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五、应力筛选试验
前面所述振动筛选试验，仅是单一因素的筛选。而筛选效果更好、应用更广泛的是温度变化速度快的温度循环加宽带随机振动的高效环境应力筛选试验。一般而言，电子产品制成后，每件必须通过高效环境应力筛选试验，找出不合格的产品，用于提高其平均无故障工作时间（MTBF）。该方法简单有效，由快速变温、短时保温的温度循环与短时、高幅宽频带的随机振动两部分组成。
1、高效应力筛选试验的思路。一个设计良好的电子产品在投产时，其可靠性通常都有某种程度的降低。这是由于生产过程中人和机器的原因会使产品不可避免出现有限的缺陷，因此一批电子产品的破坏应力是在某个平均值周围波动，其中某一个产品破坏应力的大小则是随机变化的，其分布概率符合正态分布。而使用应力也由于各种原因将在某一平均值附近随机变化，其概率分布也是正态的，如图3.4.1所示。
在一般情况下，认为破坏应力大于使用应力是安全的，两者之比较为安全系数。安全系数越大就越安全，然而成本也随之增加，所以，应综合各种要求，给出一个规定的安全系数。但这种规定的安全系数不可能太大，这对于一批产品而言，从统计规律看就会在应力分布图上出现阴影区，这种情况表明小部分产品破坏应力小于使用应力，出现不安全情况。从物理意义上理解，就是一批产品中破坏应力特别小的遇上了使用环境特别恶劣情况的可能性。这种情况出现的概率不大，却明显地降低了产品的使用可靠性。
高效应力筛选试验的目的，就是把产品破坏应力小于某个下限值（见图3.4.1中阴影区）的产品，尽可能地在出厂前挑出来，进行修复或更换元件，保证出厂产品可靠性。具体方法是让全部产品通过温度循环和随机振动试验（使缺陷充分暴露出来），将不合格的产品剔出。通过筛选后，图3.4.1中阴影区将会变的很小，从而极少会出现不安全情况。高效应力筛选试验的突出优点在于不改变设计和现有工艺过程就能够提高产品的可靠性。当然进行筛选试验无疑要增加产品成本，但结合可靠性考虑就会发现它有很高的经济效益。
2、随机振动筛选试验的效果。大量试验说明，电子产品经过随机振动筛选会有以下几个作用：
①能把电子产品内的多余物振出来，如焊锡块、导线头、螺帽、垫片等。这些在生产过程中混入的多余物，一般不易清除，存在设备中是一个相当严重的隐患，但经过随机振动筛选试验，这些多余物一般都能清除。
②能发现虚焊。虚焊很不好检查，危害也很大，造成接触不良，连接强度很弱。随机振动能把元件从虚焊处振脱。
③能发现有缺陷的元器件。随机振动筛选试验中常常出现某元件焊脚振断的情况，经过分析发现这些元件的焊脚原来就有缺陷，如很深的划伤、砂眼等，或者工人在焊接前反复弯曲焊脚造成严重的疲劳损伤等。
④能发现质量低劣的元件。有些元件质量较差，在筛选试验中被振坏，而且多处使用的同一种元件都被振坏。说明这种元件质量差，必须更换其他厂生产的同类元件或要求厂家提高元件质量，否则无法保证产品质量。
3、随机振动筛选试验的量级选择。随机振动试验量级的选择是一个非常重要的问题。量级太小不足以激发出各种该暴露的缺陷，劳而无功。量级太大会造成合格产品的衰退（指消耗了电子产品的有效寿命）反而降低了可靠性。“美国海军电子产品筛选大纲”中对随机振动试验的谱形有规定，对试验时间也有规定，而对试验量级只给出一个范围。如图所示：
单方向振动为10min，三个方向振动时每方向为5min。
究竟采用哪个量级要靠经验和时间，判断的准则只有一条，既能激发出产品的缺陷又不损害合格产品。实践证明，元件级筛选量级应高一些，而组件、插件应低一些，整机应更低一些。因为结构越复杂，结构振动放大就越厉害。
4、随机振动筛选试验的发展。随机振动筛选试验与环境适应性振动试验不一样，它的试验条件不是来自实际环境。无论用在何处的电子产品筛选试验条件都一样，它也不能代替适应性试验，仅仅是生产部门用以提高产品可靠性的一个手段。随机振动筛选试验在国内已取得了一些效果，但远远不够，随着随机振动控制设备的增多，电子产品行业将会更普遍采用这个筛选试验手段，但必须注意高效应力筛选只限于电子产品及机电合一的产品。一般不适用于纯机械产品。
本文摘自《力学环境试验技术》
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