ESS(环境应力筛选)概述

TS-S100302002(环境应力筛选(ESS)规范V1.0)

环境应力筛选规范 （Environmental Stress Screen） 拟制：___________________日期：__________ 审核：___________________日期：__________ _______________________________________________ 规范化审查：_________________日期：__________ 批准：___________________日期：__________

更改信息登记表 规范名称: 环境应力筛选规范（Environmental Stress Screen）规范编码:

目录 1.目的 2.适用范围 3.引用/参考标准或资料 4.定义 5.规范内容 5.1 环境应力筛选程序 5.2 快速温度循环筛选基本参数 5.3 温度循环特性分析 5.3.1 诱发故障和筛选机理 5.3.2 温度上、下限极值选定准则 5.3.3 上、下限温度的持续时间确定准则 5.5.4 温度变化速率确定准则 5.3.5 温度循环次数（或筛选时间）选择准则5.3.6 设备状态（通断电和性能测试）确定准则5.3.7 温度循环筛选度计算 5.3.8 温度箱内产品的安装

1.目的 本文规定了快速温度循环环境应力筛选的基本程序和方法，以规范环境应力筛选工作。 2.适用范围 本规范适用于二次电源模块以及其他产品的单板环境应力筛选。 对中试验证批产品、生产返修产品和某些可靠性要求较高的产品需要采用以下方法进行筛选。 对其他产品是否按照以下方法筛选参考有关文件规定。 3.引用/参考标准或资料 《可靠性试验技术》，国防工业出版社 《可靠性试验》，航空航天出版社 MIL-HDBK-338B，《Electronic Reliability Design Handbook》，1998.10 GJB/Z 34-93 《电子产品定量环境应力筛选指南》，1993 4.定义 4.1 环境应力筛选（Environmental Stress Screen） 通过向电子产品施加合理的环境应力和电应力，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，并通过检验发现和排除的过程，是一种工艺手段。 典型的筛选应力为随机振动、温度循环和电应力，根据我司的实际情况选择快速温度循环＋高温工作老炼筛选方法。 4.2 筛选度（Screen Strength） 产品中存在对某一特定筛选敏感的潜在缺陷时，该筛选将该缺陷以故障形式析出的概率。

GJB1032-90电子产品环境应力筛选方法

GJB 中华人民共和国国家军用标准 FL GJB1032－90 电子产品环境应力筛选方法 environmental stress screening process for electronic products 1991－01－26发布1991－06－01 国防科学技术工业委员会批准

目次1主题内容与适用范围 2引用标准 3术语 4一般要求 5环境应力筛选条件 6筛选程序 附录A 环境应力筛选故障寻找方案（补充件） 附录B 温度循环保持时间的确定（补充件） 附录C 环境应力筛选试验时间的确定（参考件）附录D 环境应力筛选试验的抽样和简化（参考件）

中华人民共和国国家军用标准 电子产品环境应力筛选方法 GJB1032－90 environmental stress screening process for electronic products 1主题内容与适用范围 本标准规定了军用电子产品环境应力筛选的要求、条件和方法。 本标准适用于下列各类电子产品，在研制和批生产阶段的环境应力筛: a.地面固定设备； b.地面移动设备； c.舰船用设备； d.飞机用设备及外挂； e.导弹用设备。 筛选产品可以是印刷电路板组装件、电子组件或整机；对大型电子产品应优先考虑在较低装配级别如印刷电路板组装件上进行筛选。 2引用标准 GB 2036 印制电路名词术语及定义 GB 5170 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法 GB 8052 单水平和多水平连续计数抽样检查程序及表 GJB 150 军用设备环境试验方法 GJB 431 产品层次、产品互换性、样机及有关术语 GJB 450 装备研制与生产的可靠性通用大纲 GJB 451 可靠性、维修性术语 GJB 457 机载电子设备通用规范 3术语 3.1环境应力筛选

TS-S100302002(环境应力筛选(ESS)规范V10)

环境应力筛选规范 (En viro nmen tai Stress Scree n ) 拟制：_________________________ 日期：_____________ 审核：_________________________ 日期：_____________ 规范化审查：______________________ 日期：__________________ 批准：_________________________ 日期：_____________

