加速试验的概念、产品层次与留心事项

1、加速试验观点

加速试验是指在担保不改变产品失落效机理的条件下，通过强化试验条件，使受试产品加速失落效，以便在较短韶光内得到必要信息，来评估产品在正常条件下的可靠性或寿命指标。
通过加速试验，可迅速查明产品的失落效缘故原由，快速评定产品的可靠性指标。

2、加速试验的目的与特点

进行加速试验的目的可概括如下：

（1）为了适应日益激烈的竞争环境；

（2）在尽可能短的韶光内将产品投入市场；

（3）知足用户预期的须要。

加速试验是一种在给定的试验韶光内得到比在正常条件下（可能得到的信息）更多的信息的方法。
它是通过采取比设备在正常利用中所经受的环境更为严厉的试验环境来实现这一点的。
由于利用更高的应力，在进行加速试验时必须把稳不能引入在正常利用中不会发生的故障模式。
在加速试验中要单独或者综合利用加速因子，紧张包括：

更高频率的功率循环；更高的振动水平；高湿度；更严厉的温度循环；更高的温度。

3、加速试验分类

加速试验紧张分为两类，每一类都有明确的目的：

（1）加速寿命试验--估计寿命；

（2）加速应力试验--确定（或证明）和纠正薄弱环节。

这两类加速试验之间的差异只管细微，但却很主要，它们的差异紧张表现不才述几个方面：作为试验的根本的基本假设、构建试验时所用的模型、所用的试验设备和场所、试验的履行方法、剖析和解释试验数据的方法

对这两类紧张的加速试验进行了比较

试验： 加速寿命试验（ALT）

目的与方法：利用与可靠性（或者寿命）有关的模型，通过比正常利用时所预期的更高的应力条件下的试验来度量可靠性（或寿命），以确定寿命多长

表明：哀求：理解预期的失落效机理；理解关于加速该失落效机理的大量信息，作为加速应力的函数

试验：加速应力试验（AST）

目的与方法：施加加速环境应力使潜在的毛病或者设计的薄弱环节发展为实际的失落效，确认可能导致利用中失落效的设计、分配或者制造过程问题。

表明：哀求: 充分理解（至少要足够理解）基本的失落效机理。
对产品寿命的影响问题作出估计。

4、加速试验的产品层次

要明确进行加速试验的产品层次（级别）是设备级还是零部件级，这一点很主要。
某些加速方法只适用于零件级的试验，而有的方法只能用于较高等别的总成（设备），只有少数方法同时适用于零件级和总成（设备）级。
对零件级非常得当的基本假设和建模方法在对较高等别的设备进行试验时可能完备不成立，反之亦然。

表2列出了在两个紧张的级别（设备级和零部件级）上进行试验的信息。

级别：设备级

限定（局限）：常日非常有限，很少进行。
要建立起设备在高应力下与正常利用条件下的失落效率之间的关系的模型是极度困难的。
而且，也很难确定不改变设备的失落效机理的应力条件。

表明：可以有效地用于设备的加速试验的一个例子是增加事情周期，例如，某系统在正常情形下仅在一个班次中运行，航空电子设备在一次翱翔前和翱翔中只事情几个小时，在这种情形下，在试验中可以增加事情周期，受试系统一天可以连续事情三个班次，可使航空电子设备循环事情，在仿照翱翔之间只留出足够使设备的温度稳定在非事情状态的韶光。
这样，只管每个事情小时的失落效率没有改变，但是每天发生的失落效数增加了。
这类加速试验常日在可靠性鉴定试验中采取。
这实际上是加速试验的一种形式（只管常日不这样认为）。

级别：零部件级

限定（局限）：部（零）件的失落效模式比设备要少。
因此，要确定能有效地加速失落效率而又不大改变失落效机理的应力就随意马虎得多。

表明：常日用一个给定的应力可以对一个或多个支配性失落效机理进行加速试验，例如，电容器的介质击穿是电压的函数，堕落是湿度的函数。
在这种情形下要找出失落效率与利用应力之间的函数关系的加速模型相称随意马虎。
因此，加速寿命试验广泛运用于部件，并且极力推举大多数类型的零件利用这一方法。

5、前辈的加速试验

过去，大多数加速试验都是利用单一应力和在定应力谱进行的。
包括周期固定的周期性应力（如温度在规定的高下限之间循环，温度的上限和下限以及温度的变革率是恒定的）。
但是，在加速试验中，应力谱不必是恒定的，也可以利用多种应力的组合。
常见的非恒定应力谱和组合应力包括：

