高加速寿命试验

高加速寿命试验

高加速寿命试验概述

高加速寿命试验（HighlyAcceleratedLifeTesting，简称HALT试验）HALT一词是GreggK.Hobbs提出于1988年。是一种利用阶梯应力加入试验产品，在早期发现产品缺陷、操作设计边际和结构强度极限的方法。试验通过HALT暴露的缺陷涉及线路设计、工艺、部件和结构。HALT主要目的是通过产品设计和试生产阶段的试验，快速发现产品的潜在缺陷，并进行改进和验证，从而增加产品的极限值，提高其坚固性和可靠性。试验产品的应力包括振动、高温、低温、温度循环、电力开关循环、电压边际和频率边际试验。

HALT该试验是美军延伸的设计质量验证和制造质量验证的试验方法，已成为美国电子行业的标准产品验证方法。它将新产品的可靠性试验缩短到一周，本周发现的产品问题几乎与客户应用后发现的问题一致，因此HALT试验方法已成为新产品上市前必须通过的验证。

高加速寿命试验的功能

HALT整个过程由连续测试、故障分析、缺陷改进和验证组成，可能是一个闭环循环过程。通常，除非一次性能经过加速应力试验，否则需要重复几次测试计划。关键是分析故障的根本原因。试验的主要功能如下：

1.利用高环境应力刺激和改善产品设计缺陷；

2.了解产品的设计能力和失效模式；

3.作为高应力筛选和制定质量验证规范的参考；

4.快速发现产品制造过程中的缺陷；

5.提高产品可靠性，降低维护成本；

6.建立产品设计能力数据库，为R&D提供依据，缩短设计制造周期。

高加速寿命试验的内容

具体测试内容包括以下几点：

1.逐步施加应力直到产品失效或出现故障；

2.采取临时措施纠正产品故障或故障；

3.继续逐步施加应力，直到产品再次失效或故障，并再次修正；

4.重复上述试验→失效→改进步骤；

5.找出产品的基本操作边界和基本破坏边界。

高加速寿命试验的意义

今天，HALT可靠性测试技术在国内外电子行业得到了广泛的关注和理解。由于其传统的环境测试技术无法比拟的效果，目前已被许多外国知名企业采用。该试验直接反映了以下几点：

1.快速暴露产品潜在缺陷；

2．通过试验→改进→验证这一循环，有效增加产品的极限值；

3.产品可靠性明显提高；

4.大大缩短产品研发、设计、生产和上市周期；

5.从长远来看，降低产品成本。

相关术语高加速寿命试验

编制和执行HALT和HASS在测试文件时，经常会接触到一些专业术语。以下是一些常见术语的解释。

• 宽带振动-振动能分布在较宽的频率范围内(如:20~1万Hz）。
• 破坏极限-一个或多个产品的工作状态不再满足技术要求，产品不能恢复正常工作的应力强度值（硬故障）。
  • 破坏极限包括破坏极限的上限（UpperDestructLimit,UDL）
  • 破坏极限下限值（LowerDestructLimit,LDL）
  • 振动实验只有上限。
• 功能监控-监控产品的工作状态、性能和参数，以确定产品是否无效或退化。监测还可包括内部诊断（内部结构分析）。功能监测贯穿于整个高加速寿命试验（HALT）过程。
• 工作（操作）极限-一个或多个产品的工作状态不再满足技术要求，但应力降低后，产品仍能恢复正常工作的应力强度值（软故障）。工作（操作）极限包括：
  • 工作(操作)极限上限（UpperOperatingLimit,UOL）
  • 工作(操作)限值（LowerOperatingLimit,LOL）
  • 振动实验只有上限。
• 功率谱密度（PowerSpectralDensity,PSD）——单位为随机振动曲线中与频率对应的量级参数g2/Hz.通常也可以对应加速度谱密度（AccelerationSpectralDensity，ASD，单位为m2/s3）
• 重复冲击振动-由重复冲击脉冲激励形成的振动。气锤冲击振动台产生的振动是典型的重复冲击振动。
• 分析故障的根本原因（RootCauseAnalysis，RAC）——确定产品故障或故障的原因，充分了解故障模式和故障的原因。在分析过程中，可能需要使用扫描电子显微镜、光学显微镜等故障分析工具。
• 六自由振动（SixDegreeofFreedomVibration）——模拟三轴六向振动的振动模式。
• 步进应力试验-通过逐步增加试验应力，确定产品极限的试验过程。
• 热电偶-连接两种不同材料的金属导线的一端（如熔化）作为温度测量点的温度传感器。由于热电偶产生不同的热电流，形成电压差，相应的温度值可以通过收集电压值来获得。

HALT试验前的准备工作

1.形成试验团队

HALT一个团队必须参加测试。HALT该团队应由不同的专业技术人员组成，即涉及产品研发设计、制造工艺、质量控制等专业技术人员。

设计工程师帮助进行产品功能测试，判断测试应力增加可能导致的产品突然故障。他们必须在整个过程中HALT在测试和故障分析过程（如修复产品缺陷）中提供技术支持。其他专业人员还应包括可靠性工程师、制造工程师和操作人员HALT测试设备的人员。整个过程中不需要所有的技术人员HALT测试过程应在现场，但必要时应能及时加入团队。HALT当试验中出现问题时，相关技术人员应能够在其技术领域发挥作用。

