一、HALT/HASS试验技术在世界范围中的应用

HALT/HASS试验技术能高度压缩试验时间，使产品的潜在缺陷在设计和制造阶段得以暴露，为能根治设计和制造薄弱环节提供确切的改进信息，大大减少产品研制的费用和周期，缩短产品上市时间，使得上市的第一件产品就具有“成熟的可靠性”，并大大降低产品维修和使用的总费用，为制造商赢得良好的信誉。因此，从20世纪80年代末到90年初开始，国外特别是美国在各工业部门开始推广应用HALT/HASS试验技术，到目前已广泛地应用于通讯、电子、电脑、医疗、能源、交通、航空、航天和军事等领域，呈现出蓬勃发展的趋势，取得了巨大的成功。

首先，国外大多数为机械、电子工业提供设计、制造和试验服务的公司，已经把HALT/HASS作为一项很重要的服务内容。比如美国为航空航天、军事工业和一般民用工业提供试验服务的Garwood Laboratories公司，它所提供的一项重要服务就是产品的可靠性试验，其主要内容是HALT/HASS/ESS。它所服务的客户在军事工业方面包括雷神飞机公司、波音公司、Northrop Grumman 公司、Meggitt Safety Systems公司等，交通方面包括TRW、GMATV、Breed等公司，航天方面包括AECABLE、Tecstar、JPL等公司，医疗方面包括Baxter、Allergan、Alpha Therapeutic等公司，其他方面的客户还有SONY、TEAQC、AAI、OEA Aerospace等著名公司；再如美国的一大主要电子加工服务供应商MCMS公司，它专门为复杂印制电路板集成系统、存储模块及系统提供设计、工艺设计、质量保证、试验工程等项服务，其中ESS、HTOL（High Temperature Operating Life）、HALT、HASS都是试验工程中重要的试验内容。另外还有美国的Wyle Laboratories公司、美国的Telephonic公司和在欧洲最具实力的跨国性集团认证公司，即德国的TUV Provide Service公司等都将HALT/HASS作为一种重要的可靠性保障服务提供给种个工业部门的客户。

其次，国外机械、通讯、交通运输、航空航天、国防等行业的设备，特别是电子产品的供应商们，已经高度认识到HALT/HASS在其产品质量和可靠性保障方面的重要性，把HALT/HASS作为改进和优化产品、加快新产品研制步伐、提高产品质量、赢得用户和市场的重要技术手段。比如以擅长制造高可靠性的嵌入式系统计算机和外围设备而著名的美国AMPRO公司，它现在所开发和生产的新产品如核心模块CoreModule/4GE和Little Board/486e CPU等产品都是要经过HALT严格的试验来保障质量的；再如在数据获取与转换元器件、DC/DC转换器、数字面板伏特计、计算机模拟I/O板产品中占据世界主导地位的DATEL跨国电子制造公司，他们在产品设计和早期加工阶段，反复采用HALT技术，查找产品在电子和机械方面的潜在缺陷，使产品在尽可能短的时间内成为成熟和可靠的产品。另外象世界著名的Compag公司、Motorala公司、美国的MSL公司、美国的TNAC公司、美国的Parker Hannifin公司、美国的VICOR公司，以及有名的福特汽车和惠普公司都是使用HALT/HASS获得产品的高可靠性和实现产品快速更新换代的。在航空、航天方面HALT/HASS试验技术近几年来应用越来越多，发展也快，波音公司已于1994年在波音-777飞机上成功采用强化试验方法，接着在波音-737上也得到应用。

国外关于可靠性强化试验的学术活动也非常活跃，由各商家主办的HALT/HASS学术会议也很多，有些学院把HALT/HASS试验作为可靠性教学中一项重要内容。另外许多发达国家对加速试验技术的研究方兴未艾，美国Entela公司研究了一种新的可靠性加速试验技术——失效模式验证试验FMVT（Failure Mode Verification Testing），并获得专利，这项技术在某些方面还优于高加速寿命试验（HALT）。

总之，在国外一些工业发达的国家物别是美国，HALT/HASS试验技术由于它本身的魅力和激烈的市场竞争，已经被商家广泛的接受，并得到普遍的应用。

HALT/HASS/HASA应用领域和产品

二、HALT和HASS的不同之处

高加速寿命试验（HALT，HighlyAccelerated Life Test）和高加速应力筛选（HASS，Highly Accelerated Stress Screen），前者是针对设计的，后者是针对生产过程的。

HALT/HASS如何融入产品设计、研制和生产过程

HALT/HASS作为一种激发试验方法，其理论依据是故障物理学。它把故障或失效当作研究的主要对象，通过激发、研究和根治产品缺陷达到提高可靠性的目的。激发试验与环境模拟试验思路不同，它不是模拟真实环境，而是对试件施加比产品实际使用条件残酷的多的环境和工作应力，快速激发并排除产品潜在的缺陷来到提高产品可靠性和缩短高质量产品研制周期的目的。激发试验可实现在不足原来1/5~1/10的试验费用的情况下，获得的可靠性水平是传统试验的数百倍。

