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可靠性试验之 HALT试验
时间：2018-08-28 11:53:00
来源：上海机器人产业技术研究院
作者：小R
HALT是高加速寿命试验，又称为可靠性强化试验（RET）,在产品的设计阶段，通过系统地施加逐步增大的环境应力和工作应力，激发和暴露产品设计中的薄弱环节，找到产品的工作极限和破坏极限，通过对试验过程中出现的故障进行定位分析和失效进行机理分析，不断改进设计和工艺，提升产品耐环境能力和健壮性，提高产品成熟度和可靠性，缩短产品研发周期和加快产品上市。HALT方法是为了提高产品的可靠性，而并非为了评估产品的可靠性。
1、HALT原理
机器人研发每个产品都是独立的，由于各种因素的影响，即使同一型号产品的强度也是有差异的，其强度表现为某种统计分布。同样产品其承受的应力也是变化的，应力也表现为某种统计分布。在产品强度与应力重叠的部分（图中阴影部分），即对产品施加的应力超过产品的强度，产品就会发生故障。
为了降低产品在使用过程中的失效率，可以通过提高产品的强度，使产品具有充裕的强度余量，进而提升产品现场使用的可靠性，如图4所示。
2、HALT试验流程
3、试验应力
试验前的准备工作以及五个试验项目的详细实施方法在此不做详细介绍，可参考GB/T 29309-2012 《电工电子产品加速应力试验规程高加速寿命试验导则》进行试验。
HALT试验对产品施加的应力主要是温度和振动应力，也可考虑施加湿度等常见环境应力。除此之外，还要考虑在HALT期间可以向产品施加的所有可能的应力，比如可以考虑通电循环、电压变化、频率变化、电流等可以激发产品相关设计或工艺问题的应力。
4、故障分析
（1）当确认发生故障时，应立即停止试验，现场人员应详细记录故障现象、发现时机、试验应力等情况；
（2）故障发生后，注意保护故障现场，进行故障定位。故障定位后应尽量利用试验现场条件验证定位的正确性；
（3）故障分析清楚并准确定位后，应进行故障机理分析。若确认故障是由元器件引起的，应进行元器件失效分析；
根据故障机理分析结果和产品实际情况，确定是否对已定位的故障采取纠正措施。决定是否采取纠正措施，主要由费用、时间、风险等因素决定
5、回归验证
当受试产品在HALT后进行了设计和工艺更改，为验证纠正措施的有效性，应进行回归验证试验。回归验证试验的目的是为了验证纠正措施的有效性及其对受试产品的影响，如纠正措施是否有效，或是否消除了之前进行的可靠性强化试验发现的缺陷，是否引入了新的问题和缺陷等。在回归验证试验的步进应力试验中，可根据情况增加步进步长，以缩短试验时间，提高试验效率。
6、试验设备
温度范围：-100℃~200℃
温度变化速率：液氮制冷，温变速率不低于60℃/min
振动：三轴六自由反复冲击振动，频率范围0~10000Hz，最大均方根值可达100g
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