可靠性試驗(yàn)是對產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行調(diào)查、分析和評價的一種手段，其目的在于通過試驗(yàn)，取得大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便確定產(chǎn)品在各種試驗(yàn)條件下工作或儲存時的可靠性特征量，一方面掌握產(chǎn)品的固有可靠性水平，為產(chǎn)品設(shè)計提供可靠性信息，另一方面通過對產(chǎn)品在試驗(yàn)中所發(fā)生的故障進(jìn)行分析，暴露產(chǎn)品在設(shè)計、原材料、工藝以及管理方面存在的問題，實(shí)施有效的糾正措施，以不斷提高產(chǎn)品的可靠性水平。

　　高加速壽命試驗(yàn)(HALT，highly accelerated life test)和高加速應(yīng)力篩選(HASS,highly accelerated stress test)是近年來不斷發(fā)展起來的可靠性新技術(shù)，為考核產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性、快速暴露產(chǎn)品的設(shè)計和制造缺陷，提高其可靠性提供了強(qiáng)有力的工具。

　　一、 HALT/HASS技術(shù)的特點(diǎn)

　 基本原理

　　傳統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)的原理就是模擬現(xiàn)場工作條件和環(huán)境條件，將各種工作模式以及各種應(yīng)力按照一定的時間比例、一定的循環(huán)次序反復(fù)施加到受試產(chǎn)品上，經(jīng)過對受試產(chǎn)品的失效分析與處理，將得到的質(zhì)量信息反饋到設(shè)計、工藝、制造、采購等部門，并進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)，以提高產(chǎn)品的固有可靠性;同時依據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果對產(chǎn)品的可靠性作出評估。

　　HALT/HASS可靠性技術(shù)不同于傳統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)，它是利用高機(jī)械應(yīng)力和高變溫率來實(shí)現(xiàn)高加速的，因?yàn)榫哂泻芨叩男?，能夠?qū)⒃瓉硇枰ㄙM(fèi)6個月甚至1年的新產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)縮短至一周，并且在這一周中所發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題幾乎與顧客應(yīng)用后所發(fā)現(xiàn)的問題一致，使得經(jīng)過HALT/HASS試驗(yàn)的產(chǎn)品使用故障率大大降低。簡單地說，有缺陷器件(如焊點(diǎn)有氣泡，元器件引線有劃痕等)之所以容易失效是由于有缺陷部件的應(yīng)力集中系數(shù)高達(dá)2-3倍，這樣其疲勞壽命就相應(yīng)降低了好幾個數(shù)量級，使得有缺陷與無缺陷器件在相同的應(yīng)力作用下疲勞壽命拉大了檔次，導(dǎo)致有缺陷器件迅速暴露而無缺陷器件損傷甚小。許多類型的應(yīng)力所引起故障失效加速因子是與應(yīng)力呈指數(shù)級增加關(guān)系，而不是呈等比例增加關(guān)系，所以提高應(yīng)力能加速產(chǎn)品失效。溫度循環(huán)屬熱疲勞性質(zhì)，S.A.Smithson在1990年環(huán)境科學(xué)學(xué)會年會發(fā)表的論文中給出的數(shù)據(jù)表明，變溫率5度/MIN下進(jìn)行400個66MIN/次的溫度循環(huán)與變溫率40度進(jìn)行1個8MIN/次循環(huán)的效果是一樣的，這也說明高變溫速率是如何在HALT/HASS試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)高加速的。

　試驗(yàn)?zāi)康?/p>

　　傳統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)的目的是為確定產(chǎn)品是否能夠經(jīng)受外場實(shí)際環(huán)境的模擬試驗(yàn)，即是一個通過與否的試驗(yàn)：如果“通過”就交付使用，如果“未通過”就查找產(chǎn)品失效的原因，并確保產(chǎn)品“通過”，這在一定程度上起到提高產(chǎn)品可靠性水平的作用。

