快速溫變試驗(yàn)箱之環(huán)境應(yīng)力篩選的學(xué)習(xí)資料

快速溫變試驗(yàn)箱 技術(shù)規(guī)格：

1979年，美國海軍代表WilloughbyW J先生開始提出環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS）方法。1980年代，環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS）技術(shù)在我國個別工業(yè)部門的某些產(chǎn)品的生產(chǎn)中開始應(yīng)用。1988年（一說1989年）G•K•Hobbs博士[美]提出高加速壽命試驗(yàn)（HALT）和高加速應(yīng)力篩選（HASS）兩種新的可靠性試驗(yàn)方法。到1990年代，隨著國軍標(biāo)GJB 1302《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》的頒布以及國內(nèi)對環(huán)境應(yīng)力篩選技術(shù)認(rèn)識的提高，ESS技術(shù)在我國軍工產(chǎn)品的研制生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛，取得了較好的效果，對提高軍工產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性起到十分重要的作用，所有電子設(shè)備均經(jīng)過100%的環(huán)境應(yīng)力篩選。
 
一、環(huán)境應(yīng)力篩選（Environment Stress Screen, ESS）的基本概念
 

GJB 451-90《可靠性維修性術(shù)語》
2.8.4 環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn) environmental stress screening test：為發(fā)現(xiàn)和排除不良零件、元器件、工藝缺陷和防止出現(xiàn)早期失效，在環(huán)境應(yīng)力下所做的一系列試驗(yàn)。

GJB 1032-90《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》
3.1 環(huán)境應(yīng)力篩選
在電子產(chǎn)品上施加隨機(jī)振動及溫度循環(huán)應(yīng)力，以鑒別和剔除產(chǎn)品工藝和元件引起的早期故障的一種工序或方法。
 
簡言之，環(huán)境應(yīng)力篩選（Environment Stress Screen ,簡稱ESS）是鑒別和剔除產(chǎn)品工藝和和元件引起的早期故障的一種工序和方法，主要通過向元器件以上各層次產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應(yīng)力（如溫循、隨機(jī)振動等）和電應(yīng)力，將其內(nèi)部的潛在缺陷加速變成故障，并通過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和排除故障的過程，是一種工藝手段。

環(huán)境應(yīng)力篩選對有潛在缺陷的產(chǎn)品能誘發(fā)其故障，排除出早期故障，即下圖浴盆曲線中描述的早期故障期的缺陷產(chǎn)品。對于不存在缺陷性能良好的產(chǎn)品是非破壞性試驗(yàn)。

環(huán)境應(yīng)力篩選的主要目的是剔除制造過程中使用的不良元器件和引入的工藝缺陷，應(yīng)著重加強(qiáng)對元器件的篩選，但為保證產(chǎn)品具有足夠的可靠性，也應(yīng)將篩選貫穿于制造過程的各階段，應(yīng)盡量在每一組裝層次上進(jìn)行，以剔除低層次產(chǎn)品裝成高層次產(chǎn)品過程中引入的缺陷。
 
ESS的效果主要取決于施加的環(huán)境應(yīng)力和檢測儀表的能力。施加應(yīng)力的大小決定了能否將潛在缺陷變?yōu)楣收希粰z測能力的大小決定了能否將已被應(yīng)力加速變成故障的潛在缺陷找出來。

環(huán)境應(yīng)力篩選產(chǎn)品在壽命期各階段的應(yīng)用

二、環(huán)境應(yīng)力篩選的種類

ESS分為常規(guī)篩選、定量篩選、HALT高加速壽命試驗(yàn)、HASS高加速應(yīng)力篩選和POS適用臨界條件篩選。HALT\HASS\POS這3種方法是施加比產(chǎn)品實(shí)際使用條件殘酷得多的環(huán)境和工作應(yīng)力，快速激發(fā)并排除產(chǎn)品潛在缺陷來達(dá)到提高可靠性和縮短高質(zhì)量產(chǎn)品研制周期的目的。目前國內(nèi)僅廣泛開展常規(guī)篩選。

