谈谈高加速寿命试验
时间:2007-05-23 10:08来源:作者:林震, 张爱民, 沈朝晖, 谢再师
高加速寿命试验(HALT) 是一种新兴技术,它使用在产品的设计阶段,用于快速暴露产品的缺陷和薄弱环节。本文介绍了HALT 的优点、典型的HALT 过程及HAST项目;对HAST项目中的温度步进应力、6 自由度随机振动、快速温度变换、温度与振动步进应力综合试验等方法进行了详细描述
摘要: 高加速寿命试验(HALT) 是一种新兴技术,它使用在产品的设计阶段,用于快速暴露产品的缺陷和薄弱环节。本文介绍了HALT 的优点、典型的HALT 过程及HAST项目;对HAST 项目中的温度步进应力、6 自由度随机振动、快速温度变换、温度与振动步进应力综合试验等方法进行了详细描述。
关键词: HALT; HASS; 工作极限; 破坏极限
中图分类号: TB 24 文献标识码: A
Talk about Highly Accelerated Life Test
LIN Zhen , ZHANGAi2min , SHEN Zhao2hui , XIE Zai2shi
Abstract : Highly Accelerated Life Test (HALT) is an emerging technology , it is performed
during design to find the weak reliability links in the product . This paper intrduces the merits of HALT , and describes the typical HALT process and items. The paper also describes detailedly
the HALT items of temperature step stress , rapid temperature transitions , 6 degree2of2freedom random vibration and combined environment of temperature and vibration.
Keywords : HALT; HASS; Operating Limit ; Destruct Limit
1 引言
高加速寿命试验(HALT) 是由美国Hobbs工程公司总裁Gregg K Hobbs 博士首先提出来的。从90 年代开始,HALT获得推广应用。HALT的最大特点是时间上的压缩,即在短
短的几天内模拟一个产品的整个寿命期间可能遇到的情况。与传统的可靠性试验相比,HALT试验的目的是激发故障,即把产品潜在的缺陷激发成可观测的故障。因此,它不
是采用一般模拟实际使用环境进行的试验,而是人为施加步进应力,在远大于技术条件规定的极限应力下快速进行试验,找出产品的各种工作极限与破坏极限。目前,虽然还没有相关的试验标准,但国外在航空、汽车及电子等高科技产业都广泛开展了HALT 项目,已有相当成效。
HALT 具有如下优点:
①利用高环境应力,提早使产品设计缺陷激发出来,从而消除设计缺陷,大大提高设计可靠性,确保产品能获得早期高可靠性,使产品具有高的外场可靠性;改善后可延长产
品早夭期(浴盆曲线后段延伸) ;
②产品的设计周期大大减少;
③生产费用大大降低;
④维修费用大大降低,因为交付的产品具有更高的可靠性;
⑤了解产品的设计能力及失效模式;
⑥HALT能找出产品的工作极限和破坏极限,为制定HASS(高加速应力筛选) 方案,
确定HASS 的应力量级提供依据;
⑦ 大大减少鉴定试验时的故障,经过HALT 的产品,鉴定试验已不重要,仅是一
种形式而已。
2 HALT过程
HALT采用步进应力剖面。它实际上就是步进应力试验的增强形式。美国波音公司把HALT和步进应力试验统称为可靠性强化试验RET。
2. 1 试验夹具设计
在HALT设计开始前,必须设计一个特殊、专用的夹具。这个夹具必须满足以下两个要求:
◇适用于振动和温度试验,并能同时试验多个产品(根据具体情况) ;
◇能提供合适的振动传输率、热均匀性和均衡的温度变化率。夹具上标明产品的具体安装位置,并确定每个产品位置的应力量级等等。一般来
说,最高和最低振动响应处放置工作样本,非功能性样本放在其它的位置。
2. 2 试验剖面设计
在HALT开始时,必须设计一个非常有效、合理的试验剖面。试验剖面包括产品将暴露的环境应力类型、各应力的量级、步长及停留时间等等。
Hobbs 博士指出:“HALT 剖面基于步进应力试验,使用适当的应力,直到达到产品的基本技术极限为止。当故障出现时,必须弄清楚它的失效模式和失效机理,而不是应力
和量级。”没有标准的HALT 剖面。然而,Thermotron 工业的一位应用工程师ChrisScholten 指出:“一个典型的HALT 剖面开始于5 ℃到10 ℃步长的冷步进应力试验,然后
是同样步长的热步进应力试验,接着是快速温度变换,然后是振动步进应力试验,最后是温度和振动的综合。”
2. 3 产品试验
◇应用步进应力,直到产品失效为止;
◇暂停试验,对失效进行根本原因分析(Root Cause Analysis) ,维修产品;
◇从暂停处继续试验(步进) ,直到产品再次失效为止,接着失效分析,维修产品; ◇重复应力—失效—失效分析—维修过程;
◇找出产品的工作极限与破坏极限,确定产品的工作裕度和破坏裕度。在HALT
过程里面,故障根本原因分析(RCA) 和改进措施是核心内容。因此, 在
HALT过程中不能放过任何一个被激发出的故障,是设计问题就要改进设计,是工艺问题就要改进工艺。只有采用有效的纠正措施,才能加速设计和工艺的成熟,才能充分发挥
HALT的长处。
3 HALT试验项目
HALT试验项目主要包括温度步进应力、6 自由度随机振动、快速温度变换、温度与振动步进应力的综合等等。
3. 1 温度步进应力试验
温度步进应力试验是HALT 的第一部分,其目的是在没有任何外部诱发振动的情况下,确定产品的工作和破坏温度上、下限。
它包括冷步进应力和热步进应力:
1) 冷步进应力:应力开始于20 ℃,然后温度以每步10 ℃往下降,直到确定产品的工作与破坏温度下限为止。
2) 热步进应力:应力开始于20 ℃,然后温度以每步10 ℃往上升,直到确定产品工作与破坏温度上限为止。每步停留20min (有的为10min) ,这个时
间包括产品各部分的温度平衡时间与产品性能的测试时间。
3. 2 快速温度变换
快速温度变换构成HALT 的第二部分,其目的是为了在没有任何外部诱发的振动条件下,在极端的高温与低温下,发现产品潜在的一些问题。其极端温度(高温与低温) 值由
温度步进应力试验确定的工作极限温度决定,等于或稍高(低) 于工作极限温度。在这个阶段,产品经受着持续的冷热变换,其变换速度尽可能快(不过,必须在产品
与箱子所允许的范围内) 。降温与升温速率必须大于40 ℃/ min。在每个极端温度处,停留20min。这个时间是为了使产品在该温度下彻底“整定”,使产品的各个部分达到温度
