環(huán)境應(yīng)力篩選(Environment Stress Screen,ESS)是一種工藝手段，是通過向電子產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力，將其內(nèi)部的潛在缺陷加速變成故障，并通過檢驗發(fā)現(xiàn)和排除故障的過程。

 

ESS旨在激發(fā)并排除早期故障，使產(chǎn)品的可靠性接近設(shè)計的固有可靠性水平。應(yīng)力水平以能激發(fā)出缺陷但不損壞產(chǎn)品為原則。ESS分為常規(guī)篩選和定量篩選。目前國內(nèi)僅廣泛開展常規(guī)篩選。

 

環(huán)境應(yīng)力篩選試驗箱可以準確地模擬低溫、高溫、高溫高濕、低溫低濕等復雜的自然環(huán)境，適用于塑膠、電子、食品、服裝、車輛、金屬、化學、建材等多種行業(yè)的產(chǎn)品可靠性檢測。應(yīng)用范圍：適用于電工、電子產(chǎn)品整機及零部件進行耐寒試驗、溫度快速變化或漸變條件下的適應(yīng)性試驗。

 

下面簡單介紹以上幾種典型篩選應(yīng)力并比較其篩選效果。

 

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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。

 

6. 篩選效果對比

 

a) 振動應(yīng)力對于激發(fā)如松弛、碎屑和固定不緊的工藝缺陷更為有效。一般說來，發(fā)現(xiàn)缺陷中約20%是對振動響應(yīng)的結(jié)果。

b) 溫度循環(huán)對于發(fā)現(xiàn)參數(shù)漂移、污染之類的元器件缺陷更為有效。一般說來，發(fā)現(xiàn)缺陷中約80%是對溫度響應(yīng)的結(jié)果。