電子電氣產(chǎn)品ESS測試規(guī)范V

1、電子電氣產(chǎn)品ESS測試規(guī)范目錄一.目的2二.概述3三.適用范圍31.新產(chǎn)品32.變更產(chǎn)品33.量產(chǎn)產(chǎn)品3四.引用標準和規(guī)范4五.定義41.ESS42.ORT43.可靠度44.置信度55.HASS5六.ESS基本特性5七.ESS樣本選取6八.測試應力61.各種篩選應力效果對比62.常用典型ESS應力激發(fā)故障分析73.應力選擇7九.試驗流程方法8十.注意事項9一.目的ESS(環(huán)境應力篩選試驗)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)預期，產(chǎn)品

2、發(fā)貨后早期失效率低。二.概述產(chǎn)品的可靠性是設計出來的，但實際使用中產(chǎn)品表現(xiàn)出來的可靠性與預期有較大偏差，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，設備狀況差異，操作者的技術水平和責任心，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

3、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.引用標準和規(guī)范l GBT 2423.22-2012 中華人民共和國國標環(huán)境試驗第2部分：試驗方法，試驗N：溫度變化l 可靠性試驗技術，姜同敏，王曉紅，袁宏杰，李曉陽l GBT 16439

4、-2009 交流伺服系統(tǒng)通用技術條件l GBT 12668-2006 調(diào)速電氣傳動系統(tǒng) l GJB/34-93 電子產(chǎn)品定量環(huán)境應力篩選指南五.定義1.ESS ESS(Environment Stress Screen環(huán)境應力篩選試驗)是一種工藝手段，是通過向電子電氣產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應力和電應力，在生產(chǎn)早期階段（該階段的檢測成本最低），將其內(nèi)部的潛在缺陷加速變成故障，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，使產(chǎn)品的可靠性接近設計的固有可靠性水平。應力水平以能激發(fā)出缺陷但不損壞產(chǎn)品為原則，采用的應力環(huán)境不能超過產(chǎn)品電子和機械性能的極限，應力環(huán)境水平必需是適當?shù)摹?.OR

5、T ORT(Ongoing Reliability test,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（+)=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）/

6、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)計學中，一個概率樣本的置信區(qū)間（Confidence interval）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.HASSHASS(Highly Accelerated Stress Screen）高加速應力篩選，通常使用HALT/HASS專用設備，HASS 是ESS的一個分

7、支，效果最好，效率最高，費用最貴。六.ESS基本特性 1) 其目的是剔除早期故障； 2）應力可以大于產(chǎn)品實際使用條件，如振動、高低溫等，但不能超出設計極限，如器件的溫度上下限，電應力的上下限等； 3）應對所有產(chǎn)品進行； 4）不超出產(chǎn)品的失效機理； 5）不能代替設計階段的摸底、型式試驗，試驗目的不同，一個是設計能力驗證，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-Rn ，根據(jù)計算可參考下表，實際生產(chǎn)過程中可根據(jù)測試條件適當增減。表1 篩選樣本參考可靠度置信度試驗樣本0.90.9220.930.8220.980.85960.980.8800.980

8、.7600.980.6460.980.535八.測試應力 1.各種篩選應力效果對比圖1 各種環(huán)境應力篩選效果對比圖2.常用典型ESS應力激發(fā)故障分析表2 溫度循環(huán)與隨機振動激發(fā)故障對比缺陷類型環(huán)境應力缺陷類型環(huán)境應力溫度循環(huán)隨機振動溫度循環(huán)隨機振動器件參數(shù)漂移、電路時序設計不當相鄰線路、器件短路電路板開短路虛焊、冷焊裝配不當器件松脫錯用器件劣質(zhì)器件密封件失效緊固件松動器件污染連接器不匹配線纜擦破、夾斷器件斷腿接插件松動接觸不良結(jié)構(gòu)件變形結(jié)構(gòu)裂縫、撕裂3.應力選擇A、一般應用場景，測試應力選擇溫度循環(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應力選擇規(guī)則如下（參數(shù)需要參考HALT測試結(jié)果）表3 HASS參數(shù)選取溫度循環(huán)振動參數(shù)量級參數(shù)量級極限溫度80%工作極限起始量級5Grms滯留時間10min滯留時間10min溫變速率40/min最高量級50%振動工作極限循環(huán)數(shù)2次振動施加第二個循環(huán)施加B、產(chǎn)品使用時存在振動的產(chǎn)品篩選應力考慮增加循環(huán)數(shù)；C、考慮資源與成本，一般篩選可以考慮使用普通標準溫箱做溫度循環(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：圖2 HASS試驗流程圖十.注意事項 1