平衡。快速温度变换试验一般进行十个循环,最少也不能低于五个循环。
3. 3 振动步进应力
振动步进应力是HALT 的第三部分,其目的是为了在没有不当的温度应力下(一
般选择环境温度为20 ℃) ,确定产品的工作与破坏振动极限。振动源为六自由度的随机振
动,频率范围从2 Hz 到5000 Hz。试验开始于5 Grms ,然后振动量级以5Grms 的步长往上加,每步保持10 min ,保持期间对产品进行性能测试。如果应力等级达到或超过30 Grms ,产品的性能测试有两种方法。
一种是在当前的应力下测试;另一种是低一点的应力或5 Grms 的温和振动下测试,因为高应力造成的突然失效有时只能在低一
点的应力下才能测出来。由于持续的试验,破坏极限找到后,产品需静放一段时间或大范围维修后再进行综合应力试验。但如果在整个范围的振动里,产
品一直运行良好(没有破坏) ,那么可以立即实施综合应力试验。
3. 4 综合环境综合环境试验构成HALT 的第五部分。
综合环境试验是用于测试产品在快速温变和振动步进应力的复合下的强度。这是很重要的一部分,因为许多产品的振动响应随着温度的变化而变化。
温度剖面采用上下两个极端温度,这两个极端温度接近于温度步进应力试验确定的上下工作极限温度。如果公司给出了产品的贮存极限温度,那么温度极端值通常比贮存
极限温度恶劣20 ℃,在每个极端温度处保持20 分钟。然而,还没有到达- 60 ℃时,电解电容就差不多“冻结”而无法工作了。因此,如果是对带有电解电容的产品实施HALT ,
合理的下极限温度为- 45 ℃(或接近) 。整个综合环境试验最少进行5 个温度循环。振动极限值基于上面振动步进应力试验确定的工作极限值。每个温度循环里面使用
不同量级的振动。如果进行5 个温度循环,振动极限值选择为100 Grms ,那么第一个温度循环里面振动剖面是这样的:从5 Grms 开始,然后振动量级以5 Grms 的步长往上加,
直到20 Grms (极限值除于循环次数) ,每步保持10 min ,保持期间对产品进行性能测试;同样的,第二个温度循环里面振动剖面从20Grms 开始,然后振动量级以5 Grms 的步长往
上加,直到40 Grms ,每步保持10 min ,保持期间对产品进行性能测试; ??。如果可能的话,我们可以找到温度与振动综合情况下的工作与破坏极限。
当然,为了进一步加速、暴露缺陷,有时
还根据产品各自的特点选择其它的一些应力,例如功率循环、电力开关循环、电压容限及频率容限等等。事实上,实际的应力是在HALT之前和HALT期间的产品评估决定的。
在HALT过程中,有些应力可能被删除掉,有些应力可能被加了进来,有些应力可能综合的进行。
需要特别注意的是,HALT 是一个破坏性试验,做完试验的产品不能另做它途。
4 美国QualMark 加速可靠性试验中心的一组HALT数据
美国加速可靠性试验中心对来自33 个不同公司、不同行业的HALT 数据进行了统计分析,得出了以下的一些有价值的试验数据:
4. 1 不同应力下失效所占的百分比从图1 中看,好象快速温度变换对诱发产品的失效作用并不大, 只占4 %。其实并非如此, 因为冷步进应力和热步进应力总是
在快速温度变换之前进行,大多数与温度有关的失效都在温度步进应力阶段暴露出来,在进行快速温度变换之前这些失效已经被纠正过来,所以快速温度变换应力下失效所占
的百分比很小。同样地, 振动步进应力总是先于综合环境应力进行,把大部分与振动有关的失效都剔除掉了。
图1 不同应力下失效所占的百分比
4. 2 不同应用类型的HALT极限值(见表1)
表 1
产品应用
类型温度振动, Grms
工作温度下限破坏温度下限工作温度上限破坏温度上限工作振动极限破坏振动极限
军用-69 -
78 116 123 121 124
民用 -48 - 73 90 95 32 39
野外-57 - 74 94 115 64 66
4. 3 不同环境类型的HALT极限值(见表2)
表 2
产品应用
类型温度振动, Grms 工作温度下限破坏温度下限工作温度上限破坏温度上限工作振动极限破坏振动极限
办公室 - 62 - 80 92 118 46 52
运输 - 69 - 78 116 123 121 124
野外 - 66 - 81 106 124 66 69
飞机 - 60 - 90 110 110 18 29
注:
工作温度下限———产品停止工作或不再满足技术条件要求,但温度上升后,产品仍能恢复正常工作的那个温度值。
破坏温度下限———产品停止工作或不再满足技术条件要求,且温度上升后,产品已不能恢复正常工作的那个温度值。
工作温度上限———产品停止工作或不再满足技术条件要求,但温度下降后,产品仍能恢复正常工作的那个温度值。
破坏温度上限———产品停止工作或不再满足技术条件要求,且温度下降后,产品已不能恢复正常工作的那个温度值。
工作振动极限———产品停止工作或不再满足技术条件要求,但振动强度下降后,产品仍能恢复正常工作的那个振动强度值。
破坏振动极限———产品停止工作或不再满足技术条件要求,且振动强度下降后,产品已不能恢复正常工作的那个振动强度值。
5 结束语
和过去相比,今天的产品更耐用,所以有必要开展HALT 去改进产品的可靠性。HALT利用高环境应力,提早使产品设计和工艺缺陷激发来,从而消除设计和工艺缺陷,
加速产品设计的成熟,大大提高产品可靠性。在加速把产品潜在的故障以失效形式暴露出来,随机振动比温度循环更有效,综合试验比
单个试验更有效。
为了保证产品在HALT 过程获得的高可靠性、高强度不因制造过程而降低,剔除制造缺陷,减少大量的野外失效,非常有必要在生产阶段实施HASS ,对产品的质量和可靠性进行监控。
目前为止,HALT 仍然是一门新兴技术,但是,HALT 已经在国外广泛开展,取得了大量的研究成果, 其研究项目已经深入到HALT的每个细节里面,非常详细。
参考文献:
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高加速寿命试验指南 HALT Guideline 目录 1 目的 2 范围 3 术语 4 试验人员需求 5 试验设备需求 6 试验样本 7 功能性能测试需求 8 试验报告与文档 9 高加速寿命试验程序 10 高加速应力试验结束后的测试 1 目的 本文档主要用于指导企业实施高加速寿命实验过程。如果严格按照本指南实施，可以得到一个理想的高加速应力寿命实验结果，推广更多更健壮得产品到市场。 2 范围 在本文档中，成功执行和实施HALT过程的基本原理将被详细描述。它明确了技术人员职责、工具和设备需求以及测试试验资质。如果坚持按照本文档实施，就能够获得最基本的指南以执行和完成一个成功的HALT试验。本指南可用于各种产品部件，包括电子产品、电子－机械产品或者单纯的机械产品。 3 定义 3.1. 振动带宽： 3.2. 纠正措施：这里是指为了消除产品缺陷而进行得设计或者过程得改变。纠正措施可以包括部件或者材料改变，也包括产品设计和生产过程得变化。 3.3. 破坏极限：是指让一个或者多个产品不再拥有产品规范里规定得产品功能特性，即使应力降低，(中国可靠性网)产品也不能恢复。如我们常见得硬失效。 3.4. 功能测试：产品的一种测试，通过测量产品的功能性能、产品使用或者边界参数来评判产品是否实效（不能完成产品规定的功能）或者退化是否发生，这种测试也可以包括内部诊
