電子通訊設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選規(guī)定

1、Q / ZX深圳市中興通訊股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（可靠性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）Q/ZX 23.006 - 1998 電子通訊設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選規(guī)定1998-07-04發(fā)布 1998-07-04實(shí)施深圳市中興通訊股份有限公司 發(fā) 布Q/ZX 23.006 - 1998前 言本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電子通訊產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選的要求,包括環(huán)境應(yīng)力條件,暴露持續(xù)時(shí)間,試驗(yàn),試驗(yàn)設(shè)備的工作要求和針對(duì)缺陷要采取的措施,以及試驗(yàn)文件的編寫要求。本標(biāo)準(zhǔn)由深圳市中興通訊股份有限公司中心實(shí)驗(yàn)室提出，企管部歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由中心實(shí)驗(yàn)室起草，主要起草人：趙黎本標(biāo)準(zhǔn)于1998年7月首次發(fā)布。深圳市中興通訊股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（可靠性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）Q / ZX

2、 23.006 - 1998 電子通訊設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選規(guī)定 1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于深圳市中興通訊股份有限公司電子組件（PCB板），模塊，分機(jī)組合及小型設(shè)備的環(huán) 境應(yīng)力篩選（ESS）。2. 引用標(biāo)準(zhǔn) GJB 450 裝備研制與生產(chǎn)的可靠性通用大綱 GJB 1032 電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法 GJB 451 可靠性、維修性術(shù)語3. 名詞術(shù)語31 環(huán)境應(yīng)力篩選在電子產(chǎn)品上施加隨機(jī)振動(dòng)及溫度循環(huán)應(yīng)力，以鑒別和剔除產(chǎn)品工藝和元件引起的早期故障的一種工序或方法。32 環(huán)境應(yīng)力篩選故障在環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)中由產(chǎn)品工藝缺陷或元件缺陷引起的故障。33 篩選度（screening strength,簡(jiǎn)稱SS）某種篩選

3、方法能將針對(duì)性的缺陷激發(fā)出來的概率。4. 環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS）的目的與手段41 ESS目的環(huán)境應(yīng)力篩選作為一種工藝流程，是針對(duì)產(chǎn)品早期失效中出現(xiàn)的故障模式而進(jìn)行的，它的目的在于檢測(cè)和剔除元器件漏檢、漏篩的缺陷和生產(chǎn)工序中引入的潛在缺陷，因此說ESS是一種工藝手段，ESS所揭示的缺陷不能完全用來說明設(shè)計(jì)的不足。4 2 ESS手段 環(huán)境應(yīng)力篩選為了在短時(shí)間內(nèi)析出最多的缺陷，通常采用加速環(huán)境應(yīng)力來激發(fā)故障。ESS手段包括高溫老化、溫度循環(huán)、溫沖、掃頻正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)及綜合手段（溫度循環(huán)加隨機(jī)振動(dòng)），各種篩選手段效果見圖1。為有效達(dá)到ESS目的，我們選用了快速溫變的溫度循環(huán)和隨機(jī)振動(dòng)，因?yàn)檫@兩種手

4、段可剔除大部分可暴露缺陷。 圖1 各種環(huán)境應(yīng)力篩選效果比較5 一般要求5.1 環(huán)境應(yīng)力篩選對(duì)象研制開發(fā)階段和批生產(chǎn)的產(chǎn)品（除特殊指明不做外）均要全部進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選。在電子設(shè)備的開發(fā)、制造過程中，會(huì)引入新的缺陷。在設(shè)計(jì)階段，主要是由于設(shè)計(jì)臨界產(chǎn)生潛在缺陷，在采購的原材料與器件中也不可避免地存在漏檢、漏篩的隱患，制造過程中則可能因工藝上超出應(yīng)力范圍或臨界而引入缺陷，在測(cè)試和可靠性試驗(yàn)中則有可能漏檢、重復(fù)檢驗(yàn)或缺陷不明顯使缺陷未能查出，也有不適當(dāng)?shù)臏y(cè)試損壞器件、產(chǎn)品的情況存在。由于上述原因，在哪個(gè)環(huán)節(jié)重點(diǎn)進(jìn)行可靠性環(huán)境應(yīng)力篩選最為有效就變得十分重要，根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料表明，在組件級(jí)，即PCB板、模

