QualMark堅(jiān)固的振動平臺可產(chǎn)生前所未有的高頻振動(2000Hz以上)能量。對于刺激小型的組件故障及使焊接接點(diǎn)快速疲乏方面,這種高頻能量是非常有效且必需的,最近,我們剛推出新的低頻(Low Frequency)振動系統(tǒng),這種系統(tǒng)可大幅增加平臺低頻(<1000Hz)的振動能量,這種改變使得在刺激更大形、更大質(zhì)量及更獨(dú)立的產(chǎn)品產(chǎn)生故障方面更加有效。在我們其它競爭者的振動系統(tǒng)所作的頻譜分析上顯示,其特性與我們早期的系統(tǒng)類似,而沒有現(xiàn)在我們使用的低頻LF系統(tǒng)所有的效果。HALT應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)階段,以期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性方面的薄弱環(huán)節(jié)。其所施加的應(yīng)力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于產(chǎn)品在正常運(yùn)輸、貯藏、使用時的應(yīng)力。HALT由以下部分組成：
● 逐步施加應(yīng)力直到產(chǎn)品失效/故障。
● 采取臨時措施,修正產(chǎn)品的失效/故障。
● 繼續(xù)逐步施加應(yīng)力直到產(chǎn)品再次失效/故障時,再次修正之。
● 重復(fù)以上應(yīng)力—失效—修正步驟。
● 找出產(chǎn)品的基本操作界限和基本破壞界限。
HASS應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)階段,以確定所有在HALT中找到的改進(jìn)措施已得到運(yùn)用。HASS也用來確保由于生產(chǎn)工藝和元器件的改動并不會使產(chǎn)品引入新的缺陷。HASS包含如下內(nèi)容：
● 進(jìn)行預(yù)篩選(Precipitation Screen)以剔除可能發(fā)展為明顯缺陷的隱性缺陷。
● 進(jìn)行探測篩選(Detection Screen),找出明顯缺陷。
● 故障分析。
● 改進(jìn)措施。
HASS所使用的應(yīng)力界限來自于HALT。通常,預(yù)篩選(Precipitation Screen)所采用的應(yīng)力介于產(chǎn)品的操作界限與破壞界限之間,而探測篩選(Detection Screen)所采用的應(yīng)力介于產(chǎn)品的標(biāo)稱值與操作界限之間。
找出那些極有可能沉淀在客戶使用終端、并最終導(dǎo)致產(chǎn)品故障的潛在缺陷,HALT/HASS已被證明是非常有效的。因此,HALT/HASS能有效地增強(qiáng)產(chǎn)品的可靠性。
HALT(Highly Accelerated Life Test)加速壽命試驗(yàn)：此試驗(yàn)共分為四個主要試程：即溫度應(yīng)力(temp step stress)、高速溫度傳導(dǎo)(rapid thermal transitions)、隨機(jī)振動(random vibration)、溫度及振動合并應(yīng)力(combine environment of temperature and vibration)。在HALT試驗(yàn)中我們將可找到受測物在溫度及振動應(yīng)力下的可操作界限(operational limit)與破壞界限(destruct limit)�？刹僮鹘缦薜亩x為：當(dāng)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的功能故障在環(huán)境應(yīng)力消除后即自動回復(fù)的應(yīng)力臨界點(diǎn);而破壞界限則是功能故障在環(huán)境應(yīng)力消除后依然存在的應(yīng)力臨界點(diǎn)。此實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備為QualMark公司所設(shè)計(jì)的綜合環(huán)境試驗(yàn)機(jī)(OVS Combined Stress System)。其規(guī)格為：溫度范圍-100??200℃,溫度變化最大速率60℃/min,最大加速度可到60Grms,而且振動機(jī)與溫度箱合二為一的設(shè)計(jì),可同時對待測物施加溫度與振動應(yīng)力,以下就四個試程分別說明：