1、常規(guī)篩選

指不要求篩選結(jié)果與產(chǎn)品可靠性目標(biāo)和成本建立定量關(guān)系的篩選。所用方法是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，僅以能篩選出早期故障為目標(biāo)。

GJB1032《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》1990年頒布，等效美國MIL-STD-2164《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》。該標(biāo)準(zhǔn)在我國武器裝備的研制和生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，為剔除產(chǎn)品早期故障提供了有效手段，并在提高武器裝備質(zhì)量和可靠性方面發(fā)揮了重大作用。

GJB1032和GJB/Z34《電子產(chǎn)品定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南》均是環(huán)境應(yīng)力篩選方面的標(biāo)準(zhǔn)。GJB/Z34是根據(jù)MIL-HDBK-344《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》編寫的。該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容先進(jìn)，但由于篩選大綱設(shè)計(jì)、調(diào)整、控制和實(shí)施過程十分復(fù)雜，而且元器件和工藝缺陷率方面的數(shù)據(jù)又不十分完整，可操作性不強(qiáng)，所以在國內(nèi)尚未得到應(yīng)用。

GJB1032以一般要求和詳細(xì)要求的形式對篩選實(shí)施中的應(yīng)力和應(yīng)力容差，應(yīng)力施加方式，篩選設(shè)備檢測儀表，傳感器安裝，性能檢驗(yàn)和記錄，故障記錄、分析和改進(jìn)措施，篩選實(shí)施過程，故障處理，剔除故障和*檢驗(yàn)時間等內(nèi)容都作了明確規(guī)定，而且還以附錄形式說明了溫度應(yīng)力施加時間的確定方法以及環(huán)境應(yīng)力響應(yīng)和故障調(diào)查方法。可以說GJB1032為環(huán)境應(yīng)力篩選確定了統(tǒng)一的要求和實(shí)施方法，具有較好的指導(dǎo)意義和較強(qiáng)的可操作性，在統(tǒng)一環(huán)境應(yīng)力篩選方法上起到了一定的作用。該標(biāo)準(zhǔn)得到了各工業(yè)部門的重視，并在軍工產(chǎn)品研制生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：
GJB 1032-1990 電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法
等效美軍標(biāo) MIL-STD-2164 1986 電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選方法
新美標(biāo)為 MIL-HDBK-2164A 1996電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選方法

2、定量篩選

指要求篩選的效果和成本與產(chǎn)品的可靠性目標(biāo)和現(xiàn)場的故障修理費(fèi)用之間建立定量關(guān)系的篩選。定量篩選的主要變量是引入缺陷密度、篩選檢出度、析出量或殘留缺陷密度。

定量環(huán)境應(yīng)力篩選是要求在篩選效果、成本和產(chǎn)品的可靠性目標(biāo)、現(xiàn)場故障修理費(fèi)用之間建立定量關(guān)系的篩選，他是環(huán)境應(yīng)力篩選的階段，是一個十分復(fù)雜的過程，需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行支持，并且隨產(chǎn)品復(fù)雜程度情況需進(jìn)行多批次的試驗(yàn)和調(diào)整后方可成型。

常規(guī)環(huán)境應(yīng)力篩選不要求篩選結(jié)果與可靠性目標(biāo)值和成本閾值建立定量關(guān)系，篩選所用應(yīng)力強(qiáng)度和方法是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)是GJB/Z34《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》，因此，篩選前不必估計(jì)制造過程中引入產(chǎn)品的缺陷數(shù)，也不用定量估算應(yīng)力強(qiáng)度和檢測效率，對篩選效果的好壞和費(fèi)用的合理性不作定量分析和計(jì)算。

