HALT与HASS
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高加速寿命试验(HALT)知识汇总环境应筛选(ESS)业内通常分为常规应力筛选、定量应力筛选和HALT(高加速寿命试验)、HASS(高加速应力筛选)和POS适用临界条件筛选。
本文主要涉及高加速寿命试验(HALT),并侧重于试验方法。
国内应力筛选的主要标准是GB1032-1990,该标准颁布将近30年,得到了广泛的应用,至今尚未更新。
国内定量应力筛选主要标准是GJB/Z 34-1993。
而目前关于高加速应力寿命的试验,目前没有找到相关的国家标准。
HALT相关概念高加速寿命测试(highly accelerated life testing ,HALT)通常讲它是一种研发工具,而不是一种试验,不是现场环境的模拟与再现,他不能给出通过或不通过,合格与否的结论,它主要应用在产品设计和试制阶段,针对产品电路板、级件、子系统、系统等不同层级,利用极端的阶梯步进各环境应力及综合应力加于试样,在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。
试样通过HALT所暴露的缺陷,涉及设计、材料、结构、工艺等诸方面。
通过HALT试验,可以实现快速发现产品的潜在缺陷,并加以改进和验证,从而增加产品的极限值,提高其坚固性及可靠性。
施加于试样的应力,包括高温、低温、快速温度变化、振动、快速温度变化加振动的综合应力,及电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。
据讲HALT能将原来需6个月甚或1年时间的新产品可靠性试验周期缩短至一周左右,且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致,故HALT的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。
HALT以持续的测试、失效、分析、改进及再次测试验证构成了整个程序,构成一个闭环过程,如图所示。
每项测试计划,需要重复进行几次,除非一次性能经受加速应力试验。
其关键在于分析失效的根本原因。
试验的主要功能如下:(1) 利用高环境应力将产品设计缺陷激发出来,并加以改善;。
HALT与HASS步骤详解HALT(Highly Accelerated Life Test)和HASS(Highly Accelerated Stress Screening)是用于产品可靠性评估和筛选的测试方法。
它们通过模拟产品在正常使用条件下可能遇到的加速应力和应力范围,以验证产品的可靠性和性能。
HALT测试通常在产品开发的早期阶段进行,目的是识别和消除设计和制造缺陷。
它通过施加不同组合的加速应力和应变到产品上,以寻找产品的性能边界和故障模式。
HALT测试的步骤如下:1.确定测试目标:在开始测试之前,要明确测试目标。
这可能包括产品的可靠性要求以及期望能耗、温度、振动等。
2.设计实验:根据产品的特性和应用环境,设计一系列测试实验。
这些实验通常包括温度循环测试、高低温交变测试、温度冲击测试、振动测试等。
每个实验需要确定测试的参数和范围。
3.设置测试设备:根据测试的实验设计,设置测试设备,包括温度控制设备、冷却设备、振动台等。
4.运行测试:根据实验设计,依次运行每个测试实验。
在每个实验中,逐步增加或减小测试参数,直到产品失效或达到设计限制。
5.分析结果:记录每个测试实验的结果,包括故障模式、失效原因、失效时间等。
根据测试结果,分析并确定产品的性能边界和故障模式。
6.改进设计:根据测试结果,对产品的设计进行改进,以提高产品的可靠性和性能。
