GJB1032-90电子产品环境应力筛选方法

GJB

中华人民共和国国家军用标准

FL GJB 1032－90

电子产品环境应力筛选方法

environmental stress screening process for electronic products

1991－01－26发布 1991－06－01

国防科学技术工业委员会 批准

目 次

1 主题内容与适用范围 2 引用标准 3 术语 4 一般要求 5 环境应力筛选条件 6 筛选程序

附录A 环境应力筛选故障寻找方案（补充件） 附录B 温度循环保持时间的确定（补充件） 附录C 环境应力筛选试验时间的确定（参考件） 附录D 环境应力筛选试验的抽样和简化（参考件）

中华人民共和国国家军用标准 电子产品环境应力筛选方法

GJB 1032－90

environmental stress screening process for electronic products

1 主题内容与适用范围

本标准规定了军用电子产品环境应力筛选的要求、条件和方法。 本标准适用于下列各类电子产品，在研制和批生产阶段的环境应力筛: a. 地面固定设备； b. 地面移动设备； c. 舰船用设备； d. 飞机用设备及外挂； e. 导弹用设备。

筛选产品可以是印刷电路板组装件、电子组件或整机；对大型电子产品应优先考虑在较低装配级别如印刷电路板组装件上进行筛选。 2 引用标准

GB 2036 印制电路名词术语及定义

GB 5170 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法 GB 8052 单水平和多水平连续计数抽样检查程序及表 GJB 150 军用设备环境试验方法

GJB 431 产品层次、产品互换性、样机及有关术语 GJB 450 装备研制与生产的可靠性通用大纲 GJB 451 可靠性、维修性术语 GJB 457 机载电子设备通用规范 3 术语

3.1环境应力筛选

在电子产品施加随机振动及温度循环应力，以鉴别和剔除产品工艺和元件引起的早期故障的一种工序或方法。 3.2环境应力筛选故障

在环境应力筛选试验中由产品工艺缺陷或元件缺陷引起的故障。 3.3非环境应力筛选

由于非环境应力引起的故障，包括：

a. 产品安装不当引起的故障； b. 监视仪表失灵引起的故障； c. 操作错误引起的故障；

d. 试验程序错误或程序执行错误引起的故障； e. 过环境应力引起的故障； f. 从属故障；

g. 维修期间引起的故障。 3.4优势频率

在功率谱密度曲线上最大处对应的频率。 3.5瞬态故障

需在一定的环境应力作用下方能显示的故障。 4 一般要求

4.1环境应力筛选对象

研制阶段和批生产初期的全部产品均应进行环境应力筛选；在批生产中、后期可根据产品批量及质量稳定情况进行抽样筛选，抽样方案见附D。 4.2试验产品的要求

a.所有试验产品应具有检验合格证明；

b.所有试验产品应去除包装物及减震装置后再进行试验。 4.3试验的大气条件 4.3.1 标准大气条件： 温度：15～35℃；

相对湿度：不加控制的室内环境； 大气压力：试验场所的当地气压。

4.3.2仲裁大气条件： 温度：23±2℃； 相对湿度：（50±5）%；

大气压力：86～106KPa。 4.4试验条件允差 4.4.1温度试验允差

除必要的支承点外，试验产品应完全被温度试验箱内空气包围。箱内温度梯度（靠近试验产品外测得）应小于1℃/m；箱内温度不得超过试验温度±2℃的范围，但总的最大值为2.2℃(试验产品不工作)。 4.4.2随机振动试验允差

振动试验控制点谱形允差见表1对功率谱计算其允差的分贝数（dB）按公式（1）计算：

dB?10lgW??????????????????????????(1) W02

式中：W－为实测的加速度功率谱密度，g/Hz；

2

W0－为规定的加速度功率谱密度，g/Hz。

均方根加速度允差不大于1.5dB,其允差分贝数（dB）按分式（2）计算：

dB?20lgGRMS?????????????????????????(2)

GRMS0式中：GRMS－实测的均方根加速度，g； GRMS0－规定的均方根加速度，g。

表1

频率范围 Hz 20～200 200～500 500～1000 1000～2000 分析带宽 Hz 25 50 100 ±3 ±6 2）1）允差 dB 注：1）如有困难时，频率范围在500～1000 Hz的允差放宽到－6dB，但累计带宽应在100 Hz以内。 2）如有困难时允差放宽到－9 dB，但累计带宽应在300 Hz以内。

