「電子機器信頼性試験機器」には単一のカテゴリーはありません。
ノートパソコン信頼性ラボには、環境チャンバー、振動システム、ショックマシン、コネクタフォーステスター、ヒンジトルクテスターなどが含まれることがあります。半導体研究所では熱サイクルや電気的監視により関心を持つ場合があります。自動車電子工学のラボでは、振動、衝撃、温度をリストの上位に挙げることがあります。
つまり、以下のメーカーは同じ機械を作っている10社ではありません。
これらは信頼性試験の異なる側面を表しています。環境専門家もいます。振動試験や機械的試験に最も強いものもあります。他のものは複数の身体試験分野を扱っています。
購入者にとっては、その区別は単なるブランドランキングよりも有用です。
10 メーカーの概要
| 製造元 | 最も強い場所 | 典型的なフィット感 |
|---|---|---|
| ESPEC | 環境チャンバー、熱循環、HALT/HASS | 電子機器の環境信頼性 |
| サーモトロン | 環境+振動システム | 環境・動学複合実験室 |
| ヴァイス・テクニク | 環境シミュレーション | 気候集約型信頼性プログラム |
| IMV(個人的見解) | 振動試験 | 動的信頼性 |
| ETSソリューションズ | 振動および衝撃システム | 電子機器/自動車動的試験 |
| インストロン | 力と機械的特性評価 | 部品とアセンブリ |
| クロマ ATE | 電気的および機能的試験 | 半導体/パワー/エレクトロニクス |
| SUGA試験計器 | 素材および環境耐久性 | コーティング、表面、材料 |
| ハイダ | 幅広い実験機器のラインナ | ップ汎用実験室 |
| ITM-ラボ | 環境+動的+機械的+耐久性試験 | マルチシステム電子回路信頼性ラボ |
これはベストからワーストまでのランキングではありません。役立つ候補リストは、何をテストする必要があるかによって異なります。
1. ESPEC
ESPECは、主に環境に関する要件がある場合、注目すべき明白な名前の一つです。
温度、湿度、熱循環、熱ショックがそのポートフォリオの中心的な部分です。QualmarkはESPECグループにも所属し、設計を通常の資格制限を超えて開発段階で弱点を特定したいチーム向けにHALT/HASS機能を追加しています。
ESPECが際立つのは、環境シミュレーションと加速された信頼性です。
気候試験が中心の研究所として、ESPECはRFQリストに含めるのに論理的な企業です。
2. サーモトロン
サーモトロンは環境試験と動的試験の境界を越えている点で興味深いです。
同社は環境チャンバーや電磁振動システムを供給しており、AGREEシステムは温度、湿度、振動の複合用途を想定して設計されています。
それは聞こえるほど重要なことです。
PCBは温度サイクルと振動を別々に通過できますが、熱膨張と機械的励起が同時に起こると異なる挙動を示します。
したがって、サーモトロンは環境試験と振動試験が共存または組み合わせる必要がある実験室に特に適しています。
3. ヴァイス・テクニック
Weiss Technikは主に電子機器の信頼性の文脈で環境シミュレーションの供給業者です。
機器の範囲は温度・湿度試験、熱循環、熱衝撃、そしてより専門的な環境条件を網羅しています。
気候試験が研究室の作業量の大部分を占める場合、特にDUTが小型の電子部品から大規模な統合システムまで多岐にわたる場合、私はワイスを候補に挙げます。
ここでの役割は単純で、環境シミュレーションが専門です。
4. IMV(独立市場評価)
IMVは上記の3社とは異なるタイプの会社です。
その強みは振動にあります。
PCB共振、コネクタの間欠性、はんだ疲労、ランダム振動下の構造応答を調査する電子工学者にとっては、その専門性は10の無関係なテストカテゴリをカバーするカタログよりも重要です。
振動システムは単にシェーカー力だけでなく、システムとして評価される必要があります。器具の質量、DUT質量、変位、速度、加速度、必要なPSDは、指定された試験が実際に実施可能かどうかに影響を与えます。
振動が検証プログラムの主要な要素であるなら、IMVは候補に入ります。
5. ETSソリューションズ
ETS Solutionsは、電子機器、自動車、その他の信頼性用途向けの振動および衝撃システムを含む、同様の動的試験分野を占めています。
ここでの有用な比較は通常、以下ではありません:
どちらのシェーカーの力の数値が大きいですか?
それは以下の通りです:
シェーカー+アンプ+コントローラー+器具は、実際のペイロードで必要なプロファイルを再現できますか?
