電子產品高加速壽命試驗（yàn）方法
作者：
salmon範
編輯：
瑞（ruì）凱儀器
來源：
www.tuyatang.com
發布日期： 2020.04.27
0、引言
高加速壽命試驗(HALT：Highly Accelerated Life Test)技術是目前國際上比較流行的可靠性試（shì）驗技術，它的優點是根據被測產品的自身特點及（jí）產品的使用環境，由研發人員設定出適合該產（chǎn）品的試驗參數（shù），從而（ér）提高了試驗效率。HALT試驗尤（yóu）其適用於使用PCB板的電子產品。
1、試驗目的及（jí）工作原理
1.1試驗目的
傳統的可靠（kào）性試（shì）驗及環境適應性試驗並（bìng）不能確定產品工作極限條件，而（ér）HALT試驗通過不斷（duàn）修改試驗參數（shù），由記錄表來確定產品的操作極限和破壞極限。試驗中不斷增加（jiā）的應力遠大於正常使用條件的環（huán）境應力，使得產品的缺陷可以（yǐ）在較（jiào）短的時間內暴（bào）露，節約了試驗時（shí）間。由於電（diàn）子產（chǎn）品基本符合浴盆曲（qǔ）線（xiàn）原理。在產品的早期將故障暴露後，設計人員可以分析故障產生（shēng）的原（yuán）因，這對元器件的選型及原理（lǐ）設計都（dōu）具（jù）有（yǒu）指（zhǐ）導意義。
1.2 工作原理
HALT試（shì）驗（yàn）一般分為低溫步進試（shì）驗、高溫步進試驗、快速熱循環試驗、振動步進試驗、溫（wēn）度（dù）與（yǔ）振（zhèn）動（dòng）綜合試驗（yàn）。需要注意的是，快速熱循環試（shì）驗（yàn）和溫度與振動綜合試驗的條件確定需要低溫步進（jìn）試驗、高溫步進試驗和振動試驗的相關數據作為邊界條件（jiàn）。
2、試驗方法
2.1低溫步進試驗
電子產品進行HALT試驗時，樣品通常處於通電狀態，如有需要可以（yǐ）通過其他設備監控樣品的（de）工作狀態。一（yī）般情（qíng）況（kuàng）下設定起始溫（wēn）度為20 ℃，每（měi）階段降溫10℃( -30℃以後（hòu）步進步長改變（biàn）為5℃)，每個（gè）階段保持一段時間，通常為10
min，溫度穩定後做一次功能測試，以此類推直到樣品發生功能（néng）故障，繼續降低溫度（dù），直到產品失效並不可恢複，由此（cǐ）來確定低溫操作極（jí）限和破壞極限，如圖1。
2.2高溫步進試驗
試驗時樣品（pǐn）處於通電狀態，設定起始溫度為20℃，每階段升溫10 ℃( 120 ℃以後步進步長改變為5℃)，每個階段維持10 min，溫（wēn）度穩定後做一次功能（néng）測試，以此類推（tuī）直（zhí）到樣品發生功能故障，繼續增加溫度，直到（dào）產品（pǐn）失效並不可恢複，由此來確定高溫操作（zuò）極限和破壞極限（xiàn），如圖2。
2.3快速熱循環試驗
在先（xiān）前的試驗中可以得到低溫及高溫的極限數據值，將這（zhè）兩個極限值作為熱循環的（de）上（shàng）下（xià）極限（xiàn）值，並以1℃/s的溫度變化率在此區間內進（jìn）行若千（qiān）個循環。在每個循環的高溫極限和低溫極限都要保持一段時間（jiān），通常選擇:10
min，溫度穩定觀察測試產品功能，直到樣品發生故障，由此來確定操作極限和破壞極限，如圖3。
2.4振動（dòng）步進試驗
將（jiāng）試驗的加速度初始值設（shè）定為（wéi）5g，然後每階（jiē）段增加5g，在每個（gè）階段維持10 min並做功（gōng）能檢測，直到樣品發生功能故障，繼續增加加速（sù）度值，直到（dào）產品不可恢複，以此來確定樣品的振動操作界限，如圖4。本試驗對振動台（tái）架及產品夾具的要求較高，試驗中應注意夾具的狀態。
2.5溫度（dù）與振動綜合試驗
HALT試驗將溫變與振動同時施加於被測樣品上，相比（bǐ）於傳統的老化試驗，老化的（de）效果更明顯。溫度變化的上下極限與溫度變化的速率與快速熱循環試驗相同。一般（bān）選取振動的初始值為5g，每個（gè）循環加速度（dù）增加（jiā）5g。每個階段（duàn）的高低溫極限值保持10
min，待溫度穩定後觀察樣（yàng）品的功能。如此重複進行，直至達到操作極限及（jí）破換極限為止，如圖5。
3、結論
HALT試驗不僅能確定產品的極限應力，而且（qiě）能夠快速地找出設計缺陷並改進，大大縮短了（le）試驗時間和研製周期，非常適合電子產品的研發。由於HALT試驗不同於傳統（tǒng）的環境試驗，沒有（yǒu）規定的試（shì）驗標準，因此它（tā）具有一定（dìng）的開放性，設計人員可以根據產品的實際（jì）情況對試驗條件進行修改，相信HALT試驗在電子產品的開發上會發揮（huī）越（yuè）來越重要的作用。
