加速可靠性试验方法及装置

技术领域

本申请涉及可靠性试验技术领域，尤其涉及一种加速可靠性试验方法及装置。

背景技术

由于加速可靠性试验可使用户很快确定产品的可靠性，在实际质量控制中成为比较有效的手段。加速可靠性试验包括高加速寿命试验(Highly accelerated life test，HALT)和高加速应力筛选试验(Highly accelerated stress screen，HASS)。其中HALT是在产品设计阶段使用，它可快速暴露设计缺陷以便重更改设计，消除缺陷，从而减少维修费用。HASS是在产品的生产阶段使用，它可快速暴露任何工艺缺陷。HALT和HASS可将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周，且在这一周中所发现的产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致，因此，HALT和HASS的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。

与传统环境可靠性试验相比，HALT和HASS的试验方法较少，本申请旨在制定出一套常用的试验方法，以便以后的HALT和HASS试验有所参考和更加规范。

发明内容

本申请提供了一种加速可靠性试验方法及装置，可以解决在产品的设计与生产阶段现有的产品可靠性试验所消耗的时间过长的问题。本申请提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种加速可靠性试验方法，所述方法包括：

S1、进行样品的初始检测，所述初始检测包括检测所述样品的性能指标等是否正常；

S2、对所述初始检测合格的所述样品进行高加速寿命试验HALT，获得低温可操作界限值、高温可操作界限值和振动量级可操作界限值，所述HALT包括低温步进应力试验、高温步进应力试验、快速温度变化应力试验、振动步进应力试验以及温度和振动综合环境应力试验；

S3、根据所述低温可操作界限值、所述高温可操作界限值和所述振动量级可操作界限值对所述样品进行高加速应力筛选试验HASS，所述HASS包括安全性测试、有效性测试、HASS程序确立、沉淀筛选和验证筛选；

其中，在步骤S2和步骤S3中，若发现所述样品出现故障，则进行故障分析，并对故障进行修复，若未发现所述样品未出现故障，则继续进行阶段试验直到整个所述HALT检测过程和整个所述HASS检测过程结束。

可选地，在所述步骤S2中，所述振动步进应力试验包括：

设置初始振动量级和振动步长，所述振动步长为所述样品每次增加的振动量级；

以所述初始振动量级进行耐久振动，振动一段时间后进行功能检测，若功能正常，则将所述初始振动量级继续增加所述振动步长，直至所述样品发生故障，将故障前的振动量级确定为所述振动量级可操作界限值。

可选地，在所述步骤S2中，所述温度和振动综合环境应力试验包括：

设置低温界限值、高温界限值、所述初始振动量级、振动界限值、所述振动步长和温变速率；

在所述低温界限值与所述高温界限值之间以所述温变速率进行循环，同时将所述初始振动量级以所述所述振动步长递增，当所述样品振动一段时间后进行功能检测，若功能正常，则将所述初始振动量级继续增加所述振动步长，直至所述样品发生故障；

其中，振动量级小于或者等于所述振动界限值。

可选地，当振动量级达到固定值及以上时，每步功能检测结束后，将振动量级调至所述初始振动量级后再次进行功能检测，所述固定值为高振动量级破坏值。

可选地，所述安全性测试阶段进行所述温度和振动综合环境应力试验，以所述低温可操作界限值的80％为第一低温值，以所述高温可操作界限值的80％为第一高温值，以所述振动量级可操作界限值的50％为第一振动量级值，并对所述样品进行功能检测，若功能正常，则进行所述有效性测试，若所述样品出现故障，则降低温度和振动量级直至通过所述安全性测试。

可选地，所述有效性测试包括：在已通过所述安全性测试的所述样品上制作故障，将具有故障的所述样品进行所述有效性测试，并观察是否能检测出故障，若能检测出，则放宽试验条件，若未能检测出，则加严试验条件，所述试验条件包括温度和振动量级。

可选地，所述HASS程序确立包括：将通过所述有效性测试的所述样品在所述试验条件下进行30次试验，并进行功能检测，若功能正常，则HASS程序满足试验要求，若功能不正常，则需进行检查并修改循环次数。

可选地，所述沉淀筛选包括：按照确定好的所述HASS程序对所述样品进行试验，确定所述样品生产过程中的缺陷并作出改进。

可选地，所述验证筛选包括：将通过所述沉淀筛选的所述样品再次进行所述安全性测试、所述有效性测试、所述HASS程序确立和所述沉淀筛选，确定所述沉淀筛选中的所述样品的缺陷并解决问题。

