GMW8287-2011高加速壽命測試(HALT )解析

1、廣州廣電計(jì)量檢測股份有限公司http:/www.autotest-1 試驗(yàn)?zāi)康?本試驗(yàn)主要應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)階段，用于快速發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，或快速確認(rèn)產(chǎn)品的工作條件極限和破壞極限，包括溫度條件和振動(dòng)條件。注意，本試驗(yàn)不適用于確認(rèn)產(chǎn)品的使用/設(shè)計(jì)壽命是否滿足要求。2 試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備需達(dá)到如下條件：3 試驗(yàn)方法3.1 GMW 8287方法 試驗(yàn)分四個(gè)步驟進(jìn)行：溫度步進(jìn)試驗(yàn)、快速溫變?cè)囼?yàn)、振動(dòng)步進(jìn)試驗(yàn)、綜合試驗(yàn)。當(dāng)發(fā)生失效后，應(yīng)該允許更換新樣件繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)（無樣件數(shù)量和樣件分配要求）。3.1.1 溫度步進(jìn)試驗(yàn) 1) 試驗(yàn)從室溫（一般在+20+30之間）開始。在試驗(yàn)前，應(yīng)該根據(jù)所涉及材料的相變

2、溫度確定出樣件的最大（工作）溫度范圍。為了使電子部件達(dá)到更高的試驗(yàn)溫度，試驗(yàn)時(shí)最好拆掉產(chǎn)品的塑料殼體。本試驗(yàn)不允許發(fā)生材料的相變，溫度范圍的合理性關(guān)鍵在于不故意制造低級(jí)失效。步進(jìn)量一般選取 10/次（如有必要也可選取 20/次），根據(jù)圖 1 試驗(yàn)剖面進(jìn)行試驗(yàn)。圖 1 GMW8287溫度步進(jìn)示例剖面 2) 溫度保持時(shí)間以樣件溫度完全達(dá)到穩(wěn)定為準(zhǔn)。一般要求在樣件溫度達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定溫度值（熱電偶采集值）之后再保持 5min15min，以保證樣件溫度達(dá)到穩(wěn)定和飽和。根據(jù)樣件的熱質(zhì)量來確定選用最短保持時(shí)間還是最長保持時(shí)間。在溫度保持結(jié)束后立即進(jìn)行全功能檢查，或者在整改溫度步進(jìn)試驗(yàn)過程中進(jìn)行全功能檢查。 3

3、) 試驗(yàn)溫度的下（上）限以樣件工作溫度極限或試驗(yàn)設(shè)備溫度極限為準(zhǔn)。 4) 找到產(chǎn)品的工作溫度極限時(shí)（失效發(fā)生），步進(jìn)量統(tǒng)一選取 10/次。這時(shí)應(yīng)該繼續(xù)將試驗(yàn)進(jìn)行到破壞極限或設(shè)備極限為止，一般情況下，當(dāng)樣件不能完全正常工作時(shí)，需將溫度應(yīng)力進(jìn)行回退（例如：回退到+20或+20到工作極限之間），用以確認(rèn)樣件是否還能正常工作。這里確認(rèn)的工作溫度極限對(duì)于每一個(gè)試驗(yàn)都是非常重要的。但是，對(duì)于較昂貴的原理樣機(jī)級(jí)別的樣件可以不繼續(xù)進(jìn)行，待樣件達(dá)到較成熟狀態(tài)、成本較低時(shí)再確認(rèn)破壞極限。3.1.2 快速溫變?cè)囼?yàn) 1) 至少進(jìn)行 3個(gè)循環(huán)的快速溫變?cè)囼?yàn)（除非在試驗(yàn)中發(fā)生失效）。溫變速率采用設(shè)備所能達(dá)到的最快溫變速率

