一(yi)、目的
    ESS（環境應力篩選試驗 ）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(gong)藝的一致性(xing)、穩(wen)定性(xing)是否滿足大批量生產要求；通過ESS工(gong)作發現早期失(shi)效個(ge)體，并通(tong)過(guo)失效分析、改進、再驗證(zheng)，使產(chan)(chan)品批(pi)量生產(chan)(chan)工藝穩(wen)定性(xing)達(da)到研發預期，產(chan)(chan)品發貨后早期失效率(lv)低。
    二、概述
    產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)可(ke)靠(kao)性是(shi)設計出(chu)來(lai)(lai)(lai)的(de)，但實際使(shi)用(yong)中產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)表現(xian)出(chu)來(lai)(lai)(lai)的(de)可(ke)靠(kao)性與預(yu)期有(you)(you)較大偏差，產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)個體之間(jian)也有(you)(you)較大偏差﹔原因就是(shi)在(zai)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)生產(chan)(chan)(chan)(chan)過(guo)程中，來(lai)(lai)(lai)料存(cun)在(zai)不一(yi)致性，生產(chan)(chan)(chan)(chan)工藝存(cun)在(zai)不一(yi)致性，設備狀況差異，操作者的(de)技術水平和責任心，質量檢(jian)驗(yan)和管理差異等(deng)；這(zhe)些差異造成產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)存(cun)在(zai)或(huo)多或(huo)少的(de)缺(que)(que)陷或(huo)隱患，明顯(xian)的(de)缺(que)(que)陷可(ke)以通過(guo)常規的(de)檢(jian)驗(yan)和測試手段加以剔除，而潛在(zai)的(de)缺(que)(que)陷僅僅靠(kao)常規手段難以剔除，在(zai)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)使(shi)用(yong)過(guo)程中，存(cun)在(zai)潛在(zai)缺(que)(que)陷的(de)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)往往會轉化成早期故障(zhang)，即在(zai)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)發貨1年左右(you)的(de)時(shi)間(jian)內，故障(zhang)率偏高。
    ESS工藝流程就是設法剔除(chu)由原(yuan)(yuan)材料(liao)、不良元器件、工藝缺陷和其他原(yuan)(yuan)因造成的早期(qi)失效，從而提高產品(pin)的可(ke)靠性。
    本(ben)文主(zhu)要介紹ESS原理，并且(qie)把ORT（持續可靠(kao)度(du)測試）工(gong)藝也并入(ru)此(ci)規范，因為這個(ge)工(gong)藝流程也是(shi)使用(yong)環境應力對(dui)產品進(jin)行抽檢(jian)(jian)或全(quan)檢(jian)(jian)。也是(shi)生產工(gong)藝驗證(zheng)的一個(ge)環節。
    三、適(shi)用范圍
    1、新產品
    新開發產品小批量(liang)階段。
    2、變更(geng)產品
    變(bian)更(geng)產品，分(fen)為產品設計(ji)變(bian)更(geng)和器(qi)件(jian)變(bian)更(geng)，由研(yan)發(fa)和測試評估是否需要(yao)(yao)做ESS篩選；重(zhong)要(yao)(yao)變(bian)更(geng)建議做，如開關電源、處理器(qi)、驅動(dong)電路、功率模塊、PCB廠家、貼(tie)片工藝等重(zhong)要(yao)(yao)變(bian)更(geng)。
    3、量產產品
    批量較大(da)、持(chi)續(xu)生產(chan)產(chan)品，定(ding)期抽(chou)檢。
    四、引用標(biao)準和規(gui)范
    GBT 2423.22-2012中華人民共和國國標(biao)環境試(shi)驗(yan)第2部分(fen):試(shi)驗(yan)方法(fa)，試(shi)驗(yan)N:溫度變化
    可靠性試(shi)驗技術(shu)
    GBT 16439-2009交(jiao)流伺服系統通用技術條件
    GB/T 12668-2006調速(su)電氣傳(chuan)動系(xi)統
    GJB/ 34-93電子(zi)產品定(ding)量環(huan)境應力篩(shai)選指南(nan)
    五、定義(yi)
    1、ESS
    ESS（Environment Stress Screen環境(jing)應力篩選(xuan)試驗）是一種工藝手段，是通(tong)過向電子電產(chan)品(pin)(pin)施(shi)加(jia)合理的環境(jing)應力和(he)(he)電應力在生產(chan)早期階(jie)段該階(jie)段的檢測成本），將其內部的潛缺(que)陷加(jia)速變成故障(zhang)，并(bing)通(tong)過檢驗發現和(he)(he)排除(chu)故障(zhang)的過程(cheng)。ESS旨在激發并(bing)排除(chu)早期故障(zhang)，使品(pin)(pin)的可(ke)靠性(xing)接近設計(ji)的固有可(ke)靠性(xing)水平。應力水平以能(neng)激發出缺(que)陷但(dan)不損(sun)壞(huai)產(chan)品(pin)(pin)為原則，采用的應力環境(jing)不能(neng)超過產(chan)品(pin)(pin)電子和(he)(he)機械性(xing)能(neng)的極限(xian)，應力環境(jing)水平必需是適當的。
    2、ORT
    ORT（Ongoing Reliabilitytest，持(chi)(chi)續(xu)(xu)可靠(kao)度測試(shi)），產(chan)品生(sheng)產(chan)過程中持(chi)(chi)續(xu)(xu)抽(chou)測，確認生(sheng)產(chan)工(gong)藝是(shi)否持(chi)(chi)續(xu)(xu)穩定，來料是(shi)否存(cun)在缺陷，通過測試(shi)把(ba)潛在缺陷激發(fa)成故(gu)障，從而提高產(chan)品可靠(kao)性。
    3、可(ke)靠度
    可靠(kao)度為產品在規定的(de)時(shi)間內，規定的(de)條(tiao)件下，完成(cheng)規定功能成(cheng)功的(de)概率。
    可靠(kao)度(du)函(han)數可用關于時間t的函(han)數表(biao)示(shi)，可表(biao)示(shi)為∶
    R（t）=P（T>t），其中，t為(wei)規定的時間，T表(biao)示產品的壽命