5、塊等這些較低等級(jí)上進(jìn)行篩選，其效費(fèi)比最好，風(fēng)險(xiǎn)最低，其原因是這個(gè)級(jí)別的篩選能檢出大多數(shù)元器件和工藝的缺陷，且把組件放入篩選設(shè)備相對(duì)較容易。因此把篩選級(jí)別定在組件級(jí),包括PCB板、小型封裝模塊、不宜拆分的模塊化分機(jī)組合及組件級(jí)小型設(shè)備。對(duì)于外協(xié)件、訂購件,訂貨合同未要求和廠商不能提供環(huán)境應(yīng)力篩選報(bào)告、數(shù)據(jù)的,同樣要求進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)。5.2 篩選要求A 對(duì)所有受篩組件（PCB板）和模塊都必須在電性能調(diào)試完并檢查合格后進(jìn)行。B 所有篩選應(yīng)力均應(yīng)施加在非包裝狀態(tài)和去除減震后狀態(tài)的組件或模塊上。C 除非特殊說明，進(jìn)行每次篩選前后都必須檢查產(chǎn)品性能。在篩選前后的性能檢測(cè)與應(yīng)力篩選之間的時(shí)間內(nèi)不允許對(duì)

6、產(chǎn)品進(jìn)行更換、更改、調(diào)整。D 對(duì)于具有自檢系統(tǒng)的單板、模塊，應(yīng)最大程度加以利用，以便監(jiān)測(cè)性能，但機(jī)內(nèi)檢測(cè)不應(yīng)是監(jiān)控性能的唯一方法。E 在已經(jīng)出現(xiàn)失效（指具有自檢功能的組件、模塊），并將缺陷隔離和改正之后，應(yīng)使設(shè)備繼續(xù)工作并監(jiān)測(cè)性能，以保證正確的診斷和糾正措施的有效性，同時(shí)將失效部位及原因、糾錯(cuò)方法填入FRACAS系統(tǒng)表上，并將表格存入產(chǎn)品技術(shù)檔案作為產(chǎn)品質(zhì)量分析的重要依據(jù)之一。5.3 通用環(huán)境要求 除非技術(shù)條件另有規(guī)定，設(shè)備在常態(tài)下，均應(yīng)在正常環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試、試驗(yàn)。 531溫度試驗(yàn)箱試驗(yàn)溫度容差 ±2 。 532 溫度試驗(yàn)箱的實(shí)際溫變率應(yīng)不低于5 /min 。 533 振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)控制

7、信號(hào)加速度功率密度在20Hz2000Hz的頻率范圍內(nèi)不應(yīng)超過0.04g/Hz。 534 試驗(yàn)時(shí)間允差為 1。6. 環(huán)境應(yīng)力篩選要求 61篩選應(yīng)力的通用原則 篩選使用的應(yīng)力應(yīng)是適當(dāng)?shù)膽?yīng)力，它使?jié)撛谌毕菽艹浞值乇┞?，但不?huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生疲勞和設(shè)備性能降低。 62 溫度循環(huán)應(yīng)力篩選（PCB組件、模塊） 621 試驗(yàn)?zāi)康?本試驗(yàn)對(duì)組件級(jí)（PCB組件、模塊）很有效，它能夠暴露工藝和加工過程中引入的缺陷及元器件篩選過程中未暴露的缺陷。進(jìn)行溫度循環(huán)篩選可以暴露以下缺陷：A組件缺陷、剝離、破裂、絕緣裂口；B元器件和電路板焊接分離；C焊接問題；D在元器件廠家篩選和購入元器件老練篩選中漏檢的元器件缺陷；E參數(shù)漂移。6

8、22 篩選條件確定原則A 最高溫度： 組件所受的最高溫度不得超過構(gòu)成組件的任何元器件或材料最高額定溫度(這里的額定溫度在斷電篩選時(shí)指儲(chǔ)藏溫度,加電篩選時(shí)指工作溫度)的最低值。B 最低溫度：組件所受的最低溫度不得低于構(gòu)成組件的任何元器件或材料最低額定溫度(這里的額定溫度在斷電篩選時(shí)指儲(chǔ)藏溫度,加電篩選時(shí)指工作溫度)的最高值。C 溫度變化率：篩選的有效度隨溫變率的提高而提高。最大變化率取決于溫度箱的特性和被篩選產(chǎn)品的熱質(zhì)量（慣性）。D 在溫度極值的保溫：為使被篩選產(chǎn)品達(dá)到極值溫度，通常在溫度循環(huán)的極值溫度上進(jìn)行保溫，產(chǎn)品的熱滯后取決于產(chǎn)品的熱質(zhì)量，而大多數(shù)PCB組件的熱質(zhì)量都較大，尤其是帶屏蔽殼的

