HALT/HASS 概念到完成(一)

当一家电力调节设备制造商想要确定产品在使用现场遇到重大故障模式的原因时，他联系了QUALMARK的加速可靠性测试中心(ARTC)寻求帮助。我们提出并施行了HASS程序以提供解决方案。HASS的目标是开发一种筛选，该筛选可以有效地将潜在故障变成实际发生的故障，而不会对产品寿命造成重大影响。在ARTC，HASS筛选程序使用快速温度转换结合执行多级振动量级频带宽范围2Hz至10kHz。除了这些应力之外，还应用了特定于产品的应力，例如电压临界应力、频率临界应力和电源开关循环。HALT之前由QUALMARK ARTC在该产品上进行，随后客户要求开发HASS筛选。HASS过程包括HASS开发和生产线HASS实施，并使用与HALT一样,但是降低应力强度的加速应力技术。

产品描述和事件记录

我将不会透露不间断电源(UPS)产品的详细信息，以保护客户和产品身份。该装置由一个金属底盘组成，主要部件是印刷电路板(PCB)，大型变压器和电池。底盘的顶板被保留，以便更快地对产品进行热转换。PCB通过几个支座安装到机箱底座上。测试的UPS系统是一个成熟的产品，有数百个产品单元已经卖到市场。产品在终端用户站点发生随机故障。故障模式导致多个FET爆炸，使UPS无法运行。在装运前，已对每台UPS执行了ESS筛选程序。该程序包括几乎满输出负载下的50°C老化筛选(Burn-in)，但是这在沉淀这种故障模式或其他故障方面是无效的。

HASS设备

在我们的实验室中使用 OVS2.5HP HALT/HASS系统进行HASS程序开发、测试和验证(HASS开发段)。HASS 开发过程包括夹具设计、制造、验证、筛选程序开发和筛选验证。在开发过程之后，在客户工厂的 OVS2.5HP 系统上实施筛选(生产HASS)。使用额外的功能测试设备来验证 UPS 的运行是否符合其性能规格。该测试设备位于机箱外部，并通过机箱通线口将电缆线连接到被测单元。

夹具设计与验证

HASS夹具的设计和制造旨在支持产品生产量筛选测试，并提供适当的振动传导、热均匀性和平衡的温度变化率。两个已黏贴热电偶的功能单元固定在两个夹具位置，加速度计连接到每个单元以执行温度和振动测量。

筛选程序设计

HASS筛选程序曲线基于HALT结果以及其他与产品相关的不同因素，例如功能测试持续时间，长时间热退化效应（可能需要降低应力水平的长期故障模式），产品规格应力和满足生产量的测试要求。筛选程序曲线由在产品操作极限内执行的两个综合环境循环组成。UOL、LOL和DL值是从 HALT结果中获取的。初始筛选程序曲线（经验法则估计）是 UOL和LOL累加范围的 80%。例如，UOL为100°C，LOL为-70°C 等于 170°C 范围，则使用83°C 和-53°C。

其中：X等于从LOL和UOL中减去的裕量温度。以产品的测量值为准，振动设定值水平为DL的50%，但需在OL内。如果50%值超过OL，则将使用OL的80%作为设定值。调整振动应用量级，从3到5Grms 开始，慢慢上升到最大水平。这个程序反向重复，从最高水平到3到5Grms。在产品达到所需的每个极端温度开始算停留时间，并保持至少5分钟，在此期间运行功能测试。振动调整为缓慢变化斜率，在达到最大振动量级时需要至少5分钟的停留。

• 高温操作极限( UOL): 100°C

• 高温破坏极限( UDL): 100°C

• 低温操作极限( LOL): -70°C

• 低温破坏极限( LDL): <-80°C

• 振动操作极限( OL): 50 Grms

• 振动破坏极限( DL): 50 Grms.

• 功能测试时间: 2 分钟.

• 生产量需求: 每小时 3 个产品.

• 于每次极端温度停留期间开关机循环测试.

• 塑料前面板机箱盖：在大约 90°C 时软化.

考虑到这些因素，初始设计的筛选程序曲线图限制如下：

• 最高筛选温度：83°C。最低筛选温度：-53°C

• 最大筛选振动: 30Grms.

• 筛选时间:60分钟.

作者：David Rahe

编译：Walter Wu