一、目的
    ESS（環(huan)境應力篩選試驗 ）是用在生產小批量階段，是生產工藝驗證的一個環節，旨在驗證生產工藝的(de)一(yi)致性(xing)、穩(wen)定性(xing)是否滿足大批量生產要(yao)求；通過ESS工作發(fa)現早期失效(xiao)個體(ti)，并通過失效分析、改進(jin)、再驗證(zheng)，使產品(pin)(pin)批量生(sheng)產工藝穩定性達(da)到研發預期，產品(pin)(pin)發貨后早(zao)期(qi)失效率低。
    二、概述
    產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)可靠(kao)性是(shi)(shi)設(she)計出來(lai)的(de)(de)(de)，但實際使用(yong)中(zhong)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)表現出來(lai)的(de)(de)(de)可靠(kao)性與預期有(you)較大偏差，產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)個體之間也有(you)較大偏差﹔原因就(jiu)是(shi)(shi)在產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)生產(chan)(chan)(chan)過程中(zhong)，來(lai)料存在不一(yi)致性，生產(chan)(chan)(chan)工藝存在不一(yi)致性，設(she)備狀況(kuang)差異，操作者的(de)(de)(de)技術水(shui)平和(he)責任(ren)心，質(zhi)量檢驗和(he)管(guan)理(li)差異等；這(zhe)些差異造成產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)存在或多或少的(de)(de)(de)缺(que)陷或隱患，明顯的(de)(de)(de)缺(que)陷可以(yi)通過常(chang)規的(de)(de)(de)檢驗和(he)測試(shi)手(shou)段(duan)(duan)加(jia)以(yi)剔(ti)(ti)除，而潛(qian)在的(de)(de)(de)缺(que)陷僅僅靠(kao)常(chang)規手(shou)段(duan)(duan)難以(yi)剔(ti)(ti)除，在產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)使用(yong)過程中(zhong)，存在潛(qian)在缺(que)陷的(de)(de)(de)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)往往會轉化(hua)成早(zao)期故障，即(ji)在產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)發貨(huo)1年左右的(de)(de)(de)時間內，故障率偏高。
    ESS工(gong)藝流程就是(shi)設(she)法剔除由(you)原材料、不良元(yuan)器件、工(gong)藝缺陷和其(qi)他(ta)原因造成的(de)早期失效(xiao)，從而提(ti)高產(chan)品(pin)的(de)可靠性。
    本文主要介紹ESS原(yuan)理(li)，并且把(ba)ORT（持續可(ke)靠度(du)測試(shi)）工藝(yi)也(ye)并入此規范，因為這個工藝(yi)流程也(ye)是使用(yong)環境應力對產品進行抽檢或全檢。也(ye)是生產工藝(yi)驗證的一個環節。
    三、適用范圍
    1、新產(chan)品
    新開(kai)發產品小批量階段。
    2、變更產品(pin)
    變(bian)更產品，分為產品設計變(bian)更和(he)器(qi)件(jian)變(bian)更，由研發和(he)測試評(ping)估是否(fou)需要做(zuo)ESS篩選；重(zhong)要變(bian)更建議(yi)做(zuo)，如(ru)開關電源、處(chu)理器(qi)、驅(qu)動(dong)電路、功率模塊、PCB廠家、貼片(pian)工藝等重(zhong)要變(bian)更。
    3、量產產品
    批量(liang)較(jiao)大、持續生產產品，定(ding)期抽檢。
    四(si)、引用標準和規范
    GBT 2423.22-2012中華人民共和國國標環(huan)境試(shi)驗(yan)第2部分(fen):試(shi)驗(yan)方法，試(shi)驗(yan)N:溫度(du)變化
    可靠性(xing)試驗技術
    GBT 16439-2009交流(liu)伺(si)服系統(tong)通(tong)用(yong)技術條(tiao)件
    GB/T 12668-2006調速電氣傳動系統
    GJB/ 34-93電(dian)子產品定量環境(jing)應力篩選(xuan)指南
    五(wu)、定義
    1、ESS
    ESS（Environment Stress Screen環(huan)(huan)境應力篩選試驗）是(shi)一種工藝手段，是(shi)通過(guo)向電(dian)子(zi)電(dian)產品(pin)施加(jia)合理(li)的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境應力和電(dian)應力在生(sheng)產早期階段該階段的(de)(de)(de)(de)檢測(ce)成(cheng)本），將其內部(bu)的(de)(de)(de)(de)潛缺(que)陷加(jia)速變成(cheng)故障，并通過(guo)檢驗發(fa)現和排除故障的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。ESS旨在激發(fa)并排除早期故障，使品(pin)的(de)(de)(de)(de)可靠性接近設計的(de)(de)(de)(de)固有(you)可靠性水(shui)(shui)平。應力水(shui)(shui)平以能激發(fa)出缺(que)陷但不(bu)損壞產品(pin)為原則，采用的(de)(de)(de)(de)應力環(huan)(huan)境不(bu)能超(chao)過(guo)產品(pin)電(dian)子(zi)和機械性能的(de)(de)(de)(de)極限，應力環(huan)(huan)境水(shui)(shui)平必需是(shi)適當(dang)的(de)(de)(de)(de)。
    2、ORT
    ORT（Ongoing Reliabilitytest，持(chi)(chi)續(xu)可靠(kao)度測試），產品生(sheng)產過程中(zhong)持(chi)(chi)續(xu)抽測，確認生(sheng)產工藝是否持(chi)(chi)續(xu)穩(wen)定(ding)，來料是否存(cun)在(zai)缺陷，通過測試把潛在(zai)缺陷激(ji)發成故障，從而提高(gao)產品可靠(kao)性。
    3、可靠度
    可靠度為(wei)產品(pin)在規(gui)定(ding)(ding)的(de)時(shi)間內，規(gui)定(ding)(ding)的(de)條件下(xia)，完成(cheng)規(gui)定(ding)(ding)功能成(cheng)功的(de)概率。
    可靠度(du)函數可用關(guan)于時間t的函數表示，可表示為∶
    R（t）=P（T>t），其中(zhong)，t為(wei)規定的時間(jian)，T表(biao)示產品(pin)的壽命

