ในวงการอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และฮาร์ดแวร์สมัยใหม่ การรับประกันความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์เป็นหัวใจสำคัญ วิธีการควบคุมคุณภาพแบบดั้งเดิม ไม่สามารถตรวจจับข้อบกพร่องแฝงที่ทำให้เกิดความล้มเหลวในการใช้งานก่อนกำหนดได้ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ วิศวกรจึงใช้เทคนิคการตรวจสอบความน่าเชื่อถือแบบเร่งด่วน โดยการ ทดสอบความเครียดแบบเร่งด่วน (Highly Accelerated Stress Screen หรือ HASS) ในขั้นตอนการผลิต และ HASS ได้รับการออกแบบมาเพื่อเร่ง และระบุข้อบกพร่องในการผลิต ผลิตภัณฑ์ก่อนถึงมือลูกค้า เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในการใช้งาน และลดต้นทุนในการรับประกัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

นิยามของ HASS

HASS คือ กระบวนการคัดกรองเชิงรุกที่ใช้กับหน่วยการผลิตทั้งหมด 100% โดยเกี่ยวข้อง กับการนำผลิตภัณฑ์ไปเผชิญกับความเครียดจากสภาพแวดล้อม (Environmental Stresses) เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรง การสั่นสะเทือน และการทดสอบทางไฟฟ้า ในระดับที่สูงกว่า ข้อกำหนดการทำงานปกติ แต่ตั้งใจให้ต่ำกว่าขีดจำกัดการออกแบบของผลิตภัณฑ์ ที่ได้รับการ พิสูจน์แล้ว หลักการสำคัญจึงไม่ใช่การจำลองสภาพแวดล้อมในสนามจริง แต่เป็นการใช้สิ่งกระตุ้น ที่มีความเครียดสูงเพื่อบังคับต่อข้อบกพร่องที่แฝงไว้เช่น รอยบัดกรีที่ไม่ดี ชิ้นส่วนที่ชำรุด หรือ ข้อผิดพลาดในการผลิต ให้ปรากฏออกมาเป็นความล้มเหลวในการทำงาน ภายในระยะเวลา การทดสอบสั้นๆ ซึ่งมักใช้เวลาในการตรวจวัดเป็นจำนวนชั่วโมง

ข้อกำหนดเบื้องต้น: กระบวนการ HALT 

การสร้างโปรไฟล์ HASS ที่ประสบความสำเร็จไม่สามารถทำได้ หากปราศจากเงื่อนไข ขึ้นอยู่กับการทดสอบอายุการใช้งานแบบเร่งความเร็วสูง (HALT: Highly Accelerated Life Test) HALT เป็นเครื่องมือวิจัยและพัฒนาที่ใช้ในการค้นหาขีดจำกัด การทำงาน และการทำลายขีดจำกัด ข้อพื้นฐานของการออกแบบผลิตภัณฑ์ โดยการระบุขีดจำกัดเหล่านี้ วิศวกรสามารถกำหนด โซนความเครียดที่ "ปลอดภัย" สำหรับ HASS ได้ ขีดจำกัดการคัดกรองด้านบน(Upper Screen Limit) ของ HASS จะถูกกำหนดไว้ต่ำกว่าขีดจำกัดการทำงานที่พิสูจน์แล้วของผลิตภัณฑ์จาก HALT ในขณะที่ขีดจำกัดการคัดกรองด้านล่าง(Lower Screen Limit) จะถูกกำหนดไว้สูงกว่า ขีดจำกัดการทำลาย ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่า การคัดกรองนั้นมีความเข้มงวดเพียงพอที่จะค้นหา ข้อบกพร่อง โดยไม่ทำให้ผลิตภัณฑ์ที่มีความทนทานนั้นเกิดความเสียหาย หรือ ลดทอนอายุ การใช้งาน

ส่วนประกอบสำคัญของโปรไฟล์ HASS

โดยทั่วไปโปรไฟล์ HASS มาตรฐานจะรวมเอาประเภทของความเครียดหลายประเภท เข้าไว้ด้วยกัน (Multiple Stress Types) การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วเป็นหัวใจสำคัญ โดยกระตุ้นให้วัสดุขยายตัว และหดตัวเพื่อสร้างความเครียดให้กับจุดเชื่อมต่อ และในกรณีการ สั่นสะเทือนแบบหลายแกนร่วมกัน ซึ่งมักใช้การกระแทกซ้ำๆ หรือ การสั่นสะเทือนแบบสุ่ม ในย่านความถี่กว้างๆ จะเผยให้เห็นข้อบกพร่องในการประกอบทางกล การเปลี่ยนแปลง พลังงานไฟฟ้า และการควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้ เพื่อสร้างความเครียดให้กับ แหล่งจ่ายไฟและวงจรรวม ความเครียดเหล่านี้มักจะถูกนำมาใช้พร้อมกัน ในห้องทดสอบ สภาพแวดล้อมแบบผสม เพื่อให้เกิดผลลัพธ์ที่เสริมกัน ซึ่งการรวมกันจะให้ผลลัพธ์ ที่ชัดเจนกว่าการใช้ความเครียดในแต่ละประเภท

