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可靠性測試中的HALT實驗與HASS實驗
可靠性測試中的HALT實驗與HASS實驗
可靠性測試中的HALT實驗與HASS實驗 HALT HASS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)已成為美國電子業(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
可靠性測試中的HALT實驗與HASS實驗
HALT & HASS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)已成為美國電子業(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的試驗方式已成為新產(chǎn)品上市前所必需通過的驗證,。在美國之外，許多的3C電子產(chǎn)品大廠也都使用相同或類似的手法來提升產(chǎn)品質(zhì)量,。
1,、HALT
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),。
簡單地說,，HALT是以連續(xù)的測試、分析,、驗證及改正構(gòu)成了整個程序,，關(guān)鍵在于分析所有故障的根本原因。
HALT 的主要測試功能如下：
利用高環(huán)境應(yīng)力將產(chǎn)品設(shè)計缺陷激發(fā)出來,，并加以改善,；
了解產(chǎn)品的設(shè)計能力及失效模式；
作為高應(yīng)力篩選及稽核規(guī)格制定的參考,；
快速找出產(chǎn)品制造過程的瑕疵,；
增加產(chǎn)品的可靠性，減少維修成本,；
建立產(chǎn)品設(shè)計能力數(shù)據(jù)庫,，為研發(fā)提供依據(jù)并可縮短設(shè)計制造周期。
HALT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。
HALT包含的如下內(nèi)容：
逐步施加應(yīng)力直到產(chǎn)品失效或出現(xiàn)故障,；
采取臨時措施,，修正產(chǎn)品的失效或故障；
繼續(xù)逐步施加應(yīng)力直到產(chǎn)品再次失效或出現(xiàn)故障,，并再次加以修正,；
重復(fù)以上應(yīng)力-失效-修正的步驟；
找出產(chǎn)品的基本操作界限和基本破壞界限,。
2,、HASS
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包含如下內(nèi)容：
進行預(yù)篩選,，剔除可能發(fā)展為明顯缺陷的隱性缺陷；
進行探測篩選,，找出明顯缺陷,；
故障分析；
改進措施,。
HALT & HASS 可靠性測試的步驟
1,、HALT
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,。
在HALT試驗中可找到被測物在溫度及振動應(yīng)力下的可操作界限與破壞界限,。此實驗所用設(shè)備為QualMark公司所設(shè)計的綜合環(huán)境試驗機（OVS Combined Stress System），溫度范圍為-100℃～+200℃,，溫度變化zui大速率為60℃/min,，zui大加速度可到60Grms，而且振動機與溫度箱合二為一的設(shè)計可同時對被測物施加溫度與振動應(yīng)力,。以下就四個試程的一般情況分別加以說明：
（1）溫度應(yīng)力
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，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zui高溫度及zui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（三綜合試驗箱）
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zui高及zui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,。
2,、HASS
應(yīng)用HASS的目的是要在極短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)批量生產(chǎn)的成品是否存在生產(chǎn)質(zhì)量上的隱患，該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）。
以下就一般電子產(chǎn)品的測試過程分別加以說明：
（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*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(dāng)?shù)取Ｒ訦ASS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(dāng)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*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(dāng)?shù)恼{(diào)整,。另外，當(dāng)設(shè)計變更時,，亦相應(yīng)修改測試條件,。