印刷電路板是任何電氣和電子設(shè)備的支柱。設(shè)備的功能取決于 PCB，它在產(chǎn)品的可靠性中起著重要作用。

同時，OEM 和企業(yè)尋求更穩(wěn)健的設(shè)計、更低的生命周期成本以及在短時間內(nèi)將可靠的產(chǎn)品推向市場。因此，產(chǎn)品的測試和驗證在產(chǎn)品生命周期的每個階段都起著至關(guān)重要的作用，包括設(shè)計、電路、功能等。

在這篇博客中，我們重點介紹了兩種類型的測試 - HALT測試和HASS測試。HALT 和 HASS 測試通過在設(shè)計階段或制造發(fā)布之前提供測試建議，使制造商有機會保持競爭力。

什么是 HALT 測試和 HASS 測試？

HALT（高加速生命周期測試）是一種在工程開發(fā)過程中驗證產(chǎn)品可靠性的壓力測試，HASS（高加速應(yīng)力篩選）主要用于批量生產(chǎn)期間篩選出弱PCBA。兩者都通常應(yīng)用于電子設(shè)備，用于識別/解決新開發(fā)產(chǎn)品中的設(shè)計弱點。

在 HALT 測試期間，應(yīng)用增量階躍應(yīng)力（溫度、振動以及溫度和振動組合），直到產(chǎn)品失效。因此，HALT支持在PDLC和HASS支持期間確定產(chǎn)品的弱點，操作設(shè)計裕度和破壞限制的過程，以便在現(xiàn)場部署之前進行篩選。在PDLC的設(shè)計階段，HALT通常在MVP（最小可行產(chǎn)品）原型DUT（被測器件）上執(zhí)行，而HASS對于批量生產(chǎn)周期非常有用，可以在很短的時間內(nèi)識別制造缺陷（如果有的話）。

HALT對于在組件級別沉淀集成產(chǎn)品的潛在故障非常重要，這些故障可能是由流程或設(shè)計弱點引起的。因此，有必要對超出所需/預(yù)期現(xiàn)場環(huán)境條件的產(chǎn)品施加壓力，并且每個應(yīng)力應(yīng)逐步施加 - 例如逐漸施加熱應(yīng)力和振動應(yīng)力。有時，也可以施加輸入和輸出（AC/DC電壓變化）負載應(yīng)力以使其更有效，主要適用于PSU（電源單元）。

為什么 HALT/HASS 試驗箱很重要？

與其他環(huán)境模擬箱不同，HALT 和 HASS 試驗箱提供快速升溫速率（高達每分鐘 60C），并將熱、振動和沖擊仿真結(jié)合在單個設(shè)備中?？稍谌齻€線性軸（X、Y 和 Z）和三個旋轉(zhuǎn)軸（俯仰、橫滾和偏航）上同時施加高達 50 Grams 的振動水平。

HALT 如何提高產(chǎn)品的可靠性？

HALT測試基本上用于在短時間內(nèi)增量應(yīng)用高壓力水平，已知這超出了預(yù)期的現(xiàn)場環(huán)境場景。使用增量階躍應(yīng)力方法的好處是故意拉伸所有變量，直到發(fā)生任何異常。由于 HALT 測試純粹是為了誘發(fā)故障而設(shè)計的，因此它不僅像通過/失敗測試一樣，而且肯定需要對某些故障和糾正措施進行 RCA（根本原因分析），以從整體測試中獲得最佳價值。它增強了我們學(xué)習(xí)和仔細檢查產(chǎn)品設(shè)計和材料局限性的能力。但是，它提供了一些機會，可以在市場發(fā)布前的開發(fā)/原型階段不斷改進設(shè)計。

完整的 HALT 測試包括要測試的五個不同的配置文件：

低溫/低溫階躍應(yīng)力

為了將產(chǎn)品暴露在溫度降低~10°C的步驟下，每一步停留時間為~10-15分鐘，該循環(huán)重復(fù)，直到產(chǎn)品開始異常運行。記錄標記為 LOR（操作下限）的第一個異常，以采取糾正措施以進行進一步分析。在降低應(yīng)力后產(chǎn)品恢復(fù)正常運行之前，仍要降低應(yīng)力，請將其記錄為LDL（破壞下限）以供進一步分析。

高溫階躍應(yīng)力

將產(chǎn)品暴露在升高的溫度下~10°C，每一步停留~10-15分鐘，此循環(huán)重復(fù)，直到產(chǎn)品開始異常運行。記錄其標記為UOL（工作上限）的第一個異常，以采取糾正措施以進行進一步分析。在降低應(yīng)力后產(chǎn)品恢復(fù)正常運行之前，仍要增加應(yīng)力，請將其記錄為 UDL（破壞上限）以供進一步分析。

快速熱循環(huán)

此外，在溫度評估中，根據(jù)階梯應(yīng)力期間發(fā)現(xiàn)的熱操作極限對產(chǎn)品施加快速熱應(yīng)力。斜坡速率溫度變化設(shè)置為停留~10分鐘的最大可能值，以便在執(zhí)行測試診斷時實現(xiàn)熱穩(wěn)定。至少應(yīng)用五個這樣的熱轉(zhuǎn)變循環(huán)來發(fā)現(xiàn)與熱速率/范圍相關(guān)的任何弱點。最后，將HALT室返回到20°C（室溫）并重新測試，以驗證產(chǎn)品性能沒有下降。