วงจร HASS ประกอบไปด้วย 4 ขั้นตอน 

การดำเนินการ HASS เป็นไปตามวงจรที่มีโครงสร้าง 4 ขั้นตอน ขั้นตอนการพิสูจน์ การคัดกรอง (Proof of Screen) ในขั้นต้นจะตรวจสอบว่า โปรไฟล์จะไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อ ส่วนประกอบที่ดี ด้วยการทดสอบกับผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้ดีอยู่แล้วเพียงเล็กน้อย ขั้นตอน การตรวจจับ (Detection Screen) เป็นการทดสอบการผลิตหลัก ซึ่งอุปกรณ์ทั้งหมดจะได้รับ การทดสอบตามโปรไฟล์ความเครียด และมีการเฝ้าดูตรวจจับในห้วงขณะที่มีการเกิดขึ้น ของการหยุดชะงักการทำงาน ขั้นตอนการวิเคราะห์ความล้มเหลว (Failure Analysis) เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบหาสาเหตุที่แท้จริงของหน่วยที่ล้มเหลวอย่างเข้มงวด เพื่อให้ ข้อมูลป้อนกลับที่สำคัญแก่ฝ่ายผลิต สุดท้ายขั้นตอนการตรวจสอบ (Verification Screen) เป็นการทดสอบหน่วยที่ซ่อมแซมอีกครั้งเพื่อยืนยันการแก้ไขข้อผิดพลาด

ประโยชน์และความคุ้มค่าทางธุรกิจ

การนำ HASS มาใช้จะให้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่คุ้มค่าอย่างมาก ประโยชน์หลัก คือ การลดอัตราความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ในช่วงเริ่มต้นการผลิตลง ส่งผลให้ต้นทุนการซ่อมแซม ภายใต้การรับประกันลดลงและชื่อเสียงของแบรนด์ดีขึ้น นอกจากนี้ยังให้ข้อมูลป้อนกลับแบบ เรียลไทม์ เพื่อแก้ไขปัญหาในกระบวนการผลิต ทำให้เกิดการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ด้วยการ ลดระยะเวลาการทดสอบใช้งานจริงหลายเดือนให้เหลือเพียงไม่กี่ชั่วโมง HASS จึงช่วยลด ระยะเวลาการทดสอบการใช้งานและระยะเวลาการเก็บรักษาสินค้าคงคลัง ทำให้การออกสู่ ตลาดเร็วขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

ความแตกต่างของการทดสอบเบิร์นอินและวิธีการตรวจสอบอื่นๆ

สิ่งสำคัญ คือ ต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่าง HASS กับการทดสอบเบิร์นอินแบบดั้งเดิม โดยทั่วไปแล้วการทดสอบเบิร์นอินจะเกี่ยวข้องกับการใช้งานผลิตภัณฑ์ที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน เช่น 48-168 ชั่วโมง เพื่อทำให้พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าคงที่และตรวจจับความล้มเหลวในระยะเริ่มต้น ในทางตรงกันข้าม HASS ใช้แรงกดดันที่รุนแรงกว่า และมีการหมุนเวียนอย่างรวดเร็วในช่วงเวลา ที่สั้นกว่ามากเช่น 30 นาทีถึง 4 ชั่วโมง เพื่อบังคับให้เกิดความล้มเหลว ไม่ใช่รอให้เกิดความ ล้มเหลว ซึ่งทำให้ HASS มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการค้นหาข้อบกพร่องแฝงที่หลากหลาย และเร็วกว่าได้อย่างมาก

สรุป

HASS ไม่ได้เป็นแค่การทดสอบ แต่เป็นการคัดกรองเชิงกลยุทธ์ในกระบวนการผลิต ทำหน้าที่เป็นด่านสุดท้ายในการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ เมื่อนำมาใช้จาก HALT อย่างถูกต้องและบูรณาการเข้ากับระบบการแก้ไขแบบครบวงจร จะเปลี่ยนความน่าเชื่อถือจาก คุณลักษณะที่คาดหวังให้กลายเป็นคุณลักษณะที่ฝังอยู่ในกระบวนการผลิต สำหรับบริษัทผลิต อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การนำ HASS มาใช้แสดงถึงความมุ่งมั่นเชิงรุกต่อคุณภาพ ซึ่งช่วย ปกป้องความพึงพอใจของลูกค้าและผลกำไรของบริษัทได้โดยตรง