高加速寿命试验和高加速应力筛选试验技术综述

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；。

-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。

加速试验点击次数：650 发布时间：2009-4-19 18:30:581 加速试验概述当今，许多产品都能在极端严酷的环境应力下无故障地运转上千小时，为了确认设计缺陷或者验证预计的寿命，传统的试验方法已经不再胜任。

人们开始研究先进的试验方法与技术。

1.1 加速试验的目的与特点进行加速试验的目的可概括如下：—为了适应日益激烈的竞争环境；—在尽可能短的时间内将产品投入市场；—满足用户预期的需要。

加速试验是一种在给定的试验时间内获得比在正常条件下（可能获得的信息）更多的信息的方法。

它是通过采用比设备在正常使用中所经受的环境更为严酷的试验环境来实现这一点的。

由于使用更高的应力，在进行加速试验时必须注意不能引入在正常使用中不会发生的故障模式。

在加速试验中要单独或者综合使用加速因子，主要包括：—更高频率的功率循环；—更高的振动水平；—高湿度；—更严酷的温度循环；—更高的温度。

1.2 加速试验分类加速试验主要分为两类，每一类都有明确的目的：—加速寿命试验－－估计寿命；—加速应力试验－－确定（或证实）和纠正薄弱环节。

这两类加速试验之间的区别尽管细微，但却很重要，它们的区别主要表现在下述几个方面：作为试验的基础的基本假设、构建试验时所用的模型、所用的试验设备和场所、试验的实施方法、分析和解释试验数据的方法。

表1对这两类主要的加速试验进行了比较。

表1 两类主要的加速试验1.3 加速试验的产品层次（级别）要明确进行加速试验的产品层次（级别）是设备级还是零部件级，这一点很重要。

某些加速方法只适用于零件级的试验，而有的方法只能用于较高级别的总成（设备），只有少数方法同时适用于零件级和总成（设备）级。

对零件级非常合适的基本假设和建模方法在对较高级别的设备进行试验时可能完全不成立，反之亦然。

表2列出了在两个主要的级别（设备级和零部件级）上进行试验的信息。

表2 进行加速试验的产品级别2 加速试验模型加速试验模型将部件的失效率或者寿命与给定的应力联系起来，这样，就可以用在加速试验中得到的度量来推断正常使用条件下的性能。

摘要研究表明，数控系统硬件存在大量早期故障是影响数控系统可靠性的重要原因之一。

为了为解决数控系统早期故障问题提供依据，本文在对可靠性试验方法进行分析的基础上，本文提出从失效物理的角度出发，采用有限元方法，以组装有SOP 封装器件的电路板组件为对象，研究电路板组件环境应力筛选技术，并提出优化环境应力筛选剖面的建议。

主要内容如下：1.针对组装有SOP器件的电路板组件在温度循环载荷下焊点的疲劳寿命问题，利用数值模拟手段计算焊点在载荷下的温度分布和应力应变响应，并选用修正版Coffin-Manson模型预测焊点疲劳失效所需时间，以此为依据研究温度循环参数对焊点疲劳寿命的影响。

结果表明：提高高温端点温度对减少焊点疲劳寿命最有帮助，其次增加温变速率也可加速焊点疲劳破坏，而低温端点温度过低、高温保温和低温保温时间过长，均会降低筛选效率。

2.针对组装有SOP器件的电路板组件在随机振动载荷下焊点的疲劳寿命问题，使用有限元方法对电路板组件进行模态分析，并计算其在随机振动载荷下的应力情况和应力功率谱响应，根据Miner线性累积损伤理论和Dirlik模型估算焊点在随机振动载荷下的疲劳寿命。

