高加速寿命试验
开关电源高加速寿命试验方法团体标准
开关电源高加速寿命试验方法团体标准ICS号29.200中国标准文献分类号K85团体标准标准编号开关电源高加速寿命试验方法Highly accelerated life test methods of switching power supply（征求意见稿）202X-XX-XX发布 202X-XX-XX实施中国电源学会发布目次前言 (II)1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 术语和定义 (3)4 技术要求 (3)4.1 产品工作应力极限试验 (3)4.2 综合环境应力试验 (4)5 检测方法 (4)5.1 一般要求 (4)5.2 产品工作应力极限试验 (4)5.3 综合环境应力试验 (8)6 试验报告 (9)附录A（资料性附录）共模噪声试验 (10)1T/CPSS XXXX－XXXX2前言本规范依据《GBT 1.1-2009 标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》制订，规定了高加速寿命试验的技术要求和试验方法。
同时增加了部分特殊项目的测试要求和方法如下：——共模噪声试验。
本标准由中国电源学会提出并解释。
本标准起草单位：航嘉驰源电气股份有限公司、广东志成冠军集团有限公司、合肥华耀电子工业有限公司、杭州博睿电子科技有限公司、深圳市瓦特源检测研究有限公司、科华恒盛股份有限公司。
本标准主要起草人：罗勇进、伍金铨、李民英、王雪飞、李积明、涂建华、洪开慧、王志东。
本标准首次发布。
T/CPSS XXXX－XXXX开关电源高加速寿命试验方法1 范围本标准规定了开关电源高加速寿命试验的技术要求、试验方法等。
本标准适用于开关电源的高加速寿命试验。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
IPC-9592B—2012 计算机和电信行业电源转换装置的要求（Requirements for power conversion devices for the computer and telecommunications industries）3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南解析
术语和定义HALT（High Accelerated Life Test）：高加速寿命试验，即试验中对试验对象施加的环境应力比试验对象整个生命周期内，包括运输、存储及运行环境内，可能受到的环境应力大得多，以此来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱环节，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到快速提升可靠性的目的。
运行限或操作限（Operation Limit）：指产品某应力水平上失效（样品不工作或其工作指标超限），但当应力值略有降低或回复初始值时，试样又恢复正常工作，则样品能够恢复正常的最高应力水平值称为运行限。
破坏限（Destruct Limit）：在某应力水平上升到某值时，样品失效，即使当应力回落到低于运行限时，试样仍然不能恢复正常工作，这时的应力水平值称为破坏限。
裕度（Margin）：产品运行环境应力的设计限与运行限或破坏限的差值。
产品的裕度越大，则其可靠性越高。
夹具（Fixture）：在HALT试验的振动项目中固定试样的器具。
振动试验必须使用夹具，使振台振动能量有效地传递给试样。
加速度传感器（Accelerometer）：在某方向测量试样振动加速度大小的传感器。
在HALT试验的振动项目中使用加速度传感器可以监视试验箱振动能量通过夹具有效传递给试样的效率。
振动功率谱密度（Vibrating Power Spectral Density）：也称为加速谱密度，衡量振动在每个频率点的加速度大小，单位为（g2/Hz）。
Grms（Gs in a root mean square）：振动中衡量振动强度大小的物理单位，与加速度单位相同，物理含义为对振动功率谱密度在频率上积分后的平方根。
热电偶（Thermocouple）：利用“不同导体结合在一起产生与温度成比例的电压”这一物理规律制作的温度传感器。