(1) Temp Step Stress：此項(xiàng)試驗(yàn)分為低溫及高溫兩個階段應(yīng)力,首先執(zhí)行低溫階段應(yīng)力(Low Temp Step Stress),將待測物放于綜合環(huán)境試驗(yàn)機(jī)(OVS Combined Stress System)中,將溫度感應(yīng)線接至欲記錄的零件上,并調(diào)整風(fēng)管使氣流能均勻分布于機(jī)臺上,依待測物的電氣規(guī)格加滿載,設(shè)定起始溫度20℃,每階段降溫10℃,階段溫度穩(wěn)定后維持10分鐘,之后在階段穩(wěn)定溫度下執(zhí)行至少一次的power cycling及拉載測試,如一切正常則將溫度再降10℃,并待溫度穩(wěn)定后維持10分鐘再執(zhí)行power cycling及拉載測試,依此類推直至發(fā)生功能故障時,則將溫度回復(fù)至常溫并穩(wěn)定后,再執(zhí)行power cycling及拉載測試,觀察其功能是否恢復(fù),以判斷是否達(dá)到操作界限或破壞界限,如功能正�；貜�(fù),則將故障前的低溫值記錄為可操作界限,同時再將溫度逐段下降直至發(fā)現(xiàn)當(dāng)回復(fù)常溫仍然無法使功能自動恢復(fù)的低溫,則此低溫即為低溫破壞界限。在完成低溫應(yīng)力試驗(yàn)后,即可依相同程序執(zhí)行高溫應(yīng)力試驗(yàn),即將綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)自20℃開始,每階段升溫10℃待溫度穩(wěn)定后維持10分鐘,而后執(zhí)行power cycling及拉載測試直到發(fā)現(xiàn)高溫操作界限及高溫破壞界限為止。
(2) Rapid Thermal Transitions：此試驗(yàn)將先前在Temp Step Stress所得到之低溫及高溫操控界限為此處之高低溫度界限,并以每分鐘60℃之快速溫度變化率在此區(qū)間內(nèi)進(jìn)行6個循環(huán)高低溫度變化,在每個循環(huán)的最高溫度及最低溫度皆需停留10分鐘使溫度穩(wěn)定后再執(zhí)行power cycling及拉載測試,如發(fā)現(xiàn)待測物發(fā)生可回復(fù)性故障,則將Thermal transition rate減少10℃/min再執(zhí)行transition cycle直到6個循環(huán)皆無可回復(fù)性故障發(fā)生,則此Thermal transition rate即為此試驗(yàn)之operation limit,在此試驗(yàn)中不需尋找destruct limit。
(3) Random vibration：此試驗(yàn)是將G值自5G開始,且每階段增加5G,并在每個階段維持10分鐘后,在振動持續(xù)的條件下執(zhí)行power cycling及拉載測試,以判斷其是否達(dá)到可操作界限或破壞界限。當(dāng)G值達(dá)到30G時,在功能測試完成后,須將G值降至5G,再執(zhí)行功能測試以觀察是否有在高振動條件下遭到破壞,但卻無法測得的隱含不良,而后更高G值的測試皆需以此模式進(jìn)行,此種回復(fù)5G的測試稱為Tickle vibration。
(4) Combined Environment of Temperature and Vibration：此試驗(yàn)將rapid thermal transition及random vibration合并同時進(jìn)行,使加速老化的效果更顯著。在HASS的實(shí)驗(yàn)中即是以combined environment的條件執(zhí)行,方能在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)制造上的問題。此處使用先前的快速溫變循環(huán)條件及溫變率,并將隨機(jī)振動自5G開始配合每個循環(huán)遞增5G,且使每個循環(huán)的最高及最低溫度持續(xù)10分鐘,待溫度穩(wěn)定后執(zhí)行power cycling及拉載測試,如此重復(fù)進(jìn)行直至達(dá)到可操作界限及破壞界限為止。在以上四個試程中受測物所產(chǎn)生的任何異常狀態(tài)應(yīng)加以記錄,且應(yīng)分析是否可藉由變更設(shè)計(jì)克服這些弱點(diǎn),并加以修改后再進(jìn)行下一步驟的測試,提高產(chǎn)品的可操作界限及破壞界限,從而達(dá)到提升可靠性的目的。加速老化壽命試驗(yàn)的環(huán)境條件與一般壽命試驗(yàn)仿真正常使用環(huán)境的實(shí)驗(yàn)原理不同,如同Tektronix規(guī)定其temp step stress測試的溫度上下限最大為+140??－100℃,溫變率最高為60℃/min,振動值最大為40G,并以此作為設(shè)計(jì)改良的目標(biāo)。
