高加速壽命試驗機介紹

1、什么是HALT/HASS,HALT : Highly Accelerated Life Testing HASS : Highly Accelerated Stress Screen 徐曉東,在研發(fā)的DVT階段，將振動、溫度、電及濕度等應力，進行各種不同的整合，并以階梯應力的方式，依序或同時施加在待測物體上面。,How it works,運用比一般環(huán)境更高的應力，有次序地加載在測試物上，目的是發(fā)掘出新開發(fā)設計出的產(chǎn)品的設計弱點，而能使負責設計與開發(fā)的工程師，能夠針對這項被暴露出的弱點，進行評估，在必要的狀況下，能夠準確地進一步改善在設計及制程上的這項弱點，進而提升產(chǎn)品

2、的可靠度。 這種方法就是所謂的加速或加速應力試驗（），是可靠度試驗的重要一環(huán)。,HALT/HASS/HASA的目的,加速產(chǎn)品上市 提升產(chǎn)品可靠度,HALT/HASS技術(shù)摘要,觀念上：重點在改善、提升可靠度，而非評估（因此，并非Go/No Go Test）。 方法上，必須深入掌握下列方法：高加速及疲勞理論。多應力之量測、分析、加載。激勵vs.模擬。實時監(jiān)控待測物反應。多元的弱點及極限探討。失效物理、根因關系。 技巧上：設備的操作及結(jié)果的判斷。,基本原理 為何會失效？,應力：引起零組件失效的因素。 單位面積上所承受的作用力大小。 如拉伸應力、剪切應力、彎曲應力、動態(tài)應力。 應力為隨機變量，以統(tǒng)計分

3、布來描述。 強度：阻止零組件失效的因素。 單位面積上所承受的作用力大小。 如拉伸應力、剪切應力、彎曲應力、動態(tài)應力。 應力為隨機變量，以統(tǒng)計分布來描述。,基本原理 為何會失效？,應力強度 失效 或 不可靠。,基本原理 為何會失效？,產(chǎn)品因退化而強度降低 失效。,基本原理 為何會失效？,即使強度有所提升，但潛在疵病仍可能引致失效。,基本原理 如何不失效？,ESS或HASS剔除潛在疵病所引起的早夭期失效。 RET或HALT提升產(chǎn)品強度。,基本原理 如何促發(fā)失效？,施加加速應力，促使?jié)撛诖貌』虼嗳踉O計成失效，以提升產(chǎn)品強度。,Overview of HALT & HASS,HALT 獲得產(chǎn)品操作以及

4、破壞極限。 挖掘設計弱點及制程疵病所引致失效。 進行失效RCA，開發(fā)CA，并改正失效，提升可靠度。 HASS研發(fā) 訂定HASS規(guī)格底線。 HASS驗證： 剔除疵病效益的驗證。 不損及太多使用壽命的驗證。 HASS生產(chǎn) 監(jiān)控生產(chǎn)的篩選效益。,HALT & HASS的原理,7075-T6鋁的疲勞損傷S-N曲線： 應力在40KSI時，疲勞斷裂循環(huán)數(shù)為2,000,000。 應力在80KSI時，疲勞斷裂循環(huán)數(shù)為2,000。 例如對鋁制零組件插腳施加1,000Hz的振動，當應力為40,000psi時，則將會在2,000sec后失效，而當應力為80,000psi時，則將會在2sec后失效。,HALT & H

5、ASS的原理,溫變率和篩選時間的關系： 溫變率5oC/min需要篩選時間440hr。 溫變率40oC/min需要篩選時間0.1hr。,HALT & HASS的原理,若振動位準降低為原來的1/2，則 在新位準下，需要1000倍的時間，或 在原來時間下，需要1000部振動機， 才能發(fā)現(xiàn)等價的失效數(shù)。 若溫變率從40oC/min降低5oC/min，則 在5oC/min下，需要4400倍的時間，或 在原來時間下，需要4400部溫度柜， 才能發(fā)現(xiàn)等價的失效數(shù)。,環(huán)境試驗和HALT的主要差別,觀念（鑒定 vs. 強化） 方法（模擬 vs. 激勵） 技巧（微觀 vs. 巨觀）,基本原理 模擬 or 激勵,模

