HALT测试的原理

HALT的原理

(1)测试没有通过与不通过的评定标准;

(2)所有的样品需要测试到失效为止;

(3)测试中，样品需要被实时监测;

(4)测试中发现的任何问题都需要进行分析，找出失效原因;

(5)该测试结果不能用来量化产品的可靠性。

激发潜在缺陷的原理

• HALT 测试主要基于故障物理学原理。产品在正常使用环境下，其受到的应力水平较低，一些潜在缺陷可能长时间不会暴露出来。而在HALT测试中，通过施加高加速应力，如温度和振动等，能够突破产品正常使用的应力范围。以温度应力为例，当产品经历快速且大幅度的温度变化时，产品内部不同材料的热膨胀系数差异会被放大。比如，在一个电子产品中，芯片和电路板的基板材料不同，在正常温度变化下，它们的膨胀和收缩程度相近，不会产生明显问题。但在HALT 测试的快速温度变化过程中，如从 - 70℃到 +150℃的循环，这种热膨胀系数的差异会导致材料之间产生相对位移。如果芯片与基板之间的焊点强度不够，就容易出现焊点开裂的情况，从而使潜在的连接缺陷暴露出来。

• 对于振动应力，采用随机振动的方式。在正常使用环境中，产品受到的振动往往是有限的、特定频率的。而在 HALT测试中，随机振动包含了多个频率成分，并且振动强度逐渐增加。产品内部的零部件都有其自身的固有频率，当振动频率接近零部件的固有频率时，就会发生共振现象。例如，在一个机械装置中，某个小型的金属支架有自己的固有频率，在HALT测试的随机振动过程中，一旦振动频率接近该支架的固有频率，支架的振动幅度会急剧增大。如果支架的连接部位不够牢固，就可能导致支架松动或者断裂，使潜在的机械结构缺陷被发现。

加速失效的原理

• HALT测试通过提高应力的施加速率和强度来加速产品的失效过程。从应力强度方面来看，在温度应力测试中，采用比正常环境温度变化速率快得多的变化方式。正常环境下，—天内的温度变化可能在10 - 20℃左右，而在 HALT 测试中，温度变化速率可以达到每分钟 10 -20℃甚至更高。这种快速的温度变化使产品内部的热应力积累速度加快，原本可能需要数月甚至数年才会因为热疲劳而出现的故障，在数小时或数天内就能被激发出来。

• 在振动应力方面，HALT测试的振动强度（加速度）通常远高于产品正常使用时所遇到的振动强度。例如，产品在正常运输过程中的振动强度可能在 1 -3Grms（均方根加速度），而在 HALT 测试中，振动强度可以从较低水平开始，逐步增加到 20Grms甚至更高。高振动强度使得产品内部零部件的机械疲劳过程加速，使潜在的机械失效更快地显现出来。HALT测试还经常综合施加温度和振动应力，模拟产品在复杂恶劣环境下的情况。这种综合应力的作用效果不是简单的叠加，而是相互影响、相互促进，加速产品的失效过程。例如，高温环境会使材料的机械性能下降，当施加振动应力时，产品更容易出现故障。