电子产品环境应力筛选方法及其应用研究(整理件)
2.3 筛选应力的确定
环境应力筛选主要作为一种工艺，其暴露出的缺陷也具有明显的工艺 特性。例如：大部分缺陷是由于装配连接或坚固操作不当，或工艺方 法不当造成的。常见的缺陷是虚焊、松脱、短路和开路等。 国内外已发表的环境应力筛选调查统计结果表明，在常用的 13 种环 境应力中，温度循环、随机振动和高温老炼是最有效的 3 种筛选应力， 如图 2 所示【5】。温度和振动由于其作用机理的不同，筛选出的缺陷也 可能不同，振动爽半是筛选出机械性的缺陷，而温度循环则还能发现 元器件性能漂移、密封失效和污染等缺陷。通电老炼对于工艺制造过 程中可能存在的潜在缺陷，如表沾污、引线焊接不良、沟道漏电、硅 片裂纹和氧化层针孔等均有较好的筛选效果；此外还可促使电性能参 数稳定并对参数不稳定的产品有一定的筛选作用。某型雷达整机在研
制过程中涉及元器件装焊、电路板装配和电缆连接等多种工序，采用 在相应的筛选组装层次上组合应用温度循环、随机振动和高温老炼 3 种应力：印制板（或模块）级，其主要工序为元器件装焊，采用温度 循环筛选；分机级，主要为电路板装配和电缆焊装工序，采用温度循 环和随机振动相结合的方法进行筛选；整机级，主要为电缆连接和机 械安装，同时整机涉及功能和性能指标的测试和验证，采用验收振动 和老炼相结合的方法进行筛选。温度循环、随机振动和高温老炼的应 力值设计参照 GJB 1032-90《电子产品环境应力筛选方法》、GJB/Z 34-93《电子产品定量环境应力筛选指南》和 QJ 908A-98《电子产品 老炼试验方法》中规定的原则进行，即不能超过产品的设计极限且不 应明显地影响产品的寿命和技术性能。
Doi:10.3969/j.issn.1672-5468.2015.02.0005
Research on Electronic Products Environmental Stress Screening Method and Its Application ZHU Yong
(No.38 Research Institute of CETC, Hefei 230000, China)
制阶段过程应用 HALT 获得工作极限和破坏极限的产品。HASS 技术目 前在国际上虽然已开始越来越广地应用，但并没有制订相应的标准。 这一技术在国内基本还处于应用探索阶段【6】。综上所述，某型雷达整 机由天馈分系统、伺服分系统和信号处理分系统组成的复杂电子设 备，很难采用定量和高加速环境应力筛选的方法，在工程研制中采用 GJB 1032-90《电子产品环境应力筛选方法》规定的常规环境应力筛 选方案。
2.2 筛选组装层次的选择
为了保证能够彻底地消除早期故障，应在各个组装等级安排环境应力 筛选，任何一级中的筛选不能代替高一级所进行的筛选，这是因为， 在将低组装等级的各种产品组装成高一级产品时，由于使用了外购件 及组装工艺，会引入新缺陷。但是，随着组装等级的提高，其筛选检 出度将降低，而筛选成本亦会随着提高。只有从低层次到高层次各级 产品都进行环境应力筛选，才能保证整机产品的可靠性。雷达整机产 品的研制经验表明，若只在高层次上进行环境应力筛选，则很难分析 故障（缺陷）的原因，找到根治缺陷的办法，而且花费也很大。因此， 从经济原则和易以实施考核，环境应力筛选应尽量在低层次产品上进 行。不从低层次产品开始做环境应力筛选，往往会适得其反。某型雷 达整机从结构层次上划分，包括伺服平台、发射机、接收机和控制与 信号处理单元 4 个分机，每个分机由元器件、印制板、电路模块（或 组件）和电线电缆等组成，筛选组装层次的确定如图 1 所示。
中规定的可靠性工作项目，其目的是为研制和生产的产品建立并实施 环境应力筛选（ESS）程序，以便发现和排除由不良元器件、制造工 艺和其他原因引入的缺陷所造成的早期故障【3-4】。我国颁布了 GJB、 1032-90《电子产品环境应力筛选方法》和 GJB/Z 34-93 《电子产品 定量环境应力筛选指南》 2 个通用标准，它可用于海、陆、空等 6 类军事装备，也适用于机载、舰载等战术导弹，以及有批量的战略导 弹。对于运载火箭、卫星等无批量的产品，环境应力筛选亦适用。在 研制阶段使用环境应力筛选，可以发现设计问题，以采取有效的纠正 措施，这样不仅能大大节省以后的试验时间和费用，还能提高产品的 固有可靠性。鉴定试验前采用环境应力筛选，可以消除由制造工艺不 当和有缺陷的元件造成的故障，从而使环境鉴定试验和可靠性鉴定试 验的结果正确、有效，消除非设计问题对鉴定试验的干扰。生产阶段 对产品进行环境应力筛选，使产品的早期故障消灭在出厂前，从而大 大提高产品现场可靠性和减少现场维修费用。使用阶段的故障产品在 修复后，也要进行环境应力筛选，以消除更换件和维修操作可能引入 的故障。特别地，航天系统产品所施加的筛选应力是和环境验收试验 结合在一起考虑而不是单独进行的【5】。因此，环境应力筛选作为一项 重要的可靠性保证措施，在产品研制生产的全过程切实地贯彻实施， 对提高产品可靠性、降低成本有重要意义。
