環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)

環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)陳曉彤北京運(yùn)通恒達(dá)科技有限公司一月23可靠性試驗(yàn)可靠性試驗(yàn)是對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行調(diào)查、分析和評(píng)價(jià)的一種手段。其目的是：篩選：發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、材料和工藝方面的各種缺陷，避免有缺陷的產(chǎn)品流到客戶；增長(zhǎng)：為產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)改進(jìn)、減少維修和保障費(fèi)用提供提供信息，通過設(shè)計(jì)改進(jìn)提高產(chǎn)品的可靠性水平；鑒定：確認(rèn)是否符合可靠性定量要求?？煽啃栽囼?yàn)的分類可靠性試驗(yàn)工程試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)應(yīng)力篩選可靠性增長(zhǎng)可靠性鑒定可靠性驗(yàn)收BurnInESSHASSHASARGTHALTRETPQTALTORTPeriodicRetestTB = 交付時(shí)間點(diǎn)TW = 耗損時(shí)間點(diǎn)早期失效期偶然失效區(qū)耗損失效區(qū)TwTB制造缺陷工藝缺陷元件缺陷固有缺陷耗損故障時(shí)間失效率浴盆曲線浴盆曲線和可靠性試驗(yàn)篩選試驗(yàn)增長(zhǎng)試驗(yàn)鑒定試驗(yàn)可靠性試驗(yàn)的要素故障判據(jù)試驗(yàn)剖面試驗(yàn)計(jì)劃?rùn)z測(cè)點(diǎn)和檢測(cè)周期環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)（ESS）

在產(chǎn)品出廠前，有意將環(huán)境應(yīng)力施加到產(chǎn)品上，使產(chǎn)品的潛在缺陷加速發(fā)展成早期故障，并加以排除，從而提高產(chǎn)品的可靠性。連接不牢虛焊、漏焊不合格元器件ESS的應(yīng)力選擇振動(dòng)應(yīng)力：粒子污染；壓緊導(dǎo)線磨損；晶體缺陷；混裝；鄰近板摩擦；兩個(gè)元器件短路；導(dǎo)線松脫；元器件粘接不良；大質(zhì)量元器件緊固不當(dāng)；機(jī)械性缺陷等。溫度應(yīng)力：元器件參數(shù)漂移；電路板開路、短路；元器件安裝不當(dāng)；錯(cuò)用元器件；密封失效；化學(xué)污染；導(dǎo)線束端頭缺陷；夾接不當(dāng)?shù)取?/p>

采用溫度應(yīng)力和振動(dòng)應(yīng)力可以解決絕大部分早期失效問題ESS的應(yīng)力選擇隨機(jī)振動(dòng)正弦振動(dòng)溫度保持溫度循環(huán)如何選擇？如何選擇？篩選度（SS）：能剔除潛在缺陷的比率隨機(jī)振動(dòng)vs.正弦振動(dòng)隨機(jī)振動(dòng)：

Grms─加速度均方根值，g；ｔ─振動(dòng)時(shí)間，min。正弦振動(dòng)：結(jié)論：隨機(jī)振動(dòng)的篩選效率要比正弦振動(dòng)高得多！溫度保持vs.溫度循環(huán)溫度保持：

