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1、CTI华测检测技术有限公司2008-7-14电器事业部-可靠性试验室1HALT AND HASS试验之理孙辉烽Tim1什么是HALT AND HASS?HALT(Highly accelerated life test)的全称是高加速寿命试验，是一种试验方法（思想），采用的环境应力比加速试验更加严酷。主要应用于产品开发阶段，它能以较短的时间促使产品的产品开发阶段，它能以较短的时间促使产品的设计和工艺缺陷暴露出来，从而为我们做设计改进，提升产品可靠性提供依据。2什么是HALT AND HASS?HASS(Highly accelerated stress screen)是高加速应力筛选,是产品通
2、过HALT试验得出操作或破坏极限值后在生产线上做高加速应力筛选。要求100的产品参加筛选。其目的是为了使得生产的产品不存在任何隐含的缺陷或者少在产有出前找到的缺陷或者至少在产品还没有出厂前找到并解决这些缺陷，HASS就是通过加速应力方式以期在短时间内找到有缺陷的产品,缩短纠正措施的周期，并找到具有同样问题的产品。3要敢于尝试！建立一种新的规则总是漫长而艰辛的，不由的想到一个有名的故事里的一段话：在接受的难度上、执行的艰险程度和成功的不确定度上没有什么比得上尝试引入一种新的概念更 尼可罗马基雅维里君主论高加速寿命测试(HALT)和高加速应力筛选(HASS)都是通过运用高于环境中存在的应力来加快发
3、现和改进产品设计和制造流程。是一种新型的提高可靠性的试验手段，一种方法！有得种新高了。4HALT AND HASS的应力?温度应力温度应力低温步进与高温步进快速温度循环（温度变化率：4070 /min）?振动应力振动应力振动步进应力振动是全轴同步振动即三轴六向同时振动振动是全轴同步振动即三轴六向同时振动?综合应力综合应力温度应力与振动应力的综合?其他应力其他应力开关机、电压裕度、频率、超载、满载、欠载、空载等及任何可以发现设计、制造问题的应力。5HALT AND HASS 的振动全轴向同步振动：三个轴向和三个旋转方向同时单轴和单频振动台只是激励一个特定轴向振动模式及其相邻频域，而扫频振动也是激
4、励一个轴向的所有模式。而单轴随机振动只是同时激励单一轴向所有模式。而全轴向振动台同时激励振动频带内所有方向的所有模式向振动台同时激励振动频带内所有方向的所有模式。ZXYZXzY6CTI华测检测技术有限公司2008-7-14电器事业部-可靠性试验室2HALT AND HASS 实验步骤环境搭建，并确定安装样品正确，符合温度均匀性。低温步进应力高温步进应力高温步进应力快速温度循环振动步进应力综合应力分析问题-解决问题=产品的可靠性提高7HALTHALT期间发现故障该怎么办?停止测试&记录故障模式&应力强度?使用隔离技术,找出故障位置?记录故障位置?故障源分析?故障源分析?可能需要深入分析?可能需要
5、FTA(Fault tree analysis)FTA(Fault tree analysis)实验室?执行暂时修复?继续测试,尝试找出其它潜在故障8相对传统方法，加速测试方法的优势：1 产品开发时间上缩短了百万数量级2 产品投资回报率上提高到百万倍3 产品可靠度提高了几千倍以上9误区HASS 和HALT 不是用于测量产品的可靠性比如MTBF 测试，而是以一种积极的方式来改进产品。这种方法的积极性在于通过在HALT 中运用超常规的应力来找到产品正式投产前存在的薄弱环节然后运用HASS高应力的方式快速筛选出生产中存在的缺陷。10HALT 和HASS 并不是一个新的产品可靠性测试规范，而是一门如何
6、积极努力达到产品设计和生产零缺陷又低成本的技术是真正使产计和生产零缺陷又低成本的技术，是真正使产品达到所谓的永不失效的方法。（前提是：规定的时间内，规定的条件下，完成规定功能）11小结设计HALT 和HASS 的目的是提高产品的可靠性，而不是衡量产品可靠性的水平。与只是衡量产品可靠性水平而完全不能提高产品可靠性的可靠性验证（Reliability-Demonstration）和平均失效时间相比，这种方法更积极，这也是HALT 和传统方法最主要的区别。产品为何出故障当产品的负载超过其本身强度的时候，产品就会出现故障，这个负载可以是电压、电流、力、温度或者其它变量。只要负载超过强度，产品就发生故障
7、。这种负载可以只是一次性也可能是多次作用在产品、对前一种情况，就会引起过载故障；后一种情况就会导致疲劳损坏，其中相交的就代表出故障的产品。12CTI华测检测技术有限公司2008-7-14电器事业部-可靠性试验室3应力与强度曲线13产品的缺陷起因产品的所有失效温度温度振动老化热循环振动老化热循环都有其原因，无不如此14各种应力对产品的影响一高温：工作温度的升高，通常还伴着电压和方向电流等。升高温度会激发化学反应造成电子漂移。硅扩散，裂口出氧化以及时钟响应太过敏感。密封壳体产生高压、电路不稳定。二低温：工作温度的降低可以导致元器件硬化、硬脆、破裂、开裂、脆裂、强度降低。温度的瞬变的响应不同材料产生