断。功能性测试贯穿于HALT试验的整个环境应力过程。 3.5. 振动加速度均方值： 3.6. 高加速寿命试验(HALT)：一种利用步进应力的过程，通过不同的加速应力发现产品的设计局限。HALT主要用于暴露产品的应力极限和确认产品的缺陷。 3.7. 功能极限：是指使得产品规范中规定的一个或者多个产品功能特性实效的之前的应力。当这个应力降低的时候，产品能够回复，就如同我们常见的软实效。 3.8. 功率谱密度：一种描述随机振动谱幅度和频率的测量单位，常用单位G2/Hz表示。通常也指加速谱密度（ASD） 3.9. 伪随机振动：非周期振动，包含带宽内得所有频率，在相位和幅度上连续变化。 3.10. 重复冲击振动：一种源于重复振动冲击激励得振动。通常是由气锤产生，反馈到振动台上。 3.11. 失效分析：确认缺陷或者瑕疵真实原因得过程。全面理解如何失效和为什么失效。这个过程可能需要失效分析工具，如电子显微镜扫描等 3.12. 六度随机振动：一种同时包含三个水平方向和三个垂直方向加速能量得振动。 3.13. 步进应力：一种持续增加应力水平直到确认产品极限得过程。 3.14 热电偶：温度传感器，通常由两种不同的金属材料连接起来制成。可以通过测量热电流和产生的与温度成正比的潜在电压来测量温度。 4 人员要求 4.1. 高加速寿命试验小组必须包括那些独立的，不与产品设计和测试有关的人员。.HALT 测试通常需要多个学科之间的相互合作。这些学科包含设计工程和测试工程专家技术。. 设计工程师将能帮助产品功能测试的开发。这包含确认增加应力从而使得发现产品实效。他们也可以在HALT测试和实效分析过程中提供帮助，如发现并修理故障缺陷。这些独立的人员并不需要跟踪整个HALT试验过程，但是一旦有需要就能发生作用。其他学科也包含可靠性工程，制造工程和运行HALT系统的职员，如果他们不是上述几个组的成员的话。每一个学科的人员在HALT结果提出的时候在各自的专家领域负责。 4.2. 实效分析试验室也可能在HALT过程中用于确认实效的根本原因。 4.3. 交叉功能评审会：这个评审委员会应按照规定的基础，通过会议确认HALT的测试需求、评审过去的HALT结论并且开发新的测试计划用于将来的试验。会议作出的结论应该被记录并保存。这个会议应该在产品的HLAT之前和之后进行。 4.4. HALT准备会日程：会议关键的议题包含确认HALT测试的规程、功能测试需求和产品固定到台面的方法、产品部件或者本地的热电偶探头活或者加速计。 4.5 HALT总结会日程：会议主要对HALT结果进行评审，包括讨论失效和纠正措施计划。
浅谈电工电子产品加速寿命试验 广州广电计量检测股份有限公司环境可靠性检测中心颜景莲 1概述 寿命试验是基本的可靠性试验方法，在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去评估产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。因此，在寿命试验的基础上形成的加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法逐渐取代了常规的寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期。然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性特征。加速环境试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。 2 常见的物理模型 元器件的寿命与应力之间的关系，通常是以一定的物理模型为依据的，下面简单介绍一下常用的几个物理模型。 2.1失效率模型 失效率模型是将失效率曲线划分为早期失效、随机失效和磨损失效三个阶段，并将每个阶段的产品失效机理与其失效率相联系起来，形成浴盆曲线。该模型的主要应用表现为通过环境应力筛选试验，剔除早期失效的产品，提高出厂产品的可靠性。 2.2应力与强度模型 该模型研究实际环境应力与产品所能承受的强度的关系。 应力与强度均为随机变量，因此，产品的失效与否将决定于应力分布和强度分布。随着时间的推移，产品的强度分布将逐渐发生变化，如果应力分布与强度分布一旦发生了干预，产品就会出现失效。因此，研究应力与强度模型对了解产品的环境适应能力是很重要的。 2.3最弱链条模型 最弱链条模型是基于元器件的失效是发生在构成元器件的诸因素中最薄弱的部位这一事实而提出来的。 该模型对于研究电子产品在高温下发生的失效最为有效，因为这类失效正是由于元器件内部潜在的微观缺陷和污染，在经过制造和使用后而逐渐显露出来的。暴露最显著、最迅速的地方，就是最薄弱的地方，也是最先失效的地方。
术语和定义 HALT（High Accelerated Life Test）：高加速寿命试验，即试验中对试验对象施加的环境应力比试验对象整个生命周期内，包括运输、存储及运行环境内，可能受到的环境应力大得多，以此来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱环节，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到快速提升可靠性的目的。 运行限或操作限（Operation Limit）：指产品某应力水平上失效（样品不工作或其工作指标超限），但当应力值略有降低或回复初始值时，试样又恢复正常工作，则样品能够恢复正常的最高应力水平值称为运行限。 破坏限（Destruct Limit）：在某应力水平上升到某值时，样品失效，即使当应力回落到低于运行限时，试样仍然不能恢复正常工作，这时的应力水平值称为破坏限。 裕度（Margin）：产品运行环境应力的设计限与运行限或破坏限的差值。产品的裕度越大，则其可靠性越高。 夹具（Fixture）：在HALT试验的振动项目中固定试样的器具。振动试验必须使用夹具，使振台振动能量有效地传递给试样。 加速度传感器（Accelerometer）：在某方向测量试样振动加速度大小的传感器。在HALT试验的振动项目中使用加速度传感器可以监视试验箱振动能量通过夹具有效传递给试样的效率。 振动功率谱密度（Vibrating Power Spectral Density）：也称为加速谱密度，衡量振动在每个频率点的加速度大小，单位为（g2/Hz）。 Grms（Gs in a root mean square）：振动中衡量振动强度大小的物理单位，与加速度单位相同，物理含义为对振动功率谱密度在频率上积分后的平方根。 热电偶（Thermocouple）：利用“不同导体结合在一起产生与温度成比例的电压”这一物理规律制作的温度传感器。在HALT试验的热应力测试项目中，利用热电偶监视产品各点的温度分布。 功能测试（Functional Test）：对试样的测试，用以判断试样能否在测试环境下完成规定的功能，性能是否下降。一般是通过测量试样的关键参数是否达到指标或利用诊断模式测试试样的内部性能。 摘要：本文围绕产品HALT试验，详细介绍HALT试验基本要求、总体过程及试验过程。 关键词：HALT试验、基本要求、试验过程 1、HALT试验基本要求 1.1对试验设备的要求 1.1.1对试验箱的要求 做HALT试验的设备必须能够提供振动应力和热应力，并满足下列指标： 振动应力：必须能够提供6个自由度的随机振动；振动能量带宽为2Hz～10000Hz；振台在无负载情况下至少能产生65Grms的振动输出。 热应力：目标是为产品创造快速温度变化的环境，要求至少45℃/min的温变率；温度许可范围至少为－90℃～＋170℃。