    由可(ke)靠(kao)度(du)的定義可(ke)知(zhi)R（t）描述了產品在（0，t）時間內完好的概率且(qie)R（0）=1，R（+oo）=0。
    舉例∶某(mou)型號變頻器10000臺同時工作(zuo)，1年(nian)內發生了25次故障，t=1年(nian)
    R（1年）=（10000-25）/10000*=0.9975，第365天(tian)時(shi)，產(chan)品的(de)可靠度為0.9975，即(ji)這個時(shi)候任(ren)意(yi)一(yi)臺變頻器完(wan)成(cheng)工作的(de)概率的(de)99.75%。
    4、置(zhi)信度
    置(zhi)(zhi)信(xin)度(du)(du)也稱置(zhi)(zhi)信(xin)水平，在統計學中，一個(ge)(ge)概(gai)率樣本的(de)(de)置(zhi)(zhi)信(xin)區(qu)間(jian)（Confidenceinterval）是對這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)樣本的(de)(de)某個(ge)(ge)總(zong)體參(can)數的(de)(de)區(qu)間(jian)估(gu)計。置(zhi)(zhi)信(xin)區(qu)間(jian)展現的(de)(de)是這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)參(can)數的(de)(de)真實值(zhi)有一定(ding)概(gai)率落在測量(liang)結(jie)果(guo)的(de)(de)周圍的(de)(de)程度(du)(du)。置(zhi)(zhi)信(xin)區(qu)間(jian)給出的(de)(de)是被測量(liang)參(can)數的(de)(de)測量(liang)值(zhi)的(de)(de)可信(xin)程度(du)(du)，即(ji)前面所要求(qiu)的(de)(de)“一定(ding)概(gai)率”。這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)概(gai)率被稱為置(zhi)(zhi)信(xin)水平。
    5、HASS
    HASS（HighlyAcceleratedStressScreen）高加(jia)速應(ying)力(li)篩選，通常使用(yong)HALT/HASS專用(yong)設(she)備，HASS是(shi)ESS的一個分支，效(xiao)果(guo)好，效(xiao)率，費(fei)用(yong)貴。
    六(liu)、ESS基本特(te)性
    1）其(qi)目的是剔除早期故障﹔
    2）應力可以大于產(chan)品(pin)實際使用(yong)條(tiao)件，如振動、高低溫(wen)等(deng)，但不(bu)能(neng)超出(chu)設計(ji)極限(xian)(xian)，如器件的溫(wen)度上(shang)下(xia)(xia)限(xian)(xian)，電應力的上(shang)下(xia)(xia)限(xian)(xian)等(deng)；
    3）應(ying)對所有產品進行﹔
    4）不超出產品(pin)的(de)失效(xiao)機理；
    5）不能代替設(she)計階段的摸底、型式試驗，試驗目(mu)的不同，一(yi)個(ge)是設(she)計能力(li)驗證(zheng)，一(yi)個(ge)是工藝水平驗證(zheng)。
    七、ESS樣本選取(qu)