4、。有時(shí)考慮到試驗(yàn)時(shí)間有限或產(chǎn)品的物理特性，可以跳過本試驗(yàn)，而僅在綜合試驗(yàn)中進(jìn)行快速溫變?cè)囼?yàn)。然而，一般還是建議進(jìn)行本試驗(yàn)，因?yàn)榭梢酝ㄟ^此試驗(yàn)確認(rèn)樣件在綜合試驗(yàn)中被振動(dòng)所遮蓋的溫變率敏感度，根據(jù)圖 2 試驗(yàn)剖面進(jìn)行試驗(yàn)。圖 2 GMW8287快速溫變示例剖面 2) 本試驗(yàn)的溫度范圍一般情況下選取比工作溫度極限低 5的應(yīng)力值，這里的工作溫度極限是在溫度步進(jìn)試驗(yàn)中得到。例如：當(dāng)工作溫度極限是-50+ 100時(shí)，本試驗(yàn)的最小溫度范圍應(yīng)該是-45+95。有一些特殊情況除外，例如當(dāng)材料的相變溫度接近工作溫度極限時(shí)，一個(gè)典型的例子就是在試驗(yàn)過程中必須保留產(chǎn)品的塑料殼體（部件），在這種情況下，就需要縮小本試驗(yàn)

5、的溫度范圍，以避免設(shè)備的溫度過沖導(dǎo)致塑料部件發(fā)生影響產(chǎn)品功能的融化或變形。例如：當(dāng)一個(gè) ABS樣件帶著塑料殼體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，溫度范圍就需要縮小至-45+90。 3) 在樣件溫度達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定溫度值（熱電偶采集值）之后至少再保持5min. 4) 在溫度變化過程中需持續(xù)進(jìn)行功能測試，如果可能，需確認(rèn)是否存在對(duì)溫變速率敏感的問題（如詳細(xì)記錄對(duì)溫度變化敏感的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)）。3.1.3 振動(dòng)步進(jìn)試驗(yàn) 1) 在帶寬2Hz2000Hz 的條件下，試驗(yàn)從設(shè)備設(shè)定值為1Grms10Grms之間（推薦值為 5Grms）開始，步進(jìn)量為 1Grms10Grms之間（推薦值為 5Grms），根據(jù)圖 3 試驗(yàn)剖面進(jìn)行試驗(yàn)。圖

6、3 GMW8287振動(dòng)步進(jìn)示例剖面 2) 每一步的保持時(shí)間至少為 10min，在每次保持時(shí)間結(jié)束時(shí)進(jìn)行功能測試，因此，每一步的總保持時(shí)間取決于對(duì)樣件進(jìn)行一輪功能測試的時(shí)間。 3) 建議在每一步結(jié)束后進(jìn)行一個(gè)“弱振操作”（5Grms3Grms），用于發(fā)現(xiàn)被較高振動(dòng)量級(jí)的極強(qiáng)應(yīng)力所掩蓋的缺陷。通過這個(gè)技巧可以有效地輔助焊接裂縫的檢測。 4) 振動(dòng)量級(jí)的上限以樣件的振動(dòng)極限或試驗(yàn)設(shè)備極限為準(zhǔn)。 5) 找到產(chǎn)品的振動(dòng)極限后，必要時(shí)可將試驗(yàn)進(jìn)行到破壞極限或設(shè)備極限為止。由于在較高量級(jí)的振動(dòng)條件下，不能確認(rèn)產(chǎn)品是否功能完全正常，因此在每一步結(jié)束后進(jìn)行一個(gè)“弱振操作”以確定樣件是否功能正常是非常必要的。3.

7、1.4 綜合試驗(yàn) 1) 至少進(jìn)行 5 個(gè)循環(huán)的綜合試驗(yàn)（除非在試驗(yàn)中發(fā)生失效），根據(jù)圖 4 試驗(yàn)剖面進(jìn)行試驗(yàn)。圖 4 GMW8287綜合試驗(yàn)示例剖面 2) 本試驗(yàn)的溫度范圍選取工作溫度極限（注意：這里不5），或縮小的工作溫度極限（當(dāng)屬于某種特殊情況時(shí)，如樣件上包含軟塑料）?？s小工作溫度極限是為了保證設(shè)備的溫度過沖不會(huì)導(dǎo)致破壞性失效。在每一個(gè)溫度極限下的最短保持時(shí)間是 10min。 3) 起始振動(dòng)量級(jí)由振動(dòng)極限除以5獲得，在每個(gè)溫度循環(huán)后的振動(dòng)步進(jìn)量也采用該量級(jí)（例如：在振動(dòng)步進(jìn)試驗(yàn)中找到的產(chǎn)品振動(dòng)極限是 35Grms，則本試驗(yàn)的第一個(gè)溫度循環(huán)應(yīng)該在 7Grms下進(jìn)行。在每完成一個(gè)溫度循環(huán)后振動(dòng)