元器件
印制板/ 模块
ห้องสมุดไป่ตู้
分机
整机
图 1 某型雷达筛选层次 在雷达整机的研制中，对选用的国产元器件筛选方法和要求（包括温 度、机械和电等多种应力）在产品规范中明确并由厂家实施，委托方 下厂监制和验收；对于进口元器件委托有资质的单位按产品筛选标准 进行了二次筛选，合格后装机使用【7】。无法测试、筛选的元器件采取 相应的质量保证措施及整机试验验证。本文重点讨论板级（或模块级） 以上层次的产品筛选。
电子产品可靠性与环境试验 可靠性与环境试验技术及评价 Vol.33 No.2 Apr., 2015
摘要：环境应力筛选是保证产品使用可靠性的重要途径。论述了环 境应力筛选的目的和意义，分析了环境应力筛选方案设计的关键技 术，阐述了电子产品如何制定环境应力筛选的方案及程序，并结合某 雷达环境应力筛选给出设计和应用实例。 关键词：环境应力筛选；温度循环；随机振动；老炼 中图分类号：TB 24 文献标志码：A 文章编号：1672-5468 （2015） 02-0026-05
电子产品环境应力筛选方法及其应用研究★
朱永
（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230000）
★ 基金项目：国家科技支撑计划项目“机场场面监视雷达系统” （No.2011BAHB05）资助
收稿日期：2014-10-20 作者简介：朱永（1981- ），男，安徽泗县人，中国电子科技集团公 司第三十八研究所工程师，硕士，主要从事雷达质量与可靠性研究工 作。
2 环境应力筛选方案设计
环境应力筛选方案设计是环境应力筛选成功的关键，而筛选类型、筛 选组装层次、筛选应力、筛选程序和要求是方案设计的核心。
2.1 筛选类型的确定
环境应力筛选可分为 3 种类型：常规环境应力筛选、定量环境应力筛 选和高加速环境应力筛选。常规环境应力筛选是指不要求筛选结果与 产品可靠性目标和成本阈值建立定量关系的筛选。筛选所使用的方法 是凭经验确定的，对筛选效果的好坏和费用是否合理不作定量分析， 仅以能筛选出早期故障为目标。常规环境应力筛选现行标准是 GJB 1032-90《电子产品环境应力筛选方法》，它的特点是易以掌握和应用， 它是目前应用最广泛、时间最长的筛选类型。定量环境应力筛选是指 要求筛选的效果和成本与产品的可靠性指标和现场的故障修理费用 之间建立定量关系的筛选。定量筛选是通过定量地选择所用应力的强 度和检测仪表的检测率，正好把计算得到的制造过程所引入的产品的 缺陷全部剔除，从而使产品的早期故障率达到规定的定量目标值，现 行标准是 GJB/Z 34-93《电子产品定量环境应力筛选指南》。由于定 量筛选的应用需要提供正确的元器件和工艺的缺陷率、应力强度和检 测设备检出能力的数据，而且筛选方案设计和方案调整过程非常繁 杂，标准中提供的国内外这方面的数据不够完整且准确度差，所以应 用较少。高加速应力筛选（HASS）是近年来在高加速极限试验（HALT） 的基础上发展起来的一种新筛选类型，这种方法的特点是使用的应力 大，需要的时间短。HASS 应力强度比常规 ESS 大得多，只适用于研
0 引言
在电子产品的制造过程中，由于经历了大量的、复杂的操作工艺或者 误用了不合格的元器件，从而会引入各种明显的缺陷和潜在的缺陷。 明显的缺陷通过常规的检验手段，如目检、常温功能测试和其他质量 保证工序即可排除；潜在的缺陷用常规的检验手段无法检查出来，这 些潜在的缺陷如果在工厂中不被剔除掉，最终将在使用期间的应力作 用下以早期故障的形式暴露出来。在研制阶段和生产期间，产品的样 本最终应通过 GJB 899 中规定的可靠性鉴定和验收试验，产品样本通 过可靠性鉴定试验仅说明其设计的固有可靠性达到了规定的要求，产 品的样本通过了可靠性验收试验并不表明该生产批中所有的其他产 品均具有与其相同的可靠性【1-2】。如何针对产品特点，制定有效的环 境应力筛选方法，快速地消除早期故障，把缺陷暴露和消除在出厂前， 是产品可靠性工作的重要内容。
图 2 筛选应力的类型
2.4 筛选试验程序和要求
环境应力筛选试验程序由初始性能检测、缺陷剔除试验、无故障检验 及最后性能检测组成。试验前，对受筛产品进行初始性能检测：按有 关标准和技术文件进行外观、机械及电气性能检测并记录。凡检测不
合格者，则不能继续进行环境应力筛选。在试验过程中，按要求施加 应力，一般顺序为：1）第一次随机振动；2）温度循环；3）第二次 随机振动；4）功率老炼。试验后，对受筛产品的性能进行检测。 尽管环境应力筛选试验已广泛地应用在电子产品的研制、生产等各个 阶段，但在实际应用时，为防止产品出现过应力或欠应力，确保试验 成功有效，需要注意以下试验要求。 a) 试验夹具在规定的功率谱密度频率上限 2000Hz 以内不应有振频率