9、模塊，其熱質(zhì)量則更加大，通常需要2030分鐘。E 循環(huán)次數(shù)：在極值溫度（Tu和TL）和溫變率（V）確定的條件下循環(huán)次數(shù)（N）可由溫度循環(huán)篩選度計(jì)算公式（公式1）確定，為得到較高的篩選度（SS）則選用相應(yīng)的循環(huán)次數(shù)。 SS = 1 exp （- 00017 （R + 06）ln( e + V)N） 公式1式中 R - 溫變范圍 （ Tu TL ） ； e - 自然對(duì)數(shù)底 ； V - 溫變率 （ /min ）。 F篩選是否通電：一般不加說明情況下，受篩產(chǎn)品斷電篩選，如有需要加大應(yīng)力強(qiáng)度、減少篩選時(shí)間時(shí)，也可通電篩選，但可不加信號(hào)、不測(cè)試。623 溫度循環(huán)應(yīng)力篩選的推薦篩選條件：6231 溫度范圍：

10、 地面固定通訊設(shè)備試驗(yàn)條件： - 25 +706232 溫變率： 10 / min6233 溫度循環(huán)次數(shù)： 15次（篩選度可達(dá) 99.85）6234 溫度極限時(shí)產(chǎn)品保溫時(shí)間：A 對(duì)PCB板等熱質(zhì)量小的產(chǎn)品，保溫時(shí)間為 20min.B 對(duì)有金屬外殼等熱質(zhì)量大的產(chǎn)品，保溫時(shí)間為 30min.6235 通/斷要求：A 斷電篩選。B 對(duì)特別指出要通電篩選的產(chǎn)品，在升溫和高溫保溫時(shí)應(yīng)通電；在降溫和低溫保溫時(shí)應(yīng)斷電。另外在此種情況下可相應(yīng)減少循環(huán)次數(shù)23次。63 組件級(jí)隨機(jī)振動(dòng)篩選 試驗(yàn)時(shí)可將組件（PCB板）或模塊固定在試驗(yàn)支架（拉框）上進(jìn)行。631 試驗(yàn)?zāi)康模弘S機(jī)振動(dòng)是在寬頻率范圍上對(duì)產(chǎn)品施加振動(dòng)，產(chǎn)品

11、在不同頻率上同時(shí)受到應(yīng)力，使產(chǎn)品的許多共振點(diǎn)同時(shí)受激勵(lì)。即使產(chǎn)品在實(shí)際使用中不受任何振動(dòng)，隨機(jī)振動(dòng)也是適用的，因?yàn)閼?yīng)力適用性準(zhǔn)則不是實(shí)際壽命期中潛在缺陷如何變成故障，而是把缺陷變成故障的能力。篩選效果好、持續(xù)時(shí)間短是選用隨機(jī)振動(dòng)方法的主要原因。隨機(jī)振動(dòng)篩選通?？梢员┞兑韵氯毕荩篈 焊接問題；B 元器件和印制板制造工藝缺陷；C 大質(zhì)量器件安裝不當(dāng)導(dǎo)致的斷裂、碰撞；D 硬件松動(dòng)；E 結(jié)構(gòu)問題。632 試驗(yàn)條件A 頻率域：20Hz2000HzB 加速度功率譜密度：002 004 g/Hz（g均方根值）,見圖二.C 振動(dòng)持續(xù)時(shí)間：5 10 min 圖二 隨機(jī)振動(dòng)譜D 軸向：垂直1次 E. 通/斷要求：

12、斷電。633 篩選效果根據(jù)632試驗(yàn)條件，通過公式2計(jì)算隨機(jī)振動(dòng)篩選度（SS），篩選有效度可達(dá)394633，這一比例反映了篩選缺陷占可暴露缺陷的比重，通常明顯低于溫度循環(huán)的篩選度，但它所暴露的缺陷機(jī)理可與溫度循環(huán)暴露的缺陷機(jī)理相互補(bǔ)。SS = 1 exp - 00046（Grms/10）（t） 公式2Grms - 振動(dòng)加速度均方根值（m/s），根據(jù)試驗(yàn)條件經(jīng)計(jì)算該Grms值為606m/s；t- 振動(dòng)時(shí)間（min）64 環(huán)境應(yīng)力篩選程序 該程序由初始性能檢測(cè)、溫度循環(huán)、隨機(jī)振動(dòng)及最后性能檢測(cè)組成。641 初始性能檢測(cè)： 試驗(yàn)產(chǎn)品按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件進(jìn)行外觀、機(jī)械及電氣性能檢測(cè)并記錄。凡檢測(cè)不合格

