您的位置： 首頁 > 新聞資訊 > 電子產(chǎn)品ESS環(huán)境應(yīng)力篩選測試規(guī)范

電子產(chǎn)品ESS環(huán)境應(yīng)力篩選測試規(guī)范

作者：編輯：來源：發(fā)布日期： 2021.09.28

    一、目的
    ESS（環(huán)境應(yīng)力篩選試驗 ）是用在生產(chǎn)小批量階段，是生產(chǎn)工藝驗證的一個環(huán)節(jié)，旨在驗證生產(chǎn)工藝的一致性、穩(wěn)定性是否滿足大批量生產(chǎn)要求；通過ESS工作發(fā)現(xiàn)早期失效個體，并通過失效分析、改進、再驗證，使產(chǎn)品批量生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性達到研發(fā)預(yù)期，產(chǎn)品發(fā)貨后早期失效率低。
    二、概述
    產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來的，但實際使用中產(chǎn)品表現(xiàn)出來的可靠性與預(yù)期有較大偏差，產(chǎn)品個體之間也有較大偏差﹔原因就是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，來料存在不一致性，生產(chǎn)工藝存在不一致性，設(shè)備狀況差異，操作者的技術(shù)水平和責(zé)任心，質(zhì)量檢驗和管理差異等；這些差異造成產(chǎn)品存在或多或少的缺陷或隱患，明顯的缺陷可以通過常規(guī)的檢驗和測試手段加以剔除，而潛在的缺陷僅僅靠常規(guī)手段難以剔除，在產(chǎn)品使用過程中，存在潛在缺陷的產(chǎn)品往往會轉(zhuǎn)化成早期故障，即在產(chǎn)品發(fā)貨1年左右的時間內(nèi)，故障率偏高。
    ESS工藝流程就是設(shè)法剔除由原材料、不良元器件、工藝缺陷和其他原因造成的早期失效，從而提高產(chǎn)品的可靠性。
    本文主要介紹ESS原理，并且把ORT（持續(xù)可靠度測試）工藝也并入此規(guī)范，因為這個工藝流程也是使用環(huán)境應(yīng)力對產(chǎn)品進行抽檢或全檢。也是生產(chǎn)工藝驗證的一個環(huán)節(jié)。
    三、適用范圍
    1、新產(chǎn)品
    新開發(fā)產(chǎn)品小批量階段。
    2、變更產(chǎn)品
    變更產(chǎn)品，分為產(chǎn)品設(shè)計變更和器件變更，由研發(fā)和測試評估是否需要做ESS篩選；重要變更建議做，如開關(guān)電源、處理器、驅(qū)動電路、功率模塊、PCB廠家、貼片工藝等重要變更。
    3、量產(chǎn)產(chǎn)品
    批量較大、持續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品，定期抽檢。
    四、引用標(biāo)準和規(guī)范
    GBT 2423.22-2012中華人民共和國國標(biāo)環(huán)境試驗第2部分:試驗方法，試驗N:溫度變化
    可靠性試驗技術(shù)
    GBT 16439-2009交流伺服系統(tǒng)通用技術(shù)條件
    GB/T 12668-2006調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)
    GJB/ 34-93電子產(chǎn)品定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南
    五、定義
    1、ESS
    ESS（Environment Stress Screen環(huán)境應(yīng)力篩選試驗）是一種工藝手段，是通過向電子電產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力在生產(chǎn)早期階段該階段的檢測成本），將其內(nèi)部的潛缺陷加速變成故障，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，采用的應(yīng)力環(huán)境不能超過產(chǎn)品電子和機械性能的極限，應(yīng)力環(huán)境水平必需是適當(dāng)?shù)摹?/span>
    2、ORT
    ORT（Ongoing Reliabilitytest，持續(xù)可靠度測試），產(chǎn)品生產(chǎn)過程中持續(xù)抽測，確認生產(chǎn)工藝是否持續(xù)穩(wěn)定，來料是否存在缺陷，通過測試把潛在缺陷激發(fā)成故障，從而提高產(chǎn)品可靠性。
    3、可靠度
    可靠度為產(chǎn)品在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能成功的概率。
    可靠度函數(shù)可用關(guān)于時間t的函數(shù)表示，可表示為∶
    R（t）=P（T>t），其中，t為規(guī)定的時間，T表示產(chǎn)品的壽命