8、量級(jí)增加 7Grms循環(huán)1：7 Grms，循 2：14 Grms，循環(huán)3：21Grms，循環(huán)4：28Grms，循環(huán) 5：35 Grms）。如果在振動(dòng)步進(jìn)試驗(yàn)中未找到振動(dòng)極限，則使用設(shè)備極限除以5，注意此時(shí)使用的是較小的起始振動(dòng)量級(jí)和步進(jìn)量。 4) 建議在每一步結(jié)束后進(jìn)行一個(gè)“弱振操作”（5Grms3Grms），用于發(fā)現(xiàn)被較高振動(dòng)量級(jí)的極強(qiáng)應(yīng)力所掩蓋的缺陷。 5) 在每個(gè)保持時(shí)間結(jié)束時(shí)進(jìn)行功能測試，總保持時(shí)間的長短取決于功能測試時(shí)間的長短。HALT試驗(yàn)的整體試驗(yàn)剖面如圖 5 所示。圖 5 GMW8287 HALT試驗(yàn)整體示例剖面3.1.5 樣件異常處理措施當(dāng)在 HALT試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)失效后，應(yīng)進(jìn)一步

9、確定失效發(fā)生的原因，針對(duì)每一種失效進(jìn)行根本原因分析，并確定適當(dāng)?shù)募m正措施。對(duì)從 HALT試驗(yàn)結(jié)果中歸納出來的糾正措施需要進(jìn)行工程決策。從缺陷的確認(rèn)到糾正措施的采取這一整個(gè)過程都需要清楚地記錄在問題報(bào)告和跟蹤過程中。這個(gè)形式可以采取反饋 DFMEA分析中的行動(dòng)項(xiàng)的方式，或者研發(fā)和確認(rèn)過程中的事件跟蹤的方式。3.1.6 監(jiān)測產(chǎn)品性能穩(wěn)定性：定期Re-HALT在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行過HALT試驗(yàn)，并獲得產(chǎn)品的工作極限后，需要每 9個(gè)月或 1年對(duì)已批產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行一次Re-HALT試驗(yàn)，以確認(rèn)產(chǎn)品的性能是否穩(wěn)定。如果定期 Re-HALT試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的性能呈持續(xù)下降的趨勢，則需要縮短定期 Re-HALT試驗(yàn)的

10、周期。如果在 Re-HALT試驗(yàn)中，產(chǎn)品的工作極限下降到95%以下，則需要進(jìn)行根本原因分析，并決策是否需要采取糾正措施或評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)是否可接受。3.2 Ford CETP00.00-E-412方法 試驗(yàn)分五個(gè)步驟進(jìn)行：低溫試驗(yàn)、高溫試驗(yàn)、溫度沖擊試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、綜合試驗(yàn)。溫度和溫度沖擊試驗(yàn)使用 3個(gè)樣件，振動(dòng)試驗(yàn)使用3個(gè)新的樣件。3.2.1 低溫試驗(yàn) 試驗(yàn)步驟 1) 將 3個(gè) DUT放置到試驗(yàn)箱，把2個(gè)熱電偶粘到其中一個(gè)樣件的PCB板表面。 2) 以最高 4/min的速度降低溫度到-40，運(yùn)行 DUT，看是否工作正常。 3) 關(guān)閉 DUT，降低 5并保持 5分鐘。結(jié)束后，運(yùn)行 DUT

11、，看是否工作正常。 4) 繼續(xù)進(jìn)行直至出現(xiàn)異?；蜻_(dá)到-100。 5) 試驗(yàn)結(jié)束后，以 4/min返回常溫。 樣件異常處理措施如果 DUT出現(xiàn)異常，記錄溫度和壞項(xiàng)。 1) 重復(fù)關(guān)閉/打開 DUT看是否恢復(fù)。 2) 如果恢復(fù)，則保持 5分鐘后，繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。 3) 如果沒有恢復(fù)，關(guān)閉 DUT并返回到工作正常的溫度下，保持 5分鐘后打開 DUT檢查功能。如果沒有恢復(fù)，則繼續(xù)上升5，直至工作正?；蜻_(dá)到-40。如果組件恢復(fù)，記錄恢復(fù)時(shí)的溫度并在指定電壓下檢查功能。 4) 如果樣件不能恢復(fù)正常，則記錄到試驗(yàn)日志中，從試驗(yàn)中移除 DUT供以后分析。 5) 如果不是所有的樣件失效，則以 4/mi

