高加速壽命測試 ----

高加速壽命篩選試驗是由美國軍方所延伸出的設(shè)計質(zhì)量驗證與制造質(zhì)量驗證的試驗方法，現(xiàn)已成為世界范圍內(nèi)電子業(yè)界的標準產(chǎn)品驗證方法。它將原需花費6個月甚至1年的新產(chǎn)品可靠性試驗縮短至一周，且在這一周中所發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品問題幾乎與客戶應(yīng)用后所發(fā)現(xiàn)的問題一致，故HALT / HASS的試驗方式已成為很多新電子產(chǎn)品上市前所必需通過的驗證。一種對電子和機械裝配件利用快速高、低溫變換的震蕩體系來揭示設(shè)計缺陷和不足的過程。試驗的目的是在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段識別出產(chǎn)品的功能和破壞極限，從而優(yōu)化產(chǎn)品的可靠性。

在產(chǎn)品研制階段，為得出產(chǎn)品設(shè)計裕度和極限承載能力(破壞或損傷極限)而設(shè)計的一種試驗，它應(yīng)用步進的方法給產(chǎn)品施加環(huán)境應(yīng)力并檢測其性能，直到產(chǎn)品失效為止。為提高試驗效率，所施應(yīng)力并非工作環(huán)境的模擬而是加速應(yīng)力，通常為高變溫率(至少應(yīng)大于55°C/min)的溫度循環(huán)和多軸隨機振動，還包括有通電循環(huán)、電壓偏低、頻率偏差等電應(yīng)力。高加速壽命試驗得到的應(yīng)力極限值可以作為確定高加速環(huán)境應(yīng)力篩選的應(yīng)力量值的依據(jù)。

一、HALT（High Accelerated Life Testing）高加速壽命試驗

HALT是一種通過讓被測物承受不同的應(yīng)力，進而發(fā)現(xiàn)其設(shè)計上的缺限，以及潛在弱點的實驗方法。HALT的主要目的是通過增加被測物的極限值，進而增加其堅固性及可靠性。HALT利用階梯應(yīng)力的方式加諸于產(chǎn)品，能夠在早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、操作設(shè)計邊際及結(jié)構(gòu)強度極限的方法。其加諸于產(chǎn)品的應(yīng)力有振動、高低溫、溫度循環(huán)、電力開關(guān)循環(huán)、電壓邊際及頻率邊際測試等。利用該測試可迅速找出產(chǎn)品設(shè)計及制造的缺陷、改善設(shè)計缺陷、增加產(chǎn)品可靠性并縮短其上市周期，同時還可建立設(shè)計能力、產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及日后研發(fā)的重要依據(jù)。

HALT主要應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)階段，能夠及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。其所施加的應(yīng)力要遠遠高于產(chǎn)品在正常運輸﹑貯藏﹑使用時的應(yīng)力。

簡單地說，HALT是以連續(xù)的測試、分析、驗證及整改構(gòu)成了整個程序。

HALT共分為4個主要試程，即：溫度應(yīng)力、高速溫度傳導(dǎo)、 隨機振動、溫度及振動合并應(yīng)力。

（1）溫度應(yīng)力（HL高低溫試驗箱）

此項試驗分為低溫及高溫兩個階段應(yīng)力。首先執(zhí)行低溫階段應(yīng)力，一般產(chǎn)品是設(shè)定起始溫度為20℃，每階段降溫10℃，階段溫度穩(wěn)定后維持10min，之后在階段穩(wěn)定溫度下執(zhí)行至少一次的功能測試，如一切正常則將溫度再降10℃，并待溫度穩(wěn)定后維持10min再執(zhí)行功能，依此類推直至發(fā)生功能故障，以判斷是否達到操作界限或破壞界限；在完成低溫應(yīng)力試驗后，可依相同程序執(zhí)行高溫應(yīng)力試驗，即將綜合環(huán)境應(yīng)力試驗機自20℃開始，每階段升溫10℃，待溫度穩(wěn)定后維持10min，而后執(zhí)行功能測試直到發(fā)現(xiàn)高溫操作界限及高溫破壞界限為止。

（2）高速溫度傳導(dǎo)

此項試驗將先前在溫度階段應(yīng)力測試中所得到的低溫及高溫操控界限作為此處的高低溫度界限，并以每分鐘60℃的快速溫度變化率在此區(qū)間內(nèi)進行6個循環(huán)的高低溫度變化。在每個循環(huán)的溫度及低溫度都要停留10min，并使溫度穩(wěn)定后再執(zhí)行功能測試。檢查待測物是否發(fā)生可回復(fù)性故障，尋找其可操作界限。在此試驗中不需尋找破壞界限。