这可能包括改变材料、提高冷却系统、加强连接件等。
HASS测试是在产品批量生产过程中进行的,其目的是筛选并排除隐藏缺陷。
与HALT测试不同,HASS测试通常只测试产品的一部分,而不是整个产品。
HASS测试的步骤如下:1.确定测试目标:在开始测试之前,要明确测试目标。
这可能包括产品的可靠性要求以及期望的失效率、故障率等指标。
2.设计实验:根据产品的特性和应用环境,设计一系列测试实验。
这些实验包括温度循环测试、振动测试等。
每个实验需要确定测试的参数和范围。
3.设置测试设备:根据测试的实验设计,设置测试设备,包括温度控制设备、振动台等。
-26-/2013.02/HALT/HASS试验技术在电子电工产品的应用广州广电计量检测股份有限公司 赵家华【摘要】本文基于高加速寿命试验(HALT)和高加速筛选试验(HASS)的详细介绍,重点分析两种试验方法的可靠性测试步骤,并揭示其应用领域及实用价值。
由于加速可靠性试验可使用户很快确定电子电工产品的可靠性,它在实际质量控制中成为比较有效地手段。
高加速寿命试验HALT和高加速筛选试验HASS是非常有效地加速可靠性技术,它已在制造业中推广。
其中HALT是在电工产品设计阶段使用,它可快速暴露设计缺陷以便重更改设计,消除缺陷,从而减少维修费用。
HASS是在电子电工产品的生产阶段使用,它可快速暴露任何工艺缺陷。
【关键词】加速可靠性试验;设计缺陷;应力;温度循环由于加速可靠性试验可使用户很快确定电子电工产品的可靠性,它是有效的实际质量控制手段。
高加速寿命试验(HALT)和高加速筛选试验(HASS)是非常有效的加速可靠性技术,在制造行业被广泛使用。
其中,HALT是在电子电工产品设计阶段使用,它可快速暴露设计缺陷以便更改设计,消除缺陷,从而减少维修费用。
HASS是在电子电工产品的生产阶段使用,它可快速暴露任何工艺缺陷。
传统的环境试验和可靠性试验,基本属于模拟试验,试验应力的考虑都是尽量模拟真实的环境。
传统模拟试验的环境应力与电子电工产品未来实际使用的应力相当,其至多把技术条件中实测环境应力适当提高,以确保电子电工产品耐环境应力的余量。
环境适应性和可靠性令人满意,但事实并非如此,很多通过鉴定、验收的电子电工产品潜在缺陷还是很多,可靠性差和返修率较高,维修费用成为电子电工产品生产商考虑的重点。
从而我们要大幅提高电子电工产品可靠性的裕度,在不提高试验费用的同时只能提高试验应力,而HALT和HASS 成为即快捷、成本比较低的试验工具,图1是HALT/HASS试验设备。
一、可靠性测试中的HALT & HASS HALT & HASS是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为美国电子业界的标准电子电工产品验证方法。
加速老化箱与和地关系及背景情况
以往,环境试验被作为一种产品预期要经受外场实际环境地
模拟试验.研制产品时通常把技术条件规定地应力极限值作为鉴定或考核产品地条件.但是,即使已顺利通过了设计阶段地鉴定试验和生产阶段地验收试验,残留地潜在缺陷仍然很多,大量产品使用时可靠性差,平均故障间隔时间()短,外场返修频繁,导致担保费用、维修费用居高不下,用户或客户不满意,严重影响研制部门和制造厂商地信誉.
传统地可靠性试验(包括环境应力筛选()、可靠性增长试
验和可靠性鉴定试验等)大多也是在模拟环境下进行地试验,以为例,最早电子产品地是根据美国海军年《生产筛选试验大纲》确定地.温度范围一般采用技术条件规定地上下限,温度循环次数由产品地复杂程度决定,如表所示.
随机振动采用梯型谱,~为,~, 为功率谱密度~地平直谱~为,振动时间为单向,三向时每向.年制定地国军标《电子产品环境应力筛选方法》参照《》,强调无故障检验要求,规定环境应力筛选应包含两部分试验.