第二方面，提供了一种加速可靠性试验装置，所述装置包括：

电子文件管理系统EDM，用于实时记录试验过程中的所述试验条件；

控制仪，所述控制仪中包括HC-3000控制系统，所述HC-3000控制系统与所述所述EDM通信连接；

试验箱，所述试验箱中包括安全报警装置、气动振动装置、电加热装置和液氮冷却装置，所述试验箱与所述控制仪通信连接；

温度传感器，所述温度传感器测量所述电加热装置和所述液氮冷却装置的温度，并与所述HC-3000控制系统通信连接；

振动传感器，所述振动传感器测量所述气动振动装置的振动量级，并与所述HC-3000控制系统通信连接。

本申请的有益效果在于：提供了一种加速可靠性试验方法及装置，通过在产品的设计与生产阶段使用HALT和HASS试验方法来检测产品的问题，可以解决在产品的设计与生产阶段现有的产品可靠性试验所消耗的时间过长的问题，提高了产品的生产效率。

本申请提供了一种常用的HALT和HASS试验方法，以便以后的HALT和HASS试验有所参考和更加规范。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本申请一个实施例提供的加速可靠性试验装置的结构示意图；

图2是本申请一个实施例提供的加速可靠性试验方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

图1是本申请一个实施例提供的加速可靠性试验装置的结构示意图，该装置至少包括：

电子文件管理系统1(Electronic document managements，EDM)，用于实时记录试验过程中的试验条件，其中，试验条件包括试验过程中的温度和振动量级。

控制仪，包括HC-3000控制系统2，HC-3000控制系统2通过网线与EDM1通信连接；其中，HC-3000控制系统2中包括I/O控制系统21、D/A转换系统22和A/D转换系统23。

HC-3000控制系统2中包括测试配置窗口(未图示)，用来设置试验过程中的选项和参数。比如，通过测试配置窗口设置温度传感器4参数、振动传感器5参数、振动频率范围、报警值、默认斜率等。

HC-3000控制系统2采用PID控制，用于设置温度PID值、振动量级PID值、控制周期、温度干预范围、自整定等，在本实施例中，控制周期默认为2s，温度干预范围默认为5℃自整定默认为ON，至于振动步长、温度步长及循环次数等则可根据实际试验条件设置，本实施例不对此作限定。

试验箱3，包括安全报警装置31、气动振动装置32、电加热装置33和液氮冷却装置34，试验箱3与控制仪通信连接；其中，安全报警装置31与I/O控制系统21通信连接，I/O控制系统21用于向安全报警装置31发送报警指令，安全报警装置31在接收到报警指令后发出报警信息，接着将发出的报警信息反馈给I/O控制系统21；气动振动装置32、电加热装置33、液氮冷却装置34与D/A转换系统22通信连接，气动振动装置32用于控制样品进行振动，电加热装置33用于对样品进行加热，液氮冷却装置34用于对样品进行降温，D/A转换系统22用于将HC-3000控制系统2中的数字信号转换为能被气动振动装置32、电加热装置33、液氮冷却装置34识别的模拟信号。

安全报警装置31可以为蜂鸣器或者指示灯。当然，安全报警装置31也可以为其它，本申请不对此作限定。

在本实施例中，试验箱3的型号为HH-900-150，其规格包括：温度范围：-100℃～+200℃，最大温变速率：60℃/min，最大振动量级：80Grms。当然，试验箱3的型号还可以为与HH-900-150同等的其他型号，本实施例不对此作限定。

温度传感器4，用于测量电加热装置33和液氮冷却装置34的温度，并与HC-3000控制系统2通信连接，将测量到的温度值发送给HC-3000控制系统2。其中，温度传感器4与HC-3000控制系统2中的A/D转换系统23通信连接，用于将传感器中的数字信号转换为能被HC-3000控制系统2识别的模拟信号。

振动传感器5，用于测量气动振动装置32的振动量级，并与HC-3000控制系统2通信连接，将测量到的震动量级发送给HC-3000控制系统2。其中，振动传感器5与HC-3000控制系统2中的A/D转换系统23通信连接，用于将传感器中的数字信号转换为能被HC-3000控制系统2识别的模拟信号。

为了更好的进行试验，在试验之前，建立一个数据库来存储和访问测试配置数据是非常必要的。因此，在本实施例中，在创建HC-3000控制系统2之前，需要先创建一个数据库。