加速寿命试验公示计算汇总 一、前言 新研究的医疗器械在上市前应确保在储存期( 通常 1 到5 年) 内产品的质量不应发生任何影响安全性和有效性变化，新产品一般没有实时和储存周围环境条件下确定有效期的技术资料。如果按实际储存时间和实际环境储存条件进行检测需要很长的时间才能获得结果，为了在实时有效期结果获得以前，有必要进行加速老化实验提供确定有效期的实验数据。 医疗器械设计人员能够准确地预计聚合物性能的变化对于医疗器械产业化是非常重要的。建立聚合物材料退行性变的动态模型是非常困难和复杂的，事实上材料短期产生的变化或变性的单速率表达形式可能不能充分反映研究的产品或材料在较长有效期的真实情况。为了设计试验方案能准确模拟医疗器械时间相关的退行性变，有必要对材料的组成、结构、成品用途、组装和灭菌过程的影响、失效模型机制和储存条件有深入的了解。 一个给定的聚合物具有以各种方式( 晶体、玻璃、不定形等) 组成的许多化学功能基团，并含有添加剂如抗氧化剂、无机充填剂、色素和加工助剂。所有这些变量的总和结合产品使用和储存条件变量决定了材料的化学性能的退行性变。得庆幸的是，生产医疗器械的大部分都是采用常用的几种高分子材料，这些材料已经广泛使用并且都进行了良好的表征。根据以碰撞理论为基础的阿列纽斯(Arrhenius) 模型建立的老化简化实验方案(Simplified Protocol for Accelerated Aging) ，也称“10 度原则”(10-degree rule) ，可在中度温度范围内适用于良好表征的聚合物，试验结果可以在要求的准确度范围内。 医疗器械或材料的老化是指随着时间的延长它们性能的变化，特别是与安全性和有效性有关的性能。加速老化是指将产品放置在比正常储存或使用环境更严格或恶劣的条件下，在较短的时间内测定器械或材料在正常使用条件下的发生变化的方法。 采用加速老化实验合格测试的主要原因是可以将医疗器械产品尽早上市。主要目标是可以给病人和企业带来利益，病人可以尽早使用这些最新的医疗器械，挽救病人的生命；企业可以增加销售获得效益，而又不会带来任何风险。尽管加速老化试验技术在学术领域已经比较成熟，但是这些技术在医疗器械产品的应用还是有限的。美国FDA 发布了一些关于接触眼镜、药物和生物制品等关于加速老化实验的指导性文件，还没有加速老化试验的标准。在我国尚无关于医疗器械有效期确定的加速老化的实验指导原则。国外许多医疗器械企业根据这些指导原则和文献建立自己的加速老化试验方法。（来源于：《中国医疗器械信息》2008年第14卷第5期《医疗器械加速老化实验确定有效期的基本原理和方法》） 二、实验条件和时间对比表
产品可靠性试验 6.2.1 可靠性试验的意义与分类 可靠性试验是为分析、评价、提高或保证产品的可靠性水平而进行的试验。产品的研制者通过试验获得产品设计、鉴定所需的可靠性数据（可靠性测定试验）。通过试验暴露产品缺陷，改进设计并获得可靠性增长信息（可靠性增长试验）。产品的制造者通过试验剔除零件批中的不合格品或暴露整机缺陷，消除早期故障（可靠性筛选或老化试验老化试验不是消除早期故障的）产品使用者通过试验验证产品批可靠性水平以保证接收的产品批达到规定要求（可靠性接收试验）。政府或行业管理部门通过试验获得数据库所需基础可靠性数据（可靠性测定试验），认证产品可靠性等级（可靠性验证试验），进行产品的可靠性鉴定与考核（可靠性鉴定试验）。 本节主要介绍可靠性测定试验，这是为获得产品可靠性特征量的估计值而进行的试验，根据需要可由试验结果给出可靠性特征量的点估计值和给定置信度下的区间估计。由于可靠性试验往往是旷日持久的试验，为节省时间与费用常采用加速试验的方式。本节将介绍某些加速寿命试验的理论模型与试验方法。 6.2.2 指数分布可靠性测定试验 大多数电子元器件、复杂机器及系统的寿命都服从指数分布。其待估参数为故障率λ，其他可靠性指标可利用估计值进行计算MTBF 已经有平均的意思了 1．定时截尾试验 （1）点估计试验进行至事先规定的截尾时间t c停止试验，设参与试验的n个样本中有r个发生关联故障，则由极大似然估计理论得出的故障率点估计值为 式中t i——第I个关联故障发生前工作时间（i=1，…，r）。 若在试验过程中及时将已故障产品修复或替换为新产品继续试验，则为有替换的定时截尾试验。此时λ的点估计为
电工电子产品加速寿命试验
电工电子产品加速寿命试验之一 1概述 寿命试验是基本的可靠性试验方法，在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去评估产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。因此，在寿命试验的基础上形成的加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法逐渐取代了常规的寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期。然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性特征。加速环境试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。 2 常见的物理模型 元器件的寿命与应力之间的关系，通常是以一定的物理模型为依据的，下面简单介绍一下常用的几个物理模型。 2.1失效率模型 失效率模型是将失效率曲线划分为早期失效、随机失效和磨损失效三个阶段，并将每个阶段的产品失效机理与其失效率相联系起来，形成浴盆曲线。该模型的主要应用表现为通过环境应力筛选试验，剔除早期失效的产品，提高出厂产品的可靠性。
2.1 失效率模型图示： O 1 典型的失效率曲线 规定的失效率 随机失效 早期 失效 磨损失效 t 2.2应力与强度模型 该模型研究实际环境应力与产品所能承受的强度的关系。 应力与强度均为随机变量，因此，产品的失效与否将决定于应力分布和强度分布。随着时间的推移，产品的强度分布将逐渐发生变化，如果应