HASS試驗(yàn)應(yīng)用目的為：在極短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)量產(chǎn)成品是否有制程品質(zhì)上的不良存在。(一) HASS試驗(yàn)計(jì)劃階段：HASS Development(二) 計(jì)劃驗(yàn)證階段：Proof-of-Screen(三) HASS執(zhí)行階段：Production HASS以下分別說明此三個階段。 
HASS Developmentssssssssssssssss
HASS試驗(yàn)計(jì)劃須參考HALT試驗(yàn)所得到的結(jié)果。一般均將combined environment中的高、低溫度的可操作界限(operational limit)縮小20%,而振動條件則以破壞界限(destructional limit)G值的50%做為HASS試驗(yàn)計(jì)劃的初始條件。而后再依據(jù)此條件開始執(zhí)行combined environment test,并觀察受測物是否有不良發(fā)生。如有不良發(fā)生,須先判斷是因過大的環(huán)境應(yīng)力造成,或受測物本身之品質(zhì)不良,屬前者時應(yīng)再放寬溫度及振動應(yīng)力10%,屬后者時表示目前測試條件有效。如皆無不良情況發(fā)生,則必須再加嚴(yán)測試環(huán)境應(yīng)力10%。
Proof-of-Screen
在建立HASS Profile時應(yīng)注意兩個原則：第一為HASS Profile須能檢測出可能造成設(shè)備故障的潛在不良;第二為經(jīng)試驗(yàn)后,不致造成設(shè)備損壞或“內(nèi)傷”。為了確保HASS Development所得到的結(jié)果符合上述二個原則,首先必須準(zhǔn)備三個試品,并在每個試品上制作一些未依標(biāo)準(zhǔn)工法所制造或組裝的缺陷,如零件浮插、空焊及組裝不當(dāng)?shù)取Ｒ訦ASS Development所得到的條件測試各試品,并觀察各試品上的人造不良是否被檢測出,以決定是否加嚴(yán)或放寬測試條件,而能使HASS Profile達(dá)到預(yù)期效果。
在完成有效性測試后,應(yīng)再以新的良品,在調(diào)整過的條件下測試30??50次,如皆未發(fā)生因應(yīng)力不當(dāng)而破壞的現(xiàn)象,此時即可判定HASS Profile通過Proof-of-Screen測試,并可做為Production HASS之用。反之則須再檢討,調(diào)整測試條件以求得最佳組合。
Production HASS
任何一個經(jīng)過Proof-of-Screen考驗(yàn)的HASS Profile皆被視為快速有效的品質(zhì)篩選利器,但仍須配合產(chǎn)品經(jīng)客戶使用后所回饋的異常再做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。另外,當(dāng)設(shè)計(jì)變更時,亦應(yīng)修改測試條件以符合所須。HALT&HASS之試驗(yàn)除了提供設(shè)計(jì)者及制造者對品質(zhì)的信心,最重要的應(yīng)是設(shè)計(jì)者及制造者對試驗(yàn)中所發(fā)生的問題皆能加以分析并設(shè)法改善。唯有如此才能達(dá)到品質(zhì)提升的目的,否則僅為判定產(chǎn)品能力的工具而已。
HALT&HASS試驗(yàn)在國外已經(jīng)被許多知名電源企業(yè)廣泛使用,如美國的ADVANCED ENERGY、Celestica、Vicor、MKS Instruments、POWERWAVE等,他們已經(jīng)將HALT&HASS這項(xiàng)可靠性實(shí)驗(yàn)技術(shù)廣泛地應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā),直至產(chǎn)品的出貨。目前國內(nèi)已有如ASTEC、belfuse、光寶、昀瑞、安圣電氣等公司率先引進(jìn)了HALT&HASS的可靠性試驗(yàn)技術(shù)。
Chroma(致茂電子)為了使 HALT&HASS之可靠性試驗(yàn)技術(shù),在國內(nèi)電子業(yè)界得到充分認(rèn)識及應(yīng)用,已在其中國大陸之分支機(jī)構(gòu),中茂電子(深圳)設(shè)立了國內(nèi)的第一家HALT&HASS開放性試驗(yàn)室,為國內(nèi)電源界的各個研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家提供了電源產(chǎn)品功能性測試服務(wù)相配合的HALT&HASS可靠性試驗(yàn)測試服務(wù)。