本申请提供通过一种加速可靠性试验装置，可以解决在产品的设计与生产阶段现有的产品可靠性试验所消耗的时间过长的问题，提高了产品的生产效率。

图2是本申请一个实施例提供的加速可靠性试验方法的流程图，本实施例以该方法应用于图1所示的加速可靠性试验装置中为例进行说明。该方法至少包括以下几个步骤：

步骤201，进行样品的初始检测，初始检测包括检测样品的性能指标等是否正常。

在常温的环境条件下，检查样品的功能，测量其性能指标，确认样品是否正常；若是，则进入步骤202，若否，则修复样品或者更换新样品。

步骤202，对初始检测合格的样品进行高加速寿命试验HALT，获得低温可操作界限值T

低温步进应力试验包括：设定起始温度和低温步长，开始试验；以设定的低温步长进行降温，待温度稳定后进行功能检测，实际试验时也可适当保持一段时间再进行功能检测；若功能正常，则继续降低低温步长，直至样品出现故障时，将温度恢复常温后样品的功能能够恢复，那么故障前的一个温度值为低温可操作界限T

高温步进应力试验包括：设定起始温度和高温步长，开始试验；以设定的高温步长进行升温，待温度稳定后进行功能检测，实际试验时也可适当保持一段时间再进行功能检测；若功能正常，则继续升高高温步长，直至样品出现故障时，将温度恢复常温后样品的功能能够恢复，那么故障前的一个温度值为高温可操作界限T

快速温度变化应力试验包括：设定高温界限值、低温界限值、起始温变速率和温变速率步长，开始试验；以设定的温变速率进行温度循环试验，每个循环待温度稳定后进行功能检测，实际试验时也可适当保持一段时间再进行功能检测；若功能正常，则记录下此时的温变速率m℃/min，若样品出现故障，则将温变速率减小温变速率步长，直至5个循环后皆无故障发生，记录下此时的温变速率m℃/min；其中，在本实施例中，高温界限值范围为T

振动步进应力试验包括：设置初始振动量级和振动步长，振动步长为样品每次增加的振动量级；以初始振动量级进行耐久振动，振动一段时间后进行功能检测，若功能正常，则将初始振动量级继续增加振动步长，直至样品发生故障，将故障前的振动量级确定为振动量级可操作界限值V

为了检测试验过程中是否存在高量级破坏却无法检测出的隐形不良的情况，在振动步进应力试验中，当振动量级达到固定值及以上时，每步功能检测结束后，将振动量级调至初始振动量级后再次进行功能检测，固定值为高振动量级破坏值；其中，在本实施例中，固定值为20Grms。

温度和振动综合环境应力试验包括：设置低温界限值、高温界限值、初始振动量级、振动界限值、振动步长和温变速率；在低温界限值与高温界限值之间以温变速率进行循环，同时将初始振动量级以振动步长递增，当样品振动一段时间后进行功能检测，若功能正常，则将初始振动量级继续增加振动步长，直至样品发生故障；其中，振动量级小于或者等于所述振动界限值。在本实施例中，高温界限值范围为T

为了检测试验过程中是否存在高量级破坏却无法检测出的隐形不良的情况，在温度和振动综合环境应力试验中，当振动量级达到固定值及以上时，每步功能检测结束后，将振动量级调至初始振动量级后再次进行功能检测，固定值为高振动量级破坏值；其中，在本实施例中，固定值为20Grms。

步骤203，根据低温可操作界限值T

安全性测试阶段进行温度和振动综合环境应力试验，包括：以低温可操作界限值T

有效性测试包括：在已通过安全性测试的样品上制作故障，将具有故障的样品进行有效性测试，并观察是否能检测出故障，若能检测出，则放宽试验条件，若未能检测出，则加严试验条件，其中，试验条件包括温度和振动量级。

HASS程序确立包括：将通过有效性测试的样品在试验条件下进行30次试验，并进行功能检测，若功能正常，则HASS程序满足试验要求，若功能不正常，则需进行检查并修改循环次数。在实际试验时，循环次数也可以为其他，本申请不对此作限定。

沉淀筛选包括：按照确定好的HASS程序对样品进行试验，确定样品生产过程中的缺陷并作出改进。

验证筛选包括：将通过沉淀筛选的样品再次进行安全性测试、有效性测试、HASS程序确立和沉淀筛选，确定沉淀筛选中的样品的缺陷并解决问题。

其中，在步骤202和步骤203的任一试验过程中，若发现样品出现故障，则进行故障分析，并对故障进行修复，若未发现样品未出现故障，则继续进行阶段试验直到整个HALT检测过程和整个HASS检测过程结束。其中，故障可能为试验装置出现乱码、安全报警装置31一直显示报警信息、电加热装置33不加热等。

综上所述，本实施例提供的加速可靠性试验方法，通过在产品的设计与生产阶段使用HALT和HASS试验方法来检测产品的问题，可以解决在产品的设计与生产阶段现有的产品可靠性试验所消耗的时间过长的问题，提高了产品的生产效率。

本申请提供了一种常用的HALT和HASS试验方法，以便以后的HALT和HASS试验有所参考和更加规范。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。