HALT试验方法总结.pdf

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1、 第 III 页 目目 录录 1试验目的 . 1 2试验设备 . 1 3试验方法 . 2 3.1GMW8287 方法 . 2 3.1.1温度步进试验 . 2 3.1.2快速温变试验 . 3 3.1.3振动步进试验 . 4 3.1.4综合试验 . 5 3.1.5样件异常处理措施 . 6 3.1.6监测产品性能稳定性：定期 Re-HALT . 6 3.2Ford CETP00.00-E-412 方法 . 7 3.2.1低温试验 . 7 3.2.2高温试验 . 7 3.2.3温度冲击试验 . 8 3.2.4振动试验 . 9 3.2.5温度冲击/振动综合试验 . 10 3.3其它标准 . 11 第 1

2、 页 1 试验目的 本试验主要应用于产品研发设计阶段，用于快速发现产品设计的薄弱环节， 或快速确认产品的工作条件极限和破坏极限，包括温度条件和振动条件。注意， 本试验不适用于确认产品的使用/设计寿命是否满足要求。 2 试验设备 试验设备需达到如下条件： GM FORD 振动 要求 振动 要求 6 自由度随机振动 多轴向随机振动 带宽(22000)Hz - 空载时最大加速度35Grms 空载时最大加速度70gs 温度 要求 温度 要求 最大温变速率45/min 最大温变速率100/min 温变范围：(-80+170) 温变范围：(-100+200) 第 2 页 3 试验方法 3.1 GMW828

3、7 方法 试验分四个步骤进行：温度步进试验、快速温变试验、振动步进试验、综合 试验。 当发生失效后，应该允许更换新样件继续进行试验（无样件数量和样件分配 要求） 。 3.1.1 温度步进试验 1) 试验从室温（一般在+20+30之间）开始。在试验前，应该根据所 涉及材料的相变温度确定出样件的最大（工作）温度范围。为了使电子 部件达到更高的试验温度，试验时最好拆掉产品的塑料壳体。本试验不 允许发生材料的相变， 温度范围的合理性关键在于不故意制造低级失效。 步进量一般选取 10/次（如有必要也可选取 20/次） ，根据图 1 试验 剖面进行试验。 图图 1 GMW8287 温度步进示例剖面温度步进

4、示例剖面 2) 温度保持时间以样件温度完全达到稳定为准。一般要求在样件温度达到 试验设定温度值（热电偶采集值）之后再保持 5min15min，以保证样件 温度达到稳定和饱和。根据样件的热质量来确定选用最短保持时间还是 最长保持时间。在温度保持结束后立即进行全功能检查，或者在整改温 度步进试验过程中进行全功能检查。 第 3 页 3) 试验温度的下（上）限以样件工作温度极限或试验设备温度极限为准。 4) 找到产品的工作温度极限时（失效发生） ，步进量统一选取 10/次。这 时应该继续将试验进行到破坏极限或设备极限为止，一般情况下，当样 件不能完全正常工作时，需将温度应力进行回退（例如：回退到+20

5、或 +20到工作极限之间） ，用以确认样件是否还能正常工作。这里确认的 工作温度极限对于每一个试验都是非常重要的。但是，对于较昂贵的原 理样机级别的样件可以不继续进行，待样件达到较成熟状态、成本较低 时再确认破坏极限。 3.1.2 快速温变试验 1) 至少进行 3 个循环的快速温变试验（除非在试验中发生失效） 。温变速率 采用设备所能达到的最快温变速率。有时考虑到试验时间有限或产品的 物理特性，可以跳过本试验，而仅在综合试验中进行快速温变试验。然 而，一般还是建议进行本试验，因为可以通过此试验确认样件在综合试 验中被振动所遮盖的温变率敏感度，根据图 2 试验剖面进行试验。 图图 2 GMW82

6、87 快速温变示例剖面快速温变示例剖面 2) 本试验的温度范围一般情况下选取比工作温度极限低 5的应力值，这 里的工作温度极限是在温度步进试验中得到。例如：当工作温度极限是 -50+ 100时，本试验的最小温度范围应该是-45+95。有一些 第 4 页 特殊情况除外，例如当材料的相变温度接近工作温度极限时，一个典型 的例子就是在试验过程中必须保留产品的塑料壳体（部件） ，在这种情况 下，就需要缩小本试验的温度范围，以避免设备的温度过冲导致塑料部 件发生影响产品功能的融化或变形。例如：当一个 ABS 样件带着塑料壳 体进行试验时，温度范围就需要缩小至-45+90。 3) 在样件温度达到试验设定温