12、n 返回到先前的設(shè)置點(diǎn)并繼續(xù)試驗(yàn)，直至 DUT出現(xiàn)異?；蜻_(dá)到-100。 6) 如果樣件在-40或更低的溫度恢復(fù)正常，則繼續(xù)進(jìn)行高溫試驗(yàn)。否則，用新的樣件替換，繼續(xù)試驗(yàn)。注：任何在-55以上出現(xiàn)的異常都被認(rèn)為是失效，必須用 8D的方法進(jìn)行分析。3.2.2 高溫試驗(yàn) 試驗(yàn)步驟 1) 將 3個(gè)DUT放置到試驗(yàn)箱，把2個(gè)熱電偶粘到其中一個(gè)樣件的PCB板表面。 2) 以最高 4/min的速度升高溫度到 75，運(yùn)行 DUT，看是否工作正常。 3) 關(guān)閉 DUT，升高 5并保持時(shí)間 5分鐘。結(jié)束后，運(yùn)行 DUT，看是否工作正常。 4) 繼續(xù)進(jìn)行直至出現(xiàn)異?；蜻_(dá)到最高工作溫度+50。 5) 試驗(yàn)

13、結(jié)束后，以 4/min返回常溫。 樣件異常處理步驟如果 DUT出現(xiàn)異常，記錄溫度和壞項(xiàng)。 1) 重復(fù)關(guān)閉/打開 DUT看是否恢復(fù)。 2) 如果恢復(fù)，則保持 5分鐘后，繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。 3) 如果沒有恢復(fù)，關(guān)閉 DUT并返回到工作正常的溫度下，保持 5分鐘后打開 DUT檢查功能。如果沒有恢復(fù)，則繼續(xù)下降5并保持 5分鐘，直至工作正?；蜻_(dá)到 75。如果組件恢復(fù)，記錄恢復(fù)時(shí)的溫度并在指定電壓下檢查功能。 4) 如果樣件不能恢復(fù)正常，則記錄到試驗(yàn)日志中，從試驗(yàn)中移除 DUT供以后分析。 5) 如果不是所有的樣件失效，則以 4/min 返回到先前的設(shè)置點(diǎn)并繼續(xù)試驗(yàn)，直至 DUT出現(xiàn)異?；蜻_(dá)到

14、最高工作溫度+50。 6) 如果樣件在 75或更高的溫度恢復(fù)正常，則繼續(xù)進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)。否則，用新的樣件替換，繼續(xù)試驗(yàn)。注：任何在最高工作溫度 +15以下出現(xiàn)的異常都被認(rèn)為是失效，必須用8D的方法進(jìn)行分析。3.2.3 溫度沖擊試驗(yàn) 試驗(yàn)步驟 1) 將 DUT放置到試驗(yàn)箱，把 2個(gè)熱電偶粘到其中一個(gè)樣件的 PCB板表面。 2) 以最高 4/min的速度降低溫度到-40，運(yùn)行 DUT，看是否工作正常。 3) 以 15/min開始溫度沖擊試驗(yàn)，升溫達(dá)到最高儲(chǔ)存溫度。保持足夠長時(shí)間，直至 PCB板溫度達(dá)到最高儲(chǔ)存溫度。 4) 關(guān)閉 DUT，返回到-40。重復(fù)打開/關(guān)閉的循環(huán)至 5次循環(huán)

15、結(jié)束 5) 溫變速率增加 5/min，重復(fù) 5個(gè)循環(huán)，直至 DUT異?；驕刈兯俾蔬_(dá)到50/min. 樣件異常處理步驟如果 DUT出現(xiàn)異常，記錄溫度和壞項(xiàng)。 1) 重復(fù)關(guān)閉/打開 DUT看是否恢復(fù)。 2) 如果恢復(fù)，則記錄到試驗(yàn)日志中，繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)直至達(dá)到 50/min或出現(xiàn)用關(guān)閉/打開電源的方法無法恢復(fù)的異常。 3) 記錄變化速率和異?，F(xiàn)象，關(guān)閉 DUT并返回到工作正常的變化速率下。 4) 一個(gè)循環(huán)后打開 DUT，驗(yàn)證運(yùn)行情況。 5) 如果沒有恢復(fù)，繼續(xù)降低變化速率，直至恢復(fù)或達(dá)到 10/min。 6) 如果恢復(fù)，則記錄變化速率到日志中。將 DUT以 4/min的速率返回常溫，檢