13、的不能繼續(xù)進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選。642 溫度循環(huán)應(yīng)力篩選： 按623條確定試驗(yàn)條件，單一循環(huán)過程如圖三所示，單一循環(huán)時(shí)間為68分鐘，全部15個(gè)循環(huán)為17小時(shí)。 圖三643 隨機(jī)振動(dòng)： 按632條確定試驗(yàn)條件，受篩產(chǎn)品所使用夾具或拉框都應(yīng)仔細(xì)檢查、緊固，外接引線應(yīng)懸掛處理，放置PCB板時(shí)注意使振動(dòng)軸向垂直于印制板平面，保證產(chǎn)生最大偏移量和有效激勵(lì)作用。644 最后性能檢測(cè)： 將通過環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)的產(chǎn)品在常溫下通電工作，按技術(shù)條件要求逐項(xiàng)檢測(cè)并記錄其結(jié)果，將最后性能與初始測(cè)量值比較，對(duì)篩選產(chǎn)品按驗(yàn)收功能極限值進(jìn)行評(píng)價(jià)，有故障的按65條處理。65 故障分析分析要求：要按FRACAS系統(tǒng)表格，填寫到故障

14、報(bào)告、失效原因分析及糾正措施系統(tǒng)表上，并交有關(guān)部門歸類存檔，以備有關(guān)人員及用戶檢索查閱和進(jìn)行質(zhì)量分析之用。對(duì)于外協(xié)件、訂購件,可依據(jù)有關(guān)合同規(guī)定或通知廠商作出相應(yīng)處理。7 質(zhì)量記錄7.1 附錄A 表QR23.006-1998-01 組件溫度循環(huán)應(yīng)力篩選數(shù)據(jù)表7.2 附錄B 表QR23.006-1998-02 組件隨機(jī)振動(dòng)篩選數(shù)據(jù)表7.3 附錄C 表QR23.006-1998-03 故障報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)表組件溫度循環(huán)應(yīng)力篩選數(shù)據(jù)表組件型號(hào)試驗(yàn)日期試驗(yàn)?zāi)康? 對(duì)組裝和調(diào)試好的印制板插件（或模塊），施加較大溫差的溫度循環(huán)，激發(fā)潛在的元器件、工藝的隱患，從而采取有效的糾正措施，降低失效率。硬件

15、描述: （1） 單元 印制板電子元器件總數(shù) 半導(dǎo)體器件總數(shù) 集成電路總數(shù) （2）元件質(zhì)量等級(jí) 半導(dǎo)體器件等級(jí) 集成電路等級(jí) 設(shè)計(jì)人員: 日期:設(shè)計(jì)試驗(yàn)環(huán)境:（1） 溫度范圍 通信電子產(chǎn)品：- 25 +70 （其它） （2） 保溫時(shí)間（高、低溫） 印制電路板為 20min 帶外殼模塊為 30min （3）通/斷電： 通電 斷電 （4）循環(huán)次數(shù)： 15 次 工藝技術(shù)人員: 日期:損壞類型: 印制板（模塊）總數(shù) 元器件失效總數(shù) 焊點(diǎn)虛焊數(shù) 印制電路板剝離和金屬化孔斷開的總數(shù) 其它 維修組: 日期:試驗(yàn)結(jié)論: 工藝人員: 日期:審核意見: 可靠性主管設(shè)計(jì)師: 日期:組件級(jí)隨機(jī)振動(dòng)篩選數(shù)據(jù)表組件型號(hào)試驗(yàn)日期試驗(yàn)?zāi)康? 振動(dòng)試驗(yàn)在于暴露焊接問題，元器件和印制電路板的缺陷，硬件松動(dòng)和結(jié)構(gòu)問題。硬件描述:（1） 單元 印制板電子元器件總數(shù) 半導(dǎo)體器件總數(shù) 集