近段时间接到一个朋友电话:其客户要求其产品通过HALT实验的-60℃和110℃的试验,朋友一下子懵了。因为该产品的仅能达到-40℃~85℃的要求,这实际上是客户对于HALT试验的理解陷入了误区。
这种理解不是一种偶然,主要与HALT的翻译有关,现在一般有两种翻译方式:
——HighlyAccelerated Life Test 高加速寿命试验;
——HighlyAccelerated Limitation Test 高加速极限试验。
这两种翻译形成了HALT的两种认知流派试验,第一种翻译容易给人造成误解,如果没有深入分析过该试验的公司或个人容易根据字面意思简单的将其作为可靠性试验的项目,并逐级向上游硬性要求,这就是我朋友遇到的困扰;而第二种翻译则是通过试验查找产品极限,这种翻译更加明确的支出了HALT试验的本质:HALT不是一个有通过/失效的可靠性试验,而是一个在设计初期通过逐级应力加速的破坏性试验,发现产品的设计、工艺和材料的短板或缺陷,从而针对性的进行分析和改进,从而提高产品可靠性的试验。并且为后续的HASS 和HASE提供条件选择依据。
其中,有几个概念需要明确:
HALT(Highly Accelerated Limitation/LifeTest)高加速寿命试验
HASS(Highly Accelerated Stress Screen)高加速应力筛选
HASA(Highly Accelerated Stress Audit)高加速应力稽核
BI (Burn in)老化
用一个图进行这几个概念的表示
图1:概念区分图
其中
产品工作范围:根据产品设计目的,客户要求及零部件的应力上限,基本可以定义出产品的工作范围。
Burn In :产品老化为了去掉早期失效,是一个必要的工序,但是为了避免应用过应力导致批次性失效或降低产品寿命,应力一般采用产品工作范围极限值。
HALT :通过应力步径式上升找到产品极限的试验
产品破坏极限:一般通过HALT试验找出产品破坏极限。
HASS : 以产品破坏极限作为参考,进行产品工作极限查找的试验。
产品工作极限:一般通过HASS试验,采用产品破坏极限的一定百分比,通过试验结果上升或下降应力步径找到。
HASE :一种在产品批量生产阶段使用抽样理论的筛选试验方法。为了加快验证效率,可以采用高于产品工作范围,低于产品工作极限的应力进行试验。
HALT/HASS的试验方案:
Step No. |
Test Name |
From |
To |
Step Description |
Period |
||
HALT |
1 |
Low Temperature |
0°C |
TL -70°C or until stops Functioning |
Reduction of -10°C intervals. |
Dwell time: at least 10 minutes in each step. |
|
2 |
High Temperature |
20°C |
TH +130°C Or until stops functioning |
Increase of +10°C intervals. |
Dwell time: at least 10 minutes in each step. |
||
3 |
Temperature Shock Cycling |
TL +10 |
TH-10 |
Rate of up to 60°C per minute. |
|||
3 |
Vibration |
5 g RMS |
VH 30 gRMS or until stops functioning |
Increase of 5 g per step. |
10 minutes at each load. |
||
4 |
Temperature Cycling and Vibration test |
TL +10 VH-5 |
TH-10 VH-5 |
Rate of up to 60°C per minute. |
|||
HASS |
1 |
Temperature Cycling and Vibration test |
80% TL 50%VH |
80% TH 50%VH |
Online,erroe is /not detected |
||
2 |
Temperature Cycling and Vibration test |
plus-minus stress |
plus-minus stress |
Online, no error in this level, but there is a bit error in the next level (high stress) |
|||
注1:HALT先施加破坏性较小的应力,再施加破坏性较大的应力,所以HALT试验中一般的顺序是:低温---》高温---》快温变---》振动---》温度与振动综合应力
注2:高温+震动所产生的应力大约是常温+震动的五倍(国马里兰大学可靠性研究中心)
来源:光器件可靠性
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