环境应力筛选中的应力解析

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1、March,2016Vol.47No.1(serialNo.163)航空电子技术AVIONICSTECHNOLOGY环境应力筛选中的应力解析12朱慧丽，万会兵（1中国航空无线电电子研究所，上海市200241；2总参陆航部驻上海地区军事代表室，上海200233）[摘要]阐述了目前广泛运用的环境应力筛选的意义，对几种典型环境应力的筛选度、故障机理和模式进行了分析说明，并用比较的方式列出了环境应力筛选、环境鉴定试验与可靠性鉴定试验之间的区别。[关键词]环境应力筛选；应力[中图分类号]TN919.72[文献标识码]A[

2、DOI编码]10.3969/j.issn.1006-141X.2016.01.11[文章编号]1006-141X（2016）01-0052-05StressAnalyticsofEnvironmentalStressScreening12ZHUHui-li,WANHui-bing（1.ChinaNationalAeronauticalRadioElectronicsResearchInstitute，Shanghai，200241，China;2.ArmyAviationRepresentativeoffice

3、,GeneralStaff,PLA,Shanghai200233,China）Abstract:ThepaperintroducesthesignificanceofESS,whichisusedwidely.Analyticsandillustrationofthescreeningdegree,failuremechanismandfailuremodeofsometypicalstressesarepresented.Inaddition,itliststhedifferenceofESS,environ

4、mentalidentificationtestandreliabilityidentificationtest.Keywords:environmentalstressscreening(ESS);stress环境应力筛选是一种提高产品可靠性的工艺0引言手段，有效的环境应力能尽量多地剔除早期故环境应力筛选（ESS：EnvironmentStress障，使产品可靠性达到理想中的F点。一个好的环Screen）是通过向电子产品施加合理的环境应力和境应力筛选应具备以下特性：电应力，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，并（

5、1）能够很快析出潜在缺陷；通过检验发现和排除的过程。（2）不会引起不适当的设计故障，诱发附加美国曾对大型电子机械系统首台样机进行统的故障，消耗受筛产品寿命；计，发现其初期的平均故障间隔时间（MTBF）只（3）不应对制造过程控制增加限制。有要求的1/10左右。图1示出的“浴盆曲线”描述1典型的环境应力了电子产品寿命周期内的故障率变化情况。若要使产品使用初期的可靠性满足要求，则需经过一环境应力能否激发产品内部缺陷通常采用几系列可靠性试验来加速析出其潜在的缺陷，从而种典型应力进行筛选，例如恒定高温、温度循降低产品使用

6、后的早期失效率。环、温度冲击、扫频振动和随机振动。这些典型52环境应力筛选中的应力解析朱慧丽等2016年3月第47卷第1期(总第163期)应力能激发出产品的哪些故障、怎样衡量这些应力的筛选效果取决于筛选度。筛选度是衡量筛选效果的量化表达法，它是指筛选将缺陷以故障形式析出的概率。筛选度越高，筛选越有效。几种典型环境应力的基本参数、特性、筛选度及故障模式如表1所示。图1浴盆曲线表1典型环境应力序典型基本参数筛选度故障机理故障模式适用范围号应力0.6SS=1-exp[-0.0017(R+0.6)t]绝缘失效；电气

7、恒定上限温度Tu、恒SS6筛选度；通过提供额外的热作用使性能变化；结构元器件的1高温温时间TR选高温与室温之差；产品热老化。损坏、机械应力筛选t温持续时间。增加等。温度循环使产品交替膨胀上限温度Tu、下SS=1-exp（-0.0017（R+0.6）和收缩。若产品内有热梯0.63涂层、材料或线限温度TL、温变[ln(e+V)N]度，则热应力会加剧，潜在头上的裂纹扩速率V、上限温SSn筛选度；缺陷会随循环数增加而被组件级和温度大；粘合不好的2度保持时间tu、R选温度变化范围；激发。部件级筛循环接头松弛；焊接下限温度

8、保持时e度自然对数的底；提高温变范围能加强产品选不牢的元器件间tL、循环次数V然温变速率；热胀冷缩程度；加快温变速开路等。NN变循环次数。率能缩短过程时间；增加循环次数能累积激发效应。上限温度Tu、下限温度TL、上限温度冲击使产品快速膨胀元器件的温度保持时间筛选度类似于温度循环，但和收缩，若产品内有热梯温度故障模式类似筛选，对集3tu、下限温度保目前尚未得到其筛选表达度，则热应力会加剧