更改信息登记表 规范名称：环境应力筛选规范(Environmentai Stress Screen )规范编码：

1.目的 2.适用范围 3.引用/参考标准或资料 4.定义 5.规范内容 5.1环境应力筛选程序 5.2快速温度循环筛选基本参数 5.3温度循环特性分析 5.3.1诱发故障和筛选机理 5.3.2温度上、下限极值选定准则 5.3.3上、下限温度的持续时间确定准则 5.5.4温度变化速率确定准则 5.3.5温度循环次数（或筛选时间）选择准则5.3.6设备状态（通断电和性能测试）确定准则5.3.7温度循环筛选度计算 5.3.8温度箱内产品的安装

1. 目的 本文规定了快速温度循环环境应力筛选的基本程序和方法，以规范环境应力筛选工作。 2. 适用范围 本规范适用于二次电源模块以及其他产品的单板环境应力筛选。 对中试验证批产品、生产返修产品和某些可靠性要求较高的产品需要采用以下方法进行筛选。 对其他产品是否按照以下方法筛选参考有关文件规定。 3. 引用/参考标准或资料 《可靠性试验技术》，国防工业出版社 《可靠性试验》，航空航天出版社 MIL-HDBK-338B，《Electronic Reliability Design Handbook 》，1998.10 GJB/Z 34-93 《电子产品定量环境应力筛选指南》，1993 4. 定义 4.1 环境应力筛选(Environmental Stress Screen ) 通过向电子产品施加合理的环境应力和电应力，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，并通过检验发现和排除的过程，是一种工艺手段。 典型的筛选应力为随机振动、温度循环和电应力，根据我司的实际情况选择快速温度循环+高温工作老炼筛选方法。 4.2 筛选度(Screen Strength ) 产品中存在对某一特定筛选敏感的潜在缺陷时，该筛选将该缺陷以故障形式析出的

环境试验的重要性及环境试验设备的有关问题

环境试验的重要性及环境试验设备的有关问题 环境试验的重要性及环境试验设备的有关问题 1环境试验的目的及其重要性 随着我国工业生产的快速发展和军用装备的改进，对产品的质量和可靠性要求越来越高，因而对可靠性研究必不可少的设备─环境试验设备的品种、质量的要求也更多更高。特别是海湾战争显示了武器装备在战争中的重要作用，也促使了我国军事科技和武器装备的研究、试验和发展。 国内外的部分统计资料表明，武器装备发生故障或损坏的原因一半以上是由于使用该产品时的环境因素引起的，如表1： 表1中、美军用航空产品故障情况 国家中美 产品机载产品沿海基地使用的产品同一种175架飞机中31种产品两年故障分析 F/A-18大黄蜂飞机 因环境因素引起的故障 52.7% 52% 52% 51% 其中：温度(高低温)振动潮湿砂尘盐雾低气压冲击 42 40 55 40 21.6 27 20 27 19 19 19 19 7.8 14 6 6 3.9 / / 4 3.6 / / 2 2.1 / / 2 可见，环境因素对军用装备非常重要，有不可忽视的影响，为了使军用产品有很好的环境适应性，从而提高其使用可靠性，不仅在开发研制阶段，就是在使用阶段都必须进行环境试验。 对一般电工、电子产品，由各种环境因素引起的失效比例统计如图1示： 图1 可见一般电工、电子产品由环境因素引起的失效与上表的统计是差不多的。 环境试验是将产品暴露在天然或人工模拟环境中，从而对其实际上可能遇到的贮存、运输和使用条件下的性能作出评价的试验，简单说是对产品进行环境适应性的试验。 环境试验的目的： 1.1探索和确定单一或多个环境因素对产品的影响，考核产品的环境适应性； 1.2作为产品的型式试验项目之一，或产品的验收试验，看其是否符合规定的环境要求，产品是否合格，作为产品接收或拒收的决策依据。 1.3作产品环境应力筛选（ESS）试验，筛选出不合格的或有潜在缺陷的产品，从而提高产品的可靠性。 环境试验可分外场试验及实验室试验： (1) 实验室试验：一般在实验室内进行，又叫人工模拟试验，是用人工的方法创造出某种气候环境或机械环境，将试品在此环境中试验。人工模拟试验具有与大气暴露试验相似的模拟性，并有加速性，可大大缩短试验时间，且其环境应力、负载条件的施加都可严格控制在容差范围内，保证全部试验在受控条件下进行，故重现性好，有可比性，其缺点是受到设备的限制，一般是试验一些体积较小，重量较轻的产品，且有时对非常真实的综合环境的模拟性较差。 (2) 外场试验，可分为天然暴露试验和现场试验：