存在，即在 20~2000Hz 范围内沿振轴方向的传递函数必须保持平 坦，其不平坦允许偏差不得超过±3 dB（设计如有困难，500~2000 Hz 允许放宽到±3 dB，但累计带宽应在 300Hz 以内）【8】；试验条件 允许偏差应符合 GJB 1032-90 中 4.4 节的规定。 b) 随机振动试验时，元器件应进行点封或固封。受试产品与夹具或 振动台台面的连接应模拟产品实际的安装状态，包括受力方式、 连接件数量及尺寸等，不允许使用设计上没有的附加固定；有支 架或减震器的单机原则上应去除支架和减震器，试验应尽量采用 多点平均控制，控制点应选在产品与振动台台面或夹具的连接面 上，靠近产品底板处；故障修复后再试验的时间与故障前的试验 时间（在 0.04g2/Hz 功率谱密度值下）的总和建议控制在 20min 以 内。 c) 温度循环试验以高温工况开始，以高温工况结束。试验时应采取 措施，防止产品受潮，如试验箱吹干燥风等；同时，为保证筛选 效果，如雷达分机温循时应开盖进行。
应力分析在电子封装设计中的应用研究
应力分析在电子封装设计中的应用研究引言：电子封装设计是现代电子技术的重要组成部分，它涉及到电子器件的封装、散热、可靠性等方面的问题。
而在电子封装设计中，应力分析则是一项非常重要的技术。
本文将探讨应力分析在电子封装设计中的应用研究，并讨论其对电子器件性能和可靠性的影响。
一、应力分析的基本原理应力分析是通过数学模型和计算方法对电子封装中的应力进行定量分析的过程。
它主要通过有限元分析、应力测试和应力测量等手段来获取应力分布的信息。
应力分析可以帮助设计师了解电子封装中的应力状态，并根据分析结果进行优化设计。
二、应力分析在电子封装设计中的应用1. 应力分析在封装结构设计中的应用应力分析可以帮助设计师确定合适的封装结构，以减少应力集中和应力疲劳等问题。
通过应力分析，设计师可以评估不同封装结构的应力分布情况，从而选择最优的结构方案。
2. 应力分析在散热设计中的应用散热是电子封装设计中一个重要的考虑因素，而应力分析可以帮助设计师评估散热结构的应力情况。
通过应力分析，设计师可以发现散热结构中的应力集中区域，并采取相应的措施来减少应力集中，提高散热效果。
3. 应力分析在可靠性设计中的应用电子封装的可靠性是一个关键问题，而应力分析可以帮助设计师评估封装结构的可靠性。
通过应力分析，设计师可以确定封装结构在不同工作条件下的应力情况，并预测封装结构的寿命。
这有助于设计师在设计阶段就发现潜在的可靠性问题，并采取相应的措施来提高封装的可靠性。
三、应力分析对电子器件性能和可靠性的影响应力分析的结果对电子器件的性能和可靠性有着重要的影响。
首先，应力分析可以帮助设计师优化封装结构，减少应力集中，提高器件的性能。
其次，应力分析可以帮助设计师评估封装的可靠性，预测器件的寿命，从而提高器件的可靠性。
最后，应力分析可以帮助设计师发现潜在的可靠性问题，并采取相应的措施来解决这些问题，从而提高器件的可靠性。
结论：应力分析在电子封装设计中具有重要的应用价值。
环境应力筛选试验(ESS)
综合环境试验中，产品需要在模拟的复杂环境条件下进行测试，以检测其对各种环境因素的适应性和性能稳定性。 这种试验可以更真实地模拟产品在实际使用中可能遇到的各种环境条件，从而更准确地评估产品的可靠性和性能。
03
ESS试验步骤
试验前准备
确定试验目的
明确ESS试验的目标，是为了筛选出性 能稳定的电子产品，还是为了评估产品
详细描述
湿度试验通常在一定的湿度条件下进行，以检测产品对潮湿 环境的适应性和性能稳定性。该试验可以检测出因湿度引起 的腐蚀、电路短路、机械结构卡滞等问题，从而排除潜在的 故障和缺陷。
综合环境试验
总结词
综合环境试验是一种结合了多种环境因素（如温度、湿度、压力等）的应力筛选试验，用于全面评估产品的适应 性和可靠性。
的可靠性。
设计试验方案
根据试验目的和样品特性，设计合适 的ESS试验方案，包括试验条件、试
验步骤、试验周期等。
选择试验样品
根据试验目的，选择具有代表性的试 验样品，确保样品的数量和品质满足 要求。
准备试验设备
根据试验方案，准备相应的试验设备 和测试工具，确保设备精度和可靠性。
施加环境应力
温度应力
湿度应力
试验的可重复性与再现性
试验条件控制
为了确保试验的可重复性和再现 性，需要对试验条件进行严格控 制，包括温度、湿度、气压等环 境因素。
标准化操作流程
制定标准化的操作流程，确保试 验过程中的每一步都符合规范要 求，减少人为误差。
第三方验证
邀请第三方机构对试验结果进行 验证，以确保试验结果的准确性 和可靠性。
振动应力
通过控制温度变化，模拟产 品在不同温度下的工作状态， 检查产品的耐温性能和稳定 性。
电子产品中的环境应力筛选研究
２Ｉ ｓ ｔ ｔ ｌｃ ｏ ｉ ｅ ｇｌ ｅ ｉｇ ． ｔ ｕ ｅｏ ｅ ｅ ｔ ｎ ｃ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ，ＣＡ Ｐ，Ｍｉｎ ａ ｇ ６ １ ０ ｎｉ ｆ ｒ ｌ Ｅ ａ ｙ ２ ９ ０，Ｃｈ ｎ ） ｎ ｉａ Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｔ ｃ ：Ｅｎ ｉ ｎ ｎａ ｔｅｓ Ｓ ｅ ｎｎ （ Ｓ ）ｉ ｎ ｅ ｅ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｔ ｎ ｕ ｅ ｔｅｐ ｏ ｕ ｔ ｖｒ ｍｅ ｔｌ ｒ ｓ ｒ ｉｇ Ｅ Ｓ ｓａ ｆ ｃｉ ｔｏ ｅ ｓ ｒ ｈ ｒ ｄ ｃ ｏ Ｓ ｃ ｖ ｏ
