環境應力(li)篩選(ESS)試(shi)驗(yan) 是(shi)電子產品剔除早起故障(zhang)的(de)(de)有效手段。ESS試(shi)驗由溫度(du)循環(huan)試(shi)驗和隨(sui)機振動(dong)試(shi)驗組(zu)成，試(shi)驗參(can)數(shu)的(de)(de)選(xuan)取直接影響(xiang)到(dao)篩選(xuan)的(de)(de)有效性(xing)。循環(huan)次數(shu)是(shi)溫度(du)循環(huan)試(shi)驗的(de)(de)重要參(can)數(shu)，決定著如何以(yi)有限的(de)(de)時(shi)(shi)間、相對(dui)較(jiao)少的(de)(de)費用得到(dao)理想的(de)(de)篩選(xuan)效果。目前，電子裝(zhuang)備環(huan)境(jing)應力(li)篩選(xuan)主要依據GJB 1032-1990《電子產品環(huan)境(jing)應力(li)篩選(xuan)方法》，但(dan)由于該標準的(de)(de)頒發時(shi)(shi)間較(jiao)早，隨(sui)著科(ke)技的(de)(de)發展和進步，對(dui)電子設備可(ke)靠性(xing)指標要求(qiu)也越來也高，循環(huan)次數(shu)選(xuan)取是(shi)一個值(zhi)得探討的(de)(de)問(wen)題。
    1、溫度循環應力篩選效果數(shu)學模(mo)型
    1.1環境應力篩選的有(you)效性(xing)
    環(huan)境應力篩選(xuan)的有效性是指其迫使(shi)潛在缺陷變成可(ke)檢測出的故障(zhang)，以便對缺陷源(yuan)實施改正(zheng)措施的技術效果(guo)及費用(yong)效益。一個(ge)良好的環(huan)境應力篩選(xuan)具(ju)備以下特性:
    1)能夠(gou)很快析出潛(qian)在缺(que)陷，包括析出適當數(shu)量的(de)固有(設計)缺(que)陷；
    2)不會(hui)引起不適當(dang)的設(she)計故障，誘發附加的故障，消耗受(shou)篩產品(pin)壽(shou)命(ming)；
    3)不應對制(zhi)造過程控(kong)制(zhi)增加限制(zhi)。
    1.2溫度(du)(du)循環(huan)篩選度(du)(du)的數(shu)學模(mo)型(xing)
    環境應(ying)力(li)(li)篩(shai)選(xuan)的(de)效(xiao)果(guo)，取決于施加在產品(pin)上的(de)不同應(ying)力(li)(li)，而應(ying)力(li)(li)的(de)大小與其所選(xuan)擇的(de)參數有關，產生的(de)篩(shai)選(xuan)效(xiao)果(guo)也不一樣，這種效(xiao)果(guo)用篩(shai)選(xuan)度的(de)概念(nian)進行表述。

    溫度(du)循環(huan)篩選度(du)的數學模型見(jian)式(1)。

    式中 : SS為篩選度(du)；R為溫度(du)變化范(fan)圍，℃；v為溫度(du)變化速(su)率，℃/min；n為循(xun)環次數。

    溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)變(bian)化(hua)幅度(du)(du)(du)(du)(du)為(wei)80℃時，幾種溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)變(bian)化(hua)速(su)率的篩選(xuan)度(du)(du)(du)(du)(du)對比曲線如圖1所示。從圖1中(zhong)看出，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)變(bian)化(hua)速(su)率越快，篩選(xuan)度(du)(du)(du)(du)(du)越大(da)；同一溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)變(bian)化(hua)速(su)率﹑溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)變(bian)化(hua)范(fan)圍，隨著循環次數的增(zeng)加趨于定值，篩選(xuan)度(du)(du)(du)(du)(du)的變(bian)化(hua)不明顯。

    2、實例驗證
    對(dui)某雷達單元利用溫度循(xun)環篩選試驗箱 進行了跟蹤(zong)及統計分(fen)析研究(jiu)，該雷達(da)單元溫度循環篩選應力參(can)數(shu)為(wei):
    1)溫(wen)度:低溫(wen)-40℃，高溫(wen)+50 ℃；
    2)循環次數:10次；
    3)溫度變化速率:5℃/min；
    4)保持時間:1.5h。