在HALT试验的热应力测试项目中，利用热电偶监视产品各点的温度分布。
功能测试（Functional Test）：对试样的测试，用以判断试样能否在测试环境下完成规定的功能，性能是否下降。
高加速寿命试验标准
高加速寿命试验标准
高加速寿命试验是指在较短的时间内，通过加速实验的方法模拟产品在正常使用条件下所经历的极端环境，以确定产品的性能和可靠性。
一般来说，高加速寿命试验标准会包括以下内容：
1.试验目的和试验范围：明确试验所针对的产品和试验范围。
2.试验条件和试验方法：包括试验环境条件、试验载荷和试验时间等。
3.试验样品的制备和要求：确定试验所需的样品数量和制备方法，以及对样品的要求。
4.试验结果的评估和分析：对试验结果进行定量和定性分析，评估产品的性能和可靠性。
5.试验报告要求：详细记录试验的过程、结果和分析，以及试验所采用的方法和仪器等。
不同行业和产品的高加速寿命试验标准可能有所不同，具体要根据产品的使用环境和要求来确定。
高加速寿命试验与高加速应力筛选试验技术
高加速寿命试验与高加速应力筛选试验技术高加速寿命试验（HALT，highly accelerated life test）和高加速应力筛选（HASS,highly accelerated stress screen）是近年来不断发展起来的可靠性新技术，为考核产品质量和可靠性、快速暴露产品的设计和制造缺陷，提高其可靠性提供了强有力的工具。
一、 HALT/HASS技术的特点1．1 基本原理传统的可靠性试验的原理就是模拟现场工作条件和环境条件，将各种工作模式以及各种应力按照一定的时间比例、一定的循环次序反复施加到受试产品上，经过对受试产品的失效分析与处理，将得到的质量信息反馈到设计、工艺、制造、采购等部门，并进行持续的改进，以提高产品的固有可靠性；同时依据试验的结果对产品的可靠性作出评估。
HALT/HASS可靠性技术不同于传统的可靠性试验，它是利用高机械应力和高变温率来实现高加速的，因为具有很高的效率，能够将原来需要花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周，并且在这一周中所发现的产品质量问题几乎与顾客应用后所发现的问题一致，使得经过HALT/HASS试验的产品使用故障率大大降低。
简单地说，有缺陷器件（如焊点有气泡，元器件引线有划痕等）之所以容易失效是由于有缺陷部件的应力集中系数高达2-3倍，这样其疲劳寿命就相应降低了好几个数量级，使得有缺陷与无缺陷器件在相同的应力作用下疲劳寿命拉大了档次，导致有缺陷器件迅速暴露而无缺陷器件损伤甚小。
许多类型的应力所引起故障失效加速因子是与应力呈指数级增加关系，而不是呈等比例增加关系，所以提高应力能加速产品失效。
1．2 试验目的传统的可靠性试验的目的是为确定产品是否能够经受外场实际环境的模拟试验，即是一个通过与否的试验：如果“通过”就交付使用，如果“未通过”就查找产品失效的原因，并确保产品“通过”，这在一定程度上起到提高产品可靠性水平的作用。
HALT/HASS的试验则不同于传统的可靠性试验。
电工电子产品加速寿命试验
电工电子产品加速寿命试验之一1概述寿命试验是基本的可靠性试验方法，在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去评估产品的各种可靠性特征。
但是这种方法对寿命特别长的产品来说，不是一种合适的方法。
因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。
因此，在寿命试验的基础上形成的加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法逐渐取代了常规的寿命试验方法。
加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期。
然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性特征。
加速环境试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。
该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。
2 常见的物理模型元器件的寿命与应力之间的关系，通常是以一定的物理模型为依据的，下面简单介绍一下常用的几个物理模型。