２ 中 国 工程 物 理 研 究 院 电子 工 程 研 究 所 ．四 川 绵 阳 ．
摘 要 ：环境应力筛选 （Ｓ ）是保证产 品使 用可靠性 的一种有技方法。论述了环境应力筛选的 目的和意义 ＥＳ
分析了 Ｅ Ｓ典型的实践方法 ．指出 硝Ｓ的两个认识景区 ．并对如何在使用过程中实奠 Ｅ ｓ Ｓ ｓ 提出ＴＩ ￣ ｔ￣ 。
部 分 在 出 厂 前 挑 选 出 来 ．具 体 的 做 法 就 是 对 产 品 实 施 温 度 循 环 和 随 机 振 动 试 验 。 这 种 方 法 的 突 出 优 点 在 于 不 改 变设 计 和 现 有 工 艺 过 程 就 能 够提 高产 品 的
型环境 因素 。将适量 的环 境应力 作用 于组 件或 整
［ ｈ ｉ ． Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｅ ａ ｄ ｓ ｎ ｆ ａ ｃ ｆ Ｅ Ｓ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓｄ ａ ｄ ｔｅ ｔｐ ｃｌ ａ － ｉ ｆ ｔ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｈ ｕｐ ｓ ｎ ｉ ｉ ｃ ｎ ｅ ｏ Ｓ ｒ ｉ ｓｅ ｎ ｈ ｙ ｉ ｐ ａｌ ｙ ｇ ｉ ｃ ａ ｐｏ ｃ ｅ ｏ ｈ ｎｐｅ ｎａｉｎ ｏ Ｓ ｌ ａｙ ｅ ．Ｔｗｏ ｍｉ ｔｋ ｎ ｏ ｉｉ ｎ ｂ ｕ Ｓ ａ ｅ ｒａ ｈ ｓ ｆｒ ｔｅ ｉ’ｌｍｅ ｔｔ ｆＥ Ｓ ａｅ ａ ｌｚ ｏ ｎ ｄ ｓａ ｅ ｐ ｎｏ ｓ ａ ｏ ｔＥＳ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔｄ Ｆ ｎ ｌ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ｉａ ｌ ｓ ｍｅ ａ ｖ ｃ ｓ ａ ｏ ｔ ｔ ｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ Ｓ ｎ ｐ ａｌ ａ ｉ ｇ ａ ｅ ｙ， ｏ ｄ ｉ ｅ ｂ ｕ ｈ ｍ ｌｍ ｎ ａｉ ｆ Ｅ Ｓ ｉ ｒ ｔ ｌｉ ａ ￣ ｒ ｏ ｃ ｓ ｉ
电子产品的环境应力试验
电子产品的环境应力试验摘要：随着科学技术的发展，我国的电子产品有了很大进展，现阶段电子产品几乎覆盖到了各行各业，在人们的日常生活和工作当中扮演着重要的角色。
然而，在电子产品使用过程当中，产品性能通常与环境密切相关，为了确保电子产品能够正常运行，需要有针对性地进行环境试验。
本文对环境监测概述进行了分析和探究，探讨了电子产品设计缺陷因素，深入讨论和分析电子产品的环境试验措施。
关键词：电子产品；环境试验；技术研究引言电子产品与人们的生活息息相关，无时无刻不在影响着人们的工作和生活方式，且它的出现极大地提升了人们的工作效率和生活质量，如手机的出现让人与人之间可以随时沟通交流，电脑的出现让人们的工作效率大大地提高；再比如电视机、洗衣机、空调和打印机等电子产品均成为人们工作、生活中的必需品。
在当今我国经济发展已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，大众对电子产品提出了更高的要求，其质量更是成为了人们关心的话题。
实现电子产品高质量发展也成为社会发展的客观需求。
1 环境应力筛选简述在电子设备生产和制造过程中，由于经历大量复杂操作工艺或误用了不合格元器件，引入了各种潜在缺陷。
由于电子设备在生产制造过程中，其进行了大量复杂工艺或是误用了不合格的元器件，因此最终电子设备存在各种潜在缺陷。
虽然产品的固有特性基本上是设计出来的，环境应力筛选作为一种有效的可靠性保证措施，能在生产期间剔除各种潜在缺陷，可以有效降低制造过程中导致的可靠性下降的概率。
电子产品实施环境应力筛选是通过向产品施加合理的电应力和环境应力，将电子产品内部的潜在缺陷加速变成故障并加以发现和排除的过程，又不致影响产品正常性能和寿命的一种工艺手段。
对环境应力筛选发现的故障加以分析，能够发现其暴露出的缺陷，主要包括不良元器件、设计缺陷、制造工艺缺陷和其他原因引入的缺陷造成的早期故障。
将这些故障剔除在生产过程中，并在出厂之前解决，避免装机后出现故障而影响产品的正常使用。
基于GJB 1032A的船用电子设备综合环境应力筛选方法研究
基于GJB 1032A的船用电子设备综合环境应力筛选方法研究董正明;陈启航
【期刊名称】《中国标准化》
【年(卷),期】2022()15
【摘要】环境应力筛选是剔除船用电子设备早期故障的重要手段之一。