2.失效分析平台

配备适当的分析工具，需要搭建相应的失效分析平台。当产品在时HALT当试验中出现故障时，分析并确定产品故障的根本原因。

3.HALT试验前的技术会议

议程讨论决定HALT测试细节：

1)HALT样品监测仪器等相关仪器的功能和参数要求；

2)产品安装在台面上；

3)产品上监测样品状态的热电偶和加速度传感器的安装位置和方法；

4)确定HALT试验程式和严酷度。

（注：HALT试验结束后，团队应进行总结、讨论和分析HALT从材料、设备、工艺或线路设计等方面制定相应的产品改进方案。

HALT试验设备要求

高加速寿命试验（HALT）设备必须包括温度试验和振动试验两种基本能力，以满足以下要求，并能同时进行温度和振动试验。

1.振动试验技术参数

1)重复冲击振动功能和准随机振动功能6自由度(三轴向六自由度)；

2)振动能分布带宽:10Hz～10000Hz；

3)台面最大振动输出量不小于35Grms(台面不加载)。

2.温度试验参数

温度试验是为了快速测试产品的温度变化，这需要HALT测试设备的空气循环系统能产生足够大的风速，达到产品的快速温变效果，保持温度稳定。设备温度试验参数要求如下：

快速温变能力(最大温变速率不小于455℃/min）；

温度变化范围：-80℃～ 170℃。

3.采集温度数据系统

高加速寿命试验（HALT）测试样品的响应数据需要收集和监控，包括温度信息、振动信息和性能参数。

应配备温度采集装置，收集和存储温度传感器的数据信息，以验证试验过程中的温度应力是否真正应用于产品。这可以通过HALT测试设备系统本身的温度采集系统也可以通过其他多通道温度采集系统进行采集。温度采集装置中的热电偶必须在(-100℃～＋200℃）在温度变化范围内具有稳定的温度感应特性，热电偶的线径（直径）不得大于0.3274mm。

4.振动数据采集系统

振动传感器数据信息的收集和存储是为了验证试验过程中的振动应力是否真的应用于样品。这可以通过HALT测试设备系统本身的振动频谱采集系统也可以使用振动采集系统来收集相关数据（如加速度、位移）和显示振动频谱。加速度传感器应配备三轴传感器，响应频率范围为2Hz～10000Hz，加速度测量范围-500g～ 500g。传感器的尺寸应足够小，以监测样品的振动响应。同时，传感器的质量应足够轻，以免显著影响样品的振动响应或改变样品的响应特性。

5.其它辅助测试设备

主要是指用于判断产品是否有故障的产品性能监测设备。

6.供应液氮和压缩空气

进行HALT试验时，应准备足够的液氮，以确保试验的顺利进行。压缩机产生的压力应与试验设备相匹配，典型值为0.8MPa。压缩空气用于驱动HALT最好对试验机的气锤进行干燥，以避免气动系统中的金属部件因空气中含水而生锈。压缩空气流量需要保证。一般来说，流量为250m3/h是足够的。

对试验样品的要求

1.试验样品应用序列号或其他标志进行区分。

2.在试验中，确认样品上粘贴了一个热电偶，作为试验中温度校准控制的热电偶传感器。试验温度校准控制系统是一个闭环温度感应控制系统。热电偶的感应温度应尽可能接近试验的平均温度，粘贴在样品的外表面，并尽可能安装在热容量相对较低的位置。热电偶不得安装在加热部件附件或样品的封闭空间内。

3.在试验过程中，应尽量将温度应力和振动能传递给安装在试验台上的试验样品。高加速寿命试验（HALT）目的是通过加速样品疲劳来发现样品的弱点。为了达到准确的试验效果，需要确定试验样品的最佳应力值。

4.需要考虑样品的尺寸和重量，选择合适的HALT试验设备。

5.样品的热传导率可以通过修改样品框架来提高。例如，拆下样品的面板或外壳，在样品底部开孔形成空气循环通道。

6.在试验过程中，应将监测样品温度的热电偶粘贴在适当的位置。一般放置在以下位置：热量大的部件和部件；对温度敏感的电子部件和部件；热容量高的部件。将热电偶粘贴在高热容量部件上，有助于确定必要的温度极值点，使样品达到稳定的温度。

7.尽量将台面振动1:1传递到试样上。

8.测量测试样品振动响应的加速度传感器应安装在适当的位置，以评估测试样品的振动响应特性。建议安装位置：靠近支架安装设备；振动最强的位置，如PCB板卡的中心位置；可能对振动敏感脆弱。

比较高加速寿命试验和加速寿命试验

高加速寿命试验不用于确定产品的寿命。因为我们关心的是尽可能提高产品的可靠性，所以确定可靠性值并不重要。然而，对于耗时的机械产品来说，尽可能准确地了解其寿命是非常重要的。

与加速寿命试验相比，高加速寿命试验的一个重要优势是找到影响外部使用的缺陷。完成一个典型的高加速寿命试验只需要2-4天，我们最终发现的缺陷将成为外部使用问题的成功率非常高。

与高加速寿命试验相比，加速寿命试验的一个优点是我们不需要任何环境设备。通常，架子上的测试就足够了。在许多情况下，测试可以在用户的设施上进行。另一个优点是测试可以同时确定产品的使用寿命，这对于高加速寿命测试是不可能的。

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高加速寿命试验发表于2022-06-15，由周林编辑，文章《高加速寿命试验》由admin于2022年06月15日发布于本网，共4086个字，共5471人围观，目录为外贸知识，如果您还要了解相关内容敬请点击下方标签，便可快捷查找与文章《高加速寿命试验》相关的内容。

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