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環境應力篩選( Environmental Stress Screening)

  環境應力篩選(Environmental Stress Screening,ESS)是針對產品施加環境與工作應力,例如溫度、濕度或振動等,將正常生產流程中的功能檢測無法測出之潛在瑕疵暴露出來,從而盡早發現並將之剔除,減少早夭品出貨,以達到有效品質管制的目的,使出貨產品屬於穩定使用者。透過ESS應力篩選,可有效提高產品出貨良率並減少返修(RMA)次數,對客戶來說,信心度(Confidence Level)也會有所提升。

 

  針對電子產品的應力篩選方式,常用的項目有溫度循環(temperature cycling)、高溫預燒(burn in)、振動(vibration)等。應力篩選本身是一種製程程序(Process),而非可靠度試驗。圖1為傳統浴缸曲線圖,其中Infant Mortality及傳統所稱之早夭期,其說明Fails Removed Via Screens即在強調篩選不良品之作法。

浴缸曲線圖(資料來源:JEDEC 74)
 圖-1 浴缸曲線圖(資料來源:JEDEC 74)

 

  美國環境科學技術學會(Institute of Environmental Sciences Technology,IEST)於1984年首度發表針對電子系統產品使用環境應力篩選(ESS)研究報告,在此研究報告中揭露出利用環境應力篩選手法(ESS)使產品在市場失效情形大幅改善,同時也提出最佳篩選應力項目以及建議(圖2)。

 環境應力 IEST Survey of Screening Effectiveness/1984
圖-1 環境應力 IEST Survey of Screening Effectiveness/1984 

  根據奇異公司(GE)的統計,對於新設計的產品,在市場發生失效的比重分配為:設計缺陷33%、零件不良34%, 製程問題33%。對於高價產品,若採取環境應力篩選機制,可將零件與製程等因素所造成的品質瑕疵問題,提早暴露並且被檢測出來,以提高產品製造品質。

  閎康科技可靠度實驗室,不斷的擴充實驗能力與產能,建構完整的零件至系統等級產品可靠度測試範疇,提供各類可靠度諮詢與技術服務,目前亦服務多家客戶進行早夭品篩選(ELFR)作業。

 

Q1. ESS 有哪些常用的測試方式 ?

A.  常見的有:溫度試驗(高溫、低溫)、溫溼度試驗、溫度循環以及溫度衝擊試驗。

Q2. Walk in chamber 尺寸多少 ? 可容納多少產品 ?

A.  設備尺寸為W1970 × H2100 × D1970 mm,可放置樣品數量需依據樣品尺寸決定。

Q3. ESS 的樣本數是多少 ?

A.  依據客戶需求,並無特定需求數量。

Q4. 除了溫度循環,還有什麼測試適合 ESS ?

A.  常見的有:溫度試驗(高溫、低溫)、溫溼度試驗以及溫度衝擊試驗。

Q5. ESS 執行可否搭配動態作業 ?

A.  動態的作業一般會在溫度應力下同時確認樣品功能,並依據產品各個功能介面同時執行Full-loading動作,來確認功能。

 

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