Prove di stress screening

Transcript

1 PROCEDURE HALT E HASS Prove di stress screening SUPERARE I LIMITI DELLE PROVE TRADIZIONALI DI AFFIDABILITA IMQ SpA Conformità e affidabilità dei processi produttivi Misure e strumenti per la qualità Bologna 5 dicembre 2012

2 Introduzione HALT Prove di vita accelerate Un processo applicato durante la progettazione di un prodotto, che porta al perfezionamento del progetto simulando condizioni ambientali estremamente severe HASS Prove di collaudo accelerate Un processo applicato durante la fabbricazione di un prodotto, che consente di scoprire deviazioni del processo e previene l immissione sul mercato di prodotti con difetti latenti.

3 Apparecchiatura di prova per le Procedure HALT e HASS Raffreddamento con azoto liquido variazioni termiche rapide fino a 60 ºC/min sul prodotto campo termico da -100 C a +200 C Vibrazione ad urti ripetitivi 6 gradi di spostamento (6 degrees of freedom) 3 assi e 3 rotazioni, simultaneamente ampia banda di frequenza ( Hz) Ambiente combinato termico e vibrazioni

4 Confronto dei transitori termici Source: Adapted from C.E. Mandel, ESS Applications 5/93 T a Flusso Laminare T a Flusso turbolento T b T b T a T a T a >T b T a =T b Trasfer. Termico 10 4 BTU/Hr 10 6 BTU/Hr

5 OVS - OmniAxial Vibration System Sollecitazione su sei assi, 3 lineari e 3 rotatori Vibrazioni casuali a larga banda (da 2 Hz a 10 khz) con tavolo rigido di sollecitazione.

6 HALT - Highly Accelerated Life Test Identifica rapidamente i difetti di progetto e di processo. Valuta e migliora i margini di progetto. Riduce i costi ed i tempi di sviluppo Elimina difetti di progetto prima dell avvio della produzione Garantisce la maturità del prodotto al lancio nel mercato E uno strumento di supporto all ingegneria per valutare l impatto sul prodotto di modifiche e riduzioni di costi. La Procedura HALT non è una prova con esito positivo o negativo, ma uno strumento a disposizione degli ingegneri di progetto. Non sono definiti limiti a priori.

7 HALT Prova a livelli di sollecitazione Sollecitazione F E D Proseguire fino alla definizione dei limiti operativi e distruttivi del dispositivo in prova, oppure fino al raggiungimento dei limiti operativi del sistema OVS C B A 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 Tempo (ore:minuti)

8 Applicazione della procedura HALT Sollecitazione con livelli termici - Caldo Da +30 ºC, con incrementi di 10 º C, fino ai limiti operativo e distruttivo. Sollecitazione con livelli termici - Freddo Da +20 ºC, con decrementi di 10 º C, fino ai limiti operativo e distruttivo. o C Prove Funzionali e Monitoraggio Sollecitazioni Specifiche del Prodotto (Es.: margini tensione/frequenza, cicli ON/OFF)

9 Applicazione della procedura HALT Sollecitazione con transitori termici rapidi - Freddo + Caldo Entro i limiti termici operativi individuati con le prove precedenti, con velocità di transizione fino a 60 C/min. o C Prove Funzionali e Monitoraggio Sollecitazioni Specifiche del Prodotto (Es.: margini tensione/frequenza, cicli ON/OFF)

10 Applicazione della procedura HALT Sollecitazione con livelli di Vibrazione Inizio a 5 g RMS, con incrementi ad intervalli di 5 g RMS Proseguire fino ai limiti operativo e distruttivo Prove Funzionali e Monitoraggio Sollecitazioni Specifiche del Prodotto (Es.: margini tensione/frequenza, cicli ON/OFF) 6 DoF Vibe

11 Applicazione della procedura HALT SOLLECITAZIONE COMBINATA Freddo, Caldo, Transitori Termici Rapidi e Vibrazione o C Prove Funzionali e Monitoraggio 6 DoF Vibe Sollecitazioni Specifiche del Prodotto (Es.: margini tensione/frequenza, cicli ON/OFF)

12 Un processo di verifica dei margini La Procedura HALT differisce sostanzialmente dalle prove di qualificazione in quanto non si conclude con esito positivo o negativo È un processo di verifica ed ottimizzazione del progetto Limite Distruttivo Inferiore Limite Operativo Inferiore Margine Specifiche del Prodotto Margine Limite Operativo Superiore Limite Distruttivo Superiore Operativo Margine Distruttivo Operativo Margine Distruttivo Sollecitazione

13 Difetti in funzione dell ambiente simulato dalla Procedura HALT Dati da 44 differenti prodotti - Mike Silverman QualMark Santa Clara, CA ARTC Ambiente combinato - Variazioni rapide di temperatura e vibrazioni Omniaxial 20% 14% Bassa temperatura Vibrazioni Omniaxial 45% 4% Variazioni rapide di temperatura 17% Alta temperatura

14 Un prodotto maturo a costi minori Livelli di spesa HALT AP AP: Avvio produzione PVP: Prove di validazione del progetto PVP 1 PVP n, AP Tempo Risparmi

15 HASS - Highly Accelerated Stress Screen Identifica rapidamente variazioni nei processi di fabbricazione. Riduce tempi e costi di produzione. Incrementa la qualità e l affidabilità in servizio. Riduce l assistenza ed i costi di garanzia. Riduce il livello di mortalità infantile all introduzione del prodotto.

16 Profilo di prova HASS: modello tipico UDL UOL S P E C Vibrazione Termico Prevedere pause di durata sufficiente all esecuzione della diagnostica. Eseguire la diagnostica per l intero profilo di prova. t LOL LDL È fortemente raccomandata la combinazione di vibrazione a 6 assi, vibrazione di stimolo, cicli di alimentazione e altre sollecitazioni abbinate a quelle termiche. È fondamentale l alimentazione permanente durante il monitoraggio.

17 Profilo di prova HASS: modello Precipitazione-Verifica UDL UOL S P E C LOL Vibrazione Termico Prevedere pause di durata sufficiente all esecuzione della diagnostica. Eseguire la diagnostica per l intero profilo di prova. Transitorio rapido Transitorio moderato t LDL È fortemente raccomandata la combinazione di vibrazione a 6 assi, vibrazione di stimolo, cicli di alimentazione e altre sollecitazioni abbinate a quelle termiche. È fondamentale l alimentazione permanente durante il monitoraggio.

18 Diagramma del processo HASS Limite Distruttivo Inferiore Limite Operativo Inferiore Specifiche del Prodotto Limite Operativo Superiore Limite Distruttivo Superiore Profilo di precipitazione Profilo di verifica ESS Sollecitazione

19 Risultati della procedura HASS Tipo di difetti evidenziati: Bassa qualità saldature Difetti dei connettori Difetti dei componenti Terminali IC piegati Componenti non corretti Collocazioni errate Errori del fissaggio

20 Difetti in funzione dell ambiente simulato dalla Procedura HASS Ambiente combinato - Variazioni rapide di temperatura e vibrazioni Omniaxial 46% 12% Variazioni rapide di temperatura 13% Alta temperatura 29% Bassa temperatura Informazioni fornite da Array Technology

21