一、基本概（gài）念

    1、環境應力篩選的目的
     環境應力篩選的目（mù）的是通過向產品施加合理的環境應力，將（jiāng）其內（nèi）部的潛在缺陷（xiàn）加速變成故障，並加以發現（xiàn）和排除的過程，其目的（de）是剔除產品的早（zǎo）期故障。
    環境應力的篩選效果主要取決於施加的環境應力和檢測儀表的能力。施加應（yīng）力的（de）大小決定了能否將（jiāng）潛在的缺陷變為（wéi）故障；檢測能力的大小決定可能否將已被（bèi）應力加速變成故障的（de）潛在（zài）缺陷找出來。
    2、環境應力篩選的種類

    環境應力篩選通常有常（cháng）規篩（shāi）選（xuǎn）、定量篩選和（hé）高加速應力篩選3種。

    （1）常規篩選
    常規篩選是（shì）指不（bú）要（yào）求篩選結果與產品可靠性目標和成本閾值建立定量關係（xì）得篩（shāi）選。篩選所用的方法是憑經驗確定的（de）。篩選中不估計產品中（zhōng）引入（rù）的缺陷數量，對篩選效果好壞和費用合理（lǐ）性不做定量分析，僅以能篩選出早期故障為目標。篩選後的產品不一定（dìng）達到故障率恒定階段（duàn）。如圖1所示，常規篩選的結果，產品的故障率不可能到達F點（diǎn），而是其他點。
    （2）定量篩選
    定量篩選（xuǎn）是指要求篩選的效果和成本與產品的可靠性目標和現場的故障修理費用之間建立定量關係得篩（shāi）選（xuǎn）。
定量篩選的主要變量是引入缺陷密（mì）度、篩選檢出（chū）度、析出量或殘（cán）留缺陷密度。引（yǐn）入缺陷密度取決於（yú）製造過程中從元器件（jiàn）和製（zhì）造工藝兩個方麵引入產品中的潛在缺陷數（shù）量；篩選檢出（chū）度取決於篩（shāi）選用的應力把引入的潛在缺陷加速發展成為故障的能力和（hé）所用的檢測儀表將這些故障檢出的能力；析出量或殘留缺陷密度則取決於引入缺陷密度和（hé）篩選檢出度。
    定量篩（shāi）選是通過定量地選擇所用應力的強度和檢測儀表（biǎo）的（de）檢測率，使通過（guò）篩選析出並能檢（jiǎn）出故障的能力達到這樣的（de）水平（píng），正好把計算得到（dào）的製造過程引入的產品的缺陷全部剔除，從而使（shǐ）產品的早期故障率達到規定的定量目標值，即圖1中的F點。定量篩選的應用需要元器件和（hé）工藝的（de）缺（quē）陷率數據正確，而且（qiě）計算和調節過程繁雜（zá）。
    （3）高加速應力篩選

    高（gāo）加速應力篩選（HASS)是今年（nián）來在高加速壽（shòu）命試驗（HALT)的基礎上發展起來（lái）的 一種新的（de）篩選。這（zhè）種方法的特點是使用的應力大，需要的（de）時間短。與常規篩選和定量篩選不同，高加速應力篩選的應（yīng）力要根據研製階段應用HALT得到的產品工作極限和破壞極限來確定。HASS應力範圍與常規篩選應力範圍的比較如圖2所示。

    3、環境應力篩選的作用
    環境應力篩選的作用可用浴盆曲線加以說明。從圖1中可以看出，產品（pǐn）壽命期的故障率-時間曲（qǔ）線分為單個階段：早期故障期、使用壽命期（偶然故障期）和耗損期。環境應力（lì）篩選起作（zuò）用的主要是（shì）早期故障期。在環（huán）境應力篩選（xuǎn）中，通過對產品（pǐn）施加一（yī）定的應力，使產品中本來會在壽命早期（qī）使用環境應力作用下以（yǐ）早期故障形式暴露出（chū）來（lái）並（bìng）加以排除，從而使交付（fù）的產品達（dá）到或接近（jìn）規定的可（kě）靠性水平。

    產品通過了可（kě）靠性鑒（jiàn）定試驗僅說明其設計的固有可靠性達到了規定的要求，產品可以投入批生產，但不能保證批（pī）生產的產品均具（jù）有這一可靠性水平。產品樣本通過了可靠性驗收（shōu）試驗（yàn），並不能表明該生產批中所有其（qí）他產品均具有與其相同的可靠性，因為生產中引入缺陷（xiàn）是隨機的。因此（cǐ），環境應力篩選一般不（bú）抽樣而應（yīng）100%進行。