4.4.3试验时间允差

试验时间的允差为±1%。 4.5试验设备要求

4.5.1温度循环试验箱

试验箱应满足如下要求：

a) 试验产品在箱内安装应保证除必要的支点外，全部暴露在传热介质即空气中；

b) 应具有足够的高低温工作范围，温度变化速率（平均值）不小于5℃/min； c) 试验箱热源的位置布置不应使辐射热直接到达试验产品；

d) 用于控制箱温的热电偶或其它型式的温度传感器应置于试验箱内部的循环气

流中，并要加以遮护以防辐射影响；

e) 高低温循环的气流应适当导引以使试验产品周围的温度场均匀；如果有多个试

验产品同时进行试验时，应试验产品之间及试验产品与试验箱壁之间有适当间隔，以便气流能在试验产品间和试验产品与箱壁间自由循环；

f) 箱内空气及致冷系统的冷却介质－空气的温度和湿度应加以控制，使其在试验

期间产品上不出现凝露。

4.5.2随机振动试验设备

任何能满足本标准规定的随机振动条件的振动激励装置都可以用于振动筛选试验。 4.5.3振动试验夹具

夹具在规定的功率谱密度频率上限2000Hz以内不应有振频率存在，即在20～2000Hz范围内沿振轴方向的传递函数必须保持平坦，其不平坦允差不得超过±3dB。如设计不易满足时允许放宽条件，见表2。 频率范围 20～500 500～2000 4.5.4通用仪表

通用监测仪表应满足如下要求：

a) 应具有讲师合格证明；

b) 测试准确度不应低于试验条件测试参数允差的1/3。 4.6失效记录、分析和纠正措施

a)在环境应力筛选期间，应能有效地采集数据、分析和及时记录改正措施。

b)应采集的对象为试验件、试验件之间的接口、试验仪器仪表、试验装置、试验程序、试验人员和操作说明。 5 环境应力筛选条件

环境应力筛选故障寻找方案见附录A。总试验时间的理论推导，见附录C中C3。 5.1 温度循环试验条件

温度循环试验产品有两种情况：

a) 对无冷却系统的试验产品，在升温和高温保持阶段，试验产品应通电；在降温及

低温保持阶段，应断电，见图1（a）； b) 对有冷却系统的试验产品，试验时应同时将冷却介质进行高低温循环，见图1（b）。 5.1.1高低温极限值（高低温设定值）；系指试验箱内的空气温度，具体由产品有关技术条件确定。一般取产品的工作极限温度，也可取非工作温度。 5.1.2高低温保持时间：按附录B的方法由试验确定。

5.1.3温度变化速率：5℃/min(整个温度变化幅度内的平均值)。 5.1.4一次循环时间：3h20min或4h。

5.1.5温度循环数及温度循环试验时间：在缺陷剔除试验中，温度循环为10次或12次，相应试验时间为40h。在无故障检验中则为10～12次或12～24次，时间为40～48h。 5.2随机震动试验条件 5.2.1随机振动谱

传递函数不平坦允差 ±3dB 注：1）如有困难时，频率范围在500～2000Hz的允差放宽到±6dB，但累计宽应在300Hz以内。

随机振动功率谱密度要求如图2所示。

温度一个完整循环高温设定值断电高温保持断电室温通电低温保持低温设定值低温保持时间通电

温度(ａ)无冷却系统的产品

一个完整循环高温设定值高温保持断电产品工作高温极限冷却剂高温室温断电通电断电冷却剂低温断电断电通电低温设定值低温保持时间____箱内气温 ----冷却剂温度(b)有冷却系统的产品

图1 温度循环图

功率谱密度g2/Hz均方根加速度值Grms=6.06g0.04g2/Hz+3dB/oct-3dB/oct频率Hz

20803502000

图2 随机振动功率谱密度图

5.2.2施振轴向的确定

施振方向的选择取决于产品的物理结构特点、内部部件布局以及产品对不同方向振动的灵敏度。一般情况只选取一个轴向施振即可有效地完成筛选，必要时亦可增加施振轴向以使筛选充分。在筛选试验前应通过产品的振动特性试验，为确定施振由向提供依据。 5.2.3施振时间

在缺陷剔除试验阶段为5min。 无故障检验阶段为5～15min。 5.2.4控制点

控制点应选在夹具或台面上的最接近产品的刚度最大的部位。对大型整机可采用多点平均控制。 5.2.5监测点

监测点应选在试验产品的关键部位处，使其均方根加速度不得超过设计允许最大值。若超过则应进行谱分析，查出优势频率所在，允许降低该处谱值，以保证不使试验产品关键部位受到过应力作用。 5.2.6通电监测

在研制阶段及批生产初期的产品，应通电监测性能；在批生产阶段的产品试验时可不通电，或视产品技术条件而定。 5.3环境应力筛选条件的剪裁

应力筛选的条件要根据具体产品的具体情况，以本标准为基础进行适当的剪裁，得出具体产品的筛选条件。在筛选执行过程中，还要根据产品的工艺成熟程度及使用方的质量反馈信息对筛选条件进行调整，甚至采用简化或抽样的筛选方案，具体方法见附录D。 6 筛选程序

环境应力筛选程序由图3给出。筛选程序由初始性能检测、缺陷剔除试验、无故障检验及最后性能检测等组成。 6.1初始性能检测

试验产品应按有关标准或技术文件进行外观、机械及电气性能检测并记录。凡检测不合格者不能继续进行环境应力筛选试验。

初始性能检测 环境应力筛选 6.1条 随机振动5min 缺陷剔除 6.2.1条 随机 振动 40h 温度 循环 无故障检验 6.2.2条 随机 温度 振动 循环 40－80h 最后性能检测 6.3 随机振动5－15min 温度循环 最大限度地监测功能（见注①及注 温度循环