第一部分为缺陷剔除试验(尽可能激发故障、并修复),要求完成温度循环和随机振动.第二部分为无故障检验试验,以验证筛选地有效性,其应力量级与第一部分试验相同,要求完成温度循环中连续循环无故障和中连续无故障振动试验.每一次循环时间约,变温率为℃,振动要求与早期标准相一致.可靠性增长试验则选用模拟现场
实际地综合环境条件进行.《可靠性增长试验》规定可靠性增长地总试验时间一般为(~).这些试验费用昂贵,试验时间长,而价格和研制周期已成为当今市场激烈竞争地焦点.因此研究开发一种快速、经济、有效地新地可靠性试验(试验箱)方法已势在必行.。
HALT/HASSHALT & HASS是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为世界范围内电子业界的标准产品验证方法。
它将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周,且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致,故HALT & HASS的试验方式已成为很多新电子产品上市前所必需通过的验证。
为使广大客户了解HALT/HASS方法的目的意图及方法步骤,摩尔实验室(MORLAB)特简要介绍如下:一、HALT(High Accelerated Life Testing)高加速寿命试验HALT是一种通过让被测物承受不同的应力,进而发现其设计上的缺限,以及潜在弱点的实验方法。
HALT的主要目的是通过增加被测物的极限值,进而增加其坚固性及可靠性。
HALT利用阶梯应力的方式加诸于产品,能够在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。
其加诸于产品的应力有振动、高低温、温度循环、电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。
利用该测试可迅速找出产品设计及制造的缺陷、改善设计缺陷、增加产品可靠性并缩短其上市周期,同时还可建立设计能力、产品可靠性的基础数据及日后研发的重要依据。
HALT主要应用于产品的研发阶段,能够及早发现产品可靠性的薄弱环节。
其所施加的应力要远远高于产品在正常运输﹑贮藏﹑使用时的应力。
简单地说,HALT是以连续的测试、分析、验证及整改构成了整个程序。
HALT共分为4个主要试程,即:温度应力、高速温度传导、随机振动、温度及振动合并应力。
(1)温度应力(HL高低温试验箱)此项试验分为低温及高温两个阶段应力。
首先执行低温阶段应力,一般产品是设定起始温度为20℃,每阶段降温10℃,阶段温度稳定后维持10min,之后在阶段稳定温度下执行至少一次的功能测试,如一切正常则将温度再降10℃,并待温度稳定后维持10min再执行功能,依此类推直至发生功能故障,以判断是否达到操作界限或破坏界限;在完成低温应力试验后,可依相同程序执行高温应力试验,即将综合环境应力试验机自20℃开始,每阶段升温10℃,待温度稳定后维持10min,而后执行功能测试直到发现高温操作界限及高温破坏界限为止。
Mil-HDBK-217与HALT和HASS试验过去,MIL-HDBK-217已经广泛用来预计产品可靠性。
不过,今天高加速寿命试验(HALT)和高加速应力筛选(HALT)试验被公认为强化产品可靠性的有效工具。
军用标准和HALT/HALT试验包括可靠性的各个方面。
那么,两者之间究竟有什么关联呢?在产品制造或投入市场之前,制造商通常要根据MIL-HDBK-217、Bellcore TR-332或其它模型中所述的失效模型,来作可靠性预计。
但是,当产品被交付给客户,接着作失效报告时,原先的失效预计因实际世界的失效报告而无效。
有些厂家曾经说过,当与现场的性能相比时,预计模型很不准确。
那么,可靠性预计与失效报告之间有什么差异呢?-HDBK-217的目的这个军用手册用来按元器件失效数据去估计电子设备和系统的内在可靠性,它包括2个基本预计模型:1.1、元器件数量分析法该模型要求较少的系统信息量,在考虑元器件质量和碰到的环境条件的情况下,首先使用各种元器件数。
一般来说,该方法适用于早期设计阶段,以获得系统可靠性的初始估计值。
在该阶段中,详细的电路设计是未知的。
1.2、元器件应力预计法该预计方法采用包括诸如环境、质量应用、最大额定值、复杂度、温度、结构之类的详细信息以及其它应用因素在内的复杂模型。
该方法往往在设计周期接近结束时和实际电路设计已经确定时使用。
MIL-HDBK-217和BellcoreTR-332的一般失效模型具有下列表达式:λ=λbπQπEπA…其中:λb为阿列尼斯(Arrhenius)所述的基本失效率;πQπEπA…为元器件质量、环境和应用应力相关的因素;阿列尼斯公式描述了元件的失效率与温度之间的关系。
