高加速寿命试验机介绍.ppt

什么什么是是HALT/HASSHALT : Highly Accelerated Life TestingHASS : Highly Accelerated Stress Screen 徐晓东：13912652089 110xxd@在在研研发发的的DVT阶阶段段，，将振将振动动、、温度温度、、电电及湿度及湿度等等应力力，，进进行各种不同的行各种不同的整合整合，，并以并以阶阶梯梯应应力的方式力的方式，，依序或同依序或同时施加在待施加在待测物体上面物体上面How it works•运用比一般环境更高的应力，有次序地加载在测试物上，目的是发掘出新开发设计出的产品的设计弱点，而能使负责设计与开发的工程师，能够针对这项被暴露出的弱点，进行评估，在必要的状况下，能够准确地进一步改善在设计及制程上的这项弱点，进而提升产品的可靠度•这种方法就是所谓的加速或加速应力试验（ＡＳＴ），是可靠度试验的重要一环HALT/HASS/HASA的目的的目的加速产品上市提升产品可靠度HALT/HASS技技术术摘要摘要•观念上：重点在改善、提升可靠度，而非评估（因此，并非Go/No Go Test）。

•方法上，必须深入掌握下列方法：高加速及疲劳理论多应力之量测、分析、加载激励vs.模拟实时监控待测物反应多元的弱点及极限探讨失效物理、根因关系•技巧上：设备的操作及结果的判断基本原理基本原理 – 为为何会失效何会失效？？• •应应力力力力：：引起零引起零组组件失效的因素件失效的因素–单位面积上所承受的作用力大小–如拉伸应力、剪切应力、弯曲应力、动态应力–应力为随机变量，以统计分布来描述• •强强度度度度：阻止：阻止零零组组件失效的因素件失效的因素–单位面积上所承受的作用力大小–如拉伸应力、剪切应力、弯曲应力、动态应力–应力为随机变量，以统计分布来描述基本原理基本原理 – 为为何会失效何会失效？？•应力>强度  失效失效 或 不可靠不可靠基本原理基本原理 – 为为何会失效何会失效？？•产品因退化退化退化退化而强度降低  失效失效基本原理基本原理 – 为为何会失效何会失效？？•即使强度有所提升，但潜在疵病潜在疵病潜在疵病潜在疵病仍可能引致失效基本原理基本原理 – 如何不失效如何不失效？？•ESS或HASS剔除剔除剔除剔除潜在潜在潜在潜在疵病疵病疵病疵病所引起的早夭期失效。

•RET或HALT提升提升提升提升产产品品品品强强度度度度基本原理基本原理 – 如何如何促促发发失效？失效？•施加加速加速加速加速应应应应力力力力，促使潜在疵病或脆弱设计成失效，以提升产品强度Overview of HALT & HASS•HALT–获得产品操作以及破坏极限–挖掘设计弱点及制程疵病所引致失效–进行失效RCA，开发CA，并改正失效，提升可靠度•HASS研發研發–订定HASS规格底线– –HASSHASS验证验证验证验证：•剔除疵病效益的验证•不损及太多使用寿命的验证•HASS生生产产–监控生产的筛选效益HALT & HASS的原理的原理•7075-T6铝的疲劳损伤S-N曲线：–应力在40KSI时，疲劳断裂循环数为2,000,000–应力在80KSI时，疲劳断裂循环数为2,000•例如对铝制零组件插脚施加1,000Hz的振动，当应力为40,000psi时，则将会在2,000sec后失效，而当应力为80,000psi时，则将会在2sec后失效HALT & HASS的原理的原理•温变率和筛选时间的关系：–温变率5oC/min需要筛选时间440hr–温变率40oC/min需要筛选时间0.1hr。

HALT & HASS的原理的原理•若若振振动动位位位位准准降低降低为为原來的原來的1/2，，，，则则则则–在新位在新位准准下，需要下，需要1000倍的倍的时间时间，或，或–在在原来原来时间时间下下，需要，需要1000部部振振动动机机，， 才能才能发现发现等价等价的失效的失效数数•若若温温变变率从率从40oC/min降低降低5oC/min，，则则–在在5oC/min下，需要下，需要4400倍的倍的时间时间，或，或–在在原来原来时间时间下下，需要，需要4400部部温度柜温度柜，， 才能才能发现发现等价等价的失效的失效数数环境境试验和和HALT的主要差別的主要差別•观念（鉴定 vs. 强化）•方法（模拟 vs. 激励）•技巧（微观 vs. 巨观）基本原理基本原理 – 模模拟拟 or 激励激励•模模拟(Simulation)–模拟操作环境–试验：产品研发•研发•加速寿命试验(ALT)•品质鉴定试验(QT)•可靠度•可靠强化试验(RET)•TAAF：可靠度成长–环境条件：•自然环境•诱发环境•复合环境•加速应力–试验裁适•激激勵(Stimulation)–促发疵病成失效–筛选：制程•零件及制程疵病•零组件•电路板•单机•系统•SAAF：制程精进–环境应力筛选•温度循环•随机振动•湿度•电力循环•复合环境–应力筛选裁适产品品品品质• •产产品品品品品品品品质质的特性的特性的特性的特性：–产品离开生产线的性能。

