以确认该单元仍符合规格要求,且应力未使其超出设计极限。即使某单元在电气上仍看似正常工作,但若其电路板出现裂纹或其他过载迹象,则应视为不合格。

用于全面量具重复性和再现性(Gage R&R)测试的结构化测试数据

在整个ESS过程中,Proligent™可通过自动整理不同设备、测试周期和应力条件下的测试数据,从而简化量具重复性和再现性(R&R)分析。

通过集中管理结果并保留配置、操作人员和测试设置等上下文信息,Proligent 减少了为可重复性和可再现性研究准备数据所需的手动工作量。这使团队能够在 ESS 期间快速评估测量的一致性,从而专注于结果本身,而非数据清理工作。

案例研究

用于关键任务军事电子设备的ESS

封面 - Averna 确保军用射频设备性能无懈可击

在航空航天与国防领域,一家领先的军事装备供应商与Averna合作,将环境应力筛选(ESS)纳入射频通信和配电系统的验证流程中。

该项目的目标是尽早发现潜在缺陷,并确保在陆基军用车辆所面临的极端工况下(包括极端温度、振动、冲击和电磁应力)仍能保持可靠的性能。

  • 在最终组装之前,于电路板组装(CCA)阶段应用ESS,从而实现早期缺陷检测。
  • 利用 NI TestStand™ 架构实现自动批处理和并行执行,以保持生产吞吐量。
这种方法通过在最终集成前识别缺陷来提高现场可靠性,同时借助自动化且可扩展的测试工作流来维持生产效率。

准备好制定合适的ESS筛查测试策略了吗?

Averna 设计的环境应力筛选试验箱充分考虑了实际生产中的风险和生产线限制,因此您既能降低现场故障率,又不会影响生产进度。我们拥有超过 25 年的行业经验,定能成为您值得信赖的合作伙伴。