HALT從名稱上看是一種壽命試驗(yàn),但其更重要的作用是充當(dāng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或操作極限驗(yàn)證的角色。它是一種使受測(cè)樣品承受不同階梯應(yīng)力,進(jìn)而及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)極限以及潛在缺陷或弱點(diǎn)的程序性的試驗(yàn)方法。利用此測(cè)試可迅速找出產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造的缺陷、改善設(shè)計(jì)缺陷、增加產(chǎn)品可靠度并縮短上市時(shí)間,同時(shí)可建立設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品可靠度的基礎(chǔ)資料及日后成為研發(fā)的重要依據(jù)。通過(guò)失效分析手段對(duì)HALT發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行分析,再通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn)等達(dá)到產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)的目標(biāo)。HALT試驗(yàn)的具體內(nèi)容包括:

●逐步施加步進(jìn)應(yīng)力直到產(chǎn)品失效/故障。

●采取臨時(shí)措施,修正產(chǎn)品的失效/故障。

●繼續(xù)逐步施加應(yīng)力直到產(chǎn)品再次失效/故障時(shí),再次修正。

●重復(fù)以上應(yīng)力—失效—修正步驟,直到不可修復(fù)。

●找出產(chǎn)品的基本操作界限和基本破壞界限。

在HALT試驗(yàn)中，可找到試樣在溫度及振動(dòng)應(yīng)力下的可操作界限( operational limit ）與破壞界限（destruct limit )?？刹僮鹘缦薜亩x為當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生功能故障,在環(huán)境應(yīng)力消除后即自動(dòng)回復(fù)的應(yīng)力臨界點(diǎn);而破壞界限則是功能故障在環(huán)境應(yīng)力消除后依然存在的應(yīng)力臨界點(diǎn)（見(jiàn)圖1.9 )。

因此,HALT試驗(yàn)主要用于產(chǎn)品的研發(fā)階段,使用的應(yīng)力遠(yuǎn)高于正常運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用時(shí)的應(yīng)力,所使用的這些應(yīng)力一般包括高低溫儲(chǔ)存、溫度沖擊、隨機(jī)振動(dòng)以及多軸向振動(dòng)、溫度與振動(dòng)組合應(yīng)力等。一般HALT的試驗(yàn)程序主要包括:

（1)溫度步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn):此項(xiàng)試驗(yàn)分為低溫及高溫兩個(gè)階段應(yīng)力,首先進(jìn)行低溫階段應(yīng)力試驗(yàn),將待測(cè)物放于綜合環(huán)境試驗(yàn)機(jī)中，將溫度感應(yīng)線接至欲記錄的零件上,并調(diào)整風(fēng)管使氣流能均勻分布于機(jī)臺(tái)上，依待測(cè)物的電氣規(guī)格加滿載,設(shè)定起始溫度20℃，每階段降溫10℃，階段溫度穩(wěn)定后維持10nmin,之后在階段穩(wěn)定溫度下進(jìn)行至少一次的開(kāi)關(guān)機(jī)及功能測(cè)試，如一切正常則將溫度再降10℃,并待溫度穩(wěn)定后維持10min再進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)及功能測(cè)試，以此類推直至發(fā)生功能故障,則將溫度回復(fù)至常溫并穩(wěn)定后，再進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)及功能測(cè)試,觀察其功能是否恢復(fù)，以判斷是否達(dá)到操作界限或破壞界限。如功能正?；貜?fù)，則將故障前的低溫值記錄為可操作界限,同時(shí)再將溫度逐段下降直至發(fā)現(xiàn)當(dāng)回復(fù)常溫仍然無(wú)法使功能自動(dòng)恢復(fù)的低溫，則此低溫即為低溫破壞界限。在完成低溫應(yīng)力試驗(yàn)后，即可依相同程序進(jìn)行高溫應(yīng)力試驗(yàn),即將綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)自20℃開(kāi)始,每階段升溫10℃(線路板組件的第一步升溫可以到55℃),待溫度穩(wěn)定后維持10min,然后進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)及功能測(cè)試直到發(fā)現(xiàn)高溫操作界限及高溫破壞界限為止(見(jiàn)圖1.10 )。

(2）快速溫變?cè)囼?yàn):此試驗(yàn)將先前在溫度應(yīng)力試驗(yàn)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60℃ /min的快速溫度變化率在此區(qū)間內(nèi)進(jìn)行6個(gè)循環(huán)高低溫度變化,在每個(gè)循環(huán)的最高溫度及最低溫度皆需停留10min,使溫度穩(wěn)定后再進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)及功能測(cè)試,如發(fā)現(xiàn)待測(cè)物發(fā)生可回復(fù)性故障,則將溫變速率減小10℃/min,再進(jìn)行溫變,直到6個(gè)循環(huán)皆無(wú)可回復(fù)性故障發(fā)生,則此溫變速率即為此試驗(yàn)的操作極限,在此試驗(yàn)中不需尋棧破壞極限。

(3）隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn):此試驗(yàn)是將振動(dòng)峰值加速度自5G開(kāi)始，且每階段增加5G，并在每個(gè)階段維持10min后,在振動(dòng)持續(xù)的條件下進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)及功能測(cè)試，以判斷其是否達(dá)到可操作界限或破壞界限。當(dāng)頻率值達(dá)到30G時(shí),在功能測(cè)試完成后，須將頻率值降至5G,再進(jìn)行功能測(cè)試以觀察是否在高振動(dòng)條件下遭到破壞,但卻無(wú)法測(cè)得隱含的不良,而后更高頻率值的測(cè)試都需以此模式進(jìn)行。

