0、引言

    高(gao)加速壽命試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(HALT：Highly Accelerated Life Test)技(ji)術是(shi)目前國(guo)際上比較流行的(de)可(ke)靠性試(shi)驗(yan)(yan)(yan)技(ji)術，它(ta)的(de)優點(dian)是(shi)根據被測(ce)產品的(de)自身特點(dian)及產品的(de)使用(yong)環境，由研發人員設定(ding)出適合該產品的(de)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)參數，從而提高(gao)了試(shi)驗(yan)(yan)(yan)效率(lv)。HALT試(shi)驗(yan)(yan)(yan)尤(you)其適用(yong)于使用(yong)PCB板的(de)電子產品。

    1、試驗目的(de)及工作(zuo)原理

    1.1試(shi)驗目(mu)的
    傳(chuan)統(tong)的(de)(de)可(ke)靠性(xing)試(shi)驗(yan)(yan)及環境適應性(xing)試(shi)驗(yan)(yan)并不能確定產(chan)品工作極限條件(jian)，而(er)HALT試(shi)驗(yan)(yan)通過不斷修(xiu)改試(shi)驗(yan)(yan)參數，由記錄表(biao)來確定產(chan)品的(de)(de)操作極限和破壞極限。試(shi)驗(yan)(yan)中不斷增加的(de)(de)應力遠大(da)于正常使用條件(jian)的(de)(de)環境應力，使得(de)產(chan)品的(de)(de)缺陷可(ke)以(yi)在較短的(de)(de)時間(jian)(jian)內(nei)暴(bao)露，節約了試(shi)驗(yan)(yan)時間(jian)(jian)。由于電子產(chan)品基本符(fu)合浴(yu)盆曲線原理。在產(chan)品的(de)(de)早期將故(gu)障暴(bao)露后(hou)，設(she)計(ji)人員可(ke)以(yi)分(fen)析故(gu)障產(chan)生的(de)(de)原因，這對元(yuan)器件(jian)的(de)(de)選型及原理設(she)計(ji)都(dou)具有(you)指導意義。
    1.2 工(gong)作原理(li)
    HALT試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)一(yi)般分為(wei)低溫(wen)(wen)步進試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、高溫(wen)(wen)步進試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、快速熱循環試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、振(zhen)(zhen)動(dong)步進試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、溫(wen)(wen)度與振(zhen)(zhen)動(dong)綜(zong)合(he)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。需(xu)要(yao)注意的(de)(de)(de)是，快速熱循環試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)和(he)溫(wen)(wen)度與振(zhen)(zhen)動(dong)綜(zong)合(he)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件確定需(xu)要(yao)低溫(wen)(wen)步進試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、高溫(wen)(wen)步進試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)和(he)振(zhen)(zhen)動(dong)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)相(xiang)關數(shu)據作為(wei)邊界條(tiao)(tiao)件。

    2、試(shi)驗(yan)方法

    2.1低溫步進試驗
    電子(zi)產品進(jin)行HALT試驗時(shi)，樣品通常處(chu)于通電狀態，如有需要可以通過其他設備監控樣品的工作狀態。一般情(qing)況下設定起始溫(wen)度(du)為(wei)20 ℃，每(mei)階段(duan)降溫(wen)10℃( -30℃以后步(bu)進(jin)步(bu)長改變為(wei)5℃)，每(mei)個階段(duan)保持一段(duan)時(shi)間，通常為(wei)10 min，溫(wen)度(du)穩定后做一次功能(neng)(neng)測試，以此(ci)類(lei)推直到(dao)(dao)樣品發(fa)生功能(neng)(neng)故障，繼續降低溫(wen)度(du)，直到(dao)(dao)產品失效并不可恢復，由(you)此(ci)來確定低溫(wen)操作極限和破壞極限，如圖1。
    2.2高(gao)溫步進試驗(yan)

    試驗時樣(yang)品處于通(tong)電狀態，設(she)定起始溫(wen)度為20℃，每階(jie)段(duan)升溫(wen)10 ℃( 120 ℃以(yi)后步(bu)進步(bu)長改變(bian)為5℃)，每個階(jie)段(duan)維持10 min，溫(wen)度穩定后做(zuo)一次功(gong)能(neng)測試，以(yi)此類推直到樣(yang)品發(fa)生功(gong)能(neng)故障，繼續增(zeng)加(jia)溫(wen)度，直到產品失效并不(bu)可恢(hui)復，由(you)此來確定高溫(wen)操作極限(xian)和破壞極限(xian)，如圖2。