7、度值 （热电偶采集值） 之后至少再保持 5min. 4) 在温度变化过程中需持续进行功能测试，如果可能，需确认是否存在对 温变速率敏感的问题（如详细记录对温度变化敏感的现象或数据） 。 3.1.3 振动步进试验 1) 在带宽2Hz2000Hz 的条件下，试验从设备设定值为 1Grms10Grms 之间（推荐值为 5Grms）开始，步进量为 1Grms10Grms 之间（推荐值 为 5Grms） ，根据图 3 试验剖面进行试验。 图图 3 GMW8287 振动步进示例剖面振动步进示例剖面 2) 每一步的保持时间至少为 10min，在每次保持时间结束时进行功能测试， 因此，每一步的总保持时间取决于

8、对样件进行一轮功能测试的时间。 3) 建议在每一步结束后进行一个“弱振操作” （5Grms3Grms） ，用于发现 被较高振动量级的极强应力所掩盖的缺陷。通过这个技巧可以有效地辅 助焊接裂缝的检测。 第 5 页 4) 振动量级的上限以样件的振动极限或试验设备极限为准。 5) 找到产品的振动极限后，必要时可将试验进行到破坏极限或设备极限为 止。由于在较高量级的振动条件下，不能确认产品是否功能完全正常， 因此在每一步结束后进行一个“弱振操作”以确定样件是否功能正常是 非常必要的。 3.1.4 综合试验 1) 至少进行 5 个循环的综合试验（除非在试验中发生失效） ，根据图 4 试 验剖面进行试验。

9、 图图 4 GMW8287 综合试验示例剖面综合试验示例剖面 2) 本试验的温度范围选取工作温度极限（注意：这里不5） ，或缩小的 工作温度极限（当属于某种特殊情况时，如样件上包含软塑料） 。缩小工 作温度极限是为了保证设备的温度过冲不会导致破坏性失效。在每一个 温度极限下的最短保持时间是 10min。 3) 起始振动量级由振动极限除以 5 获得，在每个温度循环后的振动步进量 也采用该量级 （例如： 在振动步进试验中找到的产品振动极限是 35Grms， 则本试验的第一个温度循环应该在 7Grms 下进行。在每完成一个温度循 环后振动量级增加 7Grms循环 1：7 Grms，循环 2：14 G

10、rms，循环 3：21Grms，循环 4：28Grms，循环 5：35 Grms） 。如果在振动步进试验 中未找到振动极限，则使用设备极限除以 5，注意此时使用的是较小的 第 6 页 起始振动量级和步进量。 4) 建议在每一步结束后进行一个“弱振操作” （5Grms3Grms） ，用于发现 被较高振动量级的极强应力所掩盖的缺陷。 5) 在每个保持时间结束时进行功能测试，总保持时间的长短取决于功能测 试时间的长短。 HALT 试验的整体试验剖面如图 5 所示。 图图 5 GMW8287 HALT 试验整体示例剖面试验整体示例剖面 3.1.5 样件异常处理措施 当在 HALT 试验中发现失效后，应

11、进一步确定失效发生的原因，针对每一种 失效进行根本原因分析， 并确定适当的纠正措施。 对从 HALT 试验结果中归纳出 来的纠正措施需要进行工程决策。 从缺陷的确认到纠正措施的采取这一整个过程 都需要清楚地记录在问题报告和跟踪过程中。 这个形式可以采取反馈 DFMEA 分 析中的行动项的方式，或者研发和确认过程中的事件跟踪的方式。 3.1.6 监测产品性能稳定性：定期 Re-HALT 在产品设计阶段进行过 HALT 试验，并获得产品的工作极限后，需要每 9 个月或 1 年对已批产的产品进行一次 Re-HALT 试验，以确认产品的性能是否稳 定。如果定期 Re-HALT 试验发现产品的性能呈持续

