环境应力筛选试验简介

为了确认并排除早期故障，使真实产品的可靠性接近设计的理想水平，通常在实践中我们会引入环境应力筛选试验(ESS—EnvironmentStressScreen)来进行分析。所谓环境应力筛选，是指在环境应力条件下暴露设备的薄弱环节和工艺缺陷，以便加以纠正而专门设计的一种试验方法。

ESS一般分为常规筛选和定量筛选。

1， 常规筛选，是指不要求筛选结果与产品可靠性目标和成本阀值建立定量关系的筛选。筛选方法凭经验确定，以筛选出早期失效为目标；

2， 定量筛选，是指要求筛选结果与产品可靠性目标和成本阀值建立定量关系的筛选。引入的主要变量包括缺陷密度、筛选检出度、析出量或残留缺陷密度。其核心是实现最经济有效的筛选方式。

目前国内企业广泛开展的是常规筛选。

ESS的试验对象，为元器件和各个组装等级，下面介绍组件级和单元级的优缺点及可筛选出的主要缺陷。

1.组件级

优点：尺寸小，不通电测试，成本低；热惯性小，温度变化率较高；能进行比单元级的温度变化幅度更大的筛选，筛选效率高。

缺点：不通电导致寻找故障效率低；如要通电检测，则需专门测试设备，成本将增加；无法筛选单元级、系统级引入的缺陷。

缺陷：漏检的元器件缺陷；元器件和电路板焊接点分离；焊接缺陷；参数漂移、超出容差。

2.单元级及以上组装级

优点：因为不需要专门设计检测系统，筛选期间易进行通电和检测，检测效率高；单元中各级间的接口也能得到筛选；能筛选出各种类型的潜在缺陷；能发现某些设计缺陷。

缺点：热惯性大，温度变化速率小，温度循环时间需加长；要考虑多种元部件的温度极限，筛选温度变化幅度减小，筛选率降低；成本高。

缺陷：组件级的连接缺陷；导线连接缺陷；输入/输出连接缺陷；单元内部电缆缺陷；组装中使用了以前未经筛选组件（如采购的组件等）引入的缺陷。

小结：理论上应当对各个组装等级进行逐级ESS，实际工作中则要权衡技术和成本等各方面因素，结合产品确定最佳的筛选方案。如果根据产品使用情况和其他试验信息得知故障主要出现在某一组装等级，则可仅针对该组装等级进行ESS。通常较为实用的方法是对组件进行温度循环筛选，对单元以上等级进行随机振动试验。

ESS试验的实施，需要首先设计筛选方案。包括（但不限于）：

1， 确定筛选类型，如研制阶段的筛选，还是生产阶段的筛选。

2， 确定应力类型，ESS的典型筛选应力通常都包括：随机振动、扫频振动、温度循环、高温老化、温度冲击等，可根据产品缺陷、产品特征和实际工作环境综合考虑进行选择使用。

3， 确定应力水平和时间，ESS应力水平以能激发出缺陷但不损坏产品为原则。

ESS的试验程序以GJB1032为例，通常是：初始性能检测、缺陷剔除试验、无故障检验及最后性能检测。其中的重点是：故障寻找方案的制定，试验时间的确定，抽样和简化方案的制定，详细内容可参考相关标准，这里不再赘述。