–产品在使用操作中保持其离开生产性能之能力• •品品品品质质保保保保证证(1940~)(1940~)环境试验产产品品品品环环境适境适境适境适应应性性性性• •可靠度保可靠度保可靠度保可靠度保证证(1960~)(1960~)可靠度试验产产品可靠性品可靠性品可靠性品可靠性•确保产品品质及可靠度，环境试验及可靠度试验缺一不可设计 制造制造 试验试验HALT/HASSHALT/HASS和可靠度工程的关系和可靠度工程的关系HALT/HASS/HASA的目的的目的加速产品上市提升产品可靠度基本原理基本原理 – 浴缸曲浴缸曲线线加速可靠度工程加速可靠度工程(1990~)•HALT : Highly Accelerated Life Testing•HASS : Highly Accelerated Stress ScreenHALT产品产品强化强化HASS过程过程检测检测设计设计阶段阶段生产生产阶段阶段HALT的的产产品研品研发发Non-HALT v.s. HALT执执行行行行HALTHALT的的的的产产产产品寿命品寿命品寿命品寿命无无无无执执行行行行HALTHALT的的的的产产产产品寿命品寿命品寿命品寿命经济上的考量上的考量•尽早在产品设计阶段发现设计弱点，可以获得许多好处。

阶段阶段花费花费设计阶段设计阶段$35采购之前采购之前$175生产之前生产之前$368装船之前装船之前$17,000顾客使用顾客使用$690,000及早及早发现发现，提早，提早治治疗疗！！HALT v.s. DVT•不同的目的，不同的不同的目的，不同的结结果果DVTØ验证产品符合规格Ø验证产品于所遭遇环境 內可发挥功能Ø当产品通通通通过过所有所有所有所有试验试验， 且没有没有没有没有发发生失效生失效生失效生失效时，它 才算成功HALTØ对产品施加超出规格的应力Ø对产品持续施加应力，直到弱点变成失效Ø決定操作及破坏界限Ø当产品失效被失效被失效被失效被促促促促发发发发、获获悉悉悉悉失效失效失效失效 模式模式模式模式、已已已已采取采取采取采取CACA且消除且消除且消除且消除以及 界限已被界限已被界限已被界限已被决定决定决定决定，它才算成功HALT v.s. DVT – 关关键键性的差异性的差异•DVT是一是一种种 “通通过过/不不通通过过” 试验试验•HALT则不是，故不是，故无所无所谓谓的的 “通通过过/不不通通过过” 问题问题，此乃因它，此乃因它没有没有预设预设的界的界限限来来提供跨越。

提供跨越目的不同，目的不同，应应力不同力不同DVT是是模模拟拟！！•使用环境条件•缓慢的温变率•传统正弦或随机振动HALT是是激激发发！！•温度极值•温变率极值•6自由度重复冲击式的振动(RSV)HALT能否能否用來取代用來取代DVT？？？？HALT、、HASS和和传统传统方法的方法的比比较较阶段阶段設計設計先導生產先導生產生產生產試驗類別試驗類別品質鑑定品質鑑定HALT壽命試驗壽命試驗HASS研發研發 HASS安全性安全性 可靠度展示可靠度展示HASSHASS最佳化最佳化目的目的符合顧客需求最大邊際最少試件展示壽命選擇規格及設備出廠許可確認量測可靠度精進可靠度最少成本最大效益期望期望顧客能接受精進邊際獲得所需MTBF最少成本及最大可靠度HASS後仍有足夠壽命通過根本原因修正行動最少成本最大效益方法方法依序模擬實地環境階梯應力至失效實地模擬最大時間壓縮多次重複但無磨耗實地模擬 加速激發重複HASS修訂輪廓時間時間數週數天數週數天數天數月數分數週應力位準應力位準實地超過實地實地超過實地超過實地實地超過實地超過實地HALT和和传统试验传统试验•成本/时程的比较产品品 #1 - HALT• 试验设备成本 - $8,000。

• 三个试验样本• 一个整合实验柜• 不需振动夹具• 5天完成产品品 #2 – 传统传统• 试验设备成本 - $65,000• 二个试验样本• 二个温度柜，二个振动台• 二个振动夹具• 7周完成结论：： HALT提供提供较较快速的上市快速的上市时间时间(降低降低试验时间试验时间) 、降低工程成本及、降低工程成本及较统试验较统试验方法方法为为佳佳的的试验结试验结果果高加速高加速寿命寿命试验试验Highly Accelerated Life Test(HALT)HALT三部曲三部曲•HALTHALT之前之前之前之前：–试验及设计工程师在HALT执行之前，需召开HALT委员会，考量测试软硬体、夹具、电缆线、数据截取设备及资源分配等事宜，并开会商议HALT试验计划及开始时间•HALTHALT：–依据HALT委员会所律定试验计划，执行HALT•HALTHALT之之之之后后后后：–HALT报告完成后， HALT委员会成员再次集会，研讨HALT期间所发现的议题，以指定各议题的负责人员各负责人必须随后向HALT委员会报告各议题的根本原因及修正行动，以利安排后续HALT的时程，再次验证修正行动是否奏效。

HALT的的议题议题•为何何执行行HALT？？–使产品成熟地进入市场，即更高的顾客满意度、降低保固与服务成本及具有竞争优势，且使设计研发成本花费最少•HALT的的优优缺点缺点为为何何？？–优点：提升可靠度、节省成本、具竞争力、比预期早上市、提高市场占有率–缺点：需投资筹建HALT及HASS专用设备•为何何对好好产品施加品施加应力极力极值？？–尽快发掘失效，并加以改正–获得产品操作及破坏界限HALT的好的好处处•迅速发现设计及制程的限制•评估及精进设计边际•获得边际的统计资讯•提升产品可靠度(MTBF) •降低开发时间及成本•在制造前消除设计问题•评估产品变更的工具HALTHALT为设计为设计为设计为设计工程工程工程工程师师师师的的的的设计设计设计设计强强强强化化化化工具，它工具，它工具，它工具，它没有没有没有没有预设预设预设预设的界限。