    2.3快速(su)熱(re)循環試驗

    在先(xian)前的(de)試驗中(zhong)可以(yi)(yi)得到(dao)(dao)低(di)溫(wen)(wen)及高溫(wen)(wen)的(de)極(ji)(ji)限(xian)(xian)數據(ju)值，將(jiang)這兩個(ge)極(ji)(ji)限(xian)(xian)值作為熱循環(huan)的(de)上(shang)下極(ji)(ji)限(xian)(xian)值，并以(yi)(yi)1℃/s的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)變化率在此區間(jian)(jian)內(nei)進行若千個(ge)循環(huan)。在每個(ge)循環(huan)的(de)高溫(wen)(wen)極(ji)(ji)限(xian)(xian)和低(di)溫(wen)(wen)極(ji)(ji)限(xian)(xian)都要保持一段時間(jian)(jian)，通常選(xuan)擇:10 min，溫(wen)(wen)度(du)(du)穩定(ding)觀察(cha)測試產品(pin)功能，直到(dao)(dao)樣品(pin)發生故障，由此來確(que)定(ding)操作極(ji)(ji)限(xian)(xian)和破壞極(ji)(ji)限(xian)(xian)，如圖(tu)3。

    2.4振動步進(jin)試驗(yan)

    將試驗的(de)(de)加速(su)度初始(shi)值(zhi)設定為5g，然后每階段增(zeng)加5g，在每個階段維持10 min并(bing)做功能檢測，直到樣品(pin)(pin)發(fa)生功能故障，繼續增(zeng)加加速(su)度值(zhi)，直到產品(pin)(pin)不可恢復，以此來確定樣品(pin)(pin)的(de)(de)振動操作界(jie)限，如圖4。本試驗對振動臺架及(ji)產品(pin)(pin)夾具(ju)的(de)(de)要求較高，試驗中應注意夾具(ju)的(de)(de)狀態。

    2.5溫度與振(zhen)動綜合試驗

    HALT試(shi)驗將溫(wen)(wen)(wen)變(bian)與振(zhen)(zhen)動同時施加于被測樣品上，相(xiang)(xiang)比于傳統的(de)老化(hua)試(shi)驗，老化(hua)的(de)效果更(geng)明顯。溫(wen)(wen)(wen)度(du)變(bian)化(hua)的(de)上下極限(xian)與溫(wen)(wen)(wen)度(du)變(bian)化(hua)的(de)速(su)率與快速(su)熱循(xun)環試(shi)驗相(xiang)(xiang)同。一般選取振(zhen)(zhen)動的(de)初(chu)始值(zhi)(zhi)為(wei)5g，每個循(xun)環加速(su)度(du)增加5g。每個階(jie)段(duan)的(de)高(gao)低溫(wen)(wen)(wen)極限(xian)值(zhi)(zhi)保持(chi)10 min，待溫(wen)(wen)(wen)度(du)穩定后觀察樣品的(de)功能。如此重復(fu)進行，直至達到操作極限(xian)及破換極限(xian)為(wei)止，如圖5。

    3、結論

    HALT試(shi)(shi)(shi)驗(yan)不僅能(neng)確定產(chan)品(pin)的(de)(de)極(ji)限應(ying)力，而且能(neng)夠快速地找出設計缺陷并改進，大大縮短了試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時間和研(yan)制(zhi)周期，非(fei)常適合電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)(de)研(yan)發。由于HALT試(shi)(shi)(shi)驗(yan)不同于傳統的(de)(de)環境試(shi)(shi)(shi)驗(yan)，沒有規定的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)標準，因此它具(ju)有一定的(de)(de)開放(fang)性，設計人員(yuan)可(ke)以根據產(chan)品(pin)的(de)(de)實際情(qing)況對試(shi)(shi)(shi)驗(yan)條件進行修(xiu)改，相信HALT試(shi)(shi)(shi)驗(yan)在電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)(de)開發上會發揮(hui)越來越重要的(de)(de)作用(yong)。