目前,我国船用电子产品常规筛选主要参照GJB1032-1990《电子产品环境应力筛选方法》,GJB 1032A-2020在此标准的基础上进行了修订,新标准强调了环境应力筛选的动态性和可剪裁性,提出了综合环境应力筛选的方法。
本文围绕GJB 1032A-2020新标准的要求,针对船用电子产品的整机设备,提出一种温度和振动应力组合的综合环境应力筛选方法,并通过试验与原标准的常规筛选方法进行对比分析。
【总页数】4页(P163-166)
【作者】董正明;陈启航
【作者单位】中国船舶集团有限公司第七二三研究所
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.GJB1032A《电子产品环境应力筛选方法》(征求意见稿)修订情况介绍
2.评美国军标MIL—STD—2164／（EC）电子设备环境应力筛选方法
3.电子设备环境应力筛选方法探讨
4.机载电子设备加速环境应力筛选试验应用研究
5.电子设备综合环境应力试验方法研究
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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 screeningprocess for electronic products1991－01－26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GJB1032－90environmental stress screeningprocess for electronic products1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环境应力筛选在电子产品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。
ESS(环境应力筛选)概述
系统 -55~+70℃ -40~+65℃ -40~+50℃
表 6-2 硬品 电路板 单机
温度循环筛选温度变化率建议规格
最大
一般
最小
35℃/min
10℃/min
5℃/min
10℃/min
5℃/min
5℃/min
中国可靠性网
系统
10℃/min
5℃/min
根据美国环境科学学会在 1981 年及 1984 年所分别发表的环境应力筛选有 效性报告，在各种常用的筛选应力中，按其筛选效率加以比较，依次为温度循环、 随机振动、高温、电性应力、热冲击、定频正弦振动、低温、正弦扫描振动、复 合环境、机械冲击、湿度、加速度、高度，其中温度循环和随机振动的效率最佳， 如图 6-7 所示。就温度循环与随机振动所筛出的疵病加以比较，温度循环约占 77%~79%，随机振动则为 21%~23%。
事实上筛选(screening)是历史相当老的品管技术，广义的筛选应包括传 统的品管筛选、铸造件(金属、火工)的非破坏检验(non-destructive testing, NDT)(如 X 光、超音波等)、以及高压容器的耐压试验(proof pressure test)，所有这些方法 都是对试件施加「应力(stress)」，使利用普通检验方法无测得之潜存疵病提前暴 露出来，能够轻易的发现而将之剔除，达到管制质量的目的。 只是在今日广用电子设计的时代，所使用的应力以「环境应力(environmental stress)」的功效特别突出，在 1979 年以后在可靠度工作范围渐成一独立的领域。
环境应力筛选技术在国内虽然不算新鲜，但是一般电子工业厂商在引进及 应用环境应力筛选时，其进展不仅相当缓慢，甚至还多少遭遇到一些痛苦经验， 这种情形主要的原因在于对环境应力筛选的内涵不了解所造成的。 4.2 ESS 之基本原理
电路板组件环境应力筛选技术研究
摘要研究表明，数控系统硬件存在大量早期故障是影响数控系统可靠性的重要原因之一。
为了为解决数控系统早期故障问题提供依据，本文在对可靠性试验方法进行分析的基础上，本文提出从失效物理的角度出发，采用有限元方法，以组装有SOP 封装器件的电路板组件为对象，研究电路板组件环境应力筛选技术，并提出优化环境应力筛选剖面的建议。
主要内容如下：1.针对组装有SOP器件的电路板组件在温度循环载荷下焊点的疲劳寿命问题，利用数值模拟手段计算焊点在载荷下的温度分布和应力应变响应，并选用修正版Coffin-Manson模型预测焊点疲劳失效所需时间，以此为依据研究温度循环参数对焊点疲劳寿命的影响。
结果表明：提高高温端点温度对减少焊点疲劳寿命最有帮助，其次增加温变速率也可加速焊点疲劳破坏，而低温端点温度过低、高温保温和低温保温时间过长，均会降低筛选效率。
2.针对组装有SOP器件的电路板组件在随机振动载荷下焊点的疲劳寿命问题，使用有限元方法对电路板组件进行模态分析，并计算其在随机振动载荷下的应力情况和应力功率谱响应，根据Miner线性累积损伤理论和Dirlik模型估算焊点在随机振动载荷下的疲劳寿命。