从观测到的化学反应、气体扩散和迁移率对温度的依赖性中推论出下列关系式λb=EkT--------- 此处为数学行列式或矩阵其中:λb为元器件失效率;E为激活能;k为波尔兹曼常数;T为绝对温度;K为常数。
可靠性试验 HALT & HASS前言 Foreword任何产品都有其缺陷所在,当这些故障发生时产品往往已超过了时效,尤其是配套应用在汽车上的电子产品,如DVD、汽车音响、多媒体接收系统等。
如果不能在早期发现并解决潜藏在这些电子产品中的问题,而等其装配到汽车上,用户使用一段时间后才让问题慢慢显露出来,则会给制造商和用户带来极大的损失。
解决问题,首先要发现问题的所在,借由增加外部环境应力、强迫故障提早暴露出来,是早期发现和解决问题的一个有效方法。
目前,国内汽车电子产品通用的可靠性测试手段,一般是在研发时采用传统的性能各异的温湿度箱来验证提高产品的可靠性性能;在线生产采用的是老化寿命(即高温等)的传统测试方法。
仅依靠以上这些传统的测试手段,要达到目前国外汽车电子产品高质量的技术指标,尚存在着一定的困难。
HALT ( Highly Accelerated Life Test ,高加速寿命试验) & HASS ( Highly Accelerated Stress Screening ,高加速应力筛选),这是一种行之有效的能够提高产品可靠性的测试手段。
HALT & HASS 是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为美国电子业界的标准产品验证方法。
它将原需花费 6 个月甚至 1 年的新产品可靠性试验缩短至一周,且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致,故 HALT & HASS 的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。
在美国之外,许多国际的3C 电子产品大厂也都使用相同或类似的手法来提升产品质量。
概念 Definition1、 HALTHALT 是一种通过让被测物承受不同的应力,进而发现其设计上的缺限,以及潜在弱点的实验方法。
HALT 的主要目的是通过增加被测物的极限值,进而增加其坚固性及可靠性。
HALT 利用阶梯应力的方式加诸于产品,能够在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。
电子产品可靠性HALT/HASS/HAST试验:新产品上市前所必需通过的验证。
在美国之外,许多国际的3C电子产品大厂也都使用相同或类似的手法来提升产品质量。
HALT(Highly accelerated life test):高加速寿命试验。
HALT是一种发现缺陷的工序,它通过设置逐级递增的加严的环境应力(高低温、振动),来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱点,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,从而达到提升可靠性的目的,最大的特点是设置高于样品设计运行限的环境应力,从而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。
HASS(Highly accelerated stress screening):高加速应力筛选。
HASS应用于产品的生产阶段,以确保所有在HALT中找到的改进措施能够得已实施。
HASS还能够确保不会由于生产工艺和元器件的改动而引入新的缺陷。
不会去考虑什么模流分析,只会从产品使用失效方面进行相关的测试。
实际DV已经包含了PV。
PCB( Printed Circuit Board):印刷电路板PCBA(Printed Circuit Board Assembly):也就是说PCB空板经过SMT上件,再经过DIP插件的整个制程,简称PCBA制程。
SMT(Surface Mount Technology):表面贴装技术。
是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
DIP封装(Dual In-line Package):也叫双列直插式封装技术。
指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100。
VOC(volatile organic compounds)实验:挥发性有机化合物实验。
REACH指令:《化学品的注册、评估、授权和限制》的简称。
是欧盟建立的,涉及化学品生产、贸易、使用安全的法规提案。
与RoHS指令不同,REACH涉及的范围要宽得多,事实上它会影响从采矿业到纺织服装、轻工、机电等几乎所有行业的产品及制造工序。
