印刷電路板是任何電氣和電子設備的支柱。設備的功能取決于 PCB，它在產品的可靠性中起著重要作用。同時，原始設備制造商和企業尋求更穩健的設計、更低的生命周期成本和可靠的產品在短時間內上市。因此，產品的測試和驗證在產品生命周期的每個階段都起著至關重要的作用，包括設計、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 測試通過在設計階段或制造發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）是一種在工程開發過程中驗證產品可靠性的壓力測試，HASS（高加速應力篩選）主要用于批量生產期間篩選出弱PCBA。兩者都通常應用于電子設備，用于識別/解決新開發產品中的設計弱點。

在 HALT 測試期間，施加增量階躍應力（溫度、振動以及溫度和振動組合），直到產品失效。因此，HALT支持在PDLC和HASS支持期間確定產品的弱點，操作設計裕量和破壞限制，以便在現場部署之前進行篩選。在PDLC的設計階段，HALT通常在MVP（最小可行產品）原型DUT（被測器件）上執行，而HASS對于大規模生產周期非常有用，可以在很短的時間內識別制造缺陷（如果有的話）。

HALT對于在組件級別沉淀集成產品的潛在故障非常重要，這些故障可能是由流程或設計弱點引起的。因此，有必要對超出期望/預期的現場環境條件的產品施加壓力，并且每個應力應逐步施加 - 例如增量的熱應力和振動應力。有時，也可以施加輸入和輸出（AC/DC電壓變化）負載應力以使其更有效，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、振動和沖擊仿真結合在單個設備中。可在三個線性軸（X、Y 和 Z）和三個旋轉軸（俯仰、橫滾、偏航）上同時施加高達 50 Grms 的振動水平。

HALT如何增強產品的穩健性？

HALT測試基本上用于在短時間內逐步應用高壓力水平，這已知超出了預期的現場環境場景。使用增量階躍應力方法的好處是故意拉伸所有變量，直到發生任何異常。由于 HALT 測試純粹是為了誘發故障而設計的，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。它增強了我們學習和仔細檢查產品設計和材料局限性的能力。但是，它提供了一些機會，可以在市場發布前的開發/原型階段不斷改進設計。

完整的 HALT 測試包括要測試的五個不同的配置文件

低溫/低溫階躍應力

為了將產品暴露在溫度降低~10°C的步驟下，每一步停留時間為~10-15分鐘，該循環重復，直到產品開始異常運行。記錄標記為LOL（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。在降低應力后產品恢復正常運行之前，仍要降低應力，請將其記錄為LDL（破壞下限）以供進一步分析。

高溫階躍應力

為了將產品暴露在升高的溫度下~10°C的步驟，每一步停留時間為~10-15分鐘，該循環重復，直到產品開始異常運行。記錄標記為UOL（操作上限）的第一個異常，以采取糾正措施以進行進一步分析。在降低應力后產品恢復正常運行之前，仍要增加應力，請將其記錄為UDL（破壞上限）以供進一步分析。

快速熱循環

此外，在溫度評估中，根據階梯應力期間發現的熱操作極限對產品施加快速熱應力。斜坡速率溫度變化設置為停留~10分鐘的最大可能值，以便在執行測試診斷時實現熱穩定。至少應用五個這樣的熱轉變循環來發現與熱速率/范圍相關的任何弱點。最后，將HALT室返回到20°C（室溫）并重新測試，以驗證產品性能沒有下降。

振動階梯應力

對于使用振動參數施加應力，一旦產品在設置為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，振動階梯應力就很有用。從5/10 Grms振動水平開始，并根據產品規格將其增加5/10 Grms（停留~10分鐘以運行診斷），并繼續此過程，直到獲得振動的UOL和UDL。然后，將壓力降低到環境正常條件以采取糾正措施。

組合環境

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

上述每個測試都是為了特定的目標而進行的（即檢查冷熱環境中的材料降解，發現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/關循環可能并不適合每個產品，有時它應用于每個溫度或振動步驟以同時產生額外的電應力。這種電源循環應快速進行，但應有足夠的時間產生任何人為的過度過載和故障模式。

當在正在進行的測試周期/配置文件中發生故障時，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”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，通常可以同時使用1到4個DUT（如果可能的話，考慮到DUT/設置成本和產品尺寸，足夠實用）。此外，很少有備件或備份單元（未在測試中）需要快速修復，作為“臨時修復”，除非發生不可修復的故障，否則很快就會繼續測試。

HALT測試僅在產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品限制。HALT讀數和結果用于開發/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，但有助于識別產品設計中最薄弱的環節，從而有助于改進產品設計以增加產品的可靠性/壽命。

以下是典型產品中通常觀察到的故障類型的分布：

通過 HALT 測試進行產品測試的好處

HALT 驗證顯著降低產品開發成本

防止在產品開發周期中進行代價高昂的重新設計或修改

通過堅固的設計、更高的可靠性和質量保證，更好地將產品推向市場/銷售

通過縮短整體產品開發時間縮短上市時間

能夠發現設計的任何物理限制

預測產品預期壽命和平均故障間隔時間的準確性更高

降低制造篩選成本，全面降低保修索賠成本

預測生產成熟度的早期信息（每批產量穩定）

HASS如何在篩分生產過程中提供幫助？

與 HALT 相比，HASS 應力水平通常較低，因為目標是以最大合理應力暴露 100% 的單元（或樣品）以查找故障，但不會縮短產品的使用壽命。HASS是一種通過/失敗測試，其配置文件應在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足夠有效地檢測產品中的缺陷。在POS中，建議運行所需的HASS過程~15到30次，以確定篩選配置文件不會從產品中去除過多的壽命。HASS測試有助于剔除生產批次中早期失效的樣品。

通過 HASS 測試進行產品測試的優勢

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

它驗證了機械裝配的完整性

它有助于在到達最終用戶/客戶之前過濾掉有缺陷的設備

降低保修和 RMA/現場服務成本

發現由硬件，固件和制造變化引起的集成問題

揭示 BOM 組件供應商質量問題和任何零件修訂更改

審核編輯：郭婷