環境應力篩選簡稱ESS,是一種利用環境應力進行產品品質管制的程序,其主要功用是使潛在于產品中的瑕疵提早暴露出來,使品質好的產品通過篩選正常使用,而將有潛在瑕疵的產品留下來檢修或剔退,如此可讓出廠產品的品質保持穩定,降低維修成本,提高產品質量與可靠,對于承制方使用方都有好處。
環境應力篩選的幾種典型篩選對比分析:
1. 恒定高溫
也稱為高溫老化,使產品在規定高溫下連續不斷地工作,激發出早期故障。篩選方法要根據受篩產品是否發熱制定。該篩選廣泛應用于元器件的篩選,不適用于組件級(印制線路板、單元或系統)篩選。篩選效果遠低于溫度循環。
2. 溫度循環
影響篩選結果的主要參數為溫度變化范圍、溫度變化速率及循環次數。通常適用于組件級篩選。篩選溫度時間歷程考慮受篩產品通電和不通電兩種情況。激發的故障模式主要有:
a) 使涂層、材料或線頭上各種微觀裂紋擴大。
b) 使粘結不好的接頭松弛。
c) 使螺釘連接或鉚接不當的接頭松弛。
d) 使機械張力不足的壓配接頭松弛。
e) 使質量差的釬焊接觸電阻加大或造成開路。
f) 粒子污染。
3. 溫度沖擊
影響篩選結果的主要參數為溫度變化速率、溫度轉換時間及溫度沖擊循環次數。因其溫度變化率較高,產生的熱應力較大,是篩選元器件,尤其是集成電路器件的有效方法。用于組裝等級時要注意其可能造成的附加損壞。篩選效果類似于溫度循環。激發的故障模式類似于溫度循環。
4. 正弦掃頻
在一定時間段內依次對產品內需要重點篩選的元部件的共振頻率進行激勵,產生共振。篩選效果較隨機振動低。激發的故障模式主要有:
a) 結構部件、引線或元件接頭產生疲勞,特別是導線上有裂紋或類似缺陷的情況下。
b) 電纜磨損。
c) 螺釘接頭松弛。
d) 安裝加工不當的集成電路片離開插座。
e) 匯流條及連到電路板上的釬焊接頭受到高應力,引起釬焊薄弱點故障。
f) 與可作相對運動的部件橋形連接的元器件引線因沒有充分消除應力而造成損壞。
g) 已受損或安裝不當的脆性絕緣材料出現裂紋。
5. 隨機振動
在很寬的頻率范圍上對產品施加振動,產品在不同的頻率上同時受到應力,使產品的許多共振點同時受到激勵。篩選效果大大增強,篩選持續時間也減少到正弦掃頻的1/3-1/5。激發的故障模式與正弦掃頻的相同,但能激發的故障機理更復雜,激發故障的速度更快。
6. 篩選效果對比
a) 振動應力對于激發如松弛、碎屑和固定不緊的工藝缺陷更為有效。一般說來,發現缺陷中約20%是對振動響應的結果。
b) 溫度循環對于發現參數漂移、污染之類的元器件缺陷更為有效。一般說來,發現缺陷中約80%是對溫度響應的結果。
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