电磁兼容传导骚扰电压测定能力验证作业指导书PPT课件.ppt

HALT试验技术概述 2020 3 3 1 2020 3 3 2 摘要 高加速寿命试验 HALT highlyacceleratedlifetest 技术是一种新兴的可靠性试验技术 最初是由美国军方延伸出的验证设计品质与制造品质的试验方法 它将原本需花费六个月甚至一年的新产品可靠性试验 减少至仅需一周时间即可完成 且在这一周的时间里几乎可以模拟到客户应用后所发现的全部问题 因此HALT试验已经成为新产品上市前所必需通过的考验 HALT试验主要应用在产品的研发测试阶段 其工作原理 试验目的 应力要求等与传统的可靠性试验有所不同 是提高产品质量的有力工具 本文将就HALT技术与传统的可靠性试验进行比较 重点阐述HALT的特点以及试验方法等 2020 3 3 3 关键词 寿命试验 高加速 可靠性 技术 应用 2020 3 3 4 引言 可靠性试验是指产品在规定的条件下 在规定的时间内完成规定功能的能力 是对产品的可靠性进行调查 分析和评价的一种手段 其目的在于通过试验发现产品在设计 元器件 零部件 原材料和工艺等方面的各种缺陷 为改善产品的完好性 制定和改进可靠性试验方案 减少维修人力费用和保障费用提供信息 确认是否符合可靠性定量要求 2020 3 3 5 高加速寿命试验 HALT highlyacceleratedlifetest 是一种使产品承受高加速应力 进而快速发现设计上的极限 以及潜在弱点的实验程序 是近年发展起来的可靠性新技术 该试验方法通常用于整个系统 但也可用于部件 为考核产品质量 快速暴露产品的潜在缺陷 提高其可靠性提供了强有力的工具 2020 3 3 6 一 HALT技术的特点 2020 3 3 7 1 1基本原理 2020 3 3 8 传统可靠性试验的原理是基于模拟真实环境的试验方法 其特点是 模拟真实环境 考虑设计裕度 确保试验过关 通过对产品的失效分析与处理 将得到的试验信息反馈到设计 制造等相关部门 并通过不断改进来提高产品的可靠性 这种试验方法周期长 试验费用高 2020 3 3 9 与传统的可靠性试验相比 HALT试验有所不同 它是利用高机械应力和高温变速率来实现高加速的 通过施加高环境应力 提早使产品设计缺陷激发出来 从而消除设计缺陷 大大提高设计可靠性 确保产品能获得早期高可靠性 延长产品夭折期 大大降低了产品使用的故障率 简单地说 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比正常器件高2 3倍 疲劳寿命就相应降低了好几个数量级 这样就使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差距 使有缺陷元器件迅速暴露同时无缺陷元件损伤甚小 各种试验的应力类型产生的失效与应力是呈指数关系增加的 而不是呈等比例增加 即增加应力能使产品失效加速 2020 3 3 10 1 2试验目的 2020 3 3 11 传统可靠性试验的目的是通过设备模拟外界的实际环境来确定产品是否能够经受考验 即是一个判定Pass或Fail的试验 对于可以Pass的产品即可以投入使用 而对于Fail的产品就进行失效分析 并通过改进确保产品最终Pass 这在一定程度可以提高产品的可靠性水平 2020 3 3 12 HALT试验则不同于传统的可靠性试验 HALT通过系统地设置逐级递增的环境应力 来加速暴露产品的薄弱环节 然后对暴露的缺陷加以改进和验证 从而增加产品的极限值 提高其坚固性和可靠性 它最大的特点是对产品施加高于其设计规格的环境应力 这样便可以找到产品的工作极限和破坏极限 同时大大缩短了产品失效和故障的暴露时间 为HASS的应力类型 量级的选择提供依据 2020 3 3 13 1 3应力要求 2020 3 3 14 通常传统的可靠性试验是一种模拟产品未来要承受的实际环境的试验 在研发阶段通常把产品的技术规格中所规定的应力极限值作为试验中考核产品的条件 这种试验存在着几个问题 一是试验费用高 试验周期过长 