2.1失效率模型失效率模型是将失效率曲线划分为早期失效、随机失效和磨损失效三个阶段，并将每个阶段的产品失效机理与其失效率相联系起来，形成浴盆曲线。
该模型的主要应用表现为通过环境应力筛选试验，剔除早期失效的产品，提高出厂产品的可靠性。
2.1 失效率模型图示：O1典型的失效率曲线规定的失效率随机失效早期失效磨损失效t2.2应力与强度模型该模型研究实际环境应力与产品所能承受的强度的关系。
应力与强度均为随机变量，因此，产品的失效与否将决定于应力分布和强度分布。
随着时间的推移，产品的强度分布将逐渐发生变化，如果应力分布与强度分布一旦发生了干预，产品就会出现失效。
因此，研究应力与强度模型对了解产品的环境适应能力是很重要的。
2.3最弱链条模型最弱链条模型是基于元器件的失效是发生在构成元器件的诸因素中最薄弱的部位这一事实而提出来的。
该模型对于研究电子产品在高温下发生的失效最为有效，因为这类失效正是由于元器件内部潜在的微观缺陷和污染，在经过制造和使用后而逐渐显露出来的。
高加速寿命试验及高加速应力筛选(HaltHass)试验规范
浙江科正电子信息产品检验有限公司国家电子计算机外部设备质量监督检验中心浙江省物联网应用工程质量检验中心技术文件CPL/JS 046-2013高加速寿命试验及高加速应力筛选（Halt/Hass）试验规范2013-01-05发布2013-01-05实施信高加速寿命试验及高加速应力筛选（HaltHass）试验规范CPL/JS 046-2013目录1 目的2 范围3 术语4 试验人员需求5 试验设备需求6 试验样本7 功能性能测试需求8 试验报告与文档9 高加速寿命试验程序10 高加速应力试验结束后的测试1 目的本文档主要用于指导企业实施高加速寿命实验过程。
如果严格按照本指南实施，可以得到一个理想的高加速应力寿命实验结果，推广更多更健壮得产品到市场。
2 范围在本文档中，成功执行和实施HALT过程的基本原理将被详细描述。
它明确了技术人员职责、工具和设备需求以及测试试验资质。
如果坚持按照本文档实施，就能够获得最基本的指南以执行和完成一个成功的HALT试验。
本指南可用于各种产品部件，包括电子产品、电子－机械产品或者单纯的机械产品。
3 定义3.1. 振动带宽：3.2. 纠正措施：这里是指为了消除产品缺陷而进行得设计或者过程得改变。
纠正措施可以包括部件或者材料改变，也包括产品设计和生产过程得变化。
3.3. 破坏极限：是指让一个或者多个产品不再拥有产品规范里规定得产品功能特性，即使应力降低，(中国可靠性网)产品也不能恢复。
如我们常见得硬失效。
3.4. 功能测试：产品的一种测试，通过测量产品的功能性能、产品使用或者边界参数来评判产品是否实效（不能完成产品规定的功能）或者退化是否发生，这种测试也可以包括内部诊断。
功能性测试贯穿于HALT试验的整个环境应力过程。
3.5. 振动加速度均方值：3.6. 高加速寿命试验(HALT)：一种利用步进应力的过程，通过不同的加速应力发现产品的设计局限。
HALT主要用于暴露产品的应力极限和确认产品的缺陷。
高加速寿命试验(Highly Accelerated Life Test-HALT-HASA-HASS)
高加速寿命试验(Highly Accelerated Life Test-HALT/HASA/HASS) 加速应力试验源由(Accelerated Stress Test:简称AST/ALT)，源起于1960年代美国因应太空计划对高可靠度的需求而被发展出来。
随着科技高度发展及快速变化的市场需求，过去耗时的产品验证方式已逐渐无法应付如此快速变化的市场需求进而影响到产品于市场之竞争力，因此，如何快速且有效发现产品设计缺陷并于设计阶段加以修正为现今国内外各大厂之主要关键问题，亦即是HALT&HASS逐渐被重视的原因。
众所皆知，产品在设计阶段进行缺陷修正是极为容易的，在大量生产后进行缺陷修正则困难度相对提高。
微利时代若产品在市场于保固期内出现缺陷则所花费成本与商誉损失将无法计算。
因此1990年代后以美国为首的国际各大厂(包括hp、Dell、Cisco、Nortel、Tetronix、Motorola等)均相继以HALT手法作为新产品开发阶段迅速找出产品设计及制造的缺陷同时改善缺陷已达降低保固期成本、增加产品可靠度并缩短产品上市时间。
同时可利用HALT所发现之失效模式与相关资做为后续研发产品的重要依据。