（3）隨機振動

此項試驗一般產(chǎn)品是將G值自5g開始，且每階段增加5g，并在每個階段維持10min后在振動持續(xù)的條件下執(zhí)行功能測試，以判斷其是否達到可操作界限或破壞界限。

（4）溫度及振動合并應(yīng)力

此項試驗將高速溫度傳導(dǎo)及隨機振動測試合并同時進行，使加速老化的效果更加顯著。此處使用先前的快速溫變循環(huán)條件及溫變率，并將隨機振動自5g開始配合每個循環(huán)遞增5g，且使每個循環(huán)的高及低溫度持續(xù)10min，待溫度穩(wěn)定后執(zhí)行功能測試，如此重復(fù)進行直至達到可操作界限及破壞界限為止。

對在以上四個試程中被測物所產(chǎn)生的任何異常狀態(tài)進行記錄，分析是否可由更改設(shè)計克服這些問題，加以修改后再進行下一步驟的測試。通過提高產(chǎn)品的可操作界限及破壞界限，從而達到提升可靠性的目的。

二、HASS（High Accelerated Stress Screen）高加速應(yīng)力篩選實驗

HASS是產(chǎn)品通過HALT試驗得出操作或破壞極限值后在生產(chǎn)線上做高加速應(yīng)力篩選，一般要求100％的產(chǎn)品參加篩選。其目的是為了使得生產(chǎn)的產(chǎn)品不存在任何隱含的缺陷或者至少在產(chǎn)品還沒有出廠前找到并解決這些缺陷，HASS就是通過加速應(yīng)力方式以期在短時間內(nèi)找到有缺陷的產(chǎn)品,縮短糾正措施的周期，并找到具有同樣問題的產(chǎn)品。

HASS應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)階段，以確保所有在HALT中找到的改進措施能夠得已實施。HASS還能夠確保不會由于生產(chǎn)工藝和元器件的改動而引入新的缺陷。

HASS試驗包括三個主要試程：

HASS Development （HASS試驗計劃階段）

Proof-of-Screen（計劃驗證階段）

Production HASS（HASS執(zhí)行階段）。

（1）HASS Development

HASS試驗計劃必須參考前面HALT試驗所得到的結(jié)果。一般是將溫度及振動合并應(yīng)力中的高、低溫度的可操作界限縮小20％，而振動條件則以破壞界限G值的50％做為HASS試驗計劃的初始條件。然后再依據(jù)此條件開始執(zhí)行溫度及振動合并應(yīng)力測試，并觀察被測物是否有故障出現(xiàn)。如有故障出現(xiàn)，須先判斷是因過大的環(huán)境應(yīng)力造成的，還是由被測物本身的質(zhì)量引起的。屬前者時應(yīng)再放寬溫度及振動應(yīng)力10%再進行測試，屬后者時表示目前測試條件有效。如無故障情況發(fā)生，則須再加嚴測試環(huán)境應(yīng)力10%再進行測試。

（2）Proof-of-Screen

在建立HASS Profile（HASS 程序）時應(yīng)注意兩個原則：首先，須能檢測出可能造成設(shè)備故障的隱患；其次，經(jīng)試驗后不致造成設(shè)備損壞或"內(nèi)傷"。為了確保HASS試驗計劃階段所得到的結(jié)果符合上述兩個原則，必須準備3個試驗品，并在每個試品上制作一些未依標準工藝制造或組裝的缺陷，如零件浮插、空焊及組裝不當?shù)?。?/span>HASS試驗計劃階段所得到的條件測試各試驗品，并觀察各試品上的人造缺陷是否能被檢測出來，以決定是否加嚴或放寬測試條件，而能使HASS Profile達到預(yù)期效果。

在完成有效性測試后，應(yīng)再以新的試驗品，以調(diào)整過的條件測試30～50次，如皆未發(fā)生因應(yīng)力不當而被破壞的現(xiàn)象，此時即可判定HASS Profile通過計劃驗證階段測試，并可做為Production HASS之用。反之則須再檢討，調(diào)整測試條件以求獲得最佳的組合。

（3）Production HASS

任何一個經(jīng)過Proof-of-Screen考驗過的HASS Profile皆被視為快速有效的質(zhì)量篩選利器，但仍須配合產(chǎn)品經(jīng)客戶使用后所回饋的異常再做適當?shù)恼{(diào)整。另外，當設(shè)計變更時，需要相應(yīng)修改測試條件。