结果表明：较大的振动强度、一阶固有频率处的振动信号和垂直于电路板方向的激励可大幅减少焊点疲劳寿命，提高筛选效率。

以某型号伺服驱动单元控制板为试件，采用正交试验设计方法，对试件进行模态分析和随机振动疲劳寿命试验。

对试验结果分析可知，适量提高随机振动加速度均方根值和使频率范围包含组件一阶固有频率均可显著减少焊点疲劳寿命。

试验与仿真分析的结论基本一致。

本文通过数值模拟手段，研究了温度循环和随机振动剖面各参数对焊点疲劳寿命的影响，基于分析结果提出了在环境应力筛选中优化两种应力类型剖面的建议。

且对某型驱动控制板进行随机振动疲劳寿命试验，发现其结论与仿真分析基本一致。

本文的研究成果，对于电路板组件环境应力筛选技术研究的发展具有重要的实际意义。

关键词：电路板组件，焊点，温度循环，随机振动，疲劳寿命，有限元仿真AbstractResearch shows the fact that there are a large number of early failures in the CNC system hardware are one of the important factors affecting the reliability of the CNC system. In order to provide the basis for solving the early failure problem of CNC system, based on the analysis of the reliability test method, from the point of view of the failure physics, this paper investigates circuit board assembly environmental stress screening techniques and proposes recommendations for optimizing environmental stress screening profiles, by using the finite element method and taking the circuit board assembly with the SOP packaged device as the object. The main contents are as follows:1. For the problem of fatigue life of solder joints under temperature cyclic load for circuit board assemblies with a SOP device assembled, the temperature distribution and stress-strain response of the solder joints under load are calculated using numerical simulation methods, and a modified Coffin-Manson model is used to predict the time to fatigue failure of solder joints. Based on this, the influence of temperature cycling parameters on the fatigue life of solder joints is studied. The results show that: improving the high temperature endpoint temperature is the most helpful to reduce the solder joint fatigue life. Secondly increasing the temperature change rate can also accelerate the solder joint fatigue failure. The low temperature endpoint temperature, high temperature insulation and low temperature insulation time will reduce the screening efficiency.2. For the problem of fatigue life of solder joints under random vibration loads for circuit board assemblies with a SOP device, the modal analysis of the circuit board assemblies is performed by using the finite element method, and the stress conditions and stress power spectrum responses under random vibration loads are calculated. Based on Miner linear cumulative damage theory and Dirlik model, the fatigue life of solder joints under random vibration loads is estimated. The results show that the larger vibrationintensity, the vibration signal at the first-order natural frequency and the excitation perpendicular to the direction of the circuit board can significantly reduce the fatigue life of the solder joint and improve the test efficiency. Taking the control board of a certain type of servo drive unit as the test piece, the modal analysis and random vibration fatigue life test of the test piece are performed by adopting the orthogonal test design method. Analysis of the test results shows that the increase in the root mean square value of the random vibration acceleration and the frequency range close to the first-order natural frequency of the component can significantly reduce the fatigue life of the solder joint. The conclusions of the test and simulation analysis are basically the same.In this paper, numerical simulation methods are used to study the effects of various parameters of temperature cycling and random vibration profile on the fatigue life of solder joints. Based on the analysis results, suggestions for optimizing the environmental stress screening profile are proposed in environmental stress screening. A random vibration fatigue life test is performed on a certain type of drive control board, and it is found that the conclusion is basically consistent with the simulation analysis. The research results of this paper have important practical significance for the development of environmental stress screening technology of circuit board assembly.Key words: circuit board assembly, solder joint, temperature cycling, random vibration, fatigue life, finite element simulation目录摘要 (I)Abstract (III)1 绪论1.1课题来源 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4本文研究内容 (6)2 焊点钎料本构模型及组件有限元建模2.1S N P B焊料力学本构关系 (10)2.2温度循环载荷下电路板组件有限元建模 (11)2.3随机振动载荷下电路板组件有限元建模 (13)2.4本章小结 (16)3 基于有限元仿真的电路板组件温度循环剖面优化3.1温度循环与焊点热疲劳寿命预测方法 (17)3.2温度循环下电路板组件应力应变分析 (19)3.3温度循环参数对焊点疲劳寿命影响分析 (24)3.4温度循环剖面优化 (33)3.5本章小结 (35)4 基于有限元仿真的电路板组件随机振动剖面优化4.1随机振动与焊点随机振动疲劳寿命预测方法 (37)4.2随机振动下电路板组件应力分析及疲劳寿命预测 (42)4.3随机振动参数对焊点疲劳寿命影响分析 (44)4.4随机振动剖面优化 (50)4.5本章小结 (51)5 基于正交试验设计的电路板组件随机振动试验5.1试验设备及方案设计 (53)5.2试验结果分析 (57)5.3本章小结 (60)6 总结与展望6.1全文总结 (61)6.2课题展望 (62)致谢 (63)参考文献 (64)1 绪论1.1 课题来源本课题来自于“高档数控装备及工艺在导弹大型整体舱段集成制造中的示范应用（项目编号：2015ZX04002202）”和“高档数控系统关键共性技术创新能力平台（二期）（项目编号：2015ZX04005007）”。