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。
可靠性试验HALT & HASS前言Foreword任何产品都有其缺陷所在,当这些故障发生时产品往往已超过了时效,尤其是配套应用在汽车上的电子产品,如DVD﹑汽车音响﹑多媒体接收系统等。
如果不能在早期发现并解决潜藏在这些电子产品中的问题,而等其装配到汽车上,用户使用一段时间后才让问题慢慢显露出来,则会给制造商和用户带来极大的损失。
解决问题,首先要发现问题的所在,借由增加外部环境应力﹑强迫故障提早暴露出来,是早期发现和解决问题的一个有效方法。
目前,国内汽车电子产品通用的可靠性测试手段,一般是在研发时采用传统的性能各异的温湿度箱来验证提高产品的可靠性性能;在线生产采用的是老化寿命(即高温等)的传统测试方法。
仅依靠以上这些传统的测试手段,要达到目前国外汽车电子产品高质量的技术指标,尚存在着一定的困难。
HALT(Highly Accelerated Life Test,高加速寿命试验)& HASS(Highly Accelerated Stress Screening,高加速应力筛选),这是一种行之有效的能够提高产品可靠性的测试手段。
HALT & HASS是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为美国电子业界的标准产品验证方法。
它将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周,且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致,故HALT & HASS的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。
在美国之外,许多国际的3C电子产品大厂也都使用相同或类似的手法来提升产品质量。
概念Definition1、HALTHALT是一种通过让被测物承受不同的应力,进而发现其设计上的缺限,以及潜在弱点的实验方法。
HALT的主要目的是通过增加被测物的极限值,进而增加其坚固性及可靠性。
HALT利用阶梯应力的方式加诸于产品,能够在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。
HALT HASS 可靠性测试的应用 HALT HASS是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为美国电子业界的标准产品验证方法。
它将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周,且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一HALT & HASS 可靠性测试的应用HALT & HASS是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为美国电子业界的标准产品验证方法。
它将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周,且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致,故HALT & HASS的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。
在美国之外,许多国际的3C电子产品大厂也都使用相同或类似的手法来提升产品质量。
1、HALTHALT是一种通过让被测物承受不同的应力,进而发现其设计上的缺限,以及潜在弱点的实验方法。
HALT的主要目的是通过增加被测物的极限值,进而增加其坚固性及可靠性。
HALT利用阶梯应力的方式加诸于产品,能够在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。
其加诸于产品的应力有振动、高低温、温度循环、电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。
利用该测试可迅速找出产品设计及制造的缺陷、改善设计缺陷、增加产品可靠性并缩短其上市周期,同时还可建立设计能力、产品可靠性的基础数据及日后研发的重要依据。
简单地说,HALT是以连续的测试、分析、验证及改正构成了整个程序,关键在于分析所有故障的根本原因。
HALT 的主要测试功能如下:* 利用高环境应力将产品设计缺陷激发出来,并加以改善;* 了解产品的设计能力及失效模式;* 作为高应力筛选及稽核规格制定的参考;* 快速找出产品制造过程的瑕疵;* 增加产品的可靠性,减少维修成本;* 建立产品设计能力数据库,为研发提供依据并可缩短设计制造周期。