一、可靠性理论基础 1.可靠度： 如果有N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n(t)，当N足够大时，产品在t时刻的可靠度可近似表示为： 随时间的不断增长，将不断下降。它是介于1与0之间的数，即。 2.累积失效概率： 表示发光二极管在规定条件下工作到t这段时间内的失效概率，用F(t)表示，又称为失效分布函数。 如果N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n(t)，则当N足够大时，产品在该时刻的累积失效概率可近 似表示为： 3.失效分布密度： 表示规定条件下工作的发光二极管在t时刻的失效概率。失效分布函数的导函数称为失效分布密度，其表达式如下： ?早期失效期； ?偶然失效期(或稳定使用期) ； ?耗损失效期。 二、寿命 老化：LED发光亮度随着长时间工作而出现光强或光亮度衰减现象。器件老化程度与外加恒流源的大小有关， 可描述为： B t为t时间后的亮度，B0为初始亮度。通常把亮度降到B t=0.5B0所经历的时间t称为二极管的寿命。 1. 平均寿命 如果已知总体的失效分布密度f（t），则可得到总体平均寿命的表达式如下： 2. 可靠寿命 可靠寿命T R是指一批LED产品的可靠度下降到r时，所经历的工作时间。T R可由R（T R）=r求解，假如该产品的失效分布属指数分布规律，则： 即可求得T R如下:
3. 中位寿命 中位寿命T0.5指产品的可靠度R(t)降为50%时的可靠寿命，即：对于指数分布情 况，可得： 二、LED寿命测试方法 LED寿命加速试验的目的概括起来有： ?在较短时间内用较少的LED估计高可靠LED的可靠性水平 ?运用外推的方法快速预测LED在正常条件下的可靠度； ?在较短时间内提供试验结果，检验工艺； ?在较短时间内暴露LED的失效类型及形式，便于对失效机理进行研究，找出失效原因； ?淘汰早期失效产品，测定元LED的极限使用条件 1. 温度加速寿命测试法 由于通常LED寿命达到10万小时左右，因此要测得其常温下的寿命时间太长，因此采用加速寿命的方法。 根据高温加速寿命得的结果外推其他温度下的寿命。LED温度加速老化寿命测试原理是基于Arrhenius 模型。 利用该模型可以发现由温度应力决定的反应速度的依赖关系，即 式中L为寿命，Ea为激活能，A为常数，k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度。 因此测试温度应有两个，即还需测得另一个温度T2下器件寿命为L2。可以求得激活能Ea。样便可以求得温度 T1对某温度T3下的加速系数K3: 。有： 可见实验需要测得同一批器件在两个不同温度下的寿命，然后推得其他温度下的寿命。 这就要求被测器件的数量应足够多，才能避免个性影响，而得到共性，即得到统计寿命值才真实。 LED从正常状态进入劣化状态的过程中，存在能量势垒，跃过这个势垒所需要的能量必须由外部供给，这个能量势垒就称为激活能。
价值工程 西方就餐使用的是长方形的车餐桌。即使来宾中有地位、身份、 年纪高于主宾的，在排定位次时，仍要紧靠主人就坐。男主人坐主位，右手是第一重要客人的夫人，左手是第二重要客人的夫人，女主人坐在男主人的对面。她的两边是最重要的第一、第二位男客人。现在，如果不是非常正规的午餐或晚餐，这样一男一女的间隔坐法就显得不重要了。长方形餐桌体现出西方人的棱角与独立。 5饮食方式的不同 中西方的饮食方式有很大不同，这种差异对民族性格也有影响。在中国，任何一个宴席，不管是什么目的，都只会有一种形式，就是大家团团围坐，共享一席。筵席要用圆桌，这就从形式上造成了一种团结、礼貌、共趣的气氛。美味佳肴放在一桌人的中心，它既是一桌人欣赏、品尝的对象，又是一桌人感情交流的媒介物。人们相互敬酒、相互让菜、劝菜，在美好的事物面前，体现了人们之间相互尊重、礼让的美德。虽然从卫生的角度看，这种饮食方式有明显的不足之处，但它符合我们民族“大团圆”的普遍心态，反映了中国古典哲学中“和”这个范畴对后代思想的影响，便于集体的情感交流，因而至今难以改革。 西式饮宴上，食品和酒尽管非常重要，但实际上那是作为陪衬。宴会的核心在于交谊，通过与邻座客人之间的交谈，达到交谊的目 的。 如果将宴会的交谊性与舞蹈相类比，那么可以说，中式宴席好比是集体舞，而西式宴会好比是男女的交谊舞。由此可见，中式宴会和西式宴会交谊的目的都很明显，只不过中式宴会更多地体现在全席的交谊，而西式宴会多体现于相邻宾客之间的交谊。与中国饮食方式的差异更为明显的是西方流行的自助餐。此法是：将所有食物一一陈列出来，大家各取所需，不必固定在位子上吃，走动自由，这种方式便于个人之间的情感交流，不必将所有的话摆在桌面上，也表现了西方人对个性、对自我的尊重。但各吃各的，互不相扰，缺少了一些中国人聊欢共乐的情调。 中西的传统餐饮习惯随着时间的变化和社会的国际化慢慢地在变化，在融合。但是这些传统的餐饮文化反映着某一个时间段的中西方的文化特点。有着很大的研究意义和历史意义的。 参考文献： [1]易中天.餐桌上的文化.文汇报.笔会. [2]林大津.跨文化交际研究.福建人民出版社，1996.10：92-127.[3]李天民.现代国际礼仪知识.世界知识出版社出版，2003.12：109. 1车用电子喇叭质量改进中困难 产品质量改进通常需要经历DMAIC 过程，即定义、测量、分析、改进和控制五个阶段[1]。其中，在分析和改进阶段需要对分析结论及改进方案进行验证，常见的验证方式为通过寿命试验获取失效数据，进而通过数据分析估计产品的各种可靠性特征。随着汽车产业技术水平的不断发展，整车寿命及可靠性要求随之提高。车用电子 喇叭产品使用寿命也由过去通常的10万次提高到50万次、 100万次，甚至更高水平，由此带来的问题是获取寿命试验数据变得非常困难。例如：当产品的寿命为50万次时，在通常情况下，失效时间约为29天；当产品寿命为100万次时，失效时间将接近2个月。同时，若考虑到试验过程辅助时间及产品寿命差异，试验时间将变得更长。过长的试验周期造成了试验费用增加、试验设备效率降低、潜在风险升高等问题，更重要的是过长的试验时间使试验在一定程度上失去了意义。在试验进行期间，质量改进工作陷于停顿，延误最佳时机，甚至会造成生产线停工，正常生产被中断，无法满足发货需求或 成千上万的潜在风险品被制造出来。无论哪种情况， 都会给企业造成巨大损失，都是企业不能接受的。 2加速寿命试验 加速寿命试验为解决前述问题提供了有效途径。加速寿命试验（accelerated life testing ）是指在超过使用环境条件的应力水平下对 样品进行的寿命试验[2] 。加速寿命试验的特点是：通过分析，选择比 正常使用/试验环境更加严酷的应力水平 （即加速应力水平），在选定的加速应力水平下对样本进行寿命试验。由于试验条件变得严酷，产品失效加快，试验时间被缩短。通过加速寿命试验获取失效数据后，使用加速寿命试验模型对产品在正常使用/试验条件下的可 靠性特征进行估计[3，4] 。需要指出的是，在加速应力水平下，产品的失效机理不能发生变化。