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。

应用于高加速寿命试验的电磁锤振动试验技术作者吳鴻材（工研院機械所智慧系統技術組監控系統技術部）、李昆達（金頓科技股份有限公司董事長）、施俊名（金頓科技股份有限公司總經理）、林中雄（金頓科技股份有限公司資深專案經理）、王俊傑（工研院機械所智慧系統技術組監控系統技術部經理）关键词高加速寿命试验可靠度测试电磁锤摘要振动试验做为高加速寿命试验（highly accelerated life test,HALT）最有效的手段之一，主要是使产品经历一连串可控制的高强度振动测试，希望能以较短的时间引发潜在的问题，以供产品的改良设计。

目前市面上常见的振动试验机，多数是用气压锤来作为激振来源，然而气压锤所能产生的振动讯号有着强度不一的问题，且往复频率及强度会随着输入压力的增加而同步提高。

与气压锤相比，电磁锤拥有振动讯号再现性高、频率及强度可控制高等优点。

本文除介绍此两种不同技术外，并会从时域及频域上加以分析，以数据左证电磁锤之优点。

1.前言许多电子及各式工业产品，在其运输及使用过程中，常易受到振动、温湿度改变、不当操作等环境应力影响而劣化。

为观察及预测产品在遭受各种程度之环境应力下，其基本功能、机构等是否有损坏情形，以作为未来改良的依据，可靠度测试（reliability test）现今已是产品设计与生产的标准流程之一。

所谓的可靠度，其定义是产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定的功能的机率。

因此，产品可靠度的评估与改善，对制造商及使用者来说都是至关重要。

而为能快速掌握测试结果，缩短产品自开发至上市之时程以因应市场需求的快速变化，目前最长被采用的可靠度测试方法有高加速寿命试验（highly accelerated life test,HALT）、高加速应力筛选（highly accelerated stress screening,HASS）等技术0.其中高加速寿命试验的宗旨是在环境或时间上，应用较严苛的条件来加强产品的劣化，进而以较短的时间触发产品失败，藉此推定产品在正常使用条件下的寿命及可靠度变化。

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。

科普:高加速寿命试验是什么？[导读]一款新产品的推出都要经历很多阶段，其中最关键的部分可能要数设计研发阶段了。

新的产品理念的提出到试品的出现，可谓是从无到有的过程。

在整个产品设计研发阶段，工程师们需要通过很多手段使产品的种种缺陷提早暴露一款新产品的推出都要经历很多阶段，其中最关键的部分可能要数设计研发阶段了。

新的产品理念的提出到试品的出现，可谓是从无到有的过程。

在整个产品设计研发阶段，工程师们需要通过很多手段使产品的种种缺陷提早暴露出来，从而避免在投产后频频出现的质量问题。

最近，一种叫高加速寿命试验的试验方法成功吸引了很多人的注意力。

一、关于高加速寿命试验(HALT)高加速寿命试验，英文简称HALT(Hlighly Accelerated Life Test)，是一种新的试验方法或者思想，试验中采用的环境应力比常见的加速试验更加严酷。