HALT应用于产品的研发阶段,能够及早发现产品可靠性的薄弱环节。
HALT与HASS步骤详解1、HALTHALT共分为4个主要试程,即:* 温度应力;* 高速温度传导;* 随机振动;* 温度及振动合并应力。
(1)温度应力此项试验分为低温及高温两个阶段应力。
首先执行低温阶段应力,设定起始温度为20℃,每阶段降温10℃,阶段温度稳定后维持10min,之后在阶段稳定温度下执行至少一次的功能测试,如一切正常则将温度再降10℃,并待温度稳定后维持10min再执行功能,依此类推直至发生功能故障,以判断是否达到操作界限或破坏界限;在完成低温应力试验后,可依相同程序执行高温应力试验,即将综合环境应力试验机自20℃开始,每阶段升温10℃,待温度稳定后维持10min,而后执行功能测试直到发现高温操作界限及高温破坏界限为止。
(2)高速温度传导此项试验将先前在温度阶段应力测试中所得到的低温及高温操控界限作为此处的高低温度界限,并以每分钟60℃的快速温度变化率在此区间内进行6个循环的高低温度变化。
在每个循环的最高温度及最低温度都要停留10min,并使温度稳定后再执行功能测试。
检查待测物是否发生可回复性故障,寻找其可操作界限。
在此试验中不需寻找破坏界限。
(3)随机振动此项试验是将G值自5g开始,且每阶段增加5g,并在每个阶段维持10min 后在振动持续的条件下执行功能测试,以判断其是否达到可操作界限或破坏界限。
(4)温度及振动合并应力此项试验将高速温度传导及随机振动测试合并同时进行,使加速老化的效果更加显著。
此处使用先前的快速温变循环条件及温变率,并将随机振动自5g开始配合每个循环递增5g,且使每个循环的最高及最低温度持续10min,待温度稳定后执行功能测试,如此重复进行直至达到可操作界限及破坏界限为止。
对在以上四个试程中被测物所产生的任何异常状态进行记录,分析是否可由更改设计克服这些问题,加以修改后再进行下一步骤的测试。
通过提高产品的可操作界限及破坏界限,从而达到提升可靠性的目的。
2、HASS应用HASS的目的是要在极短的时间内发现批量生产的成品是否存在生产质量上的隐患,该试验包括三个主要试程:* HASS Development (HASS试验计划阶段);* Proof-of-Screen(计划验证阶段);* Production HASS(HASS执行阶段)。
HALT&HASS概念•关键词:•HALT(Highly accelerated life test)高加速寿命试验•HASS(Highly accelerated stress screen)高加速应力筛选•HASA(Highly accelerated stress audit)高加速应力稽核HALT及HASSHALT概述•什么是HALT ?HALT不是Pass/Fail测试.HALT是一种发现缺陷的工序,它通过设置逐级递增的加严的环境应力,来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱点,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,从而达到提升可靠性的目的,最大的特点是设置高于样品设计运行限的环境应力,从而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。
深圳市核达中远通电源技术有限公司HASS概述•什么是HASS?•HASS是高加速应力筛选(High Accelerated Stress Screen)的简写,是产品通过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。
HASA概述•什么是HASA?•HASA适用于大批产量•HASA是经过HASS后产品失效率在可接受范围内再进行的高加速应力稽核.HALT/HASS工作原理•Gregg K·Hobbs曾设计了一种金属试件,就强化应力对疲劳寿命的影响效果进行了研究,发现当应力增加1倍时,疲劳寿命降低为原来的1/1000.对于有缺陷的产品,缺陷处应力集中系数高达2~3倍,疲劳寿命就相应降低了好几个数量级,这样就有缺陷元器件和无缺陷元器件在相同的强化应力作用下疲劳寿命拉大了档次,使有缺陷元器件迅速暴露同时无缺陷元件损伤甚小.这一试验结果也清楚的说明了HALT/HASS试验技术的基本原理.另外,强化应力激发产品缺陷的有效性以及所激发出的缺陷与正常使用环境下导致产品失效的各类缺陷相关性也通过试验和实践得到证实.HALT试验技术特点1、HALT试验施加的环境应力是以递增的形式变化的,其试验过程是通过施加不断加大的应力来激发不品设计中潜伏的各种缺陷,直到产品的破坏极限;2、HALT试验是在超出规范极限以外进行,具有很高的试验效率;3、在HALT过程中出现的失效模式是在远远超过设计规格的环境应力下激发出来的,但这些失效模式都是在实际现场使用中所出现的失效形式,否则HALT试验是无效的。