例如：正常使用/试验条件下，电子喇叭发音片的失效机理为机械疲劳，在加速应力水平下，失效机理仍应为机 械疲劳。若失效机理发生了变化， 则失去了加速寿命试验实施的前提条件。 2.1截尾试验在寿命试验中，由于试验所需时间较长，通常在全部样品失效前即结束试验，即采用截尾试验。截尾试验总体上分为两类：定数截尾试验和定时截尾试验。定数截尾试验是指当失效样品数达到规定数量或比例后即结束试验；定时截尾试验是指在达到规定试验时间后即结束试验，不考虑此时的失效样品数。 2.2删失数据在寿命试验中，失效数据往往与一般数据不同， 其区别在于它常常是删失的。总体上， 删失数据可区分为如下三种类型[5]：在对电子喇叭进行的寿命试验中，当试验进行到600小时，仍有3只样品未失效，若这时结束试验，对于这3只样品则我们得到的失效数据为寿命时间大于600小时，这种数据称为右删失数据；若当试验进行至600小时，发现某一样品失效，但准确失效时间我们不知道，则只可以判定该样品的寿命时间小于600小时，此时的数据称为左删失数据；同样地，若可以判定某一样品的失效时间在600至650小时之间， 则寿命时间数据为区间删失数据。3车用电子喇叭加速寿命试验应用实例—————————————————————— —作者简介：肖会全（1978-），男，黑龙江铁力人，助理工程师，硕士，研究方向为运作管理与质量管理。加速寿命试验在车用电子喇叭质量改进中的应用 Application of Accelerated Life Testing in improvement of Electrical Automotive Horn 肖会全Xiao Huiquan ；张杰Zhang Jie （北京工业大学经济与管理学院，北京100124） （School of Economics and Management ， Beijing University of Technology ，Beijing 100124，China ）摘要：针对车用电子喇叭产品在质量改进中的可靠性特征数据难于获取问题，采用加速寿命试验方法缩短试验时间，达到快速获取失效时 间数据的目的。本文通过实例，对应用背景、加速寿命试验条件、样本选取及数据处理进行了分析和说明。同时，针对车用电子喇叭产品的特殊 性，试验中不仅采用了提高工作电压的加速失效方法，同时采用了包括机械结构变更、工作方式调整在内的其它加速失效方法。 Abstract:Accelerated life testing is used here to get the data of failure time rapidly and to solve the problem that it is difficult to get the data of reliability character.An actual example is shown to analyze and explain the processes which include the background of application,conditions for accelerated life testing,samples and analysis for data.At the same time,according to the specificity of electrical automotive horn,different means are used to reduce the failure time,not only include increased voltage,but also include the changing for the structure of samples and the adjusting for the way of horn's work. 关键词：电子喇叭；加速寿命试验；截尾试验；删失数据；发音片Key words:electrical horn ；accelerated life testing ；curtailed test ；censoring data ；sound plate 中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）14-0298-02 ·298·
【最新整理，下载后即可编辑】 电工电子产品加速寿命试验之一 1概述 寿命试验是基本的可靠性试验方法，在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去评估产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。因此，在寿命试验的基础上形成的加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法逐渐取代了常规的寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期。然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性特征。加速环境试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。
2 常见的物理模型 元器件的寿命与应力之间的关系，通常是以一定的物理模型为依据的，下面简单介绍一下常用的几个物理模型。 2.1失效率模型 失效率模型是将失效率曲线划分为早期失效、随机失效和磨损失效三个阶段，并将每个阶段的产品失效机理与其失效率相联系起来，形成浴盆曲线。该模型的主要应用表现为通过环境应力筛选试验，剔除早期失效的产品，提高出厂产品的可靠性。 2.1 失效率模型图示： O 1 典型的失效率曲线 规定的失效率 随机失效 早期
失效 磨损失效 t 2.2应力与强度模型 该模型研究实际环境应力与产品所能承受的强度的关系。 应力与强度均为随机变量，因此，产品的失效与否将决定于应力分布和强度分布。随着时间的推移，产品的强度分布将逐渐发生变化，如果应力分布与强度分布一旦发生了干预，产品就会出现失效。因此，研究应力与强度模型对了解产品的环境适应能力是很重要的。