目前主要应用于产品开发阶段，它能以较短的时间促使产品的设计和工艺缺陷暴露出来，为改进产品设计、提升产品可靠性提供依据。

由于HALT试验主要应用于产品开发阶段，因而产品出问题的概率比较高，关键是还很难找出问题的症结，这就迫使众多硬件工程师们长期深陷于问题的分析当中。

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，可以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。

二、HALT优势所在：1、借助高环境应力，使产品设计缺陷提前激发出来，从而消除设计缺陷，大大提高设计可靠性;2、后期维修费用大大降低，因为所交付产品的可靠性得到了极大的保障;3、了解产品的设计能力及失效模式;4、可以找出产品的工作极限及破坏极限，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;5、鉴定试验时故障大大减少，经过 HALT试验的产品，鉴定试验已不再成为必需，可能会流于一种形式。

电工电子产品加速应力试验高加速应力筛选1 范围本标准规定了高加速应力筛选的一般要求和试验方法。

本标准适用于电工电子产品及其电子部件、印制电路板组件等。

对于大型整机，宜优先考虑对其前端的装配级别（如印制电路板组件、子模块）进行试验。

本标准适用于产品的试产阶段或批量生产阶段。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 2421.1-2008 电工电子产品环境试验 概述和指南 （IEC 60068-1：1988，IDT ） GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分：试验方法 试验N ：温度变化（IEC 60068-2-14：1984，IDT ）GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fh ：宽带随机振动（数字控制）和导则（IEC 60068-2-64：1993，IDT ）GB/T 2424.5-2006 电工电子产品环境试验 温度试验箱性能确认（IEC 60068-3-5：2001，IDT ） GB/T 29309-2012 电工电子产品加速应力试验规程 高加速寿命试验导则 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1高加速寿命试验 highly accelerated life test （HALT ）通过逐步增强施加在试验样品上的试验应力（如温度、振动、快速温变及振动综合应力等），确定产品的耐受应力极限的试验。

[GB/T 29309-2012，定义3.1] 3.2高加速应力筛选 highly accelerated stress screen （HASS ） 根据高加速寿命试验确定的工作极限和破坏极限，确定试验程式，并施加于产品的一种加速应力试验。

注：高加速应力筛选的目的是有效地监控产品制程的一致性，剔除有缺陷的产品，降低产品返修率。

高加速寿命试验标准项目介绍高加速寿命试验（Highly Accelerated Life Testing，简称HALT试验）是一种对电子和机械装配件利用快速高、低温变换的震荡体系来揭示设计缺陷和不足的过程。

HALT的目的是在产品开发的早期阶段识别出产品的功能和破坏极限，从而优化产品的可靠性。

高加速寿命试验HALT一词是Gregg K. Hobbs 于1988年提出的。

是一种利用阶梯应力加诸于试品，并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。

试品通过HALT所暴露的缺陷，涉及线路设计、工艺、元部件和结构等方面。

HALT的主要目的是在产品设计和试产阶段，通过试验，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。

施加于试品的应力，包括振动、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。

HALT试验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的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。

在产品研制阶段，为得出产品设计裕度和极限承载能力(破坏或损伤极限)而设计的一种试验，它应用步进的方法给产品施加环境应力并检测其性能，直到产品失效为止。

为提高试验效率，所施应力并非工作环境的模拟而是加速应力，通常为高变温率(至少应大于25°C/min)的温度循环和多轴随机振动，还包括有通电循环、电压偏低、频率偏差等电应力。

