TS-S100302002(环境应力筛选(ESS)规范V10)

高加速寿命试验（HALT）知识汇总环境应筛选（ESS）业内通常分为常规应力筛选、定量应力筛选和HALT（高加速寿命试验）、HASS（高加速应力筛选）和POS适用临界条件筛选。

本文主要涉及高加速寿命试验（HALT），并侧重于试验方法。

国内应力筛选的主要标准是GB1032-1990，该标准颁布将近30年，得到了广泛的应用，至今尚未更新。

国内定量应力筛选主要标准是GJB/Z 34-1993。

而目前关于高加速应力寿命的试验，目前没有找到相关的国家标准。

HALT相关概念高加速寿命测试(highly accelerated life testing ，HALT)通常讲它是一种研发工具，而不是一种试验，不是现场环境的模拟与再现，他不能给出通过或不通过，合格与否的结论，它主要应用在产品设计和试制阶段，针对产品电路板、级件、子系统、系统等不同层级，利用极端的阶梯步进各环境应力及综合应力加于试样，在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。

试样通过HALT所暴露的缺陷，涉及设计、材料、结构、工艺等诸方面。

通过HALT试验，可以实现快速发现产品的潜在缺陷，并加以改进和验证，从而增加产品的极限值，提高其坚固性及可靠性。

施加于试样的应力，包括高温、低温、快速温度变化、振动、快速温度变化加振动的综合应力，及电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。

据讲HALT能将原来需6个月甚或1年时间的新产品可靠性试验周期缩短至一周左右，且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致，故HALT的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。

HALT以持续的测试、失效、分析、改进及再次测试验证构成了整个程序，构成一个闭环过程，如图所示。

每项测试计划，需要重复进行几次，除非一次性能经受加速应力试验。

其关键在于分析失效的根本原因。

试验的主要功能如下：(1) 利用高环境应力将产品设计缺陷激发出来，并加以改善；。

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。

板卡级产品环境应力筛选（ESS）技术汪卫华环境应力筛选技术（ESS）经过一段时间的发展，现在已经成为很多生产厂家剔除产品早期失效的一种非常有效的工具。

据统计，针对电子行业的产品，温度循环应力被认为是对产品筛选最有效的单一应力，这里所说的温度循环应力除了温度的上下限之外，温度变化速率对筛选起到最关键的作用。

通常，大部分厂家将环境应力筛选放在整机组装完成后进行，然后对筛选后的产品进行功能测试，功能正常的产品就直接投放市场。

这种做法确实能够起到筛选的作用，提高产品的使用可靠性。

因此市场上就出现了许多种品牌的环境筛选试验箱来充分满足用户对整机产品进行筛选的需求。

通过研究，以上各种品牌的筛选试验箱的内部结构不外乎以下几种，参考图2~图4。

其实有很多因素影响筛选效果，应力筛选程序非常重要，其中包括：温度的上下限（T U、T L）、温度变化速率（R1、R2）以及试验时间，如图1所示。

其实除了应力筛选程序非常重要外，还有一些因素也非常重要，我们通常讲温度变化速率为15度/分钟的试验箱是指该试验箱内出风口的温度变化速率为15度/分钟，产品上的温度变化速率到底有多少才是用户最为关心的，怎样才能使产品上的温度变化速率与试验箱内出风口的温度变化速率一致呢？我们从以下的图a和图b上不难找到答案。

T UT L图1 ESS程序从图a和图b可以很清楚看到，风速和风量在环境应力筛选中对筛选效果的影响非常大。

是不是解决了上述因素的试验箱就能够达到非常好的筛选效果呢？其实不然。

我们再仔细看看图2~图4所示试验箱的结构，作为生产型企业，一般生产量很大，而产品的筛选要求是100%的筛选，那用户必然希望能够充分利用试验箱的内部空间（产品试验区），我们试想想，当我们将图2~图4所示试验箱的产品试验区塞得满满的，产品的筛选效果会好吗？空气在试验箱内部怎么可以流通呢？所以IEC的标准规定，拿这种筛选试验箱做筛选试验时，被测产品的总体积不得超过试验箱内部容积的35%。

可靠性保证试验1 概述1.1 环境应力筛选的无故障检验试验1.1.1 试验目的与判据前已说明，在GJB 1032《电子产品环境应力筛选方法》中规定，在环境应力筛选的后期程序中要安排无故障检验试验。

其目的是验证筛选的有效性。

其方法是先进行80小时的温度循环，后进行最长15分钟的随机振动，所用应力参数与前面缺陷剔除程序的相同。

无故障检验试验的判据是：在80小时温度循环中如果有连续40小时无故障、在最长15分钟随机振动中如果有连续5分钟无故障，就认为产品通过了环境应力筛选，否则要继续进行缺陷剔除筛选，之后再进行无故障检验试验。

1.1.2 无故障检验试验的概念与发展无故障检验试验作为环境应力筛选效果的验证试验，要验证产品是否达到了筛选方案中预期要剔除的缺陷百分值，也是衡量产品是否已经消除早期失效并进入随机失效期。