    二、環（huán）境應力篩選是工（gōng）序

     ESS環境應力篩選試驗的目的是（shì）通過（guò）施加一種或幾種規定的應力，將製造過程中引入（rù）產品的各種潛在缺陷在出廠前（qián）以硬件故障的形（xíng）式暴露出來並加（jiā）以剔（tī）除，以防止其交（jiāo）付（fù）後在使用環境中變成故障，降低產（chǎn）品的使用可靠性。
    由於製造裝配過程各（gè）個環節都有可（kě）能引入潛在缺陷，因此低組裝（zhuāng）等級篩選 不能剔除裝配成高組裝等級的過程中引入接口方麵的缺陷，而高組（zǔ）裝等級篩選由於使用的應力降（jiàng）低又不能有效剔除低組（zǔ）裝等級製造（zào）過程（chéng）引入的潛在缺（quē）陷，因此原（yuán）則上ESS應在製造過程的各個組裝等級上進行，才能完全剔除各種（zhǒng）潛在缺陷。ESS實際（jì）上是製（zhì）造過程中使用（yòng）的一種剔除（chú）製造缺陷的手段，是製造過程檢驗工作的延伸，是（shì）一種製造工序。
    環境應力篩選施加加速環境應力目的是找出產品中（zhōng）的薄弱環節，但不（bú）能損壞好的部分（fèn）或引入（rù）新的缺陷。選擇（zé）所用的環境和應力量值是極其重要的，不能認（rèn）為產品未（wèi）來的使用環境是有效（xiào）的篩選（xuǎn）環境。使用環境會使（shǐ）一些缺陷以故（gù）障形式析出，但往往（wǎng）要（yào）在相當長的壽命期內慢慢析出。環境應力篩選使用其（qí）量值大於使用環境的加速應（yīng）力，利（lì）用這種環境應力把原來在產品壽命期離散析出的故障在相對很短的時間內集中析出（chū）。

    三、環境應（yīng）力篩選與其他試驗的關係

    1、與可靠性增長和可靠性增長摸（mō）底試驗的關係
    環境應力篩選一般隻用於揭示並排除早期故障，使產品的可靠性接近設計的固（gù）有可靠性水平。
可靠性增長和增長摸底試驗是通過消除產品中由設計缺陷造成的故（gù）障（zhàng）源或（huò）降低由（yóu）設計缺陷造成的故障出現概率，提高產品的固有可靠性水平。

    環境應力篩選與可靠性增長/增長摸底試驗（yàn）的作用如圖3所示。圖（tú）3表明，二者改善可靠性的模式（shì）不同，前者可提高使用可靠性，後者則提高固有可靠性（xìng）。

    2、與可靠性統計試驗的關係
    環境應力篩選是可靠性統計試（shì）驗的（de）預處理工藝。任何提交用於可靠性統計試驗的（de）樣本必須經過（guò）環境（jìng）應（yīng）力篩選。隻有（yǒu）通過環境應力篩選、消除（chú）了早期故障的樣本，其統（tǒng）計結果才能代表（biǎo）真實的可靠性水平。
    3、與（yǔ）批生產驗收的關係
    準備（bèi）交付驗收的批生產產品應100%地進行環境應（yīng）力篩選（xuǎn），這是因為生產中引入產品的潛在缺（quē）陷是隨機（jī）的，即使生（shēng）產產品的樣本驗收也不能代表該批中每一台產品的早期故障已排除。
    4、與老練試（shì）驗的關係
    老練（burn-in)的（de）目（mù）的也是為（wéi）了剔除產品中用常規檢驗手段無法發現的（de）潛在缺陷，以防止（zhǐ）這些缺陷在使用條（tiáo）件下的應力和時間的作用下，使產品出現早期失效或早期（qī）故障（zhàng），因此老（lǎo）練實（shí）際上是一種早期的ESS工藝。
    老（lǎo）練這一技術，既適用於元器件，也適用於電路板 、組件和電子設備。元器（qì）件和集成電路進行老練的條件和方法在其相應的試驗方法中都有明確規定，一般都包括一組高溫-時間要（yào）求，其特點是溫度高，時間長，例如MIL-STD—883E方法1015.9《老練試驗》中（zhōng）規（guī）定微電子器件S級老練溫度為150攝氏度，時間為120小時。自從美軍標MIL-STD—2164《電子設備環（huán）境應力篩選方（fāng）法》標準頒（bān）布後，電子設備（bèi）剔除早期故障（zhàng）的方法改為標準中規定的高效環境應力篩選方法，1990年美國環境科學協會頒布的效率更高的《組件環境應力篩選指南》和1988年美國空軍司令部頒布的美國（guó）空（kōng）軍R&M2000 ESS指南中又規定了電路板和組件的環境（jìng）應力篩選方法。這三個文件規定的方（fāng）法可以取代原（yuán）來電路板、電子組件和電子設備的老練方法。
    一旦製定出的高效的（de）ESS方法，就可以取代一直沿（yán）用（yòng）的早期老（lǎo）練技術。應當指出，老練（liàn）這一（yī）技術除了能夠剔除早期故障外，還能起到使電路和（hé）結構件穩定化（huà）的作用，因此在某些情況下仍具有實用價值。

    四、環境應力（lì）篩選的應用

    1、應用的組裝等（děng）級
    環境應力篩選作為剔除產品製造過程中引入的潛在缺陷的一道工序，應當納入批生產流程，用於產品的各個組裝等級。
    2、在產（chǎn）品（pǐn）壽命各階段的應用

    環境應力篩選主要用於（yú）產品的（de）批生產階段（duàn）和產（chǎn）品使用（yòng）後的大修中，但由於其具有加速激發產品內部缺陷的能力，研製階段也可使用，其在產品壽命（mìng）各階段的應用如圖4所示。

圖4

文章出自： 可靠性雜壇