高加速寿命试验得到的应力极限值可以作为确定高加速环境应力筛选的应力量值的依据。

目前能进行高加速寿命试验的实验室有环境可靠性与电磁兼容试验服务中心、航天环境可靠性试验与检测中心等。

功能HALT以连续的测试、失效分析、缺陷改进及验证构成了整个程序，而且可能是个闭环循环过程。

·660·可靠性应力试验与应用衣明华摘 要：应力试验可靠性最重要的试验之一，它能够激发和发现故障，通过设计改进，从而通过产品的可靠性。

也可以通过试验消除产品早期故障多发期的故障，以达到产品快速进入故障稳定期和低成本运行的目的。

关键词：可靠性；应力试验；应用可靠性应力试验，是通过施加不同的应力，来检验产品可靠性的方法。

施加的应力，可以是温度、湿度、盐雾度、大气压力（海拔高度）、振动等机械、化学应力，也可以是电压、电流等电应力，最常用的是温度和振动。

1 可靠性应力试验的方法可靠性应力试验就是在试验样品上施加所要求的应力类型，如：温度、湿度、振动等，然后进行功能测试，来发现应力变化所激发的产品故障。

我们下面以温度和振动为例来说明试验的具体方法。

1.1 温度应力试验1.1.1 温度应力试验过程温度应力试验过程是以步进的方式进行的。

温度步进应力试验一般先做低温再做高温，步进增量通常定用10℃。

为了使电子器件达到更高的温度，可能的情况下应该将塑料壳体等零部件拿开，以便不发生材料相变。

温度步进应力应该从常温+20℃开始，最低温度和最高温度应根据产品特性和试验的目标来确定。

图1 温度减小阶段·661·温度保持时间必须足够长，以确保温度完全稳定，并且设备及其器件被“浸透”，通常是根据样品热电偶的响应确定样品温度是否稳定，而后保持5到15分钟。

元器件的热量可用作最短或最长温度保持时间的工程判断。

功能测试应在温度稳定之后立即进行，也可以在整个温度应力上都进行。

图2 温度上升阶段1.1.2 温度工作极限连续施加温度步进应力，直到在某个温度等级上样品停止工作，将温度调至室温（+20℃）并保持15分钟，若样品恢复正常工作，则确定该温度为产品的温度工作极限。

一旦确定了工作极限，就可以确定试验的温度范围。

如果是非破坏性试验，就必须在温度工作极限范围内进行试验，还要留出适当的余量（例如20%），以保证不对部件造成损坏。

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。

电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电子技术Electronic Technology 电子元器件可靠性试验吴俊(浙江兆晟科技股份有限公司浙江省杭州市310023 )摘要：本文基于电子技术水平的发展，对电子产品中的电子元器件也提出了更高的要求，为评价分析元器件是否适应预定的环境和 可靠性指标，就需要进行可靠性试验进行鉴定和考核.关键词：可靠性试验；寿命试验；老化筛选；失效分析质量（Quaility)与可靠性(Reliability)可以说是产品的生命，好的品质和耐久性是产品的核心竞争力。

开展质量与可靠性工作尽 管这几年得到长足进步，但相比一些大行业和通用技术，尤其是在 国内它还是处在起步阶段。

质量一般通过测试，判断是否符合各项 性能指标和合格率，比较容易理解和做到。

可靠性工作怎么开展就 比较棘手，要评价一个产品生命周期有多长，能使用多久，验证什 么，如何去验证和去哪里验证是一般碰到的三个问题。

本文就电子 元器件可靠性试验进行简要概述，旨在提高元器件可靠性试验手段、方法的认知，并开展可靠性失效机理、失效模型的研究。

1试验标准在长期的研究分析、设计制造和使用过程中，对其材料、设计 制造工艺、使用和验证方法等方面研究，建立了比较完善的可靠性 评估模型和试验验证方法。

在此基础上制定出各种各样的标准，使 得这些工作变得不再盲目，变得有章可循。

解决了我们验证什么、如何去验证的两个问题。

1.1标准体系元器件尤其是半导体器件在西方发达国家开展得比较早，研发、设计、制造等经过半个多世纪发展且相对要成熟得多，由此形成统 一的标准体系。

主要有：美国军用标准；J E D E C标准：G J B国家 军用标准；I E C国际电工委员会标准；I E E E国际电气和电子工程 师协会标准；J I S日本工业标准等。

上述标准有各自的侧重行业或 领域，作为我们从事电子产品可靠性的工程师，掌握和应用前面三 大标准己经比较全面了。