HALT采用对样品系统地施加步进应力的方法，让样品承受逐步增加的环境应力（振动、温度和湿度等）、附加应力（电源周期通断、电压拉偏和频率拉偏等）和工作应力来快速激发产品的设计缺陷，暴露设计薄弱环节，确定产品的工作极限和破坏极限，从而在短期内为产品改进设计提供信息。在应力步进施加过程中各量级应力可以大大走出技术规范极限。

HASS是专为清除生产过程中引入产品的缺陷而设计的最快最有效的筛选过程，要求100%的产品参加筛选。HASS一般不采用应力步进的施加方法，而选用比未来使用过程中高的多的恒定的环境应力和电应力，在很短的时间内激发出产品在外场可能出现的各种早期失效形式，从而大幅度缩短筛选时间。

HALT用以暴露与产品设计有关的早期失效故障，同时也用于提高产品在有效寿命期内抗随机故障的壮实度；HASS应用于产品制造阶段，帮助减少产品与制造工艺有关的早期失效率。产品的HALT试验总是先于HASS试验进行，因为HASS试验剖面图参数要根据HALT的试验结果来确定。

产品的各种应力极限示意图

三、HASS筛选试验适用对象

HASS虽然能够将有缺陷和无缺陷的产品区分开来，以保证不让有制造缺陷的产品注入市场或投入使用。但不是所有的产品都能通过HASS筛选过程受益的，毕竟HASS筛选过程的实现和完成是非常昂贵的，并且经过严格设计、制造和HALT试验的产品其可靠性可能已经满足或走出其最终用户的要求，所以实际生产过程中，应该通过正确的设计和生产尽量减少HASS试验。一般在下列情况下可以考虑利用HASS对产品进行筛选：

1．   通过HALT试验发现产品的实际裕度比要求的要低，但在产品出厂前又不能解决这个问题。

2．   在HALT试验中发现产品存在制造缺陷，并且很显然通过环境应力筛选能够提高产品外卖可靠性。

3．   复杂程度比较高的产品要求进行环境应力筛选以满足可靠性的要求。

4．   如果要求通过筛选获得有关产品余度的统计信息，就需要大量的产品进行试验才能得到有意义的统计结果。

5．   要求设计一个鉴定筛选跟踪产品质量和可靠性。

6．   一个产品可能有许多不同的组件或部件供应商，当供应商变化时需要通过筛选来衡量所提供的元器件或组件的性能。

7．   对于没有历史数据的新产品，又没有相近产品作为参考来预计该产品的可靠性。

产品本身就是一个低可靠性的产品。

四、HASS试验剖面图的建立

HASS的基本依据是故障物理学，在HASS中所施加的应力类型不一定是产品使用时受到的应力，以能激发出制造缺陷为目的，一般选用的应力有振动应力、热应力和电应力等。试验剖面图的建立就是要选择合适的应力类型、应力量级和综合方式，以得到最佳的筛选效果。

HASS试验剖面图中选择有关参数的一般方法：

HASS试验剖面的选择主要依据HALT的试验结果以及产品性能测试所需要时间、产品试验过程中所施加的特殊应力和产品产量等等。一般的HASS试验剖面图是由数个在两个极限温度之间的振动和温度等环境应力综合作用的循环周期构成的。剖面参数包括：上下极限温度、端点温度滞留时间、温变率、振动量级、振动应力施加时刻、振动时间长短等。这些参数值的选择一般参照下面方法：

温度循环：端点温度一般取工作极限温度范围的80%；端点温度滞留时间一般取决于试件温度达到平衡所需要的时间和测试试件工作状态所需要的时间。

随机振动：振动量级一般取破坏极限的50%，如果超过了工作极限，则取工作极限的80%。

在许多情况下，试验剖面图由缺陷激发周期和缺陷检测周期共同构成，激发周期的上下极限值一般在产品的工作极限和破坏极限之间，一般推荐取破坏极限和工作极限的平均值，缺陷检测周期的上下极限值取在产品的工作极限范围之内。

建立HASS试验剖面图的一般方法

根据HASS试验剖面有关参数的选择方法和筛选效果的验证方式，在实际中用来开发HASS试验剖面的优化筛选过程常用的方法有以下四种：

方法1：采用预先植入缺陷的样本制定和优化HASS筛选方案

方法2：采用小的样本数制定和优化HASS筛选方案

方法3：采用大的样本数制定和优化HASS筛选方案

方法4：只对产品有限样本进行筛选的HASS筛选方案的制定和优化

方法1和方法2一般适用于能用于HASS筛选程序开发的试件数很少（一到两件）但筛选过程又必须优化的情况，它们的不同之处在于：方法1中采用了直接从生产线上获得或有意地植入了一些具有代表性的制造缺陷的样本。而在方法2中没有使用植入缺陷的样本（常常是因为这样的样本不能获得），而是对产品所施加的各种应力值不断增加直到有失效情况发生。方法3用在筛选过程必须得到优化，并且有足够多的样本来优化这个筛选过程。方法4用来开发不对产品进行100%的筛选、只对有限样本进行筛选的HASS程序。

和HALT试验层次性要求一样，要有效实施HASS筛选过程，彻底清除产品的早期故障，应该在能够产生加工缺陷的元器件、模块级、单元级和系统级按照从低到高的层次进行HASS筛选，才能保证整个产品的可靠性。