12、下降的趋势，则需要缩短定 期 Re-HALT 试验的周期。 如果在 Re-HALT 试验中，产品的工作极限下降到 95%以下，则需要进行根 本原因分析，并决策是否需要采取纠正措施或评估风险是否可接受。 第 7 页 3.2 Ford CETP00.00-E-412 方法 试验分五个步骤进行：低温试验、高温试验、温度冲击试验、振动试验、综 合试验。 温度和温度冲击试验使用 3 个样件，振动试验使用 3 个新的样件。 3.2.1 低温试验 3.2.1.1 试验步骤试验步骤 1) 将 3 个 DUT 放置到试验箱，把 2 个热电偶粘到其中一个样件的 PCB 板 表面。 2) 以最高 4/min 的速度

13、降低温度到-40，运行 DUT，看是否工作正常。 3) 关闭 DUT，降低 5并保持 5 分钟。结束后，运行 DUT，看是否工作正 常。 4) 继续进行直至出现异常或达到-100。 5) 试验结束后，以 4/min 返回常温。 3.2.1.2 样件异常处理措施样件异常处理措施 如果 DUT 出现异常，记录温度和坏项。 1) 重复关闭/打开 DUT 看是否恢复。 2) 如果恢复，则保持 5 分钟后，继续进行试验。 3) 如果没有恢复， 关闭 DUT 并返回到工作正常的温度下， 保持 5 分钟后打 开 DUT 检查功能。如果没有恢复，则继续上升 5，直至工作正常或达 到-40。如果组件恢复，记录恢

14、复时的温度并在指定电压下检查功能。 4) 如果样件不能恢复正常， 则记录到试验日志中， 从试验中移除 DUT 供以 后分析。 5) 如果不是所有的样件失效，则以 4/min 返回到先前的设置点并继续试 验，直至 DUT 出现异常或达到-100。 6) 如果样件在-40或更低的温度恢复正常，则继续进行高温试验。否则， 用新的样件替换，继续试验。 注：任何在-55以上出现的异常都被认为是失效，必须用 8D 的方法进行 分析。 3.2.2 高温试验 3.2.2.1 试验步骤试验步骤 第 8 页 1) 将 3 个 DUT 放置到试验箱，把 2 个热电偶粘到其中一个样件的 PCB 板 表面。 2) 以最

15、高 4/min 的速度升高温度到 75，运行 DUT，看是否工作正常。 3) 关闭 DUT，升高 5并保持时间 5 分钟。结束后，运行 DUT，看是否工 作正常。 4) 继续进行直至出现异常或达到最高工作温度+50。 5) 试验结束后，以 4/min 返回常温。 3.2.2.2 样件异常处理步骤样件异常处理步骤 如果 DUT 出现异常，记录温度和坏项。 1) 重复关闭/打开 DUT 看是否恢复。 2) 如果恢复，则保持 5 分钟后，继续进行试验。 3) 如果没有恢复， 关闭 DUT 并返回到工作正常的温度下， 保持 5 分钟后打 开 DUT 检查功能。如果没有恢复，则继续下降 5并保持 5 分

16、钟，直至 工作正常或达到 75。如果组件恢复，记录恢复时的温度并在指定电压 下检查功能。 4) 如果样件不能恢复正常， 则记录到试验日志中， 从试验中移除 DUT 供以 后分析。 5) 如果不是所有的样件失效，则以 4/min 返回到先前的设置点并继续试 验，直至 DUT 出现异常或达到最高工作温度+50。 6) 如果样件在 75或更高的温度恢复正常，则继续进行温度冲击试验。否 则，用新的样件替换，继续试验。 注：任何在最高工作温度+15以下出现的异常都被认为是失效，必须用 8D 的方法进行分析。 3.2.3 温度冲击试验 3.2.3.1 试验步骤试验步骤 1) 将 DUT 放置到试验箱， 把

17、 2 个热电偶粘到其中一个样件的 PCB 板表面。 2) 以最高 4/min 的速度降低温度到-40，运行 DUT，看是否工作正常。 3) 以 15/min 开始温度冲击试验，升温达到最高储存温度。保持足够长时 间，直至 PCB 板温度达到最高储存温度。 4) 关闭 DUT，返回到-40。重复打开/关闭的循环至 5 次循环结束。 第 9 页 5) 温变速率增加 5/min，重复 5 个循环，直至 DUT 异常或温变速率达到 50/min. 3.2.3.2 样件异常处理步骤样件异常处理步骤 如果 DUT 出现异常，记录温度和坏项。 1) 重复关闭/打开 DUT 看是否恢复。 2) 如果恢复，则记