步进应力试验；渐进应力试验； 高加速寿命试验（HALT）（设备级）；高加速应力筛选（HASS）（设备级）；高加速温度和湿度应力试验（HAST）（零件级）。

高加速试验系统性地利用大大超过产品利用中预期水平的环境勉励，因此须要详细理解试验结果。
高加速试验用于确认干系故障，并用来确保产品对高于所哀求的强度有足够的裕度以便能经受正常的利用环境。
高加速试验的目的是大大减少暴露毛病所须要的韶光。
该方法可用于研制试验，也可用于筛选。

HALT（高加速寿命试验）是一个研制工具，而HASS（高加速应力筛选）是一个筛选工具。
它们常常相互联合利用。
这是两种相对较新的方法，与传统的加速试验方法不同。
HAL与THASS的详细目标是改进产品设计，将制造偏差和环境效应对产品性能和可靠性的影响减至最小。
常日定量的寿命或可靠性估量与高加速试验没有联系。

步进应力谱试验。
利用步进应力谱，试验样本首先按事先规定的韶光以某个给定的应力水平试验一段，然后在高一点的应力水平下再试验一段韶光。
不断增加应力水平连续上面的过程，直到某个试验样本失落效，或者试验进行到最大应力水平时终止。
这种方法能更快速地使产品失落效以便剖析。
但是，用这种方法很难精确建立加速模型，因此很难定量地估量产品在正常利用条件下的寿命。

每一步中该当增加的应力量值与许多变量有关。
但是，许可在设计中进行这样的试验的一个普遍的法则是：假设产品没有缺陷，如果终极能以适当的裕量超出预期的利用环境中的应力，就能担保总体中的每一个体都能经受住利用环境和筛选环境。
（从而提高产品的寿命或可靠性）渐进应力谱试验。
渐进应力谱或者"梯度试验"是另一种常见的方法，试验中应力水平随韶光持续增加。
其优点和缺陷与步进试验相同，但有其余一个困难，便是很难精确地掌握应力增加的速率。

HALT（高加速寿命试验）。
HALT一词是Gregg K. Hobbs 于1988年提出的。
HALT有时指应力增益寿命试验（STRIFE），是一种研制试验，是步进应力试验的一种强化形式。
它一样平常用来确认设计的薄弱环节和制造过程中存在的问题，以及用来增加设计强度的富余量，而不用来进行产品寿命或可靠性的定量估量。

HASS（高加速应力筛选）试验。
HASS是加速环境应力筛选的一种形式。
它代表了产品所经历的最严厉的环境，但常日持续很有限的一段韶光。
HASS是为达到"技能的根本极限"而设计的。
此时应力的眇小增加就会导致失落效数的大量增加。
这种根本极限的一个例子是塑料的软化点。

HAST（高加速温度和湿度应力试验）。
随着比来电子技能的高速发展，几年前刚刚涌现的的加速试验可能不再适应当今的技能了，尤其是那些专门针对微电子产品的加速试验。
例如，由于塑料集成电路包的发展，现在用传统的、普遍被接管的85℃/85%RH的温度/湿度试验须要花上千小时才能检测出新式集成电路的失落效。
在大多数情形下，试验样本在全体试验中不发生任何失落效。
不发生失落效的试验是解释不了什么问题的。
而产品在利用中必定会偶尔失落效。
因此，须要进一步改进加速试验。
HSAT便是为代替老的温度/湿度试验而开拓的方法。

6、加速试验中应该把稳的问题

加速试验模型是对产品在正常应力水平下以及一个或多个加速应力水平下的关键成分进行试验而导出的。
在利用加速环境时一定要极其把稳，以便识别和精确确认在正常利用中将发生的失落效和一样平常不会发生的失落效。
由于加速环境一样平常都利用远高于现场利用时所预期的应力水平，加速应力会导致在实际利用中不可能涌现的缺点的失落效机理。
例如，将受试产品的温度升高到超过材料性能改变的温度点或者休眠激生路限温度时，就会导致在正常利用中不会发生的失落效的发生。
在这种情形下，办理这种失落效只会增加产品的用度，可靠性却不会有丝毫的提高。
理解真正的失落效机理来肃清失落效的根本缘故原由才是极为主要的。