過去,大多數(shù)加速試驗都是使用單一應(yīng)力和在定應(yīng)力譜進(jìn)行的。包括周期固定的周期性應(yīng)力(如溫度在規(guī)定的上下限之間循環(huán),溫度的上限和下限以及溫度的變化率是恒定的)。但是,在加速試驗中,應(yīng)力譜不必是恒定的,也可以使用多種應(yīng)力的組合。常見的非恒定應(yīng)力譜和組合應(yīng)力包括:步進(jìn)應(yīng)力試驗;漸進(jìn)應(yīng)力試驗; 高加速壽命試驗(HALT)(設(shè)備級);高加速應(yīng)力篩選(HASS)(設(shè)備級);高加速溫度和濕度應(yīng)力試驗(HAST)(零件級)。
高加速試驗系統(tǒng)性地使用大大超過產(chǎn)品使用中預(yù)期水平的環(huán)境激勵,因此需要詳細(xì)理解試驗結(jié)果。高加速試驗用于確認(rèn)相關(guān)故障,并用來確保產(chǎn)品對高于所要求的強度有足夠的裕度以便能經(jīng)受正常的使用環(huán)境。高加速試驗的目的是大大減少暴露缺陷所需要的時間。該方法可用于研制試驗,也可用于篩選。
HALT(高加速壽命試驗)是一個研制工具,而HASS(高加速應(yīng)力篩選)是一個篩選工具。它們常?;ハ嗦?lián)合使用。這是兩種相對較新的方法,與傳統(tǒng)的加速試驗方法不同。HAL與THASS的具體目標(biāo)是改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計,將制造偏差和環(huán)境效應(yīng)對產(chǎn)品性能和可靠性的影響減至最小。通常定量的壽命或可靠性預(yù)計與高加速試驗沒有聯(lián)系。
步進(jìn)應(yīng)力譜試驗。使用步進(jìn)應(yīng)力譜,試驗樣本首先按事先規(guī)定的時間以某個給定的應(yīng)力水平試驗一段,然后在高一點的應(yīng)力水平下再試驗一段時間。不斷增加應(yīng)力水平繼續(xù)上面的過程,直到某個試驗樣本失效,或者試驗進(jìn)行到最大應(yīng)力水平時終止。這種方法能更快速地使產(chǎn)品失效以便分析。但是,用這種方法很難正確建立加速模型,因此很難定量地預(yù)計產(chǎn)品在正常使用條件下的壽命。
每一步中應(yīng)該增加的應(yīng)力量值與許多變量有關(guān)。但是,允許在設(shè)計中進(jìn)行這樣的試驗的一個普遍的法則是:假設(shè)產(chǎn)品沒有缺陷,如果最終能以適當(dāng)?shù)脑A砍鲱A(yù)期的使用環(huán)境中的應(yīng)力,就能保證總體中的每一個體都能經(jīng)受住使用環(huán)境和篩選環(huán)境。(從而提高產(chǎn)品的壽命或可靠性)漸進(jìn)應(yīng)力譜試驗。漸進(jìn)應(yīng)力譜或者"梯度試驗"是另一種常見的方法,試驗中應(yīng)力水平隨時間持續(xù)增加。其優(yōu)點和缺點與步進(jìn)試驗相同,但有另外一個困難,就是很難精確地控制應(yīng)力增加的速率。
HALT(高加速壽命試驗)。HALT一詞是Gregg K. Hobbs 于1988年提出的。HALT有時指應(yīng)力增益壽命試驗(STRIFE),是一種研制試驗,是步進(jìn)應(yīng)力試驗的一種強化形式。它一般用來確認(rèn)設(shè)計的薄弱環(huán)節(jié)和制造過程中存在的問題,以及用來增加設(shè)計強度的富裕量,而不用來進(jìn)行產(chǎn)品壽命或可靠性的定量預(yù)計。
HASS(高加速應(yīng)力篩選)試驗。HASS是加速環(huán)境應(yīng)力篩選的一種形式。它代表了產(chǎn)品所經(jīng)歷的最嚴(yán)酷的環(huán)境,但通常持續(xù)很有限的一段時間。HASS是為達(dá)到"技術(shù)的根本極限"而設(shè)計的。此時應(yīng)力的微小增加就會導(dǎo)致失效數(shù)的大量增加。這種根本極限的一個例子是塑料的軟化點。
HAST(高加速溫度和濕度應(yīng)力試驗)。隨著近來電子技術(shù)的高速發(fā)展,幾年前剛剛出現(xiàn)的的加速試驗可能不再適應(yīng)當(dāng)今的技術(shù)了,尤其是那些專門針對微電子產(chǎn)品的加速試驗。例如,由于塑料集成電路包的發(fā)展,現(xiàn)在用傳統(tǒng)的、普遍被接受的85℃/85%RH的溫度/濕度試驗需要花上千小時才能檢測出新式集成電路的失效。在大多數(shù)情況下,試驗樣本在整個試驗中不發(fā)生任何失效。不發(fā)生失效的試驗是說明不了什么問題的。而產(chǎn)品在使用中必定會偶爾失效。因此,需要進(jìn)一步改進(jìn)加速試驗。HSAT就是為代替老的溫度/濕度試驗而開發(fā)的方法。
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