高加速寿命试验与高加速应力筛选试验技术 高加速寿命试验（HALT，highly accelerated life test）和高加速应力筛选（HASS,highly accelerated stress screen）是近年来不断发展起来的可靠性新技术，为考核产品质量和可靠性、快速暴露产品的设计和制造缺陷，提高其可靠性提供了强有力的工具。 一、 HALT/HASS技术的特点 1．1 基本原理 传统的可靠性试验的原理就是模拟现场工作条件和环境条件，将各种工作模式以及各种应力按照一定的时间比例、一定的循环次序反复施加到受试产品上，经过对受试产品的失效分析与处理，将得到的质量信息反馈到设计、工艺、制造、采购等部门，并进行持续的改进，以提高产品的固有可靠性；同时依据试验的结果对产品的可靠性作出评估。 HALT/HASS可靠性技术不同于传统的可靠性试验，它是利用高机械应力和高变温率来实现高加速的，因为具有很高的效率，能够将原来需要花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周，并且在这一周中所发现的产品质量问题几乎与顾客应用后所发现的问题一致，使得经过HALT/HASS试验的产品使用故障率大大降低。简单地说，有缺陷器件（如焊点有气泡，元器件引线有划痕等）之所以容易失效是由于有缺陷部件的应力集中系数高达2-3倍，这样其疲劳寿命就相应降低了好几个数量级，使得有缺陷与无缺陷器件在相同的应力作用下疲劳寿命拉大了档次，导致有缺陷器件迅速暴露而无缺陷器件损伤甚小。许多类型的应力所引起故障失效加速因子是与应力呈指数级增加关系，而不是呈等比例增加关系，所以提高应力能加速产品失效。 1．2 试验目的 传统的可靠性试验的目的是为确定产品是否能够经受外场实际环境的模拟试验，即是一个通过与否的试验：如果“通过”就交付使用，如果“未通过”就查找产品失效的原因，并确保产品“通过”，这在一定程度上起到提高产品可靠性水平的作用。 HALT/HASS的试验则不同于传统的可靠性试验。HALT通过系统地设置逐级递增的环境应力，来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱点，而后对所暴露的缺陷和故障从设计、工艺和材料等方面进行分析和改进，以达到提升产品可靠性的目的，最大的特点是设置高于产品设计运行极限的环境应力，这不仅使暴露故障的时间大大短于正常可靠性应力条件下的所需时间，还能得于产品的工作极限和使用极限，为HASS的应力类型和应力量级的选择提供依据；HASS 主要应用于产品的生产阶段，以发现零部件和组装中存在的缺陷并实施必要的改进措施，实现剔除有缺陷的部件或元器件，达到保证产品的可靠性的目的。 1．3 应力要求 传统的可靠性试验通常被作为一种产品预期要经受外场实际环境的模拟试验，研制产品时把技术要求中所规定的应力极限值作为鉴定或考核产品的条件。这种试验存在着以下几个问题：一是费用昂贵，试验时间过长，有的长达几个月甚至超过1年；二是大量产品使用时可靠性差，平均故障间隔时间（MTBF）短，外场返修频繁，造成担保费用、维修费用居高不下，导致顾客不满意，严重损害企业的信誉；三是产品在设计与批量生产的试验应力要求是一致的；四是不同产品的试验应力基本不同。 HALT/HASS试验技术是一个整体，HALT是进行HASS的前提，只有完成了适当的HALT，并且将所发现的质量问题都解决后，才允许进行HASS。HALT采用步进应力的方法进行试验，其试验过程就是以步进方式对产品施加一系统单应力（如温度、高速温度循环、多轴随机振动）或温度与振动综合应力，在HALT过程中对发生的每一个失效都进行根本原因分析（Root
【加速老化实验】,加速老化试验计算公式 【加速老化实验】加速老化试验计算公式加速寿命试验 寿命试验(包括截尾寿命试验)方法是基本的可靠性试验方法。在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去估计产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，就不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。所以这种方法与产品的迅速发展是不相适应的。经过人们的不断研究，在寿命试验的基础上，找到了加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，加快产品失效，缩短试验周期。运用加速寿命模型，估计出产品在正常工作应力下的可靠性特征。 下面就加速寿命试验的思路、分类、参数估计方法及试验组织方法做一简单介绍。 1 问题 高可靠的元器件或者整机其寿命相当长，尤其是一些大规模集成电路，在长达数百万小时以上无故障。要得到此类产品的可靠性数量特征，一般意义下的载尾寿命试验便无能为力。解决此问题的方法，目前有以下几种： （１）故障数r=0的可靠性评定方法。 如指数分布产品的定时截尾试验 θL=2S(t0)
2χα(2) 22S(t)χαα00为总试验时间。为风险, =时，.1(2)=≈； 当α=时， χ(2)=≈6。 （２）加速寿命试验方法 如，半导体器件在理论上其寿命是无限长的，但由于工艺水平及生产条件的限制，其寿命不可能无限长。在正常应力水平S0条件下，其寿命还是相当长的，有的高达几十万甚至数百万小时以上。这样的产品在正常应力水平S0条件下，是无法进行寿命试验的，有时进行数千小时的寿命试验，只有个别半导体器件发生失效，有时还会遇到没有一只失效的情况，这样就无法估计出此种半导体器件的各种可靠性特征。因此选一些比正常应力水平S0高的应力水平S1，S2，…，Sk，在这些应力下进行寿命试验，使产品尽快出现故障。 （３）故障机理分析方法 研究产品的理、化、生微观缺陷，研究缺陷的发展规律，从而预测产品的故障及可靠性特征量。 2 加速寿命试验的思路 由产品故障的应力—强度模型（见图5-5） 图5-5 应力—强度模型 其中：R(t)=P(强度＞应力)，F(t)=P(应力≥强度) 当强度与应力均为确定型时，产品在t2故障。实际上强度与应力是概率风险型的，当均服从正态分布时，产品则可能提前在t1，以一定概率发生故障。
加速寿命试验 一般执行寿命试验之目的在评估产品于既定环境下之使用寿命，耗时较久，且须投入大量的金钱，而产品可靠度信息又不能实时获得并加以改善，导致失去许多"商机"与"竞争力"。因此，如何在实验室中以加速寿命试验(Accelerated Life Testing; ALT)的方法，在可接受的试验时间内评估产品的使用寿命，便成为整体可靠度试验工作中相当重要的一环，亦为可靠度试验中最具挑战性的课题。 基本上，加速寿命试验是在物理与时间上，加速产品的劣化肇因，以较短的时间试验，并据以推定产品在正常使用状态的寿命或失效率。如果产品的劣化机构单纯，拟订加速寿命试验计划较容易。但实际产品失效往往牵涉到很多失效机构，即使欲同时加速，加速程度也因失效机构而异，可能发生迥异于实际操作上的失效模式。因此，加速寿命试验之基本条件是不能破坏原有特性，要尽量选择失效机构不变化的试验条件，或失效机构容易单纯化的试验条件，使加速寿命试验结果之适用范围明确化。 例如某信息设备的输入电压限制为100~130V，若规划以200V为输入，当然就破坏了原有的设计特性。 一般说来，加速寿命试验考虑的三个要素为「环境应力」、「试验样本数」及「试验时间」。假如产品既复杂又昂贵，则样本数将较少，相对的须增加试验时间或环境应力，以加速其试验;反之如果产品造价较便宜，且数量多，则欲缩短试验时间的情况下，可考虑增加样本数或环境应力。惟如前面所叙述，加速寿命试验下的失效模式．必须与正常操作环境下之寿命试验相同，其试验结果才有意义。 谈加速寿命试验，最重要的是如何掌握其加速因子(Accelerated Factor)。假使相同产品，做二种不同应力(加速)条件的试验，其结果可得二个不同的特征寿命η1设为低应力试验条件)及η2(为高应力条件)，则η1/η2即为加速因子(高、低应力间相对的加速程度)，图6.20即为此种加速观念的示意图。在相同产品老化程度下，两种试验的时间显然不同，由图6.20所得T1/T2值即为加速因子。