随机失效期的失效率正是装备可靠性水平的标志。

因此，无故障验证试验的最终目的是验证产品是否达到了设计的可靠性要求值。

如果无故障检验试验通过了，我们就有理由认为产品达到了定量环境应力筛选方案所预期的要消除缺陷的高百分值（例如98％），也就是说产品以该百分值的置信水平达到了可靠性设计值。

从这个含义出发，我们可以用这种试验来证明产品是否实现了设计的MTBF值，其置信概率可与环境应力筛选方案要求的相同。

这就是由环境应力筛选发展而来的可靠性保证试验的出发点。

1.2 可靠性保证试验的性质与用途1.2.1 可靠性保证试验的性质可靠性保证试验以无失效的试验时间来验证设备的MTBF值，是环境应力筛选工作的外延和发展，其性质仍属工程试验的范畴。

1.2.2 可靠性保证试验的应用如前所述，通过MTBF保证试验的产品，被认为消除了高百分比的缺陷型早期失效和达到了设计的MTBF值。

因此可靠性保证试验可用于推断产品的MTBF值。

可为承制单位评估产品的MTBF值提供工程依据。

2 试验参数的确定2.1 试验参数的定义在制定可靠性保证试验方案时，必须使用以下参数，各自的定义为：MTBF=设备通过无缺陷失效试验的概率；T(r)＝MTBF保证试验时间；T(W)＝最佳试验时间；M＝设备的MTBF设计值。

可靠性光盘的目录CD1//Application Notes for Solid Tantalum Capacitors//Capacitor Lifetime Calculation 200302//LIFETME CALCULA TION FORMULA OF ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITORS //Guide to Use Aluminum Electrolytic Capacitors//Aluminium Electrolytic Capacitors//ELECTRICAL CHARACTERISTICS AND EXPLANA TION OF TERMS//电解电容的应用//电容寿命计算方法：//電容衝擊試驗報告//電容衝擊試驗報告//壽命計算公式-max//A11空调系统失效模式分析//FMEA(sumida)//FMEA//FMEA手册//PFMEA案例//系统FMEA//Accelerated Thermal Cycling and Failure Mechanisms//Accelerated_Standards_Transition_Plan_Approved_by_Board_06_04//Accelerated stress testing//the enviromental stress screen handbook//Pre halt analysis//谈加速寿命试验//2003 CARTS Derating differences Ta-KO-AO//sony ss-00259 handbook//ADI Reliability Handbook//stress test qualification for discrete semiconductors//An Overview of Weibull Analysis//balloons reliability analysis//An Improved SPICE Capacitor Model//CONSEQUENCES AND CA TEGORIES OF SRAM FPGA//COST ANALYSIS//EEE PARTS DERA TING//Stochastic Aging and Dependence for 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环境应力筛选和电气应力筛选是两种常用的可靠性测试方法。

它们都是为了发现和排除产品中的缺陷，以提高产品的可靠性和稳定性。

环境应力筛选（Environmental Stress Screening，简称ESS）是一种通过对产品进行加速环境应力测试，发现和排除产品中的缺陷的方法。

它的主要目的是在产品设计强度范围内，利用环境应力（如高温老化、温度循环、随机振动等）来暴露潜存于产品中的缺陷。

ESS可以帮助工程师发现产品中的潜在材料缺陷、设计缺陷和制程缺陷，从而提高产品的可靠性和稳定性。

电气应力筛选（Electrical Stress Screening）是一种通过对产品进行电气应力测试，发现和排除产品中的缺陷的方法。

它的主要目的是在产品设计强度范围内，利用电气应力（如电压、电流、电弧等）来暴露潜存于产品中的缺陷。

电气应力筛选可以帮助工程师发现产品中的潜在电气缺陷，如短路、开路、漏电等，从而提高产品的可靠性和稳定性。

总的来说，环境应力筛选和电气应力筛选都是为了提高产品的可靠性和稳定性而进行的可靠性测试方法。

它们可以帮助工程师发现产品中的潜在缺陷，从而改进产品设计，提高产品的性能和质量。

GJB1032A《电子产品环境应力筛选方法》(征求意见稿)修订
情况介绍
贾业宁;朱曦全
【期刊名称】《强度与环境》
【年(卷),期】2011(038)004
【摘要】对1990年颁布的GJB1032《电子产品环境应力筛选方法》标准进行了修改,主要进行的修订点有:环境应力筛选的范围；环境应力筛选的适用条件；环境应力筛选的温度条件；环境应力筛选的振动条件；环境应力筛选的监控措施；附录的修订.文章内容对了解国家标准修订情况及将来应用有一定指导意义.
【总页数】4页(P54-57)
【作者】贾业宁;朱曦全
【作者单位】化京强度环境研究所,北京100076;化京强度环境研究所,北京100076
【正文语种】中文
【中图分类】O213.2
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1.水下航行器电子产品环境应力筛选方法分析 [J], 王建平
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3.电子产品环境应力筛选方法及其应用研究 [J], 朱永
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5.舰船电子产品高加速环境应力筛选方法研究 [J], 董正明;马晓峰
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