1996年Tandem计算机公司在环境科学学会(IES)年会上以“通过ESS使新计算机可靠性提高”为题发表论文,介绍该公司进行三年HALT和HASS研究的成果。 HALT试验实例: (1)波音777飞机电子设备进行的试验,试验都在外场可更换单元(LRU)上进行。 施加温度循环、随机振动和两者的组合应力。温度循环分四档进行,即-15℃~+70℃,-30℃~+85℃,-40℃~+100℃和-55~+115℃。保温时间为1~20min,温变率为20℃/min(要求*低温变率为15℃/min)。每档进行11个周期,每个周期施加附表1中所示电应力。 附表1 电应力量级 周期号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 电源量级 | 正常值 | *大值+10% | *大值+10% | *小值-10% | *小值-10% | *小值 | *大值 | 信号量级 | 正常值 | *小值 | *大值 | *小值 | *大值 | *大值+10% | *大值+10% | 周期号 | 8 | 9 | 10 | 11 | 电源量级 | *大值 | *小值 | *大值+10% | *小值-10% | 信号量级 | *小值-10% | *小值-10% | *小值-10% | *大值+10% |
在每个极端温度上保温10分钟。 振动从2Grms,10分钟开始,按2Grms步长施加。每步均观察产品有无破坏直至28Grms。 试验设备性能:温变率为30℃/分钟,温度范围-60℃~+150℃,采用三轴六自由度激振台,振动量级可控制在2~30Grms之内。 波音777未做可靠性强化试验(RET)的LRU的更换率为35%,而经RET的LRU的更换率只有4%。 波音公司要求所有新研制的设备和在服役中可靠性低或需大修和重新鉴定的现有设备都必须做RET。(2)美QualMark公司可靠性加速试验中心在1998年R&M年会上“HALT和HASS效果总结”一文中,对所完成的19个不同行业33个公司47种产品的数据进行分析和总结,被试产品大多是电子、电气产品,其中有些产品含有机械部件。 进行的HALT过程包括温度循环、快速温度变化、全向(6自由度)随机振动,以及组合环境,根据需要还施加产品规定的其它应力,如电应力(通断)电压拉偏、频率拉偏等。施加的各种应力如下: 温度步进应力从20℃开始,以10℃为步长下降(或升温)直至工作下限(上限)和破坏下限(上限),每步保温时间为10分钟。 快速温度变化,采用温箱的*高和产品允许的变温率。随机振动从3-5Grms,10分钟开始,以3-5Grms为步长增加直至工作极限和破坏极限。 组合环境采用单应力下确定的温度工作极限为温度剖面的上下限。对大多数产品而言,取决于*大变温率和功能测试时间,每个温度循环所需时间约30分钟,在每个极限温度上保温时间约10分钟。在温度剖面中施加随机振动,从3-5Grms开始,按5-10Grms步长增加。尽可能确定组合环境下的工作极限和破坏极限。一个完整的HALT平均时间为4天。 经统计不同应力下失效所占的百分比示于附表2。 附表2 不同应力下失效所占的百分比 应力类型 | 低温步进应力 | 高温步进应力 | 快速温变 | 振动步进应力 | 振动和快速温变 | 百分比% | 14 | 17 | 4 | 45 | 20 |
受试产品按**,民用和外场使用分组得出的HALT极限值列于附表3 附表3 不同使用场合的产品HALT极限值 产品应用类别 | 温度℃ | 振动Grms | LOL | LDL | UOL | UDL | VOL | VDL | ** | -69 | -78 | 116 | 123 | 121 | 124 | 外场使用 | -57 | -74 | 94 | 115 | 64 | 66 | 民用 | -48 | -73 | 90 | 95 | 32 | 39 |
表中,LOL——工作温度下限 LDL——破坏温度下限 UOL——工作温度上限 UDL——破坏温度上限 VOL——工作振动极限 VDL——破坏振动极限 所有试验都是在Qualmark OVS 2.5HP组合试验系统上完成的。 |