电子通讯设备环境应力筛选ESS规定.doc

电子通讯设备环境应力筛选ESS规定 前言 本标准规定电子通讯产品环境应力筛选的要求 , 包括环境应力条件 , 暴露持续时间 , 试 验 , 试验设备的工作要求和针对缺陷要采取的措施 , 以及试验文件的编写要求。 1范围 本标准适用于 DXC公司电子组件（ PCB板），模块，分机组合及小型设备的环境应力筛 选（ ESS）。 2.引用标准 GJB 450装备研制与生产的可靠性通用大纲 GJB 1032电子产品环境应力筛选方法 GJB 451可靠性、维修性术语 3.名词术语 3．1 环境应力筛选 在电子产品上施加随机振动及温度循环应力，以鉴别和剔除产品工艺和元件引起的早期 故障的一种工序或方法。 3．2 环境应力筛选故障 在环境应力筛选试验中由产品工艺缺陷或元件缺陷引起的故障。 3．3 筛选度（ screening strength,简称SS） 某种筛选方法能将针对性的缺陷激发出来的概率。 4.环境应力筛选（ ESS）的目的与手段 4．1 ESS 目的 环境应力筛选作为一种工艺流程，是针对产品早期失效中出现的故障模式而进行的，它 的目的在于检测和剔除元器件漏检、漏筛的缺陷和生产工序中引入的潜在缺陷，因此说ESS 是一种工艺手段， ESS所揭示的缺陷不能完全用来说明设计的不足。

4．2 ESS 手段 环境应力筛选为了在短时间内析出最多的缺陷，通常采用加速环境应力来激发故障。 ESS 手段包括高温老化、温度循环、温冲、扫频正弦振动、随机振动及综合手段（温度循环加随 机振动），各种筛选手段效果见图 1。为有效达到 ESS目的，我们选用了快速温变的温度循环和随机振动，因为这两种手段可剔除大部分可暴露缺陷。 5一般要求 5.1环境应力筛选对象 研制开发阶段和批生产的产品（除特殊指明不做外）均要全部进行环境应力筛选。 在电子设备的开发、制造过程中，会引入新的缺陷。在设计阶段，主要是由于设计临界 产生潜在缺陷，在采购的原材料与器件中也不可避免地存在漏检、漏筛的隐患，制造过程中 则可能因工艺上超出应力范围或临界而引入缺陷，在测试和可靠性试验中则有可能漏检、重 复检验或缺陷不明显使缺陷未能查出，也有不适当的测试损坏器件、产品的情况存在。 由于上述原因，在哪个环节重点进行可靠性环境应力筛选最为有效就变得十分重要，根据 国内外有关资料表明，在组件级，即 PCB板、模块等这些较低等级上进行筛选，其效费比最好，风险最低，其原因是这个级别的筛选能检出大多数元器件和工艺的缺陷，且把组件放 入筛选设备相对较容易。因此把筛选级别定在组件级 , 包括 PCB板、小型封装模块、不宜拆分的模块化分机组合及组件级小型设备。 对于外协件、订购件 , 订货合同未要求和厂商不能提供环境应力筛选报告、数据的 , 同样要求进行环境应力筛选试验。

