环境应力筛选

2023/12/10

环境应力筛选

EnvironmentStressScreen

环境应力筛选环境应力筛选的定义环境应力筛选的原理环境应力筛选的方法介绍环境应力筛选的应用2023/12/10环境应力筛选的定义环境应力筛选（EnvironmentStressScreen,ESS）是指元器件以上各层次产品的筛选。ESS是通过向产品施加合理的环境应力，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，并加以发现和排除的过程，其目的是剔除产品的早期故障。ESS的效果主要取决于施加的环境应力和检测仪表的能力。施加应力的大小决定了能否将潜在缺陷变为故障；检测能力的大小决定了能否将已被应力加速变成故障的潜在缺陷找出来。2023/12/10环境应力筛选的原理产品失效盆浴曲线目的：淘汰有缺陷的器件：材料缺陷、工艺缺陷、设备状况等因素引入；根据使用要求，筛去不符合的器件：寿命、使用环境，如温度、辐射、振动等2023/12/10环境应力筛选的种类常规筛选指不要求筛选结果与产品可靠性目标和成本建立定量关系的筛选。所用方法是凭经验确定的，仅以能筛选出早期故障为目标。常规筛选的结果是产品的故障率不可能达到F点。2023/12/10环境应力筛选的种类定量筛选

指要求筛选的效果和成本与产品的可靠性目标和现场的故障修理费用之间建立定量关系的筛选。定量筛选的主要变量是引入缺陷密度、筛选检出度、析出量或残留缺陷密度。

GJB/Z34《电子产品定量环境应力筛选方法》2023/12/10环境应力筛选的方法介绍元器件筛选方法分类非破坏性试验：对好的器件无损伤破坏性试验；试验后器件损坏，不能使用非破坏性试验项目（GJB597、GJB33）内/外部目检（封帽前）：封装前后目视检查有无问题；老练筛选：根据失效率特征（浴盆曲线），使器件在一定的温度下工作一段时间；温度循环：高低循环环境下放置一段时间检漏：密封性检查，氦质谱细检、氟油初检......破坏性试验开帽目检：打开封装目视检查芯片剪切强度试验：变频振动试验：变频振动循环环境下放置一段时间2023/12/10环境应力筛选的方法介绍1971年，美国对机载电子设备全年的故障统计结果环境条件对产品可靠性的影响2023/12/10环境应力筛选的方法介绍各种筛选环境应力的相对筛选效率2023/12/10环境应力筛选的方法介绍2023/12/10环境应力筛选的方法介绍设计方法：

确定产品工作环境确定产品在这种环境下所用元器件及材料的性能防潮湿设计、防盐雾和腐蚀设计、防霉菌设计、抗冲击、振动和噪声设计、电子设备抗辐射设计、热设计、等等环境条件气候环境条件机械环境条件辐射条件生物条件电条件人为条件环境影响和故障模式：

单一环境复合环境2023/12/10环境应力筛选的方法介绍温度：最高–55~+125℃一般–40~+95℃最低–40~+75℃温变率：最高20℃/min 一般15℃/min 最低5℃/min随机振动：若一个方向10min 不止一个方向每个方向5min 频率20~2000Hz 功率谱密度0.04g2/Hz无冷却系统的产品环境应力筛选的方法介绍电磁振动试验机环境应力筛选的方法介绍机械冲击试验台1）试验条件半正弦：加速度15g~600g；脉冲宽度：2ms~40ms；2）机台信息①冲击台尺寸：60cmx60cm；螺孔间距：10cm孔径M10；②最大承重：100Kg2023/12/10环境应力筛选的应用环境应力筛选早期可靠性增长中激发设计缺陷和工艺缺陷可靠性增长试验的预处理可靠性鉴定试验前预处理低组装等级筛选可靠性验收试验前处理常温验收前消除早期故障大修后验收前消除早期故障研制阶段生产阶段使用阶段在寿命期各阶段的应用2023/12/10环境应力筛选的应用ESS的应用及效益轨道故障减少50%美国卫星MTBF从1150h提高到9534h，提高7.3倍ANIUYK20V计算机MTBF从15000h提高到44362h，提高约3倍AG3变换器内场故障减少43%A-A17惯导系统外场故障从23.5%降到8%电子燃料喷射系统现场维修次数减少50%HEWLITT台式计算机故障率降低40～70%我国某飞机的大气数据计算机2023/12/10注意事项

环境应力筛选(ESS)—应注意的事项制定产品的ESS大纲，并严格执行；不必准确模拟产品真实的环境条件；不应改变产品的失效机理；筛选可以提高批产品的可靠性水平，但不能提高产品的固有可靠性，只有改进设计、工艺等才能提高后