温度サイクルストレススクリーニング（1）

温度サイクルストレススクリーニング（1）

環境ストレススクリーニング（ESS）

ストレス スクリーニングとは、設計強度限界下で加速技術と環境ストレスを使用することです。たとえば、バーンイン、温度サイクル、ランダム振動、パワー サイクルなどです。ストレスを加速することで、製品の潜在的な欠陥 [潜在的な部品材料欠陥、設計欠陥、プロセス欠陥、工程欠陥] が明らかになり、電子的または機械的な残留ストレスが排除されるだけでなく、多層回路基板間の浮遊コンデンサも排除され、バスタブ曲線における製品の早期死期が事前に除去および修復されるため、製品は適度なスクリーニングを経て、バスタブ曲線の正常期間と衰退期間を節約し、製品が使用過程で環境ストレスのテストによって故障につながり、不要な損失が発生することを回避できます。ESS ストレス スクリーニングを使用するとコストと時間が増加しますが、製品の出荷歩留まりを向上させ、修復回数を減らすという大きな効果があり、総コストが削減されます。また、顧客からの信頼も向上します。一般的に、電子部品のストレス スクリーニング方法は、事前燃焼、温度サイクル、高温、低温です。PCB プリント基板のストレス スクリーニング方法は温度サイクルです。電子部品のストレス スクリーニングのコストは、事前燃焼、温度サイクル、ランダム振動です。ストレス スクリーニング自体はプロセス段階であるだけでなく、テストではなく、スクリーニングは 100% 製品手順です。

ストレススクリーニング適用製品段階: 研究開発段階、量産段階、出荷前（スクリーニングテストは、部品、デバイス、コネクタなどの製品または機械システム全体で実行でき、異なる要件に応じて異なるスクリーニングストレスを持つことができます）

ストレススクリーニングの比較:

a. 恒温高温前焼成（バーンイン）ストレススクリーニングは、現在の電子 IT 業界で電子部品の欠陥を早期発見するためによく使用される方法ですが、この方法は部品（PCB、IC、抵抗器、コンデンサ）のスクリーニングには適していません。統計によると、米国では温度サイクルを使用して部品をスクリーニングする企業の数は、恒温高温前焼成を使用して部品をスクリーニングする企業の数の 5 倍です。

B. GJB/DZ34 温度サイクルとランダム振動スクリーン選択の欠陥の割合を示しており、温度はさまざまな製品の欠陥の約80％を占め、振動は約20％を占めています。

c. 米国は42社の企業を対象に調査を実施し、ランダム振動ストレスでは欠陥の15～25%を除去でき、温度サイクルでは75～85%を除去でき、両者を組み合わせると90%に達することが分かりました。

d. 温度サイクルによって検出された製品欠陥の種類の割合：不十分な設計マージン：5％、製造および仕上がりエラー：33％、不良部品：62％

温度周期ストレススクリーニングの故障誘発の説明:

温度サイクルによって引き起こされる製品故障の原因は、温度が上限と下限の極値内でサイクルされると、製品が交互に膨張と収縮を起こし、製品に熱応力と歪みが生じることです。製品内に過渡的な熱ラダー（温度の不均一性）がある場合、または製品内の隣接する材料の熱膨張係数が互いに一致しない場合は、これらの熱応力と歪みはさらに激しくなります。この応力と歪みは欠陥部分で最大になり、このサイクルにより欠陥が非常に大きくなり、最終的に構造的故障を引き起こし、電気的故障が発生する可能性があります。たとえば、ひびの入った電気メッキスルーホールは、最終的にその周囲全体にひびが入り、開回路を引き起こします。熱サイクルにより、プリント基板上のスルーホールのはんだ付けとメッキが可能になります...温度サイクルストレススクリーニングは、プリント基板構造の電子製品に特に適しています。

温度サイクルや製品への影響によって引き起こされる障害モードは次のとおりです。

a. コーティング、材料、またはワイヤのさまざまな微細な亀裂の拡大

b. 接着不良の接合部を緩める

c. 不適切に接続またはリベット留めされたジョイントを緩める

d. 機械的張力が不十分な状態で圧入継手を緩める

e. 品質の悪いはんだ接合部の接触抵抗が増大したり、回路が断線したりする

f. 粒子状物質、化学物質による汚染

g. シール不良

h. 保護コーティングの接着などのパッケージングの問題

i. 変圧器とコイルの短絡または断線

j. ポテンショメータに欠陥がある

k. 溶接と溶接点の接続不良

l. 冷間圧接接触

m. 多層基板の不適切な取り扱いによる断線、短絡

n. パワートランジスタの短絡

o. コンデンサ、トランジスタ不良

p. 2列集積回路の故障

q. 損傷や不適切な組み立てによりショートしそうなボックスやケーブル

r. 不適切な取り扱いによる材料の破損、損傷、傷など。

s. 許容範囲外の部品および材料

合成ゴム緩衝コーティングの不足により抵抗器が破裂した

u. トランジスタの毛は金属ストリップの接地に関与している

v. マイカ絶縁ガスケットの破裂によりトランジスタが短絡

w. 調整コイルの金属板の不適切な固定は出力の不規則化につながる

x. バイポーラ真空管は低温では内部が開いている

y. コイル間接短絡

z. 非接地端子

a1. コンポーネントパラメータのドリフト

a2. コンポーネントが正しくインストールされていない

a3. 誤用されたコンポーネント

a4. シール不良

温度サイクルストレススクリーニングのためのストレスパラメータの導入:

温度サイクルストレススクリーニングのストレスパラメータには、主に、高温および低温の極値範囲、滞留時間、温度変動、サイクル数などが含まれます。

高温および低温の極値範囲: 高温および低温の極値範囲が広いほど、必要なサイクル数が少なくなり、コストが低くなりますが、製品が耐えられる限界を超えることはできず、新しい故障原理は発生しません。温度変化の上限と下限の差は 88°C 以上で、典型的な変化範囲は -54°C ～ 55°C です。

滞留時間: また、滞留時間は短すぎてもいけません。短すぎると、テスト対象の製品に熱膨張と収縮による応力変化を生じさせるのが遅すぎます。滞留時間については、製品によって滞留時間が異なりますので、関連する仕様要件を参照してください。

サイクル数：温度サイクルストレススクリーニングのサイクル数についても、製品の特性、複雑さ、温度の上限と下限、スクリーニング率を考慮して決定され、スクリーニング数を超えてはなりません。そうしないと、製品に不要な損害を与え、スクリーニング率を向上させることができません。温度サイクル数は、1〜10サイクル[通常スクリーニング、一次スクリーニング]から20〜60サイクル[精密スクリーニング、二次スクリーニング]までの範囲であり、最も可能性の高い製造上の欠陥を除去するには、約6〜10サイクルで効果的に除去できます。温度サイクルの有効性に加えて、主に製品表面の温度変化に依存し、テストボックス内の温度変化に依存しません。

温度サイクルに影響を与える主なパラメータは 7 つあります。

（１）温度範囲

（２）サイクル数

（３）温度変化率

（4）滞在時間

（５）気流速度

（６）応力の均一性

（７）機能テストの有無（製品の動作状態）