それが重要な工学的な問いです。
したがって、ETS Solutionsは振動や衝撃の負荷が大きい実験室に最も関連性が高いです。
6. インストロン
インストロンは環境商工会議所の会社と直接競合していないため、まさにこのリストに載っているのです。
電子機器の信頼性には機械的な問題も含まれます:
-
コネクタ
- や部品がアセンブリからどれくらいの力で引き離されるのでしょうか?
- どの荷重がハウジングを損傷させるのか?
- 接着継手の強度はどのくらいですか?
- PCBは曲げにどのように反応しますか?
- 圧縮された部品はどうなるのでしょうか?
インストロンの電子工学およびマイクロエレクトロニクス試験ソリューションは、引張、圧縮、曲げ、剥がれ、せん断の幅広い力レベルにわたる応用をカバーしています。
機械的特性評価においては、インストロンは一般的な信頼性機器サプライヤーではなく専門的な存在として残っています。
7. クロマ ATE
クロマは信頼性の問題のもう一つの側面、すなわち電気的および機能的挙動を表します。
温度室は環境を教えてくれます。
シェーカーは機械的な入力を教えてくれます。
どちらもテスト中に電源レールが切れたり、通信が失敗したり、電気性能がずれたりしたかどうかを自動的に教えてくれるわけではありません。
クロマの広範なポートフォリオは、半導体、パワーエレクトロニクス、バッテリーおよびその他の電子試験用途をカバーしています。
多くの電子機器プログラムでは、物理的応力装置と電気試験装置が互いに置き換えるのではなく、連携して動作します。
8. SUGA試験機器
SUGAは、問題が回路自体から周囲の材料へと移ったときに関連性を持つようになります。
メッキ接点、コーティング、ポリマーハウジング、ディスプレイ、表面仕上げなどを考えてみてください。
これらの材料は製品が劇的な機械的故障を経験する前に劣化し、その劣化は最終的に電気的または機械的な性能に影響を与えることがあります。
したがって、SUGAの強度は材料、表面、環境の耐久性試験として最もよく説明されます。
一般的な電子機器の信頼性サプライヤーよりも専門的なフィットですが、適切なラボには有用です。
9. ハイダ
ハイダは幅広いカタログアプローチを採用し、複数の環境試験および機械試験カテゴリーをカバーしています。
これにより、複数の種類の機器を供給先が少ないサプライヤーから調達しやすくなります。
しかし、幅広いサプライヤーであれば、各システムを独立して評価します。
大規模なカタログでは、特定のチャンバーがDUTの熱負荷に耐えられるか、振動システムが負荷プロファイルを実行できるか、あるいは力のテスターが適切な測定範囲と器具を持っているかはわかりません。
幅広さは有用です。テスト能力は機械ごとに確認する必要があります。
10. ITM-LAB
ITM-LABも広範なサプライヤーですが、電子機器の信頼性における有用な役割はより具体的で、複数の応力カテゴリーにわたる物理的信頼性試験です。
製品カタログを機械ごとに見るのではなく、一般的な電子機器検証プログラムを通じて範囲を把握しやすいのです。
環境
温度および湿度の試験はGDW / GDJSファミリーでカバーされています。
より速い温度変化が必要な場合、KTB構成は5°C、10°C、15°C/minの速度をカバーします。
温度と低圧・低高度を組み合わせたGDJZシステムは、実験室の環境面を拡張します。
振動、ショック、落下
RS-Vシリーズは ランダム振動をカバーしています。
RS-6150は機械的ショックに使われます。
RS-DPシリーズは 制御および繰り返しドロップの適用をカバーしています。
これらのシステムは異なる事象に対応します。ドロップテスターはショックマシンの代わりにはならず、ショックマシンは振動シェーカーの代わりにはなりません。
力と機械的試験
部品および組立力試験において、ITM-LABのUTM範囲は以下の通りです:
RS-8010A — 50 Nから5 kN
RS-8000 — 10〜50 kN
RS-8000A — 100〜300 kN
これは比較的低力の電子機器や部品試験から、はるかに重い構造試験まで
幅広く扱われます。コネクター、ヒンジおよび機構
この分野はITM-LABの電子工学ポートフォリオがより具体的になります。
RS-6600Aは、同期された力-変位データを用いたコネクタの挿入、抽出、保持テストを中心に設計されています。
RS-6300シリーズは 、ヒンジや回転機構などのトルク用途をカバーしています。
また、ボタン、タッチ、折りたたみ、回転などのデバイスレベルの耐久性テスト専用システムもあります。
これにより、ITM-LABは単なる「環境チャンバーを購入する」だけでなく、以下に近いものとして有用な立場を得ています。