    篩選(xuan)合格的可以發(fa)貨，不(bu)合格的整改，參考選(xuan)取規則C=1-R'n，根據(ju)計算可參考下表，實際(ji)生產(chan)過程(cheng)中可根據(ju)測(ce)試條件適(shi)當(dang)增減。

    八(ba)、測試應力

    1、各種篩(shai)選應力效果對比

    2、常(chang)用典型(xing)ESS應力激(ji)發故障分析

    3、應力(li)選擇

    A、一般應(ying)(ying)用(yong)場景，測試應(ying)(ying)力(li)選(xuan)擇溫度循環，如(ru)(ru)一般電梯產品(pin)、伺服產品(pin)，但小批量(liang)試制推薦(jian)振(zhen)動+溫度循環篩選(xuan)，即HASS篩選(xuan)；推薦(jian)的(de)HASS應(ying)(ying)力(li)選(xuan)擇規則如(ru)(ru)下（參數(shu)需要參考HALT測試結果）表3HASS參數(shu)選(xuan)取(qu)

    B、產品(pin)使(shi)用時存在振動的產品(pin)篩選應力考慮(lv)增加循(xun)環數；
    C、考慮資源與成本，一般篩選可以考慮使用溫度循環試驗箱（快速溫變試驗箱）做溫度循環篩選，溫度變化速率1℃/min，高溫低溫各停留30分鐘，高溫選擇70℃，低溫選擇-40°℃，4個循環﹔
    九、試驗流程方法

    結合公(gong)司現有生產流程圖(tu)，繪制(zhi)HASS流程圖如下(xia)︰

    十(shi)、注意事項(xiang)
    1）篩選合格的產(chan)(chan)品(pin)需要(yao)入庫(ku)發貨，領用(yong)和(he)測(ce)試要(yao)注意保護產(chan)(chan)品(pin)，如外觀保護，ESD防(fang)護，測(ce)試中保證產(chan)(chan)品(pin)接地良好，操作帶靜電(dian)(dian)手套，搬(ban)運存放要(yao)用(yong)防(fang)靜電(dian)(dian)周轉箱；
    2）測試(shi)完要經(jing)過(guo)生產驗證(zheng)后再(zai)入庫(ku)，比如變頻器(qi)生產中的負載測試(shi)，測試(shi)合格后再(zai)入庫(ku)，如果ESS時用的測試(shi)平臺就是生產的負載臺，這(zhe)一步就忽(hu)略(lve)。