环境应力筛选试验汇总

环境应力筛选试验 1 环境应力筛选的目的和原理 1.1 环境应力筛选的目的 环境应力筛选的目的在于发现和排除产品的早期失效，使其在出厂时便进入随机失效阶段，以固有的可靠性水平交付用户使用。 1.2 环境应力筛选的原理 环境应力筛选是通过向电子装备施加合理的环境应力和电应力，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，以便人们发现并排除。 环境应力筛选是装备研制生产的一种工艺手段，筛选效果取决于施加的环境应力、电应力水平和检测仪表的能力。施加应力的大小决定了能否将潜在的缺陷在预定时间内加速变为故障；检测能力的大小决定了能否将已被应力加速变成故障的潜在缺陷找出来，以便加以排除。因此，环境应力筛选又可看作是产品质量控制检查和测试过程的延伸。 2 缺陷分类 2.1 通用定义 产品丧失规定的功能称失效。对可修复产品通常也称为故障。对设备而言，任一质量特征不符合规定的技术标准即构成缺陷。 绝大多数电子装备的失效都称为故障，以故障原因对其进行分解可以参阅图2.1.1。从图中可知，装备故障分为偶然失效型故障和缺陷型故障两大类。人们认为偶然故障表现为随机失效，是由元器件、零部件固有失效率引起的；而缺陷型故障由原材料缺陷、元器件缺陷、装配工艺缺陷、设计缺陷引起，元器件缺陷本身又由结构、工艺、材料等缺陷造成，设计缺陷则包含电路设计缺陷、结构设计缺陷、工艺设计缺陷等内容。 结构工艺材料电路设计结构设计工艺设计 缺陷缺陷缺陷缺陷缺陷缺陷 元器件缺陷设计缺陷 原材料装配工艺 缺陷缺陷 缺陷型故障偶然失效型故障 电子装备故障 图2.1.1 电子装备故障原因分解示意 2.2 电子设备可视缺陷分类 按照GJB 2082《电子设备可视缺陷和机械缺陷分类》，从影响与后果方面缺陷分为致命缺陷、重缺陷、轻缺陷；从可视的角度来看，产生缺陷的主要工艺类型有：焊接、无焊连接、电线与电缆、多余物、防短路间隙、接点、印制电路板、零件制造安装、元器件、缠绕、标记等，其中多数都可能产生致命缺陷或重缺陷，轻缺陷比较普遍。 致命缺陷是指对设备的使用、维修、运输、保管等人员会造成危害或不安全的缺陷，或可能妨碍某些重要装备（如舰艇、坦克、大型火炮、飞机、导弹等）的战术性能的缺陷。 重缺陷是指有可能造成故障或严重降低设备使用性能，但又不构成致命缺陷的缺陷。 轻缺陷是指不构成重缺陷，但会降低设备使用性能或不符合规定的技术标准，而对设备的使用或操作影响不大的缺陷。 可视缺陷是指通过人的视觉器官可直接观察到的，或采用简单工具对设备质量特征所能判定的缺陷。 承制单位的质量检验人员对大多数可视缺陷都可以发现并交有关部门排除，唯有不可视缺陷需要进行环境应力筛选或其它方法才能被发现，否则影响产品可靠性。 3 筛选应力及其效应表达式 3.1 常规筛选与定量筛选

温度循环应力筛选

温度循环应力筛选 应力筛选(Environmental Stress Screening，简称ESS)说明： 应力筛选是产品在设计强度极限下，运用加速技巧外加环境应力，如：预烧(burn in)、温度循环(temperature cycling)、随机振动(random vibration)、开闭循环(power cycle)..等方法，透过加速应力来使潜存于产品的瑕疵浮现[潜在零件材料瑕疵、设计瑕疵、制程瑕疵、工艺瑕疵]，以及消除电子或机械类残留应力，还有消除多层电路板间的杂散电容，将澡盆曲线里面的早夭期阶段的产品事先剔除与修里，使产品透过适度的筛选，保存澡盆曲线的正常期与衰退期的产品，以避免该产品于使用过程中，受到环境应力的考验时而导致失效，造成不必要的损失，虽然使用ESS应力筛选会增加成本与时间，但是对于提高产品出货良率与降低返修次数，有显著的效果，对于总成本反而会降低，另外客户信任度也会有所提升，一般针对于电子零件的应力筛选方式有预烧、温度循环、高温、低温，PCB印刷电路板的应力筛选方式为温度循环，针对于电子成本的的应力筛选为：通电预烧、温度循环、随机振动，另外应力筛本身是一种制程阶段的过程，而不是一种试验，筛选是100％对产品进行的程序。 应力筛选适用产品阶段：研发阶段、批量生产阶段、出厂前(筛选试验可以在组件、器件、连接器等产品或整机系统中进行，根据要求不同可以 有不同的筛选应力) 应力筛选比较： a.恒定高温预烧(Burn in)的应力筛选，是目前电子IT产业常用析出电子元器件缺陷的方法，但是这种方式比较不适合用于筛选零件 (PCB、IC、电阻、电容)，根据统计在美国使用温度循环对零件进行筛选的公司数要比使用恒定高温预烧对组件进行筛选的公司数多5倍。 b.GJB/DZ34表示温度循环和随机振动筛选出缺陷的比例，温度约占80%，振动约占20%各种产品中筛出缺陷的分情况 c.美国曾对42家企业进行调查统计，随机振动应力可筛出15～25%的缺陷，而温度循环可筛选出75～85%，如果两者结合的话可达90%。 d.藉由温度循环所检测出的产品瑕疵类型比例：设计裕度不足：5%、生产做工失误：33%、瑕疵零件：62%