    由可靠度的定義可知R（t）描述了產(chǎn)品在（0，t）時間內(nèi)完好的概率且R（0）=1，R（+oo）=0。
    舉例∶某型號變頻器10000臺同時工作，1年內(nèi)發(fā)生了25次故障，t=1年
    R（1年）=（10000-25）/10000*=0.9975，第365天時，產(chǎn)品的可靠度為0.9975，即這個時候任意一臺變頻器完成工作的概率的99.75%。
    4、置信度
    置信度也稱置信水平，在統(tǒng)計學(xué)中，一個概率樣本的置信區(qū)間（Confidenceinterval）是對這個樣本的某個總體參數(shù)的區(qū)間估計。置信區(qū)間展現(xiàn)的是這個參數(shù)的真實值有一定概率落在測量結(jié)果的周圍的程度。置信區(qū)間給出的是被測量參數(shù)的測量值的可信程度，即前面所要求的“一定概率”。這個概率被稱為置信水平。
    5、HASS
    HASS（HighlyAcceleratedStressScreen）高加速應(yīng)力篩選，通常使用HALT/HASS專用設(shè)備，HASS是ESS的一個分支，效果好，效率，費用貴。
    六、ESS基本特性
    1）其目的是剔除早期故障﹔
    2）應(yīng)力可以大于產(chǎn)品實際使用條件，如振動、高低溫等，但不能超出設(shè)計極限，如器件的溫度上下限，電應(yīng)力的上下限等；
    3）應(yīng)對所有產(chǎn)品進行﹔
    4）不超出產(chǎn)品的失效機理；
    5）不能代替設(shè)計階段的摸底、型式試驗，試驗?zāi)康牟煌?，一個是設(shè)計能力驗證，一個是工藝水平驗證。
    七、ESS樣本選取

篩選合格的可以發(fā)貨，不合格的整改，參考選取規(guī)則C=1-R'n，根據(jù)計算可參考下表，實際生產(chǎn)過程中可根據(jù)測試條件適當(dāng)增減。

表1 篩選樣本參考

八、測試應(yīng)力

1、各種篩選應(yīng)力效果對比

圖1 各種篩選應(yīng)力的效果比較

2、常用典型ESS應(yīng)力激發(fā)故障分析

表2 溫度循環(huán)與隨機振動激發(fā)故障對比

表2 溫度循環(huán)與隨機振動激發(fā)故障對比3

3、應(yīng)力選擇

A、一般應(yīng)用場景，測試應(yīng)力選擇溫度循環(huán)，如一般電梯產(chǎn)品、伺服產(chǎn)品，但小批量試制推薦振動+溫度循環(huán)篩選，即HASS篩選；推薦的HASS應(yīng)力選擇規(guī)則如下（參數(shù)需要參考HALT測試結(jié)果）表3HASS參數(shù)選取

表3 HASS參數(shù)選取

    B、產(chǎn)品使用時存在振動的產(chǎn)品篩選應(yīng)力考慮增加循環(huán)數(shù)；
    C、考慮資源與成本，一般篩選可以考慮使用溫度循環(huán)試驗箱（快速溫變試驗箱）做溫度循環(huán)篩選，溫度變化速率1℃/min，高溫低溫各停留30分鐘，高溫選擇70℃，低溫選擇-40°℃，4個循環(huán)﹔
    九、試驗流程方法

結(jié)合公司現(xiàn)有生產(chǎn)流程圖，繪制HASS流程圖如下︰

HASS試驗流程圖

    十、注意事項
    1）篩選合格的產(chǎn)品需要入庫發(fā)貨，領(lǐng)用和測試要注意保護產(chǎn)品，如外觀保護，ESD防護，測試中保證產(chǎn)品接地良好，操作帶靜電手套，搬運存放要用防靜電周轉(zhuǎn)箱；
    2）測試完要經(jīng)過生產(chǎn)驗證后再入庫，比如變頻器生產(chǎn)中的負載測試，測試合格后再入庫，如果ESS時用的測試平臺就是生產(chǎn)的負載臺，這一步就忽略。

【相關(guān)推薦】