18、录到试验日志中，继续进行试验直至达到 50/min 或出 现用关闭/打开电源的方法无法恢复的异常。 3) 记录变化速率和异常现象，关闭 DUT 并返回到工作正常的变化速率下。 4) 一个循环后打开 DUT，验证运行情况。 5) 如果没有恢复，继续降低变化速率，直至恢复或达到 10/min。 6) 如果恢复，则记录变化速率到日志中。将 DUT 以 4/min 的速率返回常 温，检查功能。 7) 如果样件不能恢复正常， 则记录到试验日志中， 从试验中移除 DUT 供以 后分析。 8) 如果不是所有的样件失效，返回到先前的变化速率并继续试验，直至所 有的 DUT 出现异常或达到 50/min 的变化

19、速率。 9) 完成后，返回到常温，继续振动试验 注： 任何在 30/min 变化速率以下出现的异常都被认为是失效， 必须用 8D 的方法进行分析。 3.2.4 振动试验 3.2.4.1 试验步骤试验步骤 1) 将 DUT 固定到振动台上，把三轴向加速计（控制传感器）粘到其中一个 样件的外壳上。如果可行，粘两个热电偶到 PCB 板表面。 2) 开始振动试验，持续监控 DUT 并慢慢升高加速度至 5gs。保持 5 分钟。 3) 如果 DUT 工作正常，则继续增加 5gs 加速度，保持 5 分钟。 4) 重复上一步，直至 DUT 出现异常或达到 20gs。 5) 20gs 以后，每步增加量减少至 2

20、.5gs，直至达到 50gs 或出现异常。 3.2.4.2 样件异常处理步骤样件异常处理步骤 如果 DUT 出现异常，记录加速度值和坏项： 1) 重复关闭/打开 DUT 看是否恢复。 第 10 页 2) 如果恢复，在该加速度下保持 5 分钟，继续进行下一步试验。 3) 如果没有恢复，关闭 DUT 并返回到工作正常的振动条件下，检查功能， 看是否正常。 如果没有恢复， 关闭 DUT 并以 5g 的步进降低振动加速度， 保持 2 分钟，直至恢复正常或达到 5gs。 4) 如果恢复，记录下恢复时的加速度，在规定的电压下检查功能。 5) 如果 DUT 不能恢复，则记录到日志中，并以最高 4/min 的

21、速率返回室 温，从试验中移除，待以后分析。 6) 如果不是所有的样件失效，返回到上一个设置点，继续试验，直至失效 或达到 50gs。 7) 如果 DUT 通过，则继续进行温度冲击/振动综合试验。如果没通过，则 用新的 DUT 替换，进行综合试验。 注：任何在 20gs 以下出现异常的 DUT 被认为是失效的，必须用 8D 的方法 分析解决。 3.2.5 温度冲击/振动综合试验 3.2.5.1 试验步骤试验步骤 1) 确认 DUT 牢固的安装在设备台上。打开 DUT 并验证工作是否正常。 2) 以 4/min 的速率降低温度到-40。以温度冲击试验中，最后的 DUT 工作正常时的变化速率，开始温

22、度冲击循环。同时，以振动试验中，最 后的 DUT 工作正常时的加速度，开始振动。 3) 振动以 2 分钟间隔打开/关闭。 当温度降低时， 关闭 DUT。 当温度上升时， 打开 DUT. 4) 用热电偶检测 PCB 板达到最低或最高温度，然后开始上升/下降循环。 5) 继续进行 20 个循环或出现异常。 3.2.5.2 样件异常处理步骤样件异常处理步骤 如果出现异常，则记录到试验日志中，包括：异常现象、振动开/关、温度 状态、上升/下降或状态。 1) 重复关闭/打开 DUT，看是否恢复正常。 2) 如果恢复正常，则继续试验。 3) 如果没有恢复，关闭 DUT，关闭振动，以 4/min 的速率返回到室温。 打开 DUT 看是否恢复，如果恢复，记录到日志中。 第 11 页 4) 如果将 DUT 置于之前出现问题的条件下，DUT 工作正常，则继续进行 试验至 20 个循环或出现下一个异常。 5) 将进行完 20 个循环， 没异常的 DUT,记录到日志中， 关闭振动， 以 4/min 的速度返回常温。 3.3 其它标准 暂无。 -完-