8、不同程度的收缩，以及不同零部件的胀差引起零部件相互咬死。电子器件（电阻、电容等）性能改变（水的冷凝和结冰）。15各种应力对产品的影响三.快速温度循环：造成不同零部件子系统的不同的热膨胀和温差，前一种对温度变化速度不敏感，但后一种就不同，这两种效果可以同时存在和相互影响。温度循环通常造成裂缝，材料的收缩/膨胀率不同及秀发应变率不一致.四.振动：通常可以找到机械设计中的问题，比如对大器件固定不够，电位计转动、塑料龟裂、接脚松脱、插座交互影响、间歇性零件、零件失效、接头磨损、接头发生间歇接触、接头与电路板连接处断裂、断线。由于某些原因无法锁紧，或是在设计的时间没有考虑到绕线等问题。但焊接元件到电路板
9、上的焊点问题也可以通过振动发现，特别是和温度循环组合一起的时候(复合应力或综合应力）。16各种应力对产品的影响五.电压裕度：找到设计边界问题，也可以找到在边沿工作的元器件。也许是由于温度变化造成元件值变化的原因，所以当和高温和低温界限组合一起是，电压变动对找到边界状况相当有效电压变动对找到边界状况相当有效。17客户类型分布 产业别?网络设备?国防电子?微波设备?光电?显示器?医疗仪器?个人计算机?打印机与绘图机远程量测设备?超级计算机?多用途通信设备?视频处理设备?商用航空电子?电源模块?可携式电话?电话交换机设备?半导体生产设备?手持式计算机?手持式量测设备18CTI华测检测技术有限公司20
10、08-7-14电器事业部-可靠性试验室4HALT 能够帮我们做什么？HALT 能够帮我们做什么？?快速发现产品的设计缺陷?评估和改善产品的设计裕度?减少产品研发时间和成本?减少产品研发时间和成本?在产品销售前清除所有设计问题?降低评估产品的成本简而言之简而言之HALTHALT可以帮助公司省钱和赚钱可以帮助公司省钱和赚钱简而言之简而言之HALTHALT可以帮助公司省钱和赚钱可以帮助公司省钱和赚钱19HASS能够帮我们做什么？HASS能够帮我们做什么？?侦测并改正设计与制程的变更?侦测并改正零件的变异?减少生产线的时间及成本?提生产品质量及增加产品可靠度?提生产品质量及增加产品可靠度?减少售后服务
11、及保修成本?减少产品上市后的早夭率HASS 不是一种测试,是一种筛选程序(process)，每一种产品皆应自有筛选程序。20环境应力筛选于研发阶段之效益为何？环境应力筛选于研发阶段之效益为何？答：产品于研发阶段的初期设计评估，着重于符合功能规格需求的探讨，故此阶段不希望因这些因工艺制作或零件选用质量不良等潜在疵病所致失效而误导方向因此良等潜在疵病所致失效而误导方向。因此，被用来评估符合功能规格与否的研发产品，必须通过筛选以尽早发掘潜在疵病，缩短因失效而修订设计之时程，且达成无潜在疵病失效的目标，而应力筛选正是提供此项需求的良好管制工具。21环境应力筛选于生产阶段效益为何？环境应力筛选于生产阶段
12、效益为何？答：生产制造阶段乃环境应力筛选最主要应用的范围，本阶段环境应力筛选的效益最佳；目的乃于产品整个生产组装过程中，其制程、工艺水平控制与组装操作等程序上质量的建立与维护，以确保产品于设计之固有可靠度及生产质量的稳定性，并减少使用时所需之维修成本。22HALT 的目的是什么？HALT 的目的是什么？操作裕操作裕操作裕操作裕HALT的目的就是在于提高产品整体可靠性水平HALT的目的就是在于提高产品整体可靠性水平破坏裕破坏裕破坏裕破坏裕23产品在机箱中的测试时间,与正常使用寿命有关联吗?答：现阶段,尚无法建立任何的关联，在单纯温度的条件下,有公式可换算预测产品的使用寿命然而 温度结合振动的条件
13、下 使用寿命。然而,温度结合振动的条件下,尚无类似的公式。24CTI华测检测技术有限公司2008-7-14电器事业部-可靠性试验室5从HALT HALT 可获得MTBF MTBF 数值?答：HALT 适用于改善产品的可靠度,不是用于测量MTBF 值.然而,当确认所有HALT时发现的故障源,已采取正确的改正措施,此时,产品的可靠度以获得改善,我们可以说MTBF 已增加。可靠度以获得改善,我们可以说MTBF 已增加。HALT 程序,在产品本身的能力及环境间,会产生最大可能的操作空间,如此,可以增加产品的可靠度,减少市面上的产品回收,有效地帮助节省成本。25HALT HALT 可以取代部分传统的规格
14、测试吗?答：不行,但HALT 所打造出来的强化产品,有助于通过传统的规格测试。种计的有助提HALT 是一种设计工程的工具,有助于提升产品可靠度。HALT 可以告诉我们如何打造更好的产品,而不是只告诉我们通过或不通过某规范。26必须执行其他所有的规格测试吗?哪些是HALT 可以取代的?答：HALT 并不是要取代任何产品的质量测试,然而,某些设计验证测试已被HALT 取代。此外 许多我们的客户经告诉我们 产经外,许多我们的客户已经告诉我们,产品经过HALT 测试后可跳过某些的质量测试从许多的各案中,我们也发现可以符合,甚或超出许多测试的规格需求。27为何使用液氮(LIQUID NITROGEN)?加速温变速的优点？为何使用液氮(LIQUID NITROGEN)?加速温变速的优点？应力循力筛选强度循环周期28温变速-周期测试至故障为止温变化速OC/MIN.VS至相同缺点出来所需的周期数29谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢30