HALT從名稱上看是一種壽命試驗,但其更重要的作用是充當產(chǎn)品的設(shè)計或操作極限驗證的角色。它是一種使受測樣品承受不同階梯應(yīng)力,進而及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計極限以及潛在缺陷或弱點的程序性的試驗方法。利用此測試可迅速找出產(chǎn)品設(shè)計及制造的缺陷、改善設(shè)計缺陷、增加產(chǎn)品可靠度并縮短上市時間,同時可建立設(shè)計能力、產(chǎn)品可靠度的基礎(chǔ)資料及日后成為研發(fā)的重要依據(jù)。通過失效分析手段對HALT發(fā)現(xiàn)的缺陷進行分析,再通過設(shè)計改進等達到產(chǎn)品可靠性增長的目標。HALT試驗的具體內(nèi)容包括:

●逐步施加步進應(yīng)力直到產(chǎn)品失效/故障。

●采取臨時措施,修正產(chǎn)品的失效/故障。

●繼續(xù)逐步施加應(yīng)力直到產(chǎn)品再次失效/故障時,再次修正。

●重復(fù)以上應(yīng)力—失效—修正步驟,直到不可修復(fù)。

●找出產(chǎn)品的基本操作界限和基本破壞界限。

在HALT試驗中，可找到試樣在溫度及振動應(yīng)力下的可操作界限( operational limit ）與破壞界限（destruct limit )?？刹僮鹘缦薜亩x為當實驗過程中發(fā)生功能故障,在環(huán)境應(yīng)力消除后即自動回復(fù)的應(yīng)力臨界點;而破壞界限則是功能故障在環(huán)境應(yīng)力消除后依然存在的應(yīng)力臨界點（見圖1.9 )。

因此,HALT試驗主要用于產(chǎn)品的研發(fā)階段,使用的應(yīng)力遠高于正常運輸、儲存、使用時的應(yīng)力,所使用的這些應(yīng)力一般包括高低溫儲存、溫度沖擊、隨機振動以及多軸向振動、溫度與振動組合應(yīng)力等。一般HALT的試驗程序主要包括:

（1)溫度步進應(yīng)力試驗:此項試驗分為低溫及高溫兩個階段應(yīng)力,首先進行低溫階段應(yīng)力試驗,將待測物放于綜合環(huán)境試驗機中，將溫度感應(yīng)線接至欲記錄的零件上,并調(diào)整風(fēng)管使氣流能均勻分布于機臺上，依待測物的電氣規(guī)格加滿載,設(shè)定起始溫度20℃，每階段降溫10℃，階段溫度穩(wěn)定后維持10nmin,之后在階段穩(wěn)定溫度下進行至少一次的開關(guān)機及功能測試，如一切正常則將溫度再降10℃,并待溫度穩(wěn)定后維持10min再進行開關(guān)機及功能測試，以此類推直至發(fā)生功能故障,則將溫度回復(fù)至常溫并穩(wěn)定后，再進行開關(guān)機及功能測試,觀察其功能是否恢復(fù)，以判斷是否達到操作界限或破壞界限。如功能正?；貜?fù)，則將故障前的低溫值記錄為可操作界限,同時再將溫度逐段下降直至發(fā)現(xiàn)當回復(fù)常溫仍然無法使功能自動恢復(fù)的低溫，則此低溫即為低溫破壞界限。在完成低溫應(yīng)力試驗后，即可依相同程序進行高溫應(yīng)力試驗,即將綜合環(huán)境應(yīng)力試驗機自20℃開始,每階段升溫10℃(線路板組件的第一步升溫可以到55℃),待溫度穩(wěn)定后維持10min,然后進行開關(guān)機及功能測試直到發(fā)現(xiàn)高溫操作界限及高溫破壞界限為止(見圖1.10 )。

(2）快速溫變試驗:此試驗將先前在溫度應(yīng)力試驗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60℃ /min的快速溫度變化率在此區(qū)間內(nèi)進行6個循環(huán)高低溫度變化,在每個循環(huán)的最高溫度及最低溫度皆需停留10min,使溫度穩(wěn)定后再進行開關(guān)機及功能測試,如發(fā)現(xiàn)待測物發(fā)生可回復(fù)性故障,則將溫變速率減小10℃/min,再進行溫變,直到6個循環(huán)皆無可回復(fù)性故障發(fā)生,則此溫變速率即為此試驗的操作極限,在此試驗中不需尋棧破壞極限。

(3）隨機振動試驗:此試驗是將振動峰值加速度自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)的條件下進行開關(guān)機及功能測試，以判斷其是否達到可操作界限或破壞界限。當頻率值達到30G時,在功能測試完成后，須將頻率值降至5G,再進行功能測試以觀察是否在高振動條件下遭到破壞,但卻無法測得隱含的不良,而后更高頻率值的測試都需以此模式進行。

( 4）溫度振動組合環(huán)境試驗:此試驗將快速溫變及隨機振動試驗合并同時進行，使加速老化的效果更顯著。在HASS的實驗中即是以組合的條件進行，方能在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)制造上的問題。此處使用先前的快速溫變循環(huán)條件及溫變率,并將隨機振動自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)定后進行開關(guān)機及功能測試，如此重復(fù)進行直至達到可操作界限及破環(huán)界限為止。在以上四個試程中，受測物所產(chǎn)生的任何異常狀態(tài)應(yīng)加以記錄,且應(yīng)分析是否可藉由變更設(shè)計克服這些弱點,并加以修改后再進行下一步驟的測試,提高產(chǎn)品的可操作界限及破壞界限,從而達到提升可稱性的目的。

HASS技術(shù)是一種高效的工藝篩選過程。它使用較高個別或組合應(yīng)力,施加在批量生產(chǎn)的產(chǎn)品上進行篩選,剔除產(chǎn)品的隱含缺陷而又不至于損傷良好產(chǎn)品，同時可以為生產(chǎn)工藝的改進提供依據(jù)。HASS所使用的應(yīng)力來自于HALT試驗,通常,預(yù)篩選所采用的應(yīng)力介于產(chǎn)品的操作界限與破壞界限之間,而探測篩選所采用的應(yīng)力介于產(chǎn)品的標稱值與操作界限之間。HASS一般應(yīng)用于工藝試驗或生產(chǎn)階段,找出那些極有可能沉淀在客戶使用終端,并最終導(dǎo)致產(chǎn)品故障的潛在缺陷,HALT/HASS已被證明是非常有效的。

HASS試驗條件的建立一般包括三個步驟:

( 1) HASS試驗計劃須參考HALT試驗所得到的結(jié)果。一般均將組合環(huán)境試驗中的高、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%作為HASS試驗計劃的初始條件，然后再依據(jù)此條件開始進行組合環(huán)境試驗,并觀察試樣是否有不良發(fā)生。如有不良發(fā)生，須先分析判斷是因過大的環(huán)境應(yīng)力造成的,還是受測物本身品質(zhì)不良造成的,屬前者時應(yīng)再放寬溫度及振動應(yīng)力10%,屬后者時表示目前測試條件有效。如皆無不良情況發(fā)生，則必須再加嚴測試環(huán)境應(yīng)力10%。

(2）不良品有效性驗證。在建立HASS試驗條件時應(yīng)注意兩個原則,第一為該試驗須能檢測出可能造成設(shè)備故障的潛在不良;第二為經(jīng)試驗后，不致造成設(shè)備損壞或“內(nèi)傷”。為了確保HASS試驗所得到的結(jié)果符合上述兩個原則，首先還必須準備三個試品，并在每個試品上制作一些未依標準所制造或組裝的缺陷,如零件浮插、空焊及組裝不當?shù)取Ｒ宰畛鮄ASS所得到的條件測試各試品，并觀察各試品上的人造不良是否被檢測出，以決定是否加嚴或放寬測試條件,而能使HASS試驗剖面達到預(yù)期效果。

(3）良品有效性驗證。在完成有效性測試后，應(yīng)再把新的良品在調(diào)整過的條件測試30 ～50次，如皆未發(fā)生因應(yīng)力不當而破壞的現(xiàn)象，此時即可判定HASS試驗條件。反之則須再檢測，調(diào)整測試條件以求得最佳組合。同時仍須配合產(chǎn)品經(jīng)客戶使用后所回饋的異常再做適當?shù)恼{(diào)整。另外,當設(shè)計變更時,亦應(yīng)修改測試條件以符合要求。

由于設(shè)備或整機產(chǎn)品由眾多的零部件和模塊組成,HALT試驗會導(dǎo)致故障模式分布零散而復(fù)雜,使失效或故障分析困難。因此,HALT和HASS主要應(yīng)用于組件、模塊以及電路單元等,尤其適于PCBA及焊點質(zhì)量的考察。

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