1、HALT & HASS測試的概念

HALT（Highly accelerated life test）原意為：高加速壽命試驗(yàn)；

HASS（Highly accelerated stress screen）原意為：高加速應(yīng)力篩選。

HALT & HASS是由美國軍方所延伸出的設(shè)計質(zhì)量驗(yàn)證與制造質(zhì)量驗(yàn)證的試驗(yàn)方法，現(xiàn)已成為美國電子業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品驗(yàn)證方法。

它將原需花費(fèi)6個月甚至1年的新產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)縮短至一周，且在這一周中所發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品問題幾乎與客戶應(yīng)用所發(fā)現(xiàn)的問題一致，故HALT & HASS的試驗(yàn)方式已成為新產(chǎn)品上市前所必需通過的驗(yàn)證。

2、采用高加速壽命測試的優(yōu)勢

采用高加速壽命測試可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期和減少產(chǎn)品的保證成本：

■ 找出產(chǎn)品潛在缺陷及設(shè)計弱點(diǎn)；

■ 評估及改善設(shè)計裕度；

■ 減少現(xiàn)場失效的概率；

采用高加速壽命測試可以減少產(chǎn)品于生產(chǎn)引入時期的死亡率：

■ 偵測與糾正設(shè)計流程變更；

■ 加速出品質(zhì)量及現(xiàn)場可靠性；

典型的綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)曲線圖

易光科技引進(jìn)的HALT & HASS測試系統(tǒng)

3、HALT測試

HALT是一種通過讓被測物承受不同的應(yīng)力，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其設(shè)計上的缺陷，以及潛在弱點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方法。HALT的主要目的是通過增加被測物的極限值，進(jìn)而增加其堅固性及可靠性。HALT利用階梯應(yīng)力的方式加諸于產(chǎn)品，能夠在早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、操作設(shè)計邊際及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度極限的方法。其加諸于產(chǎn)品的應(yīng)力有振動、高低溫、溫度循環(huán)、電力開關(guān)循環(huán)、電壓邊際及頻率邊際測試等。利用該測試可迅速找出產(chǎn)品設(shè)計及制造的缺陷、改善設(shè)計缺陷、增加產(chǎn)品可靠性并縮短其上市周期，同時還可建立設(shè)計能力、產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及日后研發(fā)的重要依據(jù)。

簡單地說，HALT是以連續(xù)的測試、分析、驗(yàn)證及改正構(gòu)成了整個程序，關(guān)鍵在于分析所有故障的根本原因。

HALT 的主要測試功能如下

◆利用高環(huán)境應(yīng)力將產(chǎn)品設(shè)計缺陷激發(fā)出來，并加以改善；

◆了解產(chǎn)品的設(shè)計能力及失效模式；

◆作為高應(yīng)力篩選及稽核規(guī)格制定的參考；

◆快速找出產(chǎn)品制造過程的瑕疵；

◆增加產(chǎn)品的可靠性，減少維修成本；

◆建立產(chǎn)品設(shè)計能力數(shù)據(jù)庫，為研發(fā)提供依據(jù)并可縮短設(shè)計制造周期。

◆HALT應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)階段，能夠及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。其所施加的應(yīng)力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于產(chǎn)品在正常運(yùn)輸﹑貯藏﹑使用時的應(yīng)力。

HALT共分為4個主要試程

◆溫度應(yīng)力；

◆高速溫度傳導(dǎo)；

◆隨機(jī)振動；

◆溫度及振動合并應(yīng)力。

在HALT試驗(yàn)中可找到被測物在溫度及振動應(yīng)力下的可操作界限與破壞界限。所用設(shè)備為QualMark公司所設(shè)計的綜合環(huán)境試驗(yàn)機(jī)（OVS Combined Stress System），溫度范圍為-100℃～+200℃，溫度變化最大速率為60℃/min，最大加速度可到60Grms，而且振動機(jī)與溫度箱合二為一的設(shè)計可同時對被測物施加溫度與振動應(yīng)力。以下就四個試程的一般情況分別加以說明：

（1）溫度應(yīng)力（HL高低溫試驗(yàn)箱）

此項(xiàng)試驗(yàn)分為低溫及高溫兩個階段應(yīng)力。首先執(zhí)行低溫階段應(yīng)力，設(shè)定起始溫度為20℃，每階段降溫10℃，階段溫度穩(wěn)定后維持10min，之后在階段穩(wěn)定溫度下執(zhí)行至少一次的功能測試，如一切正常則將溫度再降10℃，并待溫度穩(wěn)定后維持10min再執(zhí)行功能，依此類推直至發(fā)生功能故障，以判斷是否達(dá)到操作界限或破壞界限；在完成低溫應(yīng)力試驗(yàn)后，可依相同程序執(zhí)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℃開始，每階段升溫10℃，待溫度穩(wěn)定后維持10min，而后執(zhí)行功能測試直到發(fā)現(xiàn)高溫操作界限及高溫破壞界限為止。

（2）高速溫度傳導(dǎo)

