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環境應篩選（ESS）業內通常分為常規應力篩選、定量應力篩選和HALT（高加速壽命試驗）、HASS（高加速應力篩選）和POS適用臨界條件篩選。本文主要涉及高加速壽命試驗（HALT），并側重于試驗方法。

國內應力篩選的主要標準是GB1032-1990，該標準頒布將近30年，得到了廣泛的應用，至今尚未更新。國內定量應力篩選主要標準是GJB/Z 34-1993。而目前關于高加速應力壽命的試驗，目前沒有找到相關的國家標準。

HALT的歷史

HALT概念是由G. K. Hobbs 、K. A. Gray、L. W. Condra等人提出，主要針對產品設計研發階段。其中G. K. Hobbs（1939-2010 中文譯稱：葛瑞格•K.霍布斯；英文全名：Gregg K. Hobbs ）博士的貢獻最為令人矚目。

1988年美國G•K•Hobbs博士提出高加速壽命試驗（HALT）和高加速應力篩選（HASS）兩種可靠性試驗方法。目前在美國、日本、西歐等國家和地區得到了很多的應用，比如在通訊、電子、汽車、航空，航天等工業部門，均取得了顯著的效果。目前國內一些企業行業也得到了很多應用，比如華為、中興等。很多第三方試驗室都具備開展HALT的設備和能力。

HALT相關概念

高加速壽命測試(highly accelerated life testing ，HALT)通常講它是一種研發工具，而不是一種試驗，不是現場環境的模擬與再現，他不能給出通過或不通過，合格與否的結論，它主要應用在產品設計和試制階段，針對產品電路板、級件、子系統、系統等不同層級，利用極端的階梯步進各環境應力及綜合應力加于試樣，在早期發現產品缺陷、操作設計邊際及結構強度極限的方法。試樣通過HALT所暴露的缺陷，涉及設計、材料、結構、工藝等諸方面。通過HALT試驗，可以實現快速發現產品的潛在缺陷，并加以改進和驗證，從而增加產品的極限值，提高其堅固性及可靠性。施加于試樣的應力，包括高溫、低溫、快速溫度變化、振動、快速溫度變化加振動的綜合應力，及電力開關循環、電壓邊際及頻率邊際測試等。

據講HALT能將原來需6個月甚或1年時間的新產品可靠性試驗周期縮短至一周左右，且在這一周中所發現的產品問題幾乎與客戶應用后所發現的問題一致，故HALT的試驗方式已成為新產品上市前所必需通過的驗證。

HALT以持續的測試、失效、分析、改進及再次測試驗證構成了整個程序，構成一個閉環過程，如圖所示。每項測試計劃，需要重復進行幾次，除非一次性能經受加速應力試驗。其關鍵在于分析失效的根本原因。

試驗的主要功能如下：

(1) 利用高環境應力將產品設計缺陷激發出來，并加以改善；

(2) 了解產品的設計能力及失效模式；

(3) 作為高應力篩選及制定品質核查規格的參考；

(4) 快速找出產品制造過程的瑕疵；

(5) 增加產品的可靠性，減少維修成本；

(6) 建立產品設計能力數據庫，為研發提供依據并縮短設計制造周期。

HALT的方法與步驟

1、低溫步進

2、高溫步進

3、快速溫變

4、振動步進

5、綜合應力（振動+快速溫度變化）

一、低溫步進

先開展低溫步進再進行高溫步進。起始溫度為20℃或30℃（環境溫度），每階段降溫10℃（后段接近預估極限時降為5℃步長），階段溫度穩定后維持至少10min，然后在階段穩定溫度下執行功能測試（以功能測試一個循環的時間為每個步進的最低保持時間，但不得低于10分鐘。），如一切正常則將溫度再降10℃，并待溫度穩定后維持10min再執行功能測試，依此類推直至發生功能故障，以判斷是否達到低溫操作極限(LOL)或破壞極限(LDL)，或者試驗應力等級已經達到HALT設備的能力極限，才可停止試驗。當故障或失效產生時，降低應力水平（5°C或10°C）。對產品功能進行測試來判斷功能是否恢復且滿足產品規格。

LowerOperating Limit：低操作極限　試樣失效點，環境應力消失后，即可恢復功能。

Lower Destruct Limit：低破壞極限　試樣失效點，環境應力消失后，仍無法恢復功能。

破壞極限：一個或多個產品的工作狀態不再滿足技術條件要求，且應力降低后，產品也不能恢復正常工作的那個應力強度值(硬故障)。

破壞極限包括：破壞極限上限值(upper destruct limit， UDL)和破壞極限下限值(lower destruct limit， LDL)。對于振動試驗只有上限。

低溫步進

二、高溫步進

在完成低溫應力試驗后，可依相同程序執行高溫應力試驗，起始溫度為20℃(同上)，每階段升溫10℃，階段溫度穩定后維持10min，然后在階段穩定溫度下執行功能測試，如一切正常則將溫度再升10℃，并待溫度穩定后維持10min再執行功能測試，依此類推直至發生功能故障，以判斷是否達到高溫操作極限(UOL)或破壞極限(UDL)。

UpperOperating Limit：高操作極限 測件失效點，環境應力消失后，即可恢復功能。

UpperDestruct Limit：高破壞極限 測件失效點，環境應力消失后，仍無法恢復功能。

高溫步進

三、快速溫度變化循環

將先前在低溫步進和高溫步進測試中所得到的低溫及高溫操作極限溫度值的80%作為此處的高低極限溫度，并以60℃/min的溫變速率（有的說法是取設備的極限值）在此區間內進行至少5個循環的高低溫度變化。在每個循環的最高溫度及最低溫度都要停留10min，并使溫度穩定后再執行功能測試。檢查待測物是否發生可恢復性故障，尋找其可操作界限。在此試驗中不需尋找破壞界限。

如果試樣無法在HALT設備最大溫度速率下正常工作，從10℃/min開始進行試驗，步進累加10℃直到找到其快速溫度變化的極限。盡可能在試驗過程中施加額外的產品應力。

快速溫度變化循環

四、振動步進

振動步進Grms值從2~5g開始,推薦5g，且每階段增加5g，并在每個階段維持10min后，在振動持續的條件下執行功能測試，以判斷其是否達到振動操作極限(UOL)或破壞極限(UDL)。

UpperOperating Limit：高操作極限 測件失效點，環境應力消失后，即可恢復功能。

UpperDestruct Limit：高破壞極限 測件失效點，環境應力消失后，仍無法恢復功能。

振動步進

五、綜合應力

快速溫度變化循環及隨機振動測試同時進行，至少5個循環。使用先前的快速溫變循環條件及溫變速率，初始振動量級是振動步進實驗中的破壞極限的1/5，此后每個循環中振動量級步進，步長為初始振動量級。例如:振動步進試驗中，產品的破壞極限為35Grms，那么，綜合試驗的初始振動量級為7Grms，在每個試驗循環后，振動量級增加7Grms，所以，5個循環實驗中的振動量級分別為7Grms、14Grms，21Grms，28Grms和35Grms。如果在振動步進實驗中沒有找到破壞極限（即最大振動量級大于HALT設備的能力極限），則以HALT設備的最大振動量級的1/5開始并步進。(注：試驗中也可以適當采用更小的最初振動量級和遞增量級。)使每個循環的最高及最低溫度持續10min，待溫度穩定后執行功能測試。如此重復進行直至達到可操作界限及破壞界限為止。

綜合應力