环境应力筛选（Environment Stress Screening，简称ESS）是一种通过施加规定的环境应力，以识别并剔除制造过程中不良零部件、元器件和工艺缺陷的工序与方法。其主要目的是减少产品的早期故障。ESS应用于生产阶段，能够促使产品中潜在的早期故障缺陷提前显现，从而在产品投入使用前将其剔除。这不仅确保了产品在设计阶段所获得的高可靠性不会因制造过程而降低，还能持续监控和提升产品的质量与可靠性。

ESS分为常规筛选、定量筛选、高加速应力筛选（HASS）。常规筛选是一种基于经验数据确定应力的筛选方法，其目标是通过剔除早期故障来提升产品可靠性，但不要求筛选效果与产品的可靠性目标和成本建立定量关系的筛选；定量筛选是指要求在筛选效果、成本与产品的可靠性目标、现场故障修理费用之间建立定量关系的筛选；HASS是在高加速寿命试验（HALT）的基础上发展起来的，所采用的应力远大于常规筛选的应力，时间也短得多。目前国内广泛开展常规筛选。制定环境应力筛选方案，科学合理的环境应力筛选方案是有效剔除产品早期失效、确保产品可靠性的重要保障。国内外的筛选规范和方法如下表1所示：

表1 国内外环境应力筛选标准代号及名称

环境应力筛选是可靠性试验的一种类型，也是产品制造过程中的一道工序。产品的组装等级可分为设备级、组件级和单元级，不同产品的组装等级上实施不同的ESS方法会更有针对性的提出早期缺陷。图1详细列明了组件级和单元级的主要潜在缺陷和筛选的优缺点。

根据NASA-CR-173472标准，环境应力筛选（ESS）效能统计结果如图2所示。通过对多种环境应力筛选方法的对比分析，热循环试验和随机振动试验是可靠性试验中最有效的两项环境应力筛选项目。热循环试验通过模拟产品在极端温度变化下的工作环境，能够有效激发材料疲劳、焊接缺陷以及元器件热膨胀不匹配等潜在问题；而随机振动试验则通过模拟产品在实际使用中可能遇到的复杂振动环境，能够快速暴露结构松动、连接不良以及机械强度不足等缺陷。这两项试验的结合使用，能够显著提高产品早期故障的检出率，从而确保产品在投入使用前达到更高的可靠性水平。

图2 环境应力效能统计

目前，各类典型筛选应力的强度、费用和效果不同，统计经验结果详见表2。

表2 典型筛选应力强度及费用对比

ESS是提高批产品可靠性的重要工序，是进行其他可靠性试验的前提条件。我们要做好以下工作，才能使ESS取得最佳效果，并在可靠性工程管理工作中得以继承。

1.对需筛选产品的各类故障信息进行统计分析，尽可能确定故障主要出现的组装等级。故障信息主要包括：

1)研制阶段的故障信息，特别是故障类型分布和数量，以及故障所在部位的信息。

2)各类试验，如性能试验、环境试验、可靠性试验等中的故障信息。

3)产品使用过程中的故障信息。

2.收集受筛选产品对温度和振动响应的特征信息，主要包括产品中各重要元器件的热点、温度稳定时间、产品的共振点、产品中振动响应最大的部位等。

3.收集产品使用的元器件和其他外构件质量水平信息。主要包括出厂前是否进行ESS、批生产采用的ESS筛选应力等。

4.根据以上收集到的信息进行评估分析，权衡ESS效果、试验设备能力及成本等因素，初步设计ESS大纲。

5.按规定的设计准则对大纲进行适当调整，并根据实际情况实时调整，使ESS更为经济有效。