产品可靠性环境应力筛选试验

环境应力筛选试验培训 课程时长：2天 课程大纲： 第一篇、预备知识 (一) 可靠性参数的概念与理解 寿命、MTBF、失效率、可靠度 (二) 产品不同的寿命分布 指数分布、对数正态分布、威布尔分布 第二篇、筛选试验的技术问题 (一) 可靠性筛选试验的意义、特点和分类 (二) 产品失效的应力响应 1. 热应力 2. 电应力 3. 交变应力 4. 双应力 (三) 可靠性筛选应力的确定 (四) 可靠性筛选时间的确定 (五) 筛选试验的基本要求 第三篇、环境应力筛选（ESS） (一) 筛选试验的意义、特点 (二) 可靠性筛选试验的分类

(三) 筛选强度 (四) 恒定高温筛选强度 (五) 温度循环的筛选强度 (六) 随机振动的筛选强度 (七) ESS试验方法 (八) 缺陷剔除试验 (九) 无故障检验试验 (十) 缺陷剔除试验 (十一) 无故障检验试验 (十二) GJB1032-ESS试验剖面示例 第四篇、高加速试验(HALT\HASS） 1. HALT和HASS的概念与应用范围 2. 高加速的基本原理 3. HALT/HASS试验过程及方法 4. 开展HALT和HASS的几点看法 第五篇、加速老练 1. 加速老练试验的理论依据 2. 加速老练加速应力的选择 3. 样品数量的选择 4. 激活能的计算 5. 计算激活能的试验案例 6. 恒定应力加速老练试验中应注意的几个问题

【主办单位】中国电子标准协会培训中心 【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司 -------------------------------------------------------------- 【讲师简介】 张老师 曾在多家国际公司负责过产品可靠性设计及开发工作。中国北京研究所可靠性处长，高级顾问,具有丰富的硬件设计经验。1994年开始从事电子产品测试、试验和可靠性技术研究等领域的学术带头工作。在此试验室一直从事电子元器件和设备的可靠性工作。负责了多个国家重点工程元器件的优选工作，开展电子设备可靠性预计、可靠性设计、可靠性分析等工作。编写了《可靠性建模与分配》，《MTBF可靠性技术》，《可靠性预计技术》、《可靠性设计技术》、《故障模式、效应及危害性分析（FMECA）》、《故障树分析(FTA)》、《工程用元器件质量管理》等有创新性的培训课题。通过国家颁发专业质量培训执教资格证书。是《环境试验》《电子产品可靠性与其试验》编委。主持制订了 GB/T 7829《故障树分析（FTA）》。 丰富的产品设计经验和产品测试实践以及深厚的可靠性理论基础，为张老师开展产品可靠性研究提供了丰富的工程经验。曾为康佳、TCL、美的、科龙、电子36所、34所、54所、44所、26所进行过可靠性内训授课和咨询；为我国电子行业技术人员进行了几十次公开可靠性设计、可靠性预计、3F方法、元器件优选等方面的技术培训。曾为广州地铁地铁2号线电源系统及科利公司完成可靠性、维修性设计建议书，为众多广东电子厂商进行过可靠性内训授课；应邀赴韩国参加韩国信赖性学会成立大会，并代表中国专家在大会演讲