结果表明：较大的振动强度、一阶固有频率处的振动信号和垂直于电路板方向的激励可大幅减少焊点疲劳寿命，提高筛选效率。
以某型号伺服驱动单元控制板为试件，采用正交试验设计方法，对试件进行模态分析和随机振动疲劳寿命试验。
对试验结果分析可知，适量提高随机振动加速度均方根值和使频率范围包含组件一阶固有频率均可显著减少焊点疲劳寿命。
试验与仿真分析的结论基本一致。
本文通过数值模拟手段，研究了温度循环和随机振动剖面各参数对焊点疲劳寿命的影响，基于分析结果提出了在环境应力筛选中优化两种应力类型剖面的建议。
且对某型驱动控制板进行随机振动疲劳寿命试验，发现其结论与仿真分析基本一致。
本文的研究成果，对于电路板组件环境应力筛选技术研究的发展具有重要的实际意义。
关键词：电路板组件，焊点，温度循环，随机振动，疲劳寿命，有限元仿真AbstractResearch shows the fact that there are a large number of early failures in the CNC system hardware are one of the important factors affecting the reliability of the CNC system. In order to provide the basis for solving the early failure problem of CNC system, based on the analysis of the reliability test method, from the point of view of the failure physics, this paper investigates circuit board assembly environmental stress screening techniques and proposes recommendations for optimizing environmental stress screening profiles, by using the finite element method and taking the circuit board assembly with the SOP packaged device as the object. The main contents are as follows:1. For the problem of fatigue life of solder joints under temperature cyclic load for circuit board assemblies with a SOP device assembled, the temperature distribution and stress-strain response of the solder joints under load are calculated using numerical simulation methods, and a modified Coffin-Manson model is used to predict the time to fatigue failure of solder joints. Based on this, the influence of temperature cycling parameters on the fatigue life of solder joints is studied. The results show that: improving the high temperature endpoint temperature is the most helpful to reduce the solder joint fatigue life. Secondly increasing the temperature change rate can also accelerate the solder joint fatigue failure. The low temperature endpoint temperature, high temperature insulation and low temperature insulation time will reduce the screening efficiency.2. For the problem of fatigue life of solder joints under random vibration loads for circuit board assemblies with a SOP device, the modal analysis of the circuit board assemblies is performed