( 4）溫度振動(dòng)組合環(huán)境試驗(yàn):此試驗(yàn)將快速溫變及隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)合并同時(shí)進(jìn)行，使加速老化的效果更顯著。在HASS的實(shí)驗(yàn)中即是以組合的條件進(jìn)行，方能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)制造上的問(wèn)題。此處使用先前的快速溫變循環(huán)條件及溫變率,并將隨機(jī)振動(dòng)自5G開(kāi)始配合每個(gè)循環(huán)遞增5G，且使每個(gè)循環(huán)的最高及最低溫度持續(xù)10min,待溫度穩(wěn)定后進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)及功能測(cè)試，如此重復(fù)進(jìn)行直至達(dá)到可操作界限及破環(huán)界限為止。在以上四個(gè)試程中，受測(cè)物所產(chǎn)生的任何異常狀態(tài)應(yīng)加以記錄,且應(yīng)分析是否可藉由變更設(shè)計(jì)克服這些弱點(diǎn),并加以修改后再進(jìn)行下一步驟的測(cè)試,提高產(chǎn)品的可操作界限及破壞界限,從而達(dá)到提升可稱性的目的。

HASS技術(shù)是一種高效的工藝篩選過(guò)程。它使用較高個(gè)別或組合應(yīng)力,施加在批量生產(chǎn)的產(chǎn)品上進(jìn)行篩選,剔除產(chǎn)品的隱含缺陷而又不至于損傷良好產(chǎn)品，同時(shí)可以為生產(chǎn)工藝的改進(jìn)提供依據(jù)。HASS所使用的應(yīng)力來(lái)自于HALT試驗(yàn),通常,預(yù)篩選所采用的應(yīng)力介于產(chǎn)品的操作界限與破壞界限之間,而探測(cè)篩選所采用的應(yīng)力介于產(chǎn)品的標(biāo)稱值與操作界限之間。HASS一般應(yīng)用于工藝試驗(yàn)或生產(chǎn)階段,找出那些極有可能沉淀在客戶使用終端,并最終導(dǎo)致產(chǎn)品故障的潛在缺陷,HALT/HASS已被證明是非常有效的。

HASS試驗(yàn)條件的建立一般包括三個(gè)步驟:

( 1) HASS試驗(yàn)計(jì)劃須參考HALT試驗(yàn)所得到的結(jié)果。一般均將組合環(huán)境試驗(yàn)中的高、低溫度的可操作界限縮小20%,而振動(dòng)條件則以破壞界限G值的50%作為HASS試驗(yàn)計(jì)劃的初始條件，然后再依據(jù)此條件開(kāi)始進(jìn)行組合環(huán)境試驗(yàn),并觀察試樣是否有不良發(fā)生。如有不良發(fā)生，須先分析判斷是因過(guò)大的環(huán)境應(yīng)力造成的,還是受測(cè)物本身品質(zhì)不良造成的,屬前者時(shí)應(yīng)再放寬溫度及振動(dòng)應(yīng)力10%,屬后者時(shí)表示目前測(cè)試條件有效。如皆無(wú)不良情況發(fā)生，則必須再加嚴(yán)測(cè)試環(huán)境應(yīng)力10%。

(2）不良品有效性驗(yàn)證。在建立HASS試驗(yàn)條件時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)原則,第一為該試驗(yàn)須能檢測(cè)出可能造成設(shè)備故障的潛在不良;第二為經(jīng)試驗(yàn)后，不致造成設(shè)備損壞或“內(nèi)傷”。為了確保HASS試驗(yàn)所得到的結(jié)果符合上述兩個(gè)原則，首先還必須準(zhǔn)備三個(gè)試品，并在每個(gè)試品上制作一些未依標(biāo)準(zhǔn)所制造或組裝的缺陷,如零件浮插、空焊及組裝不當(dāng)?shù)取Ｒ宰畛鮄ASS所得到的條件測(cè)試各試品，并觀察各試品上的人造不良是否被檢測(cè)出，以決定是否加嚴(yán)或放寬測(cè)試條件,而能使HASS試驗(yàn)剖面達(dá)到預(yù)期效果。

(3）良品有效性驗(yàn)證。在完成有效性測(cè)試后，應(yīng)再把新的良品在調(diào)整過(guò)的條件測(cè)試30 ～50次，如皆未發(fā)生因應(yīng)力不當(dāng)而破壞的現(xiàn)象，此時(shí)即可判定HASS試驗(yàn)條件。反之則須再檢測(cè)，調(diào)整測(cè)試條件以求得最佳組合。同時(shí)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(jì)變更時(shí),亦應(yīng)修改測(cè)試條件以符合要求。

由于設(shè)備或整機(jī)產(chǎn)品由眾多的零部件和模塊組成,HALT試驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致故障模式分布零散而復(fù)雜,使失效或故障分析困難。因此,HALT和HASS主要應(yīng)用于組件、模塊以及電路單元等,尤其適于PCBA及焊點(diǎn)質(zhì)量的考察。

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