振動階梯應(yīng)力

對于使用振動參數(shù)施加應(yīng)力，一旦產(chǎn)品在設(shè)置為20°C（室溫）的溫度下使用某種機械夾具（模擬與實際安裝/方向/安裝位置/條件相同）牢固地固定在振動臺上，振動階梯應(yīng)力就很有用。從 5/10 Grms 振動水平開始，然后根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格將其增加 5/10 Grms（停留 ~10 分鐘以運行診斷），并繼續(xù)此過程，直到獲得振動的 UOL 和 UDL。然后，將壓力降低到環(huán)境正常條件以采取糾正措施。

組合環(huán)境

組合應(yīng)力是 HALT 測試過程的最后一步。考慮到所有先前施加的應(yīng)力，使用相同的快速熱轉(zhuǎn)換曲線。對于振動，每步將等于階梯應(yīng)力DL除以5。每個溫度極限下的停留時間是設(shè)置~10分鐘和振動為每個快速熱轉(zhuǎn)變周期的恒定。這種組合的快速熱和振動步驟的五個循環(huán)對于發(fā)現(xiàn)其他缺陷很有用。

上述每個測試都是為了特定的目標而進行的（即檢查冷熱環(huán)境中的材料降解，發(fā)現(xiàn)機械問題并更好地了解針對所需性能的潛在電氣和機械問題）。

然而，電源開/關(guān)循環(huán)可能并不適合每個產(chǎn)品，有時它應(yīng)用于每個溫度或振動步驟以同時產(chǎn)生額外的電應(yīng)力。這種電源循環(huán)應(yīng)快速進行，但應(yīng)有足夠的時間產(chǎn)生任何人為的過度過載和故障模式。

當(dāng)在正在進行的測試周期/配置文件中發(fā)生故障時，測試會立即停止以記錄/記錄故障的壓力水平。在實施臨時“修復(fù)”后，它會在更高的壓力水平下不斷進行測試。這將有助于在設(shè)計、組件級別或制造過程中沉淀任何類型的潛在和固有缺陷。為了加速并行測試，通?？梢酝瑫r使用1到4個DUT（如果可能的話，考慮到DUT/設(shè)置成本和產(chǎn)品尺寸，足夠?qū)嵱茫?。此外，很少有備件或備份單元（未在測試中）需要快速修復(fù)，作為“臨時修復(fù)”，除非發(fā)生不可修復(fù)的故障，否則很快就會繼續(xù)測試。

HALT測試僅在產(chǎn)生故障時才被視為成功，糾正措施在RCA之后實施以定義實際擴展的產(chǎn)品限制。HALT讀數(shù)和結(jié)果用于開發(fā)/最終確定HASS篩選配置文件作為后期制作過程。HALT不是通過/失敗測試，但有助于識別產(chǎn)品設(shè)計中最薄弱的環(huán)節(jié)，從而有助于改進產(chǎn)品設(shè)計以增加產(chǎn)品的可靠性/壽命。

以下是典型產(chǎn)品中通常觀察到的故障類型的分布：

通過 HALT 測試進行產(chǎn)品測試的好處

HALT驗證大大降低了產(chǎn)品開發(fā)成本。

防止在產(chǎn)品開發(fā)周期中進行代價高昂的重新設(shè)計或修改。

通過堅固的設(shè)計、更高的可靠性和質(zhì)量保證，更好的產(chǎn)品上市/銷售。

通過縮短整體產(chǎn)品開發(fā)時間縮短上市時間。

能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計的任何物理限制。

更準確地預(yù)測產(chǎn)品預(yù)期壽命和平均故障間隔時間。

降低制造篩選成本，全面降低保修索賠成本。

預(yù)測生產(chǎn)成熟度的早期信息（每批產(chǎn)量穩(wěn)定）。

HASS如何在篩分生產(chǎn)過程中提供幫助？

與 HALT 相比，HASS 應(yīng)力水平通常更低，因為目標是在最大合理應(yīng)力下暴露 100% 的單元（或樣品）以查找故障 - 但不縮短產(chǎn)品的使用壽命。HASS是一種通過/失敗測試，其配置文件應(yīng)在POS（屏幕驗證）過程之后最終確定 - 該過程確保篩選不會損壞工作硬件并充分有效地檢測產(chǎn)品中的缺陷。在POS中，建議運行所需的HASS過程~15到30次，以確保篩選配置文件不會從產(chǎn)品中去除過多的壽命。HASS測試有助于剔除生產(chǎn)批次中早期失效的樣品。

通過 HASS 測試進行產(chǎn)品測試的優(yōu)勢

有助于解決由不良勞動力或制造過程引起的隱藏或潛在故障沉淀。

還可以檢測薄弱組件的嬰兒死亡率，以淘汰有缺陷的組裝 PCB。

它驗證機械裝配的完整性。

它有助于在到達最終用戶/客戶之前過濾掉有缺陷的單元。

降低保修和 RMA/現(xiàn)場服務(wù)成本。

發(fā)現(xiàn)由硬件，固件和制造變化引起的集成問題。

揭示 BOM 組件供應(yīng)商質(zhì)量問題和任何零件修訂更改。

審核編輯：郭婷