　　HALT/HASS的試驗(yàn)則不同于傳統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)。HALT通過系統(tǒng)地設(shè)置逐級遞增的環(huán)境應(yīng)力，來加速暴露試驗(yàn)樣品的缺陷和薄弱點(diǎn)，而后對所暴露的缺陷和故障從設(shè)計、工藝和材料等方面進(jìn)行分析和改進(jìn)，以達(dá)到提升產(chǎn)品可靠性的目的，最大的特點(diǎn)是設(shè)置高于產(chǎn)品設(shè)計運(yùn)行極限的環(huán)境應(yīng)力，這不僅使暴露故障的時間大大短于正?？煽啃詰?yīng)力條件下的所需時間，還能得于產(chǎn)品的工作極限和使用極限，為HASS的應(yīng)力類型和應(yīng)力量級的選擇提供依據(jù);HASS主要應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)階段，以發(fā)現(xiàn)零部件和組裝中存在的缺陷并實(shí)施必要的改進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)剔除有缺陷的部件或元器件，達(dá)到保證產(chǎn)品的可靠性的目的。

　應(yīng)力要求

　　傳統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)通常被作為一種產(chǎn)品預(yù)期要經(jīng)受外場實(shí)際環(huán)境的模擬試驗(yàn)，研制產(chǎn)品時把技術(shù)要求中所規(guī)定的應(yīng)力極限值作為鑒定或考核產(chǎn)品的條件。這種試驗(yàn)存在著以下幾個問題：一是費(fèi)用昂貴，試驗(yàn)時間過長，有的長達(dá)幾個月甚至超過1年;二是大量產(chǎn)品使用時可靠性差，平均故障間隔時間(MTBF)短，外場返修頻繁，造成擔(dān)保費(fèi)用、維修費(fèi)用居高不下，導(dǎo)致顧客不滿意，嚴(yán)重?fù)p害企業(yè)的信譽(yù);三是產(chǎn)品在設(shè)計與批量生產(chǎn)的試驗(yàn)應(yīng)力要求是一致的;四是不同產(chǎn)品的試驗(yàn)應(yīng)力與基本相同。

　　HALT/HASS試驗(yàn)技術(shù)是一個整體，HALT是進(jìn)行HASS的前提，只有完成了適當(dāng)?shù)腍ALT，并且將所發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題都解決后，才允許進(jìn)行HASS。HALT采用步進(jìn)應(yīng)力的方法進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)過程就是以步進(jìn)方式對產(chǎn)品施加一系統(tǒng)單應(yīng)力(如溫度、高速溫度循環(huán)、多軸隨機(jī)振動)或溫度與振動綜合應(yīng)力，在HALT過程中對發(fā)生的每一個失效都進(jìn)行根本原因分析(Root Cause Analysis),不斷進(jìn)行試驗(yàn)、分析、驗(yàn)證和改進(jìn)，并且得到產(chǎn)品的確良工作極限和損壞極限;HASS試驗(yàn)依據(jù)HALT得于的工作極限和損壞極限，來制訂HASS方案，確定HASS的量級，以保證篩選所消耗的疲勞壽命的量是可以接受的，這是因?yàn)椴还懿捎檬裁春Y選方法，篩選過程總要消耗產(chǎn)品的一部分疲勞壽命，如果使用應(yīng)力和損款應(yīng)力之間的余量很小，就根本不能運(yùn)用任何應(yīng)力篩選方法進(jìn)行篩選。不同產(chǎn)品有不同的工作極限和損環(huán)極限，并且不同產(chǎn)品的篩選的應(yīng)力類型也是不一樣的。因?yàn)?，對所在地有產(chǎn)品不存在統(tǒng)一的HALT/HASS試驗(yàn)應(yīng)力，通常根據(jù)產(chǎn)品各自的特點(diǎn)，選擇產(chǎn)品最敏感的應(yīng)力進(jìn)行篩選。