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使用高加速應(yīng)力篩選方法能夠幫助電子制造企業(yè)評(píng)估電子產(chǎn)品的可靠性，減少或消除產(chǎn)品故障。但應(yīng)用高加速應(yīng)力篩選有一個(gè)前提，就是需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品剖面，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品施加不同的壓力，以決定是否需要進(jìn)行調(diào)整。 作為標(biāo)準(zhǔn)電子工業(yè)流程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，高加速應(yīng)力篩選（highly accelerated stress screen，HASS）用于激發(fā)和檢測(cè)產(chǎn)品的早期缺陷，而非查找全部缺陷。事實(shí)上，生成一個(gè)構(gòu)造良好HASS剖面的幾率有限，其激發(fā)PCBA電子產(chǎn)品缺陷的能力隨故障模式的變化而有所不同。在試圖將缺陷激發(fā)成為難度更大的故障模式時(shí)，由此增加的應(yīng)力可能會(huì)造成損壞結(jié)果。 盡管應(yīng)力及HASS的變更可能需要根據(jù)基礎(chǔ)技術(shù)對(duì)方法自行定義，但并不影響這種方法同樣適用于其他產(chǎn)品領(lǐng)域。 確定是否有必要進(jìn)行HASS調(diào)優(yōu)，首先要在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)之間建立評(píng)估。評(píng)估結(jié)果直接反映現(xiàn)有HASS剖面的效能。如果由于PCBA產(chǎn)品生產(chǎn)缺陷和生產(chǎn)測(cè)試產(chǎn)量下降而導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)故障呈上升趨勢(shì)，此時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)行HASS調(diào)優(yōu)。 HASS剖面的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，主要依據(jù)高加速壽命試驗(yàn)（HALT）所得到的結(jié)果。企業(yè)在PCBA加工生產(chǎn)實(shí)踐中，小編建議可以通過(guò)以下五個(gè)步驟提高產(chǎn)品的可靠性： 1、高加速壽命試驗(yàn) 要想全面理解HASS調(diào)優(yōu)，首先讓我們從高加速壽命試驗(yàn)（HALT）開(kāi)始，一起對(duì)HASS剖面的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行回顧。 HALT是一種限度測(cè)試，而非通過(guò)失敗測(cè)試。測(cè)試的主要目的是確定產(chǎn)品的環(huán)境（溫度和振動(dòng)）影響限度；此外，它還適用于測(cè)量產(chǎn)品的穩(wěn)健性。 根據(jù)HALT試驗(yàn)中完成5項(xiàng)測(cè)試的結(jié)果，對(duì)HASS試驗(yàn)剖面進(jìn)行設(shè)計(jì)。通常以溫度、振動(dòng)水平和停延時(shí)間為起點(diǎn)，或根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。這5項(xiàng)測(cè)試分別為： 1）低溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)（Cold step stress）。以20攝氏度為起點(diǎn)，將環(huán)境艙的大氣溫度降至10攝氏度。每個(gè)溫度級(jí)別上的停延時(shí)間可以根據(jù)產(chǎn)品的不同而有所差異，但建議在溫度穩(wěn)定后至少保持10分鐘。 2）高溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)（Hot step stress）。以30攝氏度為起點(diǎn)，將環(huán)境艙的大氣溫度提高10攝氏度。每個(gè)溫度級(jí)別上的停延時(shí)間可以根據(jù)產(chǎn)品的不同而有所區(qū)別，但建議在溫度穩(wěn)定后至少保持10分鐘。 3）快速溫變循環(huán)試驗(yàn)（Rapid thermal transitions）。最小的溫度循環(huán)范圍應(yīng)該在高低溫步進(jìn)應(yīng)力測(cè)試中所確定的溫度工作上限和溫度工作下限的5攝氏度內(nèi)。通常至少進(jìn)行3個(gè)溫變循環(huán)，并且在每個(gè)溫度極限值時(shí)至少保持10分鐘。 4）振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)（Vibration step stress）。從5Grms開(kāi)始（較低水平的振動(dòng)量級(jí)，1Grms用于精細(xì)產(chǎn)品，增量在5Grms內(nèi)），至少停延5分鐘（時(shí)長(zhǎng)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的不同而變化）。試驗(yàn)室內(nèi)大氣溫度應(yīng)當(dāng)為室溫，連續(xù)施加振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力直至產(chǎn)品振動(dòng)工作極限或破壞極限。 