溫度循環(huán)：結(jié)論：溫度循環(huán)的篩選效率要比溫度保持高得多！與室溫之差試驗(yàn)時(shí)間溫變范圍溫變率循環(huán)次數(shù)ESS的機(jī)理和基本方法機(jī)理：環(huán)境加速－>缺陷暴露－>剔除不合格品方法：隨機(jī)振動(dòng)(0.04g2/Hz,5~15min)溫度循環(huán)(10~12個(gè)）隨機(jī)振動(dòng)(0.04g2/Hz,5~15min)ESS的振動(dòng)剖面類型：隨機(jī)振動(dòng)軸向：實(shí)際軸向或敏感軸向時(shí)間：?jiǎn)屋S向10mins，三軸向每軸向5mins注意：疲勞特性，累積小于30min溫度循環(huán)剖面高溫保持溫度：一般取工作極限高溫和貯存極限高溫的最高值，例如+60℃；低溫保持溫度：一般取工作極限低溫和貯存極限低溫的最低值，例如-30℃；溫度箱溫變率：上升速率大于11℃/min，下降速率小于-8℃/min；高/低溫保持時(shí)間：采取實(shí)際測(cè)量方式確定一次溫度循環(huán)的時(shí)間：為一次升溫、降溫、溫度保持的時(shí)間和，依賴于試驗(yàn)件的溫度傳導(dǎo)特性。通電：在溫度循環(huán)試驗(yàn)過程中，在升溫階段和高溫保持階段，產(chǎn)品通電工作；在降溫和低溫保持階段，產(chǎn)品斷電不工作。高低溫保持時(shí)間的確定將受試產(chǎn)品安裝于溫度箱內(nèi)，將熱電偶固定在產(chǎn)品的典型部位上，數(shù)量不得少于三個(gè)，裝好熱電偶后，應(yīng)使產(chǎn)品恢復(fù)原狀，接通產(chǎn)品電源，使其工作。將試驗(yàn)箱溫度設(shè)定值調(diào)到規(guī)定的高溫極限值，使試驗(yàn)箱空氣溫度以11℃/min的平均速率上升。保持試驗(yàn)箱空氣溫度在上設(shè)定值溫度，直到產(chǎn)品上2/3熱電偶的溫度在上設(shè)定值溫度±5℃為止，記錄該時(shí)刻。斷開產(chǎn)品電源，使其停止工作。將試驗(yàn)箱溫度設(shè)定值調(diào)到規(guī)定的低溫極限值，使試驗(yàn)箱空氣溫度以-8℃/min的平均速率下降。保持試驗(yàn)箱空氣溫度在上設(shè)定值溫度，直到產(chǎn)品上2/3熱電偶的溫度在上設(shè)定值溫度±5℃為止，記錄該時(shí)刻。反復(fù)進(jìn)行2-3次測(cè)量，得到升溫時(shí)受試產(chǎn)品的滯后于試驗(yàn)箱空氣的平均時(shí)間T1和降溫時(shí)受試產(chǎn)品的滯后于試驗(yàn)箱空氣的平均時(shí)間T2。將T1作為高溫保持時(shí)間，將T2作為低溫保持時(shí)間。試驗(yàn)效果預(yù)測(cè)假設(shè)某產(chǎn)品的溫度范圍為-30℃~+60℃，產(chǎn)品的實(shí)際溫變率為溫度箱溫變率的40%，即當(dāng)溫度箱以11℃/min的溫變速度時(shí)，產(chǎn)品的實(shí)際溫變率為4℃/min方案方案一方案二方案三方案四試驗(yàn)時(shí)間（hrs）40201010溫度箱溫變率（℃/min）5111117產(chǎn)品溫變率（℃/min24.44.46.8循環(huán)次數(shù)2729.314.722.7篩選度0.73680.94680.77040.9679試驗(yàn)前準(zhǔn)備高低溫保持時(shí)間的測(cè)試試驗(yàn)夾具的安裝和試振試驗(yàn)前產(chǎn)品測(cè)試測(cè)試設(shè)備的準(zhǔn)備和測(cè)試人員的培訓(xùn)測(cè)試和故障記錄表格的準(zhǔn)備試驗(yàn)故障處理（1）對(duì)于破壞性故障（試驗(yàn)結(jié)束后，產(chǎn)品不能恢復(fù)其規(guī)定的功能），應(yīng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)；對(duì)于非破壞性故障（試驗(yàn)結(jié)束后，產(chǎn)品可恢復(fù)其正常功能），應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行分析。如果采用的試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力超出了產(chǎn)品工作環(huán)境極限，可容忍其故障，不采取修復(fù)工作；如果采用的試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力沒有超出產(chǎn)品工作環(huán)境極限，則必須分析原因，找出可能的故障原因，實(shí)施修復(fù)。試驗(yàn)故障處理（2）對(duì)于試驗(yàn)過程中發(fā)生的故障，可在以下對(duì)策中選擇其一，并在試驗(yàn)大綱中進(jìn)行說明：中止試驗(yàn)，修復(fù)后繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)；暫時(shí)中止試驗(yàn)，拆下故障件后，其余產(chǎn)品繼續(xù)試驗(yàn)；繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后修復(fù)。所有通過環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)的產(chǎn)品，無(wú)論是未發(fā)生故障和故障后修復(fù)的產(chǎn)品，必須滿足以下條件方可交付：連續(xù)10個(gè)溫度循環(huán)無(wú)故障；至少5分鐘的隨機(jī)振動(dòng)無(wú)故障；試驗(yàn)結(jié)束后產(chǎn)品的性能和功能完全正常。

