環(huán)境應力篩選的定義

環(huán)境應力篩選是可靠性試驗中的一種類型，也是產(chǎn)品制造過程中的一道工序。環(huán)境應力篩選（Environment Stress Screen，簡寫 ESS）是通過向電子或機電產(chǎn)品施加在設計范圍之內(nèi)的合理的環(huán)境應力（如溫循、隨機振動等）或電應力，將其內(nèi)部的潛在缺陷加速暴露出來的過程。

環(huán)境應力篩選對有潛在缺陷的產(chǎn)品能誘發(fā)其故障，排除出早期故障，即下圖浴盆曲線中描述的早期故障期的缺陷產(chǎn)品。對于不存在缺陷性能良好的產(chǎn)品是非破壞性試驗。

環(huán)境應力篩選的目的

剔除制造過程中使用的不良元器件和引入的工藝缺陷，應著重加強對元器件的篩選，但為保證產(chǎn)品具有足夠的可靠性，也應將篩選貫穿于制造過程的各階段，應盡量在每一組裝層次上進行，以剔除低層次產(chǎn)品裝成高層次產(chǎn)品過程中引入的缺陷。

環(huán)境應力篩選的類型

常用的環(huán)境應力篩選類型有：溫度循環(huán)、隨機振動、高溫、電應力、熱沖擊、正弦定頻振動、正弦掃描振動、低溫、綜合環(huán)境、濕度、加速度、高度等。

1. 恒定高溫

也稱為高溫老化，使產(chǎn)品在規(guī)定高溫下連續(xù)不斷地工作，激發(fā)出早期故障。篩選方法要根據(jù)受篩產(chǎn)品是否發(fā)熱制定。該篩選廣泛應用于元器件的篩選，不適用于組件級（印制線路板、單元或系統(tǒng)）篩選。篩選效果遠低于溫度循環(huán)。

2. 溫度循環(huán)

影響篩選結(jié)果的主要參數(shù)為溫度變化范圍、溫度變化速率及循環(huán)次數(shù)。通常適用于組件級篩選。篩選溫度時間歷程考慮受篩產(chǎn)品通電和不通電兩種情況。激發(fā)的故障模式主要有：

a）使涂層、材料或線頭上各種微觀裂紋擴大。

b）使粘結(jié)不好的接頭松弛。

c）使螺釘連接或鉚接不當?shù)慕宇^松弛。

d）使機械張力不足的壓配接頭松弛。

e）使質(zhì)量差的釬焊接觸電阻加大或造成開路。

f）粒子污染。

3. 溫度沖擊

影響篩選結(jié)果的主要參數(shù)為溫度變化速率、溫度轉(zhuǎn)換時間及溫度沖擊循環(huán)次數(shù)。因其溫度變化率較高，產(chǎn)生的熱應力較大，是篩選元器件，尤其是集成電路器件的有效方法。用于組裝等級時要注意其可能造成的附加損壞。篩選效果類似于溫度循環(huán)。激發(fā)的故障模式類似于溫度循環(huán)。

4. 正弦掃頻

在一定時間段內(nèi)依次對產(chǎn)品內(nèi)需要重點篩選的元部件的共振頻率進行激勵，產(chǎn)生共振。篩選效果較隨機振動低。激發(fā)的故障模式主要有：

a）結(jié)構(gòu)部件、引線或元件接頭產(chǎn)生疲勞，特別是導線上有裂紋或類似缺陷的情況下。

b）電纜磨損。

c）螺釘接頭松弛。

d）安裝加工不當?shù)募呻娐菲x開插座。

e）匯流條及連到電路板上的釬焊接頭受到高應力，引起釬焊薄弱點故障。

f）與可作相對運動的部件橋形連接的元器件引線因沒有充分消除應力而造成損壞。

g）已受損或安裝不當?shù)拇嘈越^緣材料出現(xiàn)裂紋。

5. 隨機振動

在很寬的頻率范圍上對產(chǎn)品施加振動，產(chǎn)品在不同的頻率上同時受到應力，使產(chǎn)品的許多共振點同時受到激勵。篩選效果大大增強，篩選持續(xù)時間也減少到正弦掃頻的1/3-1/5。激發(fā)的故障模式與正弦掃頻的相同，但能激發(fā)的故障機理更復雜，激發(fā)故障的速度更快。

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