GJB/Z34是根據(jù)MIL-HDBK-344《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》編寫的。該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容先進(jìn)，但由于篩選大綱設(shè)計(jì)、調(diào)整、控制和實(shí)施過程十分復(fù)雜，而且元器件和工藝缺陷率方面的數(shù)據(jù)又不十分完整，可操作性不強(qiáng)，所以在國內(nèi)尚未得到應(yīng)用。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：
GJB/Z 34-93 電子產(chǎn)品定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南
等效美軍標(biāo) MIL-HDBK-344 1986 電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選
新版美軍標(biāo)為MIL-HDBK-344A 1993 電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選

3、高加速壽命試驗(yàn)（HALT）&高加速應(yīng)力篩選（HASS）

1979年，美國海軍代表Willoughby W J先生開始提出環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS）方法。主要是采用美軍標(biāo)（MIL）所規(guī)定的試驗(yàn)克服產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，而MIL試驗(yàn)都是模擬試驗(yàn)，無法提供足夠的應(yīng)力去暴露產(chǎn)品的潛在缺陷，可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)（RET）在這種背景下脫穎而出。并從80年代末到90年代初，相繼在各工業(yè)部門推廣應(yīng)用，并取得很大成功。1988年G•K•Hobbs博士提出高加速壽命試驗(yàn)（HALT）和高加速應(yīng)力篩選（HASS）兩種新的可靠性試驗(yàn)方法。波音公司在應(yīng)用HALT技術(shù)時將之稱為可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)。這兩種方法和ALT一起構(gòu)成了加速可靠性試驗(yàn)的基本體系，如圖所示。

加速可靠性試驗(yàn)體系
HALT/HASS是用人為的施加環(huán)境應(yīng)力的方法，快速派出并清除產(chǎn)品的潛在缺陷來達(dá)到提高可靠性的目的，其所使用的產(chǎn)品應(yīng)力量級遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于技術(shù)條件所規(guī)定的值。國外多年的實(shí)踐證明，HALT與HASS過程的結(jié)合對暴露產(chǎn)品的潛在缺陷、改進(jìn)產(chǎn)品的強(qiáng)度和可靠性非常有效。

國外在航空、汽車及電子等高科技產(chǎn)業(yè)都廣泛開展了HALT技術(shù)與應(yīng)用方面尚處于起步階段，主要局限于理論與技術(shù)的跟蹤研究，還沒有在實(shí)際中應(yīng)用的報道。設(shè)備研制方面也處于探索階段，而國外對我國相關(guān)設(shè)備引進(jìn)采取限制措施，阻礙強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)在我國的研究與應(yīng)用。目前，國防科技大學(xué)可靠性實(shí)驗(yàn)室和北京航空航天大學(xué)可靠性工程中心在HALT研究和應(yīng)用方面取得了一定成果，尚未見到國內(nèi)其他單位在可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用研究報道。

HALT是利用高機(jī)械應(yīng)力和高溫變速率來實(shí)現(xiàn)高加速的。應(yīng)用時機(jī)是設(shè)計(jì)鑒定試驗(yàn)開始前，在小批試產(chǎn)前或小批試產(chǎn)產(chǎn)品上進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)是快速發(fā)現(xiàn)和解決環(huán)境鑒定試驗(yàn)中不能發(fā)現(xiàn)的故障模式。國外經(jīng)驗(yàn)表明，一個典型的HALT只要3天~5天時間。通過HALT得到的產(chǎn)品工作和破壞極限可作為確定HASS量值的依據(jù)。

HASS是一個過程，用于產(chǎn)品的生產(chǎn)階段，目的是暴露和剔除產(chǎn)品的制造和工藝缺陷，確保產(chǎn)品在HALT過程獲得的高可靠性、高強(qiáng)度不因制造過程而降低。HALT是進(jìn)行HASS的前提，只有完成了適當(dāng)?shù)腍ALT，而且所發(fā)現(xiàn)的問題均已得到解決，才允許進(jìn)行HASS。
雖然目前HASS仍然是一門新興的技術(shù)，但HASS已經(jīng)在國外（美國、日本、新加坡和西歐各國等）得到廣泛開展，并取得了大量的研究成果。