ESS的應(yīng)用及效益應(yīng)注意的事項(xiàng)所有試驗(yàn)產(chǎn)品應(yīng)去除包裝物及減震裝置后再進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)產(chǎn)品在箱內(nèi)安裝應(yīng)保證除必要的支點(diǎn)外，全部暴露在傳熱介質(zhì)即空氣中；在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要保證產(chǎn)品的振動(dòng)激勵(lì)方向?yàn)楣收厦舾蟹较?；試?yàn)箱熱源的位置布置不應(yīng)使熱幅射直接到達(dá)試驗(yàn)產(chǎn)品，用于控制箱溫的熱電偶或其它型式的溫度傳感器應(yīng)置于試驗(yàn)箱內(nèi)部的循環(huán)氣流中，并要加以遮護(hù)以防輻射影響；若存在試驗(yàn)箱內(nèi)空氣及致冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)，應(yīng)對(duì)空氣的溫度和濕度應(yīng)加以控制，使其在試驗(yàn)期間產(chǎn)品上不出現(xiàn)凝露。謝謝！HASS（參考資料）

目的：將有缺陷和無(wú)缺陷的產(chǎn)品區(qū)分開來(lái)，以保證不讓有缺陷的產(chǎn)品流入市場(chǎng)或投入使用。HASS要有效實(shí)施HASS篩選過程，徹底剔除產(chǎn)品的早期故障，應(yīng)該在能夠產(chǎn)生加工缺陷的元器件級(jí)、模塊級(jí)、單元級(jí)和整機(jī)級(jí)按照從低到高的層次進(jìn)行HASS篩選，才能保證整個(gè)產(chǎn)品的可靠性。

HASS步驟夾具設(shè)計(jì)測(cè)試設(shè)備確認(rèn)初步HASS剖面實(shí)施HASSHASS篩選方案的調(diào)整和重新驗(yàn)證HASS夾具保證同時(shí)容納多個(gè)產(chǎn)品參加試驗(yàn)，滿足產(chǎn)品批量生產(chǎn)的要求。保證在夾具各個(gè)位置的試件獲得的振動(dòng)量值相差很小，將試驗(yàn)臺(tái)傳遞到試件的振動(dòng)能量最大，在試驗(yàn)過程中不發(fā)生共振,夾具盡可能的簡(jiǎn)單，不需要在設(shè)計(jì)和制造夾具過程中花費(fèi)過多的資金。耐用、可重復(fù)使用等。夾具設(shè)計(jì)和制造完成后，要進(jìn)行夾具使用效果的驗(yàn)證.

HASS運(yùn)行剖面—參數(shù)選擇溫度循環(huán)的上下限溫度一般取工作極限溫度范圍的80%；極限溫度滯留時(shí)間一般取決于試件溫度達(dá)到平衡所需要的時(shí)間和測(cè)試試件工作狀態(tài)所需要的時(shí)間。

HASS運(yùn)行剖面—參數(shù)選擇振動(dòng)量級(jí)一般取破壞極限的50%，如果超過了工作極限，則取工作極限的80%。HASS運(yùn)行剖面HASS運(yùn)行剖面HASS運(yùn)行剖面—篩選效果驗(yàn)證主要是用來(lái)證明HASS試驗(yàn)剖面圖是否能夠滿足其篩選要求,它包括篩選過程有效性的驗(yàn)證和產(chǎn)品剩余有效壽命的評(píng)估兩方面的內(nèi)容。

篩選過程有效性的驗(yàn)證對(duì)篩選過程出現(xiàn)的失效模式進(jìn)行分析。以判別這些失效形式是由于在篩選過程中遭受了過大的應(yīng)力誘發(fā)的,還是由于疲勞或制造缺陷造成,從而決定HASS試驗(yàn)剖面所選擇的應(yīng)力量級(jí)是否正確和是否需要修正。

產(chǎn)品剩余有效壽命的評(píng)估評(píng)價(jià)HASS是否過多地?fù)p傷了產(chǎn)品的有效壽命。評(píng)估的一般方法是按照試驗(yàn)剖面的要求將產(chǎn)品重復(fù)試驗(yàn)多次(50次),看是否有失效現(xiàn)象發(fā)生,然后從導(dǎo)致失效發(fā)生的試驗(yàn)剖面重復(fù)周期數(shù)可