环境应筛选（ESS）业内通常分为常规应力筛选、定量应力筛选和HALT（高加速寿命试验）、HASS（高加速应力筛选）和POS适用临界条件筛选。本文主要涉及高加速寿命试验（HALT），并侧重于试验方法。

国内应力筛选的主要标准是GB1032-1990，该标准颁布将近30年，得到了广泛的应用，至今尚未更新。国内定量应力筛选主要标准是GJB/Z 34-1993。而目前关于高加速应力寿命的试验，目前没有找到相关的国家标准。

HALT的历史

HALT概念是由G. K. Hobbs 、K. A. Gray、L. W. Condra等人提出，主要针对产品设计研发阶段。其中G. K. Hobbs（1939-2010 中文译称：葛瑞格•K.霍布斯；英文全名：Gregg K. Hobbs ）博士的贡献最为令人瞩目。

1988年美国G•K•Hobbs博士提出高加速寿命试验（HALT）和高加速应力筛选（HASS）两种可靠性试验方法。目前在美国、日本、西欧等国家和地区得到了很多的应用，比如在通讯、电子、汽车、航空，航天等工业部门，均取得了显著的效果。目前国内一些企业行业也得到了很多应用，比如华为、中兴等。很多第三方试验室都具备开展HALT的设备和能力。

HALT相关概念

高加速寿命测试(highly accelerated life testing ，HALT)通常讲它是一种研发工具，而不是一种试验，不是现场环境的模拟与再现，他不能给出通过或不通过，合格与否的结论，它主要应用在产品设计和试制阶段，针对产品电路板、级件、子系统、系统等不同层级，利用极端的阶梯步进各环境应力及综合应力加于试样，在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。试样通过HALT所暴露的缺陷，涉及设计、材料、结构、工艺等诸方面。通过HALT试验，可以实现快速发现产品的潜在缺陷，并加以改进和验证，从而增加产品的极限值，提高其坚固性及可靠性。施加于试样的应力，包括高温、低温、快速温度变化、振动、快速温度变化加振动的综合应力，及电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。

据讲HALT能将原来需6个月甚或1年时间的新产品可靠性试验周期缩短至一周左右，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，故HALT的试验方式已成为新产品上市前所必需通过的验证。

HALT以持续的测试、失效、分析、改进及再次测试验证构成了整个程序，构成一个闭环过程，如图所示。每项测试计划，需要重复进行几次，除非一次性能经受加速应力试验。其关键在于分析失效的根本原因。

试验的主要功能如下：

(1) 利用高环境应力将产品设计缺陷激发出来，并加以改善；

(2) 了解产品的设计能力及失效模式；

(3) 作为高应力筛选及制定品质核查规格的参考；

(4) 快速找出产品制造过程的瑕疵；

(5) 增加产品的可靠性，减少维修成本；

(6) 建立产品设计能力数据库，为研发提供依据并缩短设计制造周期。

HALT的方法与步骤

1、低温步进

2、高温步进

3、快速温变

4、振动步进

5、综合应力（振动+快速温度变化）

一、低温步进

先开展低温步进再进行高温步进。起始温度为20℃或30℃（环境温度），每阶段降温10℃（后段接近预估极限时降为5℃步长），阶段温度稳定后维持至少10min，然后在阶段稳定温度下执行功能测试（以功能测试一个循环的时间为每个步进的最低保持时间，但不得低于10分钟。），如一切正常则将温度再降10℃，并待温度稳定后维持10min再执行功能测试，依此类推直至发生功能故障，以判断是否达到低温操作极限(LOL)或破坏极限(LDL)，或者试验应力等级已经达到HALT设备的能力极限，才可停止试验。当故障或失效产生时，降低应力水平（5°C或10°C）。对产品功能进行测试来判断功能是否恢复且满足产品规格。

LowerOperating Limit：低操作极限　试样失效点，环境应力消失后，即可恢复功能。

Lower Destruct Limit：低破坏极限　试样失效点，环境应力消失后，仍无法恢复功能。

破坏极限：一个或多个产品的工作状态不再满足技术条件要求，且应力降低后，产品也不能恢复正常工作的那个应力强度值(硬故障)。

破坏极限包括：破坏极限上限值(upper destruct limit， UDL)和破坏极限下限值(lower destruct limit， LDL)。对于振动试验只有上限。

低温步进

二、高温步进

在完成低温应力试验后，可依相同程序执行高温应力试验，起始温度为20℃(同上)，每阶段升温10℃，阶段温度稳定后维持10min，然后在阶段稳定温度下执行功能测试，如一切正常则将温度再升10℃，并待温度稳定后维持10min再执行功能测试，依此类推直至发生功能故障，以判断是否达到高温操作极限(UOL)或破坏极限(UDL)。

UpperOperating Limit：高操作极限 测件失效点，环境应力消失后，即可恢复功能。

UpperDestruct Limit：高破坏极限 测件失效点，环境应力消失后，仍无法恢复功能。

高温步进

三、快速温度变化循环

将先前在低温步进和高温步进测试中所得到的低温及高温操作极限温度值的80%作为此处的高低极限温度，并以60℃/min的温变速率（有的说法是取设备的极限值）在此区间内进行至少5个循环的高低温度变化。在每个循环的最高温度及最低温度都要停留10min，并使温度稳定后再执行功能测试。检查待测物是否发生可恢复性故障，寻找其可操作界限。在此试验中不需寻找破坏界限。

如果试样无法在HALT设备最大温度速率下正常工作，从10℃/min开始进行试验，步进累加10℃直到找到其快速温度变化的极限。尽可能在试验过程中施加额外的产品应力。

快速温度变化循环

四、振动步进

振动步进Grms值从2~5g开始,推荐5g，且每阶段增加5g，并在每个阶段维持10min后，在振动持续的条件下执行功能测试，以判断其是否达到振动操作极限(UOL)或破坏极限(UDL)。

UpperOperating Limit：高操作极限 测件失效点，环境应力消失后，即可恢复功能。

UpperDestruct Limit：高破坏极限 测件失效点，环境应力消失后，仍无法恢复功能。

振动步进

五、综合应力

快速温度变化循环及随机振动测试同时进行，至少5个循环。使用先前的快速温变循环条件及温变速率，初始振动量级是振动步进实验中的破坏极限的1/5，此后每个循环中振动量级步进，步长为初始振动量级。例如:振动步进试验中，产品的破坏极限为35Grms，那么，综合试验的初始振动量级为7Grms，在每个试验循环后，振动量级增加7Grms，所以，5个循环实验中的振动量级分别为7Grms、14Grms，21Grms，28Grms和35Grms。如果在振动步进实验中没有找到破坏极限（即最大振动量级大于HALT设备的能力极限），则以HALT设备的最大振动量级的1/5开始并步进。(注：试验中也可以适当采用更小的最初振动量级和递增量级。)使每个循环的最高及最低温度持续10min，待温度稳定后执行功能测试。如此重复进行直至达到可操作界限及破坏界限为止。

综合应力