浅谈可靠性加速寿命试验 加速寿命试验是可靠性试验中的一项重要的试验方法。采取加速寿命试验的作用在于加快试验进程，为预测系统或设备的可靠度提供重要的依据。 可靠性试验的方法和试验的规模由试验的对象及要求来决定。对于系统、设备及元器件，各自采用的试验方法是不同的。对于整机，通过试验剔除对系统有影响的不可靠元器件；对于机械零部件侧重于疲劳寿命试验；而对于电子元器件则主要进行寿命试验。 产品或系统的可靠度，应该按最终使用条件评价。所以，寿命试验应该按实际的使用条件与实际的环境条件（应力）来进行。但由于时间上，经济上的考虑，总希望以较少的试验费用，早一些取得满意的结果。为此，所采用的手段之一，是通过提高环境应力（如温度）与工作应力（施加给产品的电压、负荷等），来加快试验进程，缩短产品或系统的寿命试验时间。这种为缩短试验时间而按严苛条件（应力）进行的加速寿命试验与强制老化试验，实际上大同小异。都是以严苛的条件，加速产品质量特性的老化、促进产品寿命缩短的试验。例如，开关与继电器之类的产品，是按工作次数来计测寿命的，为加速试验，可用更高速度进行接通与断开试验，以检测产品的可靠性寿命。 加速寿命试验与产品例行试验（例如，一般强度和变形的性能测定）是不同的。例行试验的目的，只是保证产品进出厂验收前，其各种性能参数是否符合一定的标准，而没有测定产品在规定时间内的失效率。从而不能对产品的可靠性提出任何保证。而加速寿命试验，是对产品在规定的使用时间内符合一定的可靠性指标提出保证。同时，加速寿命试验也是产品可靠性预测和检验的基础。 加速寿命试验比产品的例行试验时间要长。因为，时间短促难以取得足以说明可靠度水平的数据。在试验数据的处理上，例行试验由于它仅是性能的通过试验，所以数据处理简单，而加速寿命因为它要对某一批产品的可靠性进行推断，所以要采用严格的数据统计方法，以便得出较为可靠的结论。 采取加速寿命试验的作用在于：通过严苛条件试验，可以确定产品、零部件的安全裕度，剔除与筛选可靠度低的零件；在严苛条件下观察到的寿命值（或故障率），同正常条件下的寿命值之间，有一定的规律性，利用此种规律性，可以预测正常条件下的寿命值。 因为加速寿命试验是选择严苛条件下的试验，与系统或设备的正常使用条件有很大的差异，因此，在进行加速寿命试验时，应注意如下几个方面的要求，以便对系统或设备做出正确的评价。 （1）所选条件与正常条件比，加速试验不应改变故障的基本模式与机理，或者改变它们的相对优势。 根据系统和设备的最终用途来确定和选定加速寿命试验的规模、时间、条件，并根据加速寿命试验的目的和要求确定试验参数。如试验时间、故障率λ（t）、平
加速寿命试验理论依据 电子元器件的失效原因与器件本身所选用的材料、材料之间、器件表面或体内、金属化系统以及封装结构中存在的各种化学、物理的反应有关。器件从出厂经过贮存、运输、使用到失效的寿命周期，无时无刻不在进行着缓慢的化学物理变化。在各种外界环境下，器件还会承受了各种热、电、机械应力，会使原来的化学物理反应加速，而其中温度应力对失效最为敏感。实践证明，当温度升高以后，器件劣化的物理化学反应加快，失效过程加速，而Arrhenius模型就总结了由温度应力决定的化学反应速度依赖关系的规律性，为加速寿命试验提供了理论依据。 1. 以温度应力为加速变量的加速方程 由Arrhenius总结的经验公式如下 （8.5） 式中，dM/dt是化学反应速率，A是常数，E a是引起失效或退化过程的激活能，k是玻尔兹曼常数，T是绝对温度。 当器件在t0时刻处于正常状态数为M0，到t1时刻，器件处于失效状态数为M1。如果温度与时间无关，则积分式（8.1）得 （8.6） 令DM=M1-M0，t=t1-t0，得到 （8.7） 取对数 （8.8） 可写成 （8.9） 其中 （8.10） 上式就是根据Arrhenius模型得到的以温度应力为加速度变量的加速方程。用此方程来解释器件的高温贮存寿命试验是非常成功的。式中，t表示器件产品达到某一F(t)的时间，它的对数与绝对温度的倒数成线性关系。若用t～1/T单边对数坐标纸绘图，则可得到一条直线，然后用图估计法或数值法推算出器件在不同温度下的寿命值。 由式（8.1）可计算得到方程的斜率b、截距α和激活能E a，当T1>T2时
（8.11）激活能E a与方程的斜率b与器件的失效模式与失效机理有关。根据多年来的实践积累，有关半导体器件与微电路不同失效模式与机理的激活能数据列于表8.8。 表8.8 失效模式、失效机理与激活能 http://Kêhttps://www.doczj.com/doc/b718648547.html,。 图8.3 不同激活能时温度与寿命的关系
浙江科正电子信息产品检验有限公司 国家电子计算机外部设备质量监督检验中心 浙江省物联网应用工程质量检验中心 技术文件 CPL/JS 046-2013 高加速寿命试验及高加速应力筛选 （Halt/Hass）试验规范 2013-01-05发布2013-01-05实施
信高加速寿命试验及高加速应力筛选（HaltHass）试验规范 CPL/JS 046-2013 目录 1 目的 2 范围 3 术语 4 试验人员需求 5 试验设备需求 6 试验样本 7 功能性能测试需求 8 试验报告与文档 9 高加速寿命试验程序 10 高加速应力试验结束后的测试 1 目的 本文档主要用于指导企业实施高加速寿命实验过程。如果严格按照本指南实施，可以得到一个理想的高加速应力寿命实验结果，推广更多更健壮得产品到市场。 2 范围 在本文档中，成功执行和实施HALT过程的基本原理将被详细描述。它明确了技术人员职责、工具和设备需求以及测试试验资质。如果坚持按照本文档实施，就能够获得最基本的指南以执行和完成一个成功的HALT试验。本指南可用于各种产品部件，包括电子产品、电子－机械产品或者单纯的机械产品。 3 定义 3.1. 振动带宽： 3.2. 纠正措施：这里是指为了消除产品缺陷而进行得设计或者过程得改变。纠正措施可以包括部件或者材料改变，也包括产品设计和生产过程得变化。 3.3. 破坏极限：是指让一个或者多个产品不再拥有产品规范里规定得产品功能特性，即使应力降低，(中国可靠性网)产品也不能恢复。如我们常见得硬失效。 3.4. 功能测试：产品的一种测试，通过测量产品的功能性能、产品使用或者边界参数来评判产品是否实效（不能完成产品规定的功能）或者退化是否发生，这种测试也可以包括内部诊断。功能性测试贯穿于HALT试验的整个环境应力过程。 3.5. 振动加速度均方值： 3.6. 高加速寿命试验(HALT)：一种利用步进应力的过程，通过不同的加速应力发现产品的设计局限。HALT主要用于暴露产品的应力极限和确认产品的缺陷。 更改标记数量更改单号签名日期更改标记数量更改单号签名日期 拟制罗晓武审核陈益云批准王伟雄共7 页