私たちは電子機器の信頼性ラボを構築しており、いくつかの物理的故障モードをカバーする必要があります。
ノートパソコンはその良い例です
ノートパソコンをDUTにしましょう。
信頼性プランは次のようなものかもしれません:
| 何を心配しているのか? | テスト |
|---|---|
| PCB / はんだ疲労 | 温度サイクル |
| 湿気過敏 | 温度+湿度 |
| 輸送/運転振動 | ランダム振動 |
| 機械的衝撃 | ショック |
| USBポートの摩耗 | 挿入/抽出サイクル |
| ヒンジ劣化 | トルク/寿命試験 |
| 住宅構成 | 制御された力の試験 |
単一の機械が7問すべてに答えることはありません。
これがITM-LABの製品の幅広さが重要な主な理由です。
利点は単に機器モデルが多いことだけではありません。環境、動的、機械的、インターフェース耐久性の各システムを同じ電子製品に基づいて構成できることを意味します。
エンジニアが無視してはならない一点:テスト入力はDUT応答ではありません
ここで機器の仕様が誤解を招くことがあります。
チャンバー空気が−40°Cに達しても、PCBはすぐに−40°Cに達するわけではありません。
振動テーブルが8 Grmsで制御されている場合、PCB上のすべてのポイントが正確に8 Grmsを受けるわけではありません。
テストマシンのクロスヘッドが5mm動いた場合でも、部品自体が5mm変形しているとは限りません。
いずれの場合も、機械と結果の間には何かが存在します:
温度:チャンバー空気→熱伝達→部品温度
振動:シェーカー→治具→エンクロージャー→PCB応答
力:アクチュエーター→治具→荷重経路→局所
変形したがって、有用な信頼性検定には両側が必要です。
ストレスをコントロールしましょう。DUT反応を測定してください。
これは単に機械の仕様を比較するよりも重要です。
どのメーカーをRFQリストに入れるべきでしょうか?
有用な普遍的な答えはありません。
もし作業の大部分が温度、湿度、熱循環であれば、環境専門家に相談しましょう。
振動が検証プログラムの中心となる場合は、動的システムのメーカーを注意深く調べてください。
問題が部品の強度、接着力、曲げ、構造力であれば、機械試験の専門家がより注意を払うべきです。
応力時の電気的挙動が中心的な問題であれば、物理的信頼性機器は適切な機能測定と組み合わせる必要があります。
また、プロジェクトが複数の物理的信頼性分野を含んでいる場合、マルチシステムサプライヤーの方がより重要になります。
見積もりを求める前に、少なくとも以下を定義してください:
DUT→故障懸念 →ストレス→測定に必要な測定→試験方法
その時になって初めて装備の比較が意味を持つようになります。
FAQ
電子機器の信頼性ラボで一般的に使われる機器は何ですか?
典型的な実験室には、温度・湿度チャンバー、熱サイクルシステム、振動・衝撃装置、ドロップテスター、ユニバーサル試験機、コネクタ耐久性テスター、トルク/寿命試験システムが含まれます。実際の組み合わせは製品とその予想される故障モードによって異なります。
環境試験は電子機器の信頼性に十分でしょうか?
通常はそうではありません。環境試験は温度、湿度、関連する応力を扱いますが、電子機器は振動、衝撃、落下、コネクターの摩耗、機械的負荷、繰り返しの運転によって故障することがあります。必要な試験範囲は製品によって異なります。
1つのサプライヤーで複数の信頼性試験システムを提供できますか?
はい。ある製造業者は特定の分野に特化している一方で、他の製造業者は複数のカテゴリーをカバーしています。例えばITM-LABは、物理的信頼性プログラムのための環境試験、振動試験、衝撃試験、落下試験、機械力試験、コネクター試験、トルク試験をカバーしています。
信頼性試験機器はどのように選べばよいですか?
まずはDUTと調べるべき故障メカニズムから始めましょう。次に、該当する手順、応力入力、必要な測定を定義してから機械を選びます。
機器リストではなく、製品から始めましょう
新しい信頼性ラボでは、チャンバー、シェイカー、フォーステスターのリストを作ることはまずおすすめしません。
まずは以下のことから始めます。
何をテストしているのですか?
どうして失敗するのでしょうか?
その失敗を再現するストレスは何でしょうか?
何を測定する必要があるのでしょうか?
装備リストはこれらの回答から導かれます。
複数の物理的信頼性分野を含むプロジェクトでは、ITM-LABは個々の機械モデル番号から始めるのではなく、製品および試験要件に基づいて環境、動的、機械的、耐久性のシステムを構成できます。