此項(xiàng)試驗(yàn)將先前在溫度階段應(yīng)力測試中所得到的低溫及高溫操控界限作為此處的高低溫度界限，并以每分鐘60℃的快速溫度變化率在此區(qū)間內(nèi)進(jìn)行6個循環(huán)的高低溫度變化。在每個循環(huán)的最高溫度及最低溫度都要停留10min，并使溫度穩(wěn)定后再執(zhí)行功能測試。檢查待測物是否發(fā)生可回復(fù)性故障，尋找其可操作界限。在此試驗(yàn)中不需尋找破壞界限。

（3）隨機(jī)振動（艾思荔振動試驗(yàn)機(jī)）

此項(xiàng)試驗(yàn)是將G值自5g開始，且每階段增加5g，并在每個階段維持10min后在振動持續(xù)的條件下執(zhí)行功能測試，以判斷其是否達(dá)到可操作界限或破壞界限。

（4）溫度及振動合并應(yīng)力（ASLI溫度濕度振動三綜合試驗(yàn)機(jī)）

此項(xiàng)試驗(yàn)將高速溫度傳導(dǎo)及隨機(jī)振動測試合并同時進(jìn)行，使加速老化的效果更加顯著。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)振動自5g開始配合每個循環(huán)遞增5g，且使每個循環(huán)的最高及最低溫度持續(xù)10min，待溫度穩(wěn)定后執(zhí)行功能測試，如此重復(fù)進(jìn)行直至達(dá)到可操作界限及破壞界限為止。

注：以上實(shí)驗(yàn)參數(shù)只是舉例，具體產(chǎn)品視產(chǎn)品要求而定。

對在以上四個試程中被測物所產(chǎn)生的任何異常狀態(tài)進(jìn)行記錄，分析是否可由更改設(shè)計克服這些問題，加以修改后再進(jìn)行下一步驟的測試。通過提高產(chǎn)品的可操作界限及破壞界限，從而達(dá)到提升可靠性的目的。

4、HASS測試

HASS應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)階段，以確保所有在HALT中找到的改進(jìn)措施能夠得已實(shí)施。HASS還能夠確保不會由于生產(chǎn)工藝和元器件的改動而引入新的缺陷。

HASS包含如下內(nèi)容

◆進(jìn)行預(yù)篩選，剔除可能發(fā)展為明顯缺陷的隱性缺陷；

◆進(jìn)行探測篩選，找出明顯缺陷；

◆故障分析；

◆改進(jìn)措施。

應(yīng)用HASS的目的是要在極短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)批量生產(chǎn)的成品是否存在生產(chǎn)質(zhì)量上的隱患，該試驗(yàn)包括三個主要試程：

◆HASS Development （HASS試驗(yàn)計劃階段）

◆Proof-of-Screen（計劃驗(yàn)證階段）

◆Production HASS（HASS執(zhí)行階段）

一般電子產(chǎn)品的測試過程：

（1）HASS Development

HASS試驗(yàn)計劃必須參考前面HALT試驗(yàn)所得到的結(jié)果。一般是將溫度及振動合并應(yīng)力中的高、低溫度的可操作界限縮小20%，而振動條件則以破壞界限G值的50%做為HASS試驗(yàn)計劃的初始條件。然后再依據(jù)此條件開始執(zhí)行溫度及振動合并應(yīng)力測試，并觀察被測物是否有故障出現(xiàn)。如有故障出現(xiàn)，須先判斷是因過大的環(huán)境應(yīng)力造成的，還是由被測物本身的質(zhì)量引起的。屬前者時應(yīng)再放寬溫度及振動應(yīng)力10%再進(jìn)行測試，屬后者時表示目前測試條件有效。如無故障情況發(fā)生，則須再加嚴(yán)測試環(huán)境應(yīng)力10%再進(jìn)行測試。

（2）Proof-of-Screen

在建立HASS Profile（HASS 程序）時應(yīng)注意兩個原則：首先，須能檢測出可能造成設(shè)備故障的隱患；其次，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)計劃階段所得到的結(jié)果符合上述兩個原則，必須準(zhǔn)備3個試驗(yàn)品，并在每個試品上制作一些未依標(biāo)準(zhǔn)工藝制造或組裝的缺陷，如零件浮插、空焊及組裝不當(dāng)?shù)?。以HASS試驗(yàn)計劃階段所得到的條件測試各試驗(yàn)品，并觀察各試品上的人造缺陷是否能被檢測出來，以決定是否加嚴(yán)或放寬測試條件，而能使HASS Profile達(dá)到預(yù)期效果。

在完成有效性測試后，應(yīng)再以新的試驗(yàn)品，以調(diào)整過的條件測試30～50次，如皆未發(fā)生因應(yīng)力不當(dāng)而被破壞的現(xiàn)象，此時即可判定HASS Profile通過計劃驗(yàn)證階段測試，并可做為Production HASS之用。反之則須再檢討，調(diào)整測試條件以求獲得最佳的組合。

（3）Production HASS

任何一個經(jīng)過Proof-of-Screen考驗(yàn)過的HASS Profile皆被視為快速有效的質(zhì)量篩選利器，但仍須配合產(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)計變更時，亦相應(yīng)修改測試條件。