目前有航空电子、汽车及信息等高科技产业皆已投入HALT 领域之测试，并且已有相当成效。
基本概念：1）HALT ：Highly AcceleratedLife Testing（高加速寿命测试）2）HASS：Highly AcceleratedStress Screen（高加速应力筛选）3）HASA：Highly AcceleratedStress Audit（高加速应力稽核）关于HALT:1)测试目的：在设计初期对已有的原型机或者工程样机进行应力测试并至失效，对于发现的失效进行分析改善，例如更换部件等方法，使得产品的设计更加强健，可靠性更高。
简单来说就是：测试->失效->分析->改善->测试....的循环，网上找了下面一张图以便于理解。
科普-高加速寿命试验是什么？
科普:高加速寿命试验是什么？[导读]一款新产品的推出都要经历很多阶段，其中最关键的部分可能要数设计研发阶段了。
新的产品理念的提出到试品的出现，可谓是从无到有的过程。
在整个产品设计研发阶段，工程师们需要通过很多手段使产品的种种缺陷提早暴露一款新产品的推出都要经历很多阶段，其中最关键的部分可能要数设计研发阶段了。
新的产品理念的提出到试品的出现，可谓是从无到有的过程。
在整个产品设计研发阶段，工程师们需要通过很多手段使产品的种种缺陷提早暴露出来，从而避免在投产后频频出现的质量问题。
最近，一种叫高加速寿命试验的试验方法成功吸引了很多人的注意力。
一、关于高加速寿命试验(HALT)高加速寿命试验，英文简称HALT(Hlighly Accelerated Life Test)，是一种新的试验方法或者思想，试验中采用的环境应力比常见的加速试验更加严酷。
目前主要应用于产品开发阶段，它能以较短的时间促使产品的设计和工艺缺陷暴露出来，为改进产品设计、提升产品可靠性提供依据。
由于HALT试验主要应用于产品开发阶段，因而产品出问题的概率比较高，关键是还很难找出问题的症结，这就迫使众多硬件工程师们长期深陷于问题的分析当中。
从90年代开始，HALT获得推广应用。
HALT的最大特点是时间上的压缩，可以在短短的几天内模拟一个产品的整个寿命期间可能遇到的情况。
与传统的可靠性试验相比，HALT试验的目的是激发故障，即把产品潜在的缺陷激发成可观测的故障。
因此，它不是采用一般模拟实际使用环境进行的试验，而是人为施加步进应力，在远大于技术条件规定的极限应力下快速进行试验，找出产品的各种工作极限与破坏极限。
二、HALT优势所在：1、借助高环境应力，使产品设计缺陷提前激发出来，从而消除设计缺陷，大大提高设计可靠性;2、后期维修费用大大降低，因为所交付产品的可靠性得到了极大的保障;3、了解产品的设计能力及失效模式;4、可以找出产品的工作极限及破坏极限，为制定 HASS(高加速应力筛选) 方案，确定HASS 的应力量级提供依据;5、鉴定试验时故障大大减少，经过 HALT试验的产品，鉴定试验已不再成为必需，可能会流于一种形式。
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一般来说，有缺陷部件和元器件（如焊点有气泡，元器件引线有划痕等）之所以容易失效是由于有缺陷部件的应力比无缺陷的要高，筛选的目的就是要剔除有缺陷的部件或元器件。
Gregg K. Hobbs根据1973年Steinberg“电子设备振动分析”一文从试片拉伸疲劳试验给出的应力与失效循环次数关系图（见图1）证明了公式（1）的存在，并证明失效循环次数与应力呈指数函数关系，应力相差一倍，失效循环次数相差1000倍，（相当于寿命相差1000倍）。这种由机械应力引起的疲劳损伤是累积的，不可逆的，通常不能消除。一般情况下有缺陷部件引起的应力集中系数可达到2或3，其应力是无缺陷部件的2或3倍，因而可使疲劳寿命相应降低好几个数量级。
这种新的可靠性试验方法就是高加速寿命试验（HALT）和高加速应力筛选（HASS），它们都是由美国Hobbs工程公司的Gregg K Hobbs博士研究并于1988年在讲授“筛选技术”课程时提出来的，从九十年代开始HALT和HASS获得推广应用。与传统的可靠性试验不同，HALT试验的目的是激发故障，即把产品潜在的缺陷激发成可观察的故障。因此，它不是采用一般模拟实际使用环境进行的试验，而是人为施加步进应力，在远大于技术条件规定的极限应力下快速进行试验，找出产品的工作极限甚至最终达到的损坏极限（工作极限和损坏极限的几个具体定义见附录A）。然后，根据HALT确定的极限来制订HASS方案，通过HASS剔除生产制造缺陷，使产品快速达到高可靠性。