by using the finite element method, and the stress conditions and stress power spectrum responses under random vibration loads are calculated. Based on Miner linear cumulative damage theory and Dirlik model, the fatigue life of solder joints under random vibration loads is estimated. The results show that the larger vibrationintensity, the vibration signal at the first-order natural frequency and the excitation perpendicular to the direction of the circuit board can significantly reduce the fatigue life of the solder joint and improve the test efficiency. Taking the control board of a certain type of servo drive unit as the test piece, the modal analysis and random vibration fatigue life test of the test piece are performed by adopting the orthogonal test design method. Analysis of the test results shows that the increase in the root mean square value of the random vibration acceleration and the frequency range close to the first-order natural frequency of the component can significantly reduce the fatigue life of the solder joint. The conclusions of the test and simulation analysis are basically the same.In this paper, numerical simulation methods are used to study the effects of various parameters of temperature cycling and random vibration profile on the fatigue life of solder joints. Based on the analysis results, suggestions for optimizing the environmental stress screening profile are proposed in environmental stress screening. A random vibration fatigue life test is performed on a certain type of drive control board, and it is found that the conclusion is basically consistent with the simulation analysis. The research results of this paper have important practical significance for the development of environmental stress screening technology of circuit board assembly.Key words: circuit board assembly, solder joint, temperature cycling, random vibration, fatigue life, finite element simulation目录摘要 (I)Abstract (III)1 绪论1.1课题来源 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4本文研究内容 (6)2 焊点钎料本构模型及组件有限元建模2.1S N P B焊料力学本构关系 (10)2.2温度循环载荷下电路板组件有限元建模 (11)2.3随机振动载荷下电路板组件有限元建模 (13)2.4本章小结 (16)3 