5）綜合應(yīng)力試驗(yàn)（Combined environment）。至少進(jìn)行5個(gè)綜合應(yīng)力循環(huán)，除非在所有5個(gè)循環(huán)之前出現(xiàn)了破壞性故障。溫度循環(huán)應(yīng)保持在溫度工作上限和溫度工作下限的5攝氏度內(nèi)。起始振動(dòng)量值則是通過(guò)將振動(dòng)破壞極限除以5加以確定的。在后續(xù)的每個(gè)溫度循環(huán)中，振動(dòng)量級(jí)都增加相同數(shù)值；也就是說(shuō)，如果最大振動(dòng)量值為50Grms，則起始振動(dòng)量值為10Grms。 2、高加速應(yīng)力篩選 HALT試驗(yàn)得到的結(jié)果通常作為HASS剖面的設(shè)計(jì)依據(jù)。溫度應(yīng)力起始值通常為溫度步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)中所確定工作極限的80%，即測(cè)試單元在HALT試驗(yàn)中完全發(fā)揮作用時(shí)的溫度水平。 振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)中，振動(dòng)應(yīng)力的起始值通常為50%的破壞極值。下圖展示了HASS剖面的標(biāo)準(zhǔn)模型。方形波代表溫度，梯形波表示振動(dòng)水平。
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2018-8-24 18:19 上傳
在上圖中的HASS剖面顯示了兩個(gè)HASS循環(huán)。實(shí)踐中，并無(wú)固定的周期次數(shù)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)用于篩選產(chǎn)品；主要還是取決于PCBA加工廠所生產(chǎn)產(chǎn)品的類型和數(shù)量。 對(duì)于大多數(shù)更關(guān)心產(chǎn)量的電子制造企業(yè)而言，建議至少循環(huán)兩次；如果希望識(shí)別出更多的潛在缺陷，3~5次循環(huán)比較適宜。HASS試驗(yàn)第一個(gè)循環(huán)的根本目標(biāo)是查找到所有缺陷；做到這一點(diǎn)則無(wú)需開(kāi)展后續(xù)循環(huán)，從而縮短測(cè)試時(shí)間、提升產(chǎn)量。 HASS試驗(yàn)由兩個(gè)部分（或階段）組成。第一個(gè)階段為預(yù)篩選階段，在極短時(shí)間內(nèi)激發(fā)出任何潛在的生產(chǎn)缺陷或零部件缺陷；第二個(gè)階段是測(cè)試階段，目標(biāo)在于識(shí)別缺陷。在測(cè)試階段，產(chǎn)品需接受功能測(cè)試。相比之下，預(yù)篩選階段所用應(yīng)力水平高于測(cè)試階段。 3、育種失效測(cè)試 判斷HASS試驗(yàn)?zāi)芊裼行У貦z測(cè)出生產(chǎn)缺陷，可以采用篩查證明或育種失效測(cè)試（Seeded failure testing）。為了更好地失效判定，建議對(duì)與生產(chǎn)缺陷相關(guān)的10種現(xiàn)場(chǎng)故障中，分析其排名前5位的故障類別。 將每一次失效視作一次育種，按照既定的HASS試驗(yàn)流程進(jìn)行篩選，以確定HASS剖面的檢測(cè)功能。如果檢測(cè)出的種子故障數(shù)較低（全部10個(gè)中不超過(guò)5個(gè)），則需要調(diào)整HASS剖面并重新檢測(cè)。 4、安全網(wǎng) 在設(shè)計(jì)HASS剖面并完成篩選驗(yàn)證后，必須確保HASS測(cè)試條件的適宜性，即在有效檢測(cè)出可能造成設(shè)備故障的潛在不良，同時(shí)不致造成設(shè)備損壞或“內(nèi)傷”。這里，可以采用安全網(wǎng)（Safetyof screen，SOS）測(cè)試，將產(chǎn)品按照調(diào)整后的HASS剖面進(jìn)行反復(fù)檢驗(yàn)，以判定最佳的測(cè)試條件。 一般情況下，測(cè)試循環(huán)以40次作為有效起點(diǎn)。如果時(shí)間允許，產(chǎn)品在第一次故障發(fā)生之前可經(jīng)過(guò)多次循環(huán)。產(chǎn)品在HASS試驗(yàn)中損耗的可靠壽命，可以用通過(guò)下列公式直接計(jì)算得出，并用百分比表示，計(jì)算公式為：可靠壽命=（HASS剖面循環(huán)次數(shù)÷SOS循環(huán)次數(shù)）×100%。 例如，可靠壽命=（2÷40）×100=5%，表示產(chǎn)品經(jīng)過(guò)兩次HASS剖面循環(huán)和40次SOS測(cè)試，其可靠壽命耗損最高為5%。 5、HASS調(diào)優(yōu) 對(duì)于電子制造企業(yè)而言，盡管開(kāi)展了HALT和HASS試驗(yàn)項(xiàng)目，并對(duì)所有標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)方針進(jìn)行了研究，但在項(xiàng)目初期或?qū)嵤┰缙谌匀粫?huì)遭遇失敗，即使其產(chǎn)品的缺陷已經(jīng)明顯少于未經(jīng)過(guò)HASS試驗(yàn)的項(xiàng)目。 在HASS調(diào)優(yōu)（HASS tuning）和定速過(guò)程中對(duì)HASS基本流程稍做變更或調(diào)整，可以提高給定失效模式的檢測(cè)和沉淀概率。壓力級(jí)別的變化將影響到該領(lǐng)域中存在的缺陷類型。
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