二是大量产品使用时表现的可靠性较差 故障间隔时间 MTBF 较短 频繁的返修 维修费用居高不下 导致顾客不满意 企业信誉也随之受损 三是产品的试验应力要求在设计和量产阶段是一成不变的 四是不同产品的试验应力基本相同 2020 3 3 15 HALT试验技术是一个整体系统试验 是进行HASS的前提 它采用递增形式的应力方法 对产品施加一个系统的单应力 如温度 高速温度循环 多轴随机振动 或温度与振动综合应力 试验过程中发生的每一个失效都进行根本原因分析 RootCauseAnalysis 不断进行试验 分析 验证和改进 得到产品的工作极限和破坏极限 2020 3 3 16 HALT的试验方法 2020 3 3 17 HALT试验主要分为4个试验项目 分别是温度试验 温度冲击试验 振动试验 温度 振动综合试验 除了温度与振动综合试验是HALT试验中所独有的试验项目外 其它3个试验项目的方法与要求也与传统的可靠性试验有所不同 对于没有专业HALT试验设备的企业 可以将原有的试验设备利用起来 在逐步开展HALT试验的过程中 将HALT的试验理念渗透到产品设计 生产和试验中去 2020 3 3 18 2 1温度试验 2020 3 3 19 一般的温度试验为直接升温或降温到目标温度 然后保持一定的时间 进行一次测试 2020 3 3 20 HALT的温度试验是以递增形式变化的 通过不断增大的温度应力来激发产品设计中潜在的各种缺陷 直到产品的破坏极限 以低温试验 高温试验方法与之相同 为例 首先设定一个起始温度 一般为20度 保持10min后进行测试 若一切正常则将温度降低10度 当温度稳定后维持10min 之后再进行一次功能测试 若一切正常则将温度再降低10度 并当温度稳定后维持10min 再进行一次功能测试 如此重复直到产品发生功能故障 并据此来判断是否达到产品的操作界限或破坏界限 2020 3 3 21 2 2温度冲击试验 2020 3 3 22 通常的温度冲击试验是根据产品规定的冲击范围和循环数进行 例如 某产品要求在 40度 100度间进行10次温度循环试验 在每个循环的最高 最低温度保持30min 试验结束后恢复到常温状态下 进行一次功能测试 2020 3 3 23 HALT的温度冲击试验是将得到的高低温操作极限作为此处的高低温冲击范围 在此范围内进行60度 min的高速温度循环 每个循环的上下限温度都保持10min 并在温度稳定后再执行功能测试 确认产品是否发生可恢复性故障 如果发生可恢复性故障 则将温变速率降低10度 min 再进行温度循环试验 直到无可恢复性故障发生 则此时的温变速率即为试验的工作极限 这项试验的关键在于快速温度变化速率上 传统的可靠性温度冲击试验箱的温变速率是不可控的 并且无法达到60度 min的要求 2020 3 3 24 2 3振动试验 2020 3 3 25 常规的随机振动是在三个轴向以规定的加速度 时间进行 HALT的随机振动试验是指3个互相垂直轴向的3个方向以及3个轴的旋转方向的多轴振动 试验开始的振动量级为5G 频率在2 5000Hz以内 也可以选择更高的频率范围 在每个试验量级保持10min并对样品进行功能检测后再以5G的试验量级进行递增试验 直到找到产品的操作性界限 破坏界限 2020 3 3 26 2 4温度 振动综合试验 2020 3 3 27 温度 振动综合试验是HALT中独有的一个试验项目 至少应进行5个循环 它将温度冲击试验与振动试验合并同时进行 使加速老化和筛选的效果更加显著 试验中温度冲击的范围值应在之前温度试验中得到的温度操作极限区间范围以内 在每个温度极值点至少保持10min 振动试验通常初始试验量级选为5G开始 在每个试验循环后增加5G 在每一个试验量级保持一定时间后都应对产品进行功能测试 直至找到操作界限 破坏界限为止 2020 3 3 28 结束语 2020 3 3 29 关于HALT HASS的可靠性测试技术在国内外电子业界已经得到广泛的关注和认识 它能让设计者及制造者对试验中所发生的问题加以分析并设法改善 对自身的产品