HALT HASSHALT & HASS是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为世界范围内电子业界的标准产品验证方法。
它将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周,且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致,故HALT & HASS的试验方式已成为很多新电子产品上市前所必需通过的验证。
为使广大客户了解HALT/HASS方法的目的意图及方法步骤,摩尔实验室(MORLAB)特简要介绍如下:一、HALT(High Accelerated Life Testing)高加速寿命试验HALT是一种通过让被测物承受不同的应力,进而发现其设计上的缺限,以及潜在弱点的实验方法。
HALT的主要目的是通过增加被测物的极限值,进而增加其坚固性及可靠性。
HALT利用阶梯应力的方式加诸于产品,能够在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。
其加诸于产品的应力有振动、高低温、温度循环、电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。
利用该测试可迅速找出产品设计及制造的缺陷、改善设计缺陷、增加产品可靠性并缩短其上市周期,同时还可建立设计能力、产品可靠性的基础数据及日后研发的重要依据。
HALT主要应用于产品的研发阶段,能够及早发现产品可靠性的薄弱环节。
其所施加的应力要远远高于产品在正常运输﹑贮藏﹑使用时的应力。
简单地说,HALT是以连续的测试、分析、验证及整改构成了整个程序。
HALT共分为4个主要试程,即:温度应力、高速温度传导、随机振动、温度及振动合并应力。
(1)温度应力(HL高低温试验箱)此项试验分为低温及高温两个阶段应力。
首先执行低温阶段应力,一般产品是设定起始温度为20℃,每阶段降温10℃,阶段温度稳定后维持10min,之后在阶段稳定温度下执行至少一次的功能测试,如一切正常则将温度再降10℃,并待温度稳定后维持10min再执行功能,依此类推直至发生功能故障,以判断是否达到操作界限或破坏界限;在完成低温应力试验后,可依相同程序执行高温应力试验,即将综合环境应力试验机自20℃开始,每阶段升温10℃,待温度稳定后维持10min,而后执行功能测试直到发现高温操作界限及高温破坏界限为止。
HALT试验与HASS试验
(一通检测实验室)
HALT & HASS是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为美国电子业界的标准产品验证方法。
它将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周,且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致,故HALT & HASS的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。
在美国之外,许多国际的3C电子产品大厂也都使用相同或类似的手法来提升产品质量。
1、HALT
HALT是一种通过让被测物承受不同的应力,进而发现其设计上的缺限,以及潜在弱点的实验方法。
HALT的主要目的是通过增加被测物的极限值,进而增加其坚固性及可靠性。
HALT利用阶梯应力的方式加诸于产品,能够在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。
其加诸于产品的应力有振动、高低温、温度循环、电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。
利用该测试可迅速找出产品设计及制造的缺陷、改善设计缺陷、增加产品可靠性并缩短其上市周期,同时还可建立设计能力、产品可靠性的基础数据及日后研发的重要依据。
简单地说,HALT是以连续的测试、分析、验证及改正构成了整个程序,关键在于分析所有故障的根本原因。
HALT 的主要测试功能如下:
利用高环境应力将产品设计缺陷激发出来,并加以改善;
了解产品的设计能力及失效模式;
作为高应力筛选及稽核规格制定的参考;
快速找出产品制造过程的瑕疵;
增加产品的可靠性,减少维修成本;
建立产品设计能力数据库,为研发提供依据并可缩短设计制造周期。
HALT应用于产品的研发阶段,能够及早发现产品可靠性的薄弱环节。
其所施加的应力要远远高于产品在正常运输﹑贮藏﹑使用时的应力。
HALT包含的如下内容:
逐步施加应力直到产品失效或出现故障;
采取临时措施,修正产品的失效或故障;