    該雷達P100， P200， P300共3個單元、7個批次的篩選故障統計見表(biao)1。

    求取估計值(zhi)，見式(2)。
    E(X)=∑n x Pi           (2)
    式中:E(X)為(wei)故(gu)障統計數學期望(wang)；Pi為(wei)各循(xun)環(huan)的故(gu)障率，Pi=Ni/N總 ，Ni與N總分別為(wei)各次(ci)循(xun)環(huan)故(gu)障數與故(gu)障總數。
    將表1中的(de)數據代入式(2)得:
    E(X)=1×0.17+2×0.15+3×0.13+4×0.15+5x0.09+6×0.07+7×0.07+8× 0.07+9x 0.06+10×0.03=4.22

    可以(yi)得出某雷達(da)(da)循(xun)(xun)環時(shi)出現(xian)故(gu)(gu)障的平均(jun)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)應(ying)為第4次(ci)，同時(shi)通過(guo)觀察，各循(xun)(xun)環的故(gu)(gu)障率和(he)(he)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)的關(guan)系近似服從x（n）2分(fen)布。為此利用x（n）2分(fen)布建(jian)立循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)和(he)(he)故(gu)(gu)障率關(guan)系的數(shu)學模型。x（n）2分(fen)布的E(X)=n ，所(suo)以(yi)可近似認為該雷達(da)(da)在溫度循(xun)(xun)環中(zhong)剔除故(gu)(gu)障的數(shu)目(mu)和(he)(he)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)的關(guan)系服從x（4）2分(fen)布。某雷達(da)(da)循(xun)(xun)環的故(gu)(gu)障比率分(fen)布如圖2所(suo)示。

    根(gen)據(ju)x（n）2分布(bu)的上側分位點查表(biao)，得到置信度見表(biao)2。

    對于(yu)該雷達產品組成(cheng)單(dan)元，當循(xun)環(huan)數(shu)達到(dao)8次以(yi)上時(shi)(shi)，可以(yi)暴露和(he)剔除(chu)(chu)90%的(de)故(gu)障，即認為(wei)(wei)(wei)篩(shai)(shai)選度為(wei)(wei)(wei)0.90；當循(xun)環(huan)數(shu)達到(dao)10次以(yi)上時(shi)(shi)，可以(yi)暴露和(he)剔除(chu)(chu)95%的(de)故(gu)障，即認為(wei)(wei)(wei)篩(shai)(shai)選度為(wei)(wei)(wei)0.95；當循(xun)環(huan)數(shu)達到(dao)11次以(yi)上時(shi)(shi)，可以(yi)暴露和(he)剔除(chu)(chu)97%的(de)故(gu)障，即認為(wei)(wei)(wei)篩(shai)(shai)選度為(wei)(wei)(wei)0.97。
    上述(shu)分析可以發現，溫(wen)度范圍、溫(wen)變速率﹑保溫(wen)時間一定，循環(huan)次(ci)數(shu)達到一定的循環(huan)次(ci)數(shu)后，篩選中所(suo)能暴露(lu)的故障數(shu)目會趨于飽和。應力大小(xiao)一定，延長時間對篩選效果影響甚微。

    同樣(yang)選(xuan)取(qu)R=90℃ ， v=5℃/min，n分別(bie)選(xuan)取(qu)8，10，11代入(ru)式(1)，得出溫度循環篩(shai)選(xuan)度，見表3。

    3、數據(ju)分析(xi)

    綜合表2、表3數據并計算相應(ying)比值，見(jian)表4。

    從(cong)表4數據可(ke)以得出(chu):
    1)針對雷達(da)單元選取(qu)相同(tong)的(de)溫(wen)度(du)變化范圍、溫(wen)度(du)變化速率，循環次數不同(tong)，實際篩選度(du)大于理(li)論篩選度(du)，理(li)論公式(shi)的(de)推導數據(ju)來源于電子產品單板，組(zu)件與(yu)單元，組(zu)成雷達(da)的(de)單元需(xu)要進行適當(dang)修正；
    2)雷達單元(yuan)的溫度(du)循(xun)環篩選度(du)修正系數取值(zhi)為1.05~1.10。
    4、結(jie)語
    環境應力(li)篩(shai)選(xuan)試驗參(can)數的(de)正(zheng)確選(xuan)取既(ji)能提高(gao)篩(shai)選(xuan)效率(lv)，剔(ti)除產品早(zao)期(qi)故(gu)障(zhang)，又能大大節約(yue)時間與資(zi)金(jin)。文中(zhong)只對溫度循(xun)環的(de)循(xun)環次(ci)數選(xuan)取加以論(lun)述，以期(qi)對其他參(can)數選(xuan)取起到借鑒作用。