环境可靠性百科

ESS试验基础简单介绍

ESS试验基础简单介绍

一、ESS试验的目的

Environmental Stress Screening(环境应力筛选)简称ESS,是利用人为外加的环境应力,使电子产品在研发、设计、生产过程中,因不良元器件、工艺和其他原因等所造成的早期故障提前发生而暴露出来,进行改进和更换。

如上所述,对于生产商可保证产品的质量稳定,对使用方则可降低失效率减少维修成本。

二、ESS试验的原理

ESS试验是通过向电子设备施加合理的环境应力和电应力,将其内部的潜在缺陷加速变成故障,以便人们早期发现并排除。

ESS试验是装备研制生产的一种工艺手段,筛选效果取决于施加的环境应力、电应力水平和检测仪表的能力。施加应力的大小决定了能否将潜在的缺陷在预定时间内加速变为故障;检测能力的大小决定了能否将已被应力加速变成故障的潜在缺陷找出来,以便加以排除。因此,ESS试验又可看作是产品质量控制检查和测试过程的延伸。

三、ESS试验应力

1、恒定高温应力激发的故障影响

① 使未加防护的金属表面氧化,导致接触不良或机械卡死,在螺钉连接操作时用力不当或保护涂层上有小孔和裂纹;

② 加速金属间的扩散,如基体金属与外包金属,钎焊料与元件,以及隔离层薄弱的半导体与喷镀金属间的扩散等;

③ 使液体干涸,如电解电容和电池因高温造成泄漏而干涸;

④ 使塑料软化,如热塑料件处于太高温的应力下,会产生蠕变;

⑤ 提高化学反应速度,加速与内部污染物的反应过程;

⑥ 使部分绝缘损坏处绝缘击穿。

筛选度和故障率数值很小,筛选效率十分低,需要相当长的时间才能达到消除早期失效的效果,因而可能会影响产品的使用寿命,有必要改用其它筛选方法。

 

2、温度循环应力激发的故障影响及结论

① 使涂层、材料或线头上各种细微裂纹扩大;

② 使粘贴连接不好的接头松动;

③ 使螺钉连接或铆接不当的接头松动;

④ 使机械张力不足的压配接头松动;

⑤ 使质量差的焊点接触电阻加大或开路;

⑥ 使密封层失效。

筛选效率比恒定高温筛选大为提高,就温度循环筛选而言,提高温度变化率又是进一步提高筛选效率、减少筛选对产品使用寿命影响的最佳方法。

 

3、振动试验应力的故障影响及结论

① 使结构件、引线或元器件接头产生疲劳,出现裂纹。

② 使制造不当的螺钉接头松动。

③ 使未充分消除应力的可作相对运动的桥接元器件引线造成损坏。

④ 使受到高压力的汇流条与电路板的钎焊接头的薄弱点故障。

可以采用扫频正弦振动或随机振动方式,为了提高筛选效率、减少振动应力筛选对产品结构件寿命的影响,建议采用随机振动方式。

四、我司ESS应力筛选试验设备

1ESS应力筛选试验设备均匀的气流系统

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2ESS应力筛选试验设备技术规格

内部尺寸:800*800*1200W*H*D mm

温度范围:-20~+80

温度偏差:≤±2

温度波动度:≤±0.5

温度均匀度:2

升降温速率:(5~15)/min可调

负载能力:200kg铝锭+纯发热负载7kW(恒定温度状态最大负载10kW)

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3ESS应力筛选试验设备的优点

① 试验箱平行出风形成循环系统,使被测样品允许放满试验空间,减少相关标准对箱内样品布局的限制;

② 箱体内部温度均匀性、波动性很好;

③ 被测产品各部位受力均匀;

④ 被测样品上的温度变化率与箱内出风口的空气温度变化率接近。

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