继续逐步施加应力直到产品再次失效或出现故障,并再次加以修正;
重复以上应力-失效-修正的步骤;
找出产品的基本操作界限和基本破坏界限。
2、HASS
HASS应用于产品的生产阶段,以确保所有在HALT中找到的改进措施能够得已实施。
HASS还能够确保不会由于生产工艺和元器件的改动而引入新的缺陷。
HASS包含如下内容:
进行预筛选,剔除可能发展为明显缺陷的隐性缺陷;
进行探测筛选,找出明显缺陷;
故障分析;
改进措施。
HALT & HASS 可靠性测试的步骤
1、HALT
HALT共分为4个主要试程,即:
温度应力;
高速温度传导;
随机振动;
温度及振动合并应力。
在HALT试验中可找到被测物在温度及振动应力下的可操作界限与破坏界限。
一通检测实验室对以下就四个试程的一般情況分别加以说明:
(1)温度应力(HL高低温试验箱)
此项试验分为低温及高温两个阶段应力。
首先执行低温阶段应力,设定起始温度为20℃,每阶段降温10℃,阶段温度稳定后维持10min,之后在阶段稳定
温度下执行至少一次的功能测试,如一切正常则将温度再降10℃,并待温度稳
定后维持10min再执行功能,依此类推直至发生功能故障,以判断是否达到操作界限或破坏界限;在完成低温应力试验后,可依相同程序执行高温应力试验,即将综合环境应力试验机自20℃开始,每阶段升温10℃,待温度稳定后维持10min,而后执行功能测试直到发现高温操作界限及高温破坏界限为止。
(2)高速温度传导
此项试验将先前在温度阶段应力测试中所得到的低温及高温操控界限作为
此处的高低温度界限,并以每分钟60℃的快速温度变化率在此区间内进行6个
循环的高低温度变化。
在每个循环的最高温度及最低温度都要停留10min,并使温度稳定后再执行功能测试。
检查待测物是否发生可回复性故障,寻找其可操作界限。
在此试验中不需寻找破坏界限。
(3)随机振动
此项试验是将G值自5g开始,且每阶段增加5g,并在每个阶段维持10min
后在振动持续的条件下执行功能测试,以判断其是否达到可操作界限或破坏界限。
(4)温度及振动合并应力(ASLI温度湿度振动三综合试验机)
此项试验将高速温度传导及随机振动测试合并同时进行,使加速老化的效果更加显著。
此处使用先前的快速温变循环条件及温变率,并将随机振动自5g开始配合每个循环递增5g,且使每个循环的最高及最低温度持续10min,待温度稳定后执行功能测试,如此重复进行直至达到可操作界限及破坏界限为止。
对在以上四个试程中被测物所产生的任何异常状态进行记录,分析是否可由更改设计克服这些问题,加以修改后再进行下一步骤的测试。
通过提高产品的可操作界限及破坏界限,从而达到提升可靠性的目的。
2、HASS
应用HASS的目的是要在极短的时间内发现批量生产的成品是否存在生产质量上的隐患,该试验包括三个主要试程:
HASS Development (HASS试验计划阶段);
Proof-of-Screen(计划验证阶段);
Production HASS(HASS执行阶段)。
以下就一般电子产品的测试过程分别加以说明:
(1)HASS Development
HASS试验计划必须参考前面HALT试验所得到的结果。
一般是将温度及振动合并应力中的高、低温度的可操作界限缩小20%,而振动条件则以破坏界限G
值的50%做为HASS试验计划的初始条件。
然后再依据此条件开始执行温度及振动合并应力测试,并观察被测物是否有故障出现。
如有故障出现,须先判断是因过大的环境应力造成的,还是由被测物本身的质量引起的。
属前者时应再放宽温
度及振动应力10%再进行测试,属后者时表示目前测试条件有效。
如无故障情况发生,则须再加严测试环境应力10%再进行测试。
(2)Proof-of-Screen
在建立HASS Profile(HASS 程序)时应注意两个原则:首先,须能检测出可能造成设备故障的隐患;其次,经试验后不致造成设备损坏或"内伤"。
为了确保HASS试验计划阶段所得到的结果符合上述两个原则,必须准备3个试验品,并在每个试品上制作一些未依标准工艺制造或组装的缺陷,如零件浮插、空焊及组装不当等。
以HASS试验计划阶段所得到的条件测试各试验品,并观察各试品上的人造缺陷是否能被检测出来,以决定是否加严或放宽测试条件,而能使HASS Profile达到预期效果。
在完成有效性测试后,应再以新的试验品,以调整过的条件测试30~50次,如皆未发生因应力不当而被破坏的现象,此时即可判定HASS Profile通过计划验证阶段测试,并可做为Production HASS之用。
反之则须再检讨,调整测试条件以求获得最佳的组合。
(3)Production HASS
任何一个经过Proof-of-Screen考验过的HASS Profile皆被视为快速有效的质量筛选利器,但仍须配合产品经客户使用后所回馈的异常再做适当的调整。
另外,当设计变更时,亦相应修改测试条件。