16、查功能。 7) 如果樣件不能恢復(fù)正常，則記錄到試驗(yàn)日志中，從試驗(yàn)中移除 DUT供以后分析。 8) 如果不是所有的樣件失效，返回到先前的變化速率并繼續(xù)試驗(yàn)，直至所有的 DUT出現(xiàn)異常或達(dá)到 50/min的變化速率。 9) 完成后，返回到常溫，繼續(xù)振動(dòng)試驗(yàn)注：任何在 30/min變化速率以下出現(xiàn)的異常都被認(rèn)為是失效，必須用8D的方法進(jìn)行分析。3.2.4 振動(dòng)試驗(yàn) 試驗(yàn)步驟 1) 將 DUT固定到振動(dòng)臺(tái)上，把三軸向加速計(jì)（控制傳感器）粘到其中一個(gè)樣件的外殼上。如果可行，粘兩個(gè)熱電偶到 PCB板表面。 2) 開始振動(dòng)試驗(yàn)，持續(xù)監(jiān)控 DUT并慢慢升高加速度至 5gs。保持 5分鐘。 3)

17、如果 DUT工作正常，則繼續(xù)增加 5gs加速度，保持5分鐘。 4) 重復(fù)上一步，直至 DUT出現(xiàn)異常或達(dá)到 20gs。 5) 20gs以后，每步增加量減少至2.5gs，直至達(dá)到50gs或出現(xiàn)異常。 樣件異常處理步驟如果 DUT出現(xiàn)異常，記錄加速度值和壞項(xiàng)： 1) 重復(fù)關(guān)閉/打開 DUT看是否恢復(fù)。 2) 果恢復(fù)，在該加速度下保持 5分鐘，繼續(xù)進(jìn)行下一步試驗(yàn)。 3) 如果沒有恢復(fù)，關(guān)閉 DUT并返回到工作正常的振動(dòng)條件下，檢查功能，看是否正常。如果沒有恢復(fù)，關(guān)閉 DUT并以5g的步進(jìn)降低振動(dòng)加速度，保持 2分鐘，直至恢復(fù)正?；蜻_(dá)到 5gs。 4) 如果恢復(fù)，記錄下恢復(fù)時(shí)的加速度，在

18、規(guī)定的電壓下檢查功能。 5) 如果 DUT不能恢復(fù)，則記錄到日志中，并以最高 4/min的速率返回室溫，從試驗(yàn)中移除，待以后分析。 6) 如果不是所有的樣件失效，返回到上一個(gè)設(shè)置點(diǎn)，繼續(xù)試驗(yàn)，直至失效或達(dá)到 50gs。 7) 如果 DUT 通過，則繼續(xù)進(jìn)行溫度沖擊/振動(dòng)綜合試驗(yàn)。如果沒通過，則用新的 DUT替換，進(jìn)行綜合試驗(yàn)。注：任何在 20gs以下出現(xiàn)異常的 DUT被認(rèn)為是失效的，必須用 8D的方法分析解決。3.2.5 溫度沖擊/振動(dòng)綜合試驗(yàn) 試驗(yàn)步驟 1) 確認(rèn) DUT牢固的安裝在設(shè)備臺(tái)上。打開 DUT并驗(yàn)證工作是否正常。 2) 以 4/min 的速率降低溫度到-40。以溫度沖擊試驗(yàn)中，最后的 DUT工作正常時(shí)的變化速率，開始溫度沖擊循環(huán)。同時(shí)，以振動(dòng)試驗(yàn)中，最后的 DUT工作正常時(shí)的加速度，開始振動(dòng)。 3) 振動(dòng)以 2分鐘間隔打開/關(guān)閉。當(dāng)溫度降低時(shí)，關(guān)閉 DUT。當(dāng)溫度上升時(shí)，打開DUT. 4) 用熱電偶檢測 PCB板達(dá)到最低或最高溫度，然后開始上升/下降循環(huán)。 5) 繼續(xù)進(jìn)行 20個(gè)循環(huán)或出現(xiàn)異常。 樣件異常處理步驟如