b．大大减少鉴定试验时的故障，经过HALT的产品，鉴定试验已不重要，仅是一种形式而已；
c．降低寿命周期费用；
d．能确切了解工作极限和损坏极限，为制定HASS方案，确定应力量级提供依据。
HASS的主要优点归纳如下：
a．能用最低费用和最短时间激发出产品的潜在缺陷；
b．能用最低费用和最短时间检测出尽可能多的缺陷；
表1根据元器件数量规定的温度循环次数
产品元器件数量
<100
Hale Waihona Puke 100～500500～1000
1000～2000
2000～4000
循环次数
2
4
6
8
12
高效价廉的新试验设备的推出和确认使可靠性试验新方法的使用和推广成为可能。新试验设备是由用液氮制冷的高变温率温箱和气动式三轴六自由度（6DOF）振动台组成的。目前OVS2.5HP HALT/HASS试验系统的主要性能参数已达到：随机振动的频率带宽从2Hz～10KHz；温度范围从-100℃～+200℃；变温率≥60℃/min。
高加速寿命试验（HALT）与高加速应力筛选（HASS）
一、研究开发HALT和HASS的背景情况
以往，环境试验被作为一种产品预期要经受外场实际环境的模拟试验。研制产品时通常把技术条件规定的应力极限值作为鉴定或考核产品的条件。但是，即使已顺利通过了设计阶段的鉴定试验和生产阶段的验收试验，残留的潜在缺陷仍然很多，大量产品使用时可靠性差，平均故障间隔时间（MTBF）短，外场返修频繁，导致担保费用、维修费用居高不下，用户或客户不满意，严重影响研制部门和制造厂商的信誉。
2、温度变化率与激发缺陷所需温度循环次数之间的关系
温度循环属热疲劳性质，S.A. Smithson在1990年环境科学学会年会发表的论文中给出了如表2所示的不同变温率下的筛选效果，图2和图3给出了相应关系的曲线图。
附录B给出的是美国Tandem计算机公司在一种容错计算机的CPU上进行的HALT和HASS研究，从中可以看出产品正常工作环境极限，HALT极限和给出的HASS极限之间的大致数值关系，无可置疑地说明了经过HALT和HASS后，在正常使用条件下产品所具有的高可靠性。
HALT的主要优点归纳如下：
a．消除设计缺陷，大大提高设计可靠性，确保能获得早期高可靠性，使设备具有高的外场可靠性；
传统的可靠性试验（包括环境应力筛选（ESS）、可靠性增长试验和可靠性鉴定试验等）大多也是在模拟环境下进行的试验，以ESS为例，最早电子产品的ESS是根据美国海军1979年NAVMAT-P9492《生产筛选试验大纲》确定的。温度范围一般采用技术条件规定的上下限，温度循环次数由产品的复杂程度决定，如表1所示。随机振动采用梯型谱，20～80Hz为+3db/OCT，80～350Hz,为功率谱密度0.02～0.04g2/Hz的平直谱,350～2000Hz为3db/OCT，振动时间为单向10min，三向时每向5min。90年制定的国军标GJB1032《电子产品环境应力筛选方法》参照《MIL-STD-2164-85》，强调无故障检验要求，规定环境应力筛选应包含两部分试验。第一部分为缺陷剔除试验（尽可能激发故障、并修复），要求完成40h温度循环和5min随机振动。第二部分为无故障检验试验，以验证筛选的有效性，其应力量级与第一部分试验相同，要求完成80h温度循环中连续40h循环无故障和15min中连续5min无故障振动试验。每一次循环时间约4h，变温率为5℃/min，振动要求与早期标准相一致。可靠性增长试验则选用模拟现场实际的综合环境条件进行。GJB1407-92《可靠性增长试验》规定可靠性增长的总试验时间一般为（5～25）MTBF。这些试验费用昂贵，试验时间长，而价格和研制周期已成为当今市场激烈竞争的焦点。因此研究开发一种快速、经济、有效的新的可靠性试验方法已势在必行。
c．提高产品外场可靠性；
d．降低产品生产、筛选、维修和担保总费用。
二、高加速的基本原理
1、疲劳损伤与机械应力之间的关系
众所周知提高应力能加速产品失效，疲劳损伤与机械应力具有如下关系：
D≈nσβ（1）
式中：D是累积的疲劳损伤；
n是应力循环次数；
σ是机械应力，即单位面积的作用力（由热膨胀，静载荷，振动或任何其它导致机械应力的作用所引起）；