图3 环境应力筛选试验的组成及程序

注：①在最后4次温度循环和整个无故障检验随机振动时间内必须进行100%的功能监测；

②环境试验期间，若监测的参数足够充分，则是最后性能检测一般不应算做无故障检验的一部分；但若发现故障，则需重新进行无故障检验。

6.2环境应力筛选

它包括缺陷剔除试验和无故障检验试验两个部分。 6.2.1缺陷剔除试验

试验产品应施加规定的随机振动和湿度循环应力，以激发出尽可能多的故障。在此期间发现的所有故障都应记录下并加以修复。试验条件见5.1和5.2条规定。 6.2.1.1故障处理

在随机振动试验时出现的故障，待随机振动试验结束后排除；在温度循环试验时出现的故障，每次出现故障后，应立即中断试验，排除故障再重新进行试验。 6.2.1.2中断处理

试验因故中断后再重新进行试验时，中断前的试验时间应计入试验时间，对湿度循环则需扣除中断所在循环内的中断前试验时间。 6.2.2无故障检验试验

本试验目的在于验证筛选的有效性，应先进行温度循环，后进行随机振动。所施加的应力量级与缺陷剔除试验相同。不同的是温度循环时间增加到最大为80h；随机振动增加到最长为15min。 6.2.2.1通过判据

试验过程应对试验产品进行功能监测，在最长80h内只要连贯40h温度循环期间不出现故障，即可认为产品通过了温度循环应力筛选；在最长15min内连续5min内不出现故障，则可认为产品通过了随机振动筛选。 6.2.2.2故障处理

若在80h温度循环试验中，在前40h出现的故障允许高潮排除后继续进行无故障检验试验；同样对随机振动试验若10min前出现的故障允许排除后继续试验。 6.3最后性能检测

将通过无故障检验的产品在标准大气条件下通电工作，按产品技术条件要求逐项检测并记录其结果，将最后性能与初始测量值比较，对筛选产品根据规定的验收功能极限值进行评价。

附录A

环境应力筛选故障寻找方案

（补充件） A1 目的

对环境应力筛选所出现的产品故障，应设法查找出故障所在并排除，对一些故障特别是

瞬态故障的寻找，需施加一定的环境应力。

本附附录目的在于给环境应力筛选故障寻找方案的制订提供指导，以便使为查找故障所施加的环境应力既能尽快查出故障所在而又不致影响产品寿命。 A2 故障寻找方案的制订

在开始环境应力筛选试验之前，就应当制订出一个详细的故障寻找方案。该方案可以是正文中试验步骤的一部分或补充。它应与产品性能监测工作相协调，并尽可能充分利用机内检测和性能监测得到的全部数据，包括趋向性数据，据以判断和发现故障所在。 A3 故障寻找的考虑事项

A3.1 有时故障产生会影响被监测产品的性能，致使故障确诊困难。此时可考虑在较低的装配级别（如模块或组件）上，施加一定的环境应力进行故障寻找。 A3.2 施加环境应力期间，应尽可能多地监测产品性能参数，一旦某一故障出现而且将影响其功能监测时，应停止试验开始故障寻找。 A3.3 对温度循环如果故障是周期出现的，应记录故障产生的时刻及相应的电应力和温度应力状况，接着开始进行故障寻找。若已知首次故障出现的确切时刻或上述寻找无结果，则可能需要进行一次或一次以上的温度循环以便查找出故障所在。因为温度循环的次数有限，故所增加的温度循环一般不会影响产品的使用奉命。

A3.4 对随机振动由于产品承受随机振动的能力受到疲劳强度的限制，所以与A3.3温度循环不同，不能随意增加振动时间。为了最大限度地减少故障寻找而必须进行的随机振动对产

2

品寿命的影响，规定筛选及故障寻找施振总时间，在0.04g/Hz功率谱密度值作用下，不得超过20min，其中故障寻找试验应在尽可能低的振级上进行以使等效时间减至最小。等效时间TD的计算公式为：

TD?20(0.04)3???????????（A1）

故障寻找振动功率谱密度值式中：TD－等效时间，min。

数值计算结果见表A1振动量级与时间的等效关系。

均方根加速度Grms g 6.0 5.2 4.24 3.0 A4应用实例

产品在各试验中经历的随机振动时间如：

2

缺陷剔除试验为0.04 g/Hz,5min。

2

无故障检验中，不允许出现故障的检验时间为5min（0.04 g/Hz），沿余10min为在0.04 2

g/Hz下允许发现和查找故障的时间

表A2给出一实例，说明随机振动试验时间的分配及试验量级与等效时间的关系。该从事

2

贸易中产品经缺陷剔除试验后，在无故障检验中，至第4min出现故障，之后在0.04 g/Hz下进行了第一次故障查找，历经20min结束，此后又进行了第二次故障查找，振动量级增至

22

0.02g/Hz，又进行了20min，最后通过了5min的0.04 g/Hz的无故障检验。

功率谱密度W 2g/Hz 0.04 0.03 0.02 0.01 等效时间 min 20 47 160 1280

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