环境应力筛选试验箱

环境应力筛选试验箱 瑞凯环境应力筛选试验箱设备特点 1.最新优化设计,占地空间小，不受地域空间限制，并采用大视窗观察窗口,试验产品状态可视化更强。 2.采用抽屉式大容量水箱,试验时间长,并易拆卸清洗。 3.采用 7″TFT 真彩LCD 触摸屏，比其它屏更大，更直观，操作更简单，运行更稳定。 4.可设定5℃/min-25℃/min 不同应力筛选的温变率。 5.具有USB 接口直接拷贝及记录功能，包括历史曲线，历史数据等，直接拷贝到计算机查看分析及存盘。 6.具R-232C 通讯接口,可双向操控机器及电脑硬盘储存数据。 7.可通过因特网远距离监控机器运行情况，及远程操控机器(选购)。 8.试验箱的水路配电盘分离，确保设备稳定可靠安全。 9.蒸发器采用水浸查漏方法，查漏直观并彻底，确保设备的气密性好，设备稳定运行。 10.采用模块化制冷机组，能确保制造质量，且维护替换非常方便。 11.可执行快速温变(应力筛选)、结露试验、高温高湿、温湿度循环..等多种试验功能。 12.多项安全保护措施,故障报警显示及故障原因和排除方法功能显示。 瑞凯环境应力筛选试验箱拥有同行不具备的几大优势 一：质量优势 瑞凯环境应力筛选试验箱主要核心配件均采用国际大品牌的配件如法国泰康，日本路宫/和泉/三菱，施耐德，美国快达，丹麦(DANFOSS)，瑞典（Alfa Laval ）等配件，假一罚十，能确保试验箱正常高效的运行。 相比同行：采用国产配件或者是使用伪劣的冒牌配件充当品牌配件，发货到客户处和所说的完全不一致，质量大打折扣。 二：设备技术优势 1.最新优化设计,占地空间小，不受地域空间限制，并采用大视窗观察窗口,试验产品状态可视化更强。 2.采用抽屉式大容量水箱,试验时间长,并易拆卸清洗。 3.采用 7″TFT 真彩LCD 触摸屏，比其它屏更大，更直观，操作更简单，运行更稳定。 4.试验箱的水路配电盘分离，确保设备稳定可靠安全。 5.蒸发器采用水浸查漏方法，查漏彻底，确保设备稳定运行。 6.采用模块化制冷机组，能确保制造质量，且维护替换非常方便。 7.可设定5℃/min-25℃/min 不同应力筛选的温变率,而且能稳定运行线性或非线性温度变换过程。 8.可执行快速温变(应力筛选)、结露试验、高温高湿、温湿度循环..等多种试验功能 9.等均温与平均温两种试验方式切换. 10.多项安全保护措施,故障报警显示及故障原因和排除方法功能显示。 相比同行设备：1.体积庞大，占用场地大，周转困难。 2.设备水箱固定，无法拆卸清洗。 3.控制器界面较小颜色单一，不便于观察和操作。 4.水路配电盘不分离，容易造成安全隐患。 5.采用传统方法，肥皂水查漏，不彻底。 6.冷冻机组和机箱底板安装在一起，制造质量和维护性能不佳。 7.在15℃/min-25℃/min 线性快温变时不稳定。 8.同行设备为了节省成本，导致设备的安全保护措施单一，非常容易造成安全隐患。 三：节能优势 瑞凯环境应力筛选试验箱采用自主研发的控制系统，精度高，稳定操作简单，控制器抛弃日本韩国等控制器的固定呆板模式，采用最新的模糊运算技术，自动分析负载能力，合理调节冷媒流量，使设备节能高达20%。 相比同行：目前国内试验设备均采用韩国或日本等系列的控制器，我们肯定的是控制器的硬件质量，但是最大的缺点出在软件上面，不自动调节分析负载，为了达到目的温湿度采用冷热相冲的控制模式，导致大大地浪费电力能源。