6、擬(Simulation) 模擬操作環(huán)境 試驗：產(chǎn)品研發(fā) 研發(fā) 加速壽命試驗(ALT) 品質(zhì)鑒定試驗(QT) 可靠度 可靠強化試驗(RET) TAAF：可靠度成長 環(huán)境條件： 自然環(huán)境 誘發(fā)環(huán)境 復合環(huán)境 加速應力 試驗裁適,激勵(Stimulation) 促發(fā)疵病成失效 篩選：制程 零件及制程疵病 零組件 電路板 單機 系統(tǒng) SAAF：制程精進 環(huán)境應力篩選 溫度循環(huán) 隨機振動 濕度 電力循環(huán) 復合環(huán)境 應力篩選裁適,產(chǎn)品品質(zhì),產(chǎn)品品質(zhì)的特性： 產(chǎn)品離開生產(chǎn)線的性能。 產(chǎn)品在使用操作中保持其離開生產(chǎn)性能之能力。,品質(zhì)保證(1940)環(huán)境試驗產(chǎn)品環(huán)境適應性。 可靠度保證(1960)可靠度試驗產(chǎn)

7、品可靠性。 確保產(chǎn)品品質(zhì)及可靠度，環(huán)境試驗及可靠度試驗缺一不可。,設計 制造 試驗,HALT/HASS和可靠度工程的關系,HALT/HASS/HASA的目的,加速產(chǎn)品上市 提升產(chǎn)品可靠度,基本原理 浴缸曲線,加速可靠度工程(1990),HALT : Highly Accelerated Life Testing HASS : Highly Accelerated Stress Screen,HALT,產(chǎn)品 強化,HASS,過程 檢測,設計 階段,生產(chǎn) 階段,HALT的產(chǎn)品研發(fā),Non-HALT v.s. HALT,執(zhí)行HALT的產(chǎn)品壽命,無執(zhí)行HALT的產(chǎn)品壽命,經(jīng)濟上的考量,盡早在產(chǎn)品設計階

8、段發(fā)現(xiàn)設計弱點，可以獲得許多好處。,及早發(fā)現(xiàn)，提早治療！,HALT v.s. DVT,不同的目的，不同的結(jié)果。,DVT 驗證產(chǎn)品符合規(guī)格。 驗證產(chǎn)品于所遭遇環(huán)境 內(nèi)可發(fā)揮功能。 當產(chǎn)品通過所有試驗， 且沒有發(fā)生失效時，它 才算成功。,HALT 對產(chǎn)品施加超出規(guī)格的應力。 對產(chǎn)品持續(xù)施加應力，直到弱點變成失效。 決定操作及破壞界限。 當產(chǎn)品失效被促發(fā)、獲悉失效 模式、已采取CA且消除以及 界限已被決定，它才算成功。,HALT v.s. DVT 關鍵性的差異,DVT是一種 “通過/不通過” 試驗。 HALT則不是，故無所謂的 “通過/不通過” 問題，此乃因它沒有預設的界限來提供跨越。,目的不同，應

9、力不同,DVT是模擬！ 使用環(huán)境條件。 緩慢的溫變率。 傳統(tǒng)正弦或隨機振動。,HALT是激發(fā)！ 溫度極值。 溫變率極值。 6自由度重復沖擊式的振動(RSV)。,HALT能否用來取代DVT？,HALT、HASS和傳統(tǒng)方法的比較,HALT和傳統(tǒng)試驗,成本/時程的比較,產(chǎn)品 #1 - HALT 試驗設備成本 - $8,000。 三個試驗樣本。 一個整合實驗柜。 不需振動夾具。 5天完成。,產(chǎn)品 #2 傳統(tǒng) 試驗設備成本 - $65,000 二個試驗樣本。 二個溫度柜，二個振動臺。 二個振動夾具。 7周完成。,結(jié)論： HALT提供較快速的上市時間(降低試驗時間) 、降低工程成本及較統(tǒng)試驗方法為佳的試驗

10、結(jié)果。,高加速壽命試驗 Highly Accelerated Life Test (HALT),HALT三部曲,HALT之前： 試驗及設計工程師在HALT執(zhí)行之前，需召開HALT委員會，考量測試軟硬體、夾具、電纜線、數(shù)據(jù)截取設備及資源分配等事宜，并開會商議HALT試驗計劃及開始時間。 HALT： 依據(jù)HALT委員會所律定試驗計劃，執(zhí)行HALT。 HALT之后： HALT報告完成后， HALT委員會成員再次集會，研討HALT期間所發(fā)現(xiàn)的議題，以指定各議題的負責人員。各負責人必須隨后向HALT委員會報告各議題的根本原因及修正行動，以利安排后續(xù)HALT的時程，再次驗證修正行動是否奏效。,HALT的議題,為何執(zhí)行HALT？ 使產(chǎn)品成熟地進入市場，即更高的顧客滿意度、降低保固與服務成本及具有競爭優(yōu)勢，且使設計研發(fā)成本花費最少。 HALT的優(yōu)缺點為何？ 優(yōu)點：提升可靠度、節(jié)省成本、具競爭力、比預期早上市、提高市場占有率。 缺點：需投資籌建HALT及HASS專用設備