    由(you)可(ke)靠度(du)的(de)定義(yi)可(ke)知R（t）描述(shu)了(le)產(chan)品在（0，t）時間內完好(hao)的(de)概率且R（0）=1，R（+oo）=0。
    舉例∶某(mou)型號(hao)變頻器10000臺同時工(gong)作(zuo)，1年(nian)內發生了(le)25次(ci)故障，t=1年(nian)
    R（1年）=（10000-25）/10000*=0.9975，第365天時，產品的(de)可(ke)靠(kao)度(du)為0.9975，即這個時候任意一臺(tai)變頻器(qi)完成工作(zuo)的(de)概率的(de)99.75%。
    4、置信度
    置(zhi)信度也(ye)稱(cheng)置(zhi)信水平，在統計(ji)(ji)學中(zhong)，一個概(gai)率(lv)(lv)樣本的(de)置(zhi)信區(qu)間(jian)(jian)(jian)（Confidenceinterval）是(shi)對這個樣本的(de)某個總體參(can)數(shu)的(de)區(qu)間(jian)(jian)(jian)估計(ji)(ji)。置(zhi)信區(qu)間(jian)(jian)(jian)展現的(de)是(shi)這個參(can)數(shu)的(de)真實值(zhi)有(you)一定概(gai)率(lv)(lv)落在測量結(jie)果的(de)周(zhou)圍的(de)程(cheng)度。置(zhi)信區(qu)間(jian)(jian)(jian)給出(chu)的(de)是(shi)被測量參(can)數(shu)的(de)測量值(zhi)的(de)可信程(cheng)度，即前面所要求(qiu)的(de)“一定概(gai)率(lv)(lv)”。這個概(gai)率(lv)(lv)被稱(cheng)為置(zhi)信水平。
    5、HASS
    HASS（HighlyAcceleratedStressScreen）高(gao)加(jia)速應力篩選，通常使(shi)用(yong)HALT/HASS專用(yong)設(she)備，HASS是ESS的一個分支，效果好(hao)，效率，費用(yong)貴。
    六、ESS基(ji)本特性
    1）其目的是剔除早期故障﹔
    2）應(ying)力(li)可以大于產品實際使用條(tiao)件，如振動、高低溫等(deng)，但不能超(chao)出設計極限，如器件的(de)溫度上下限，電應(ying)力(li)的(de)上下限等(deng)；
    3）應(ying)對所有(you)產品進行﹔
    4）不超出產品的失(shi)效機理；
    5）不(bu)(bu)能代替設(she)(she)計階段的摸底(di)、型式(shi)試驗(yan)，試驗(yan)目的不(bu)(bu)同，一個是(shi)設(she)(she)計能力驗(yan)證，一個是(shi)工藝水(shui)平驗(yan)證。
    七(qi)、ESS樣本選(xuan)取(qu)

    篩選(xuan)合(he)格的可(ke)(ke)以發(fa)貨，不合(he)格的整改(gai)，參(can)考選(xuan)取規則(ze)C=1-R'n，根據計算可(ke)(ke)參(can)考下表，實(shi)際生產(chan)過(guo)程中(zhong)可(ke)(ke)根據測(ce)試(shi)條(tiao)件適當增減。

    八(ba)、測試應(ying)力

    1、各種篩選應力效果對比

    2、常用典型(xing)ESS應力激(ji)發故障分析

    3、應(ying)力選擇

    A、一般(ban)應用場景，測試(shi)應力選(xuan)(xuan)擇溫度(du)循(xun)環，如一般(ban)電(dian)梯(ti)產(chan)品、伺(si)服(fu)產(chan)品，但(dan)小批量試(shi)制(zhi)推薦(jian)振動+溫度(du)循(xun)環篩選(xuan)(xuan)，即HASS篩選(xuan)(xuan)；推薦(jian)的HASS應力選(xuan)(xuan)擇規則如下（參數(shu)需要參考HALT測試(shi)結(jie)果）表(biao)3HASS參數(shu)選(xuan)(xuan)取

    B、產(chan)品(pin)使用(yong)時存在振(zhen)動的產(chan)品(pin)篩選應力(li)考慮增加(jia)循(xun)環(huan)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(shi)驗(yan)流(liu)程(cheng)方法(fa)

    結合公司現有生(sheng)產流程圖，繪制HASS流程圖如(ru)下(xia)︰

    十(shi)、注意事(shi)項(xiang)
    1）篩選(xuan)合格的產(chan)品需要入庫發貨(huo)，領用(yong)和測(ce)(ce)試要注意保護(hu)(hu)產(chan)品，如(ru)外觀保護(hu)(hu)，ESD防護(hu)(hu)，測(ce)(ce)試中保證產(chan)品接(jie)地(di)良好，操作帶靜(jing)(jing)電(dian)手套，搬運(yun)存放要用(yong)防靜(jing)(jing)電(dian)周轉箱；
    2）測(ce)試(shi)完要(yao)經過生產(chan)(chan)驗(yan)證(zheng)后再入(ru)庫(ku)，比如變(bian)頻器生產(chan)(chan)中的負(fu)載測(ce)試(shi)，測(ce)試(shi)合格(ge)后再入(ru)庫(ku)，如果ESS時(shi)用(yong)的測(ce)試(shi)平臺(tai)就是生產(chan)(chan)的負(fu)載臺(tai)，這一步就忽略。