基于有限元仿真的电路板组件温度循环剖面优化3.1温度循环与焊点热疲劳寿命预测方法 (17)3.2温度循环下电路板组件应力应变分析 (19)3.3温度循环参数对焊点疲劳寿命影响分析 (24)3.4温度循环剖面优化 (33)3.5本章小结 (35)4 基于有限元仿真的电路板组件随机振动剖面优化4.1随机振动与焊点随机振动疲劳寿命预测方法 (37)4.2随机振动下电路板组件应力分析及疲劳寿命预测 (42)4.3随机振动参数对焊点疲劳寿命影响分析 (44)4.4随机振动剖面优化 (50)4.5本章小结 (51)5 基于正交试验设计的电路板组件随机振动试验5.1试验设备及方案设计 (53)5.2试验结果分析 (57)5.3本章小结 (60)6 总结与展望6.1全文总结 (61)6.2课题展望 (62)致谢 (63)参考文献 (64)1 绪论1.1 课题来源本课题来自于“高档数控装备及工艺在导弹大型整体舱段集成制造中的示范应用（项目编号：2015ZX04002202）”和“高档数控系统关键共性技术创新能力平台（二期）（项目编号：2015ZX04005007）”。
gjb环境应力筛选大纲
gjb环境应力筛选大纲【原创实用版】目录1.引言2.环境应力筛选的目的和意义3.环境应力筛选的基本原理4.环境应力筛选的方法和步骤5.环境应力筛选的应用实例6.环境应力筛选的优缺点分析7.结论正文【引言】在现代科技发展迅速的背景下，各种电子产品和设备广泛应用于各个领域。
然而，在使用过程中，这些产品和设备会面临各种环境应力的挑战，如温度、湿度、振动等。
为了保证产品的可靠性和稳定性，环境应力筛选成为了必不可少的一个环节。
本文将对环境应力筛选进行详细介绍，包括其目的和意义、基本原理、方法和步骤、应用实例以及优缺点分析。
【环境应力筛选的目的和意义】环境应力筛选的主要目的是找出产品或设备在实际使用环境中可能出现的问题，以便对其进行改进和优化。
其意义在于：1.提高产品可靠性：通过环境应力筛选，可以发现产品在各种环境应力下的缺陷，从而进行改进，提高产品的可靠性。
2.降低产品故障率：环境应力筛选有助于发现产品在实际使用过程中可能出现的问题，从而降低产品故障率。
3.节省维修成本：环境应力筛选可以在产品投入市场之前发现并解决问题，避免因产品故障导致的维修成本。
4.提高产品质量：环境应力筛选有助于提高产品质量，增强产品竞争力。
【环境应力筛选的基本原理】环境应力筛选是通过对产品或设备施加不同的环境应力，观察其性能变化，从而找出可能存在的问题。
其基本原理包括：1.应力 - 应变原理：通过施加不同的应力，观察产品或设备的应变情况，从而判断其性能是否满足要求。
2.极限载荷原理：通过施加极限载荷，观察产品或设备是否能承受，从而判断其可靠性。
3.疲劳寿命原理：通过模拟产品或设备在实际使用过程中的疲劳循环，观察其寿命，从而判断其可靠性。
【环境应力筛选的方法和步骤】环境应力筛选的方法和步骤主要包括：1.制定筛选方案：根据产品或设备的特性和实际使用环境，制定合适的筛选方案。
2.筛选试验：对产品或设备施加不同的环境应力，如温度、湿度、振动等，进行试验。
电子产品的环境应力筛选
为 潜 在 缺 陷 。 如 果 在 交 付 前 不 剔 除
这 些 潜 在 的 缺 陷 ， 最 终 将 在 使 用 期 间 以早 期 故 障 的 模 式 暴 露 出来 。 对 于 有 可 靠 性 指 标 要 求 的 电 子
产品，可靠性筛选 具有重要意义 ，
大 量 、 长 期 的 筛 选 经 验 证 明 ， ＥＳＳ 是 提 高 电 子 产 品 使 用 可 靠 性 的 一 种 行 之 有 效 的 方 法 ， 它 作 为 一 种 剔 除 潜 在 缺 陷 的 手 段 ， 已 被 广 泛 地 应 用 于 电 子 产 品 的 研 制 、 生 产 和 使 用 的
：
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ｔ ｈｅ ｃｈｏ ｃ ａｎ ａｐｐｌ ａｔ ｉ ｅ ｄ ｉ ￣ｎ ｈｅ ｃ ｏｆｔ ｅｘｐ ｉ ｅｎｔ ｉ ｅｒｍ ａｔ ｏｎ ｍｅｔ ｈｏｄ ｆ ｏｒｅｎｖｉｏｎｍ ｅｎ ａＩ ｔ ｅｓ ｓ ｅｅｎｉ ｇ． ｒ ｔ ｒ ｓ ｃｒ ｓ ｎ Ｋ ｅｙ ｏｒ ｗ ｄｓ： Ｅｎｖｉ ｒ ｏｎｍｅｎｔ ｔ ｅ ｒ ａｌｓ ｒ ｓｓ ｓｃ ｅｅｎｉ ｇ： ｎ Ｌａｔ ｕｇ ： ｅｎｔｂ Ｒｅｌ ｉ ｌｙ ａｂｉｉ ｔ
Ｅ Ｓ是 一 种 工 艺 手 段 １ Ｓ 。 ＥＳＳ 果 主 要 取 决 于 施 加 的 环 效
３ ３ 非 通 用性 。
由 于 不 同 用 途 、 不 同 结 构 的 电
中 ， 会 因 种 种 原 因 而 引 入 各 种 缺
陷 ， 例 如 ： 用 了 有 缺 陷 使 的 元 器 件 、零 部 件 、外 包 件 ，
最 多 可 筛 选 的 缺 陷 。 其 目 的 是 找
出 电 子 产 品 的 薄 弱 部 分 ， 但 不 损 坏
力 ，使 电 子 产 品 的 潜 在 缺 陷 加 速 发