環境應力篩選是指對產品施加規定的環境應力,以發現和剔除制造過程中的不良零件、元器件和工藝缺陷等早期故障的一種工序或方法。由其定義可見,環境應力篩選是一種工藝手段,其目的是發現和剔除早期故障。
高加速環境應力篩選方法
造成電子產品故障的因素包括溫度、鹽霧、潮濕、振動、沖擊等,但鹽霧、霉菌、潮濕等應力導致的故障不是以早期故障的形式表現出來,而是隨著時間的推移呈上升趨勢,因此不宜作為環境應力篩選的加速應力。而溫度應力和振動應力是導致電子產品出現早期故障主要因素,因此高加速環境應力篩選采用溫度和振動應力的綜合,同時施加電子產品規定的電應力。
1.高低溫保持溫度
高低溫保持溫度通常是指試驗箱內的空氣溫度,一般情況下高低溫保持溫度選擇電子設備的極限工作溫度。在高加速應力篩選中為了縮短溫度保持時間,將篩選的溫度上下限值在電子產品工作極限溫度基礎上分別擴展5℃~10℃。但擴展后的高溫保持溫度應不高于電子產品的所有器件高溫工作極值中的最低值,擴展后的低溫保持溫度應不低于所有器件低溫工作極值中的最高值。
2.升降溫速率
在進行溫度篩選試驗時,試驗箱風速一般設定為2m/s~4m/s。大量試驗數據表明,在風速為2.5m/s時篩選效果最佳,因此篩選試驗通常將風速設定為2.5m/s。
在試驗箱風速設定為2.5m/s、最大溫變率設定為10℃/min~20℃/min時,篩選效果隨著溫變率的升高而更顯著。在試驗箱風速不變,溫變率超過20℃/min以后,電子設備自身的溫度變化與試驗箱設定的溫度運行曲線相比有明顯的滯后,篩選效果不理想。綜合篩選效果,高加速應力篩選一般設定風速為2.5m/s,溫變速率不低于10℃/min但不高于20℃/min。
3.高低溫保持時間
鑒于受結構、尺寸、重量、材料、功率等因素的影響,各個電子設備的熱慣性具有一定的差異。因此,不同電子設備的溫度保持時間不同,溫度穩定時間一般根據溫度調查結果來確定。
保持時間的確定還要考慮完成功能測試所需的時間,因此,在高加速應力篩選中高低溫保持時間以60min~120min為宜。
4.溫度循環周期
鑒于篩選的目的是剔除早期故障。因此,在確定溫度循環周期數時需要考慮兩方面的因素:一是溫度循環周期的設定數不能太少,否則不能將早期缺陷盡可能的剔除出來,;二是溫度循環周期的設定數也不應太多,周期數太多不僅延長篩選周期,同時可能會對電子設備造成疲勞累積效應。此外,在進行溫度循環周期設定時,還要綜合考慮電子設備的復雜程度、技術成熟度、設計水平、工藝可靠性等多種因素。具體可根據電子設備的實際情況進行動態調整。例如,對于成熟度較高的電子設備可設定為3個周期,對于新研設備可設定為5個周期或更長。
5.振動應力
高加速應力篩選中施加的振動應力為隨機振動,主要參數為加速度功率譜密度、頻率范圍、振動軸向、振動時間等。
1)隨機振動篩選應采用圖1所示的振動頻譜,頻率范圍為20 ~80HZ~350Hz~ 2000Hz。
2)常規篩選的功率譜密度為0.04g2/Hz,對應的加速度為6.06g。高加速應力篩選的功率譜密度可根據電子設備具體情況選擇0.04g2/Hz或0.05 g2/Hz。
3)隨機振動對電子設備會造成疲勞累積,尤其電子設備去除減震器后承受的疲勞強度遠遠大于實際使用環境,如再隨意增加振動時間可能會對電子設備造成過應力損傷。因此,在功率譜密度為0.04g2/Hz的條件下,振動時間應不超過20min。當按此譜形用較低或較高量值進行振動,可按公式(1)計算出等效的振動時間,以保證電子設備不因過應力造成損傷。
6.電應力
高加速環境應力篩選與常規篩選施加的電應力略有不同,高加速環境應力篩選中施加的電應力是在低溫升溫至高溫保持過程中滿負載通電工作,降溫及低溫保持過程中不通電。
更新時間:2026/2/28 16:24:02