电子产品开发阶段试验

電子產品設計開發過程介紹

EVT （Engineering Verification Test ）工程驗證

產品開發初期的設計驗證。設計者對設計出來的樣品做初期的測試驗證，包括一般功能測試和安規測試，一般由R D （Research&Development）對樣品各項功能進行全面驗證，因是樣品，問題可能較多，測試可能會做幾次。 DVT(Design Verification Test) 設計驗證

解決樣品在EVT 階段的問題後進行，對所有信號的電平和時序進行測試，完成安規測試，由RD 和DQA(Design Quality Assurance) 驗證。此時產品基本定型。

DMT(Design Maturity Test) 成熟度驗證

可與DVT 同時進行，主要高溫環境下測試產品的MTBF(Mean Time Between Failure) 。高加速壽命測試HALT(High Accelerated Life Test ）和高加速應力篩選測試HASS(High Accelerated Stress Screen) ，是檢驗產品潛在缺陷的有效方法。

MVT(Mass Verification Test) 量產驗證

驗證量產時產品的大批量一致性，由DQA 驗證

HALT/HASS測試流程介紹

任何產品都有其缺陷所在，當這些故障發生時產品往往已超過了時效，尤其是配套應用在汽車上的電子產品、如DVD 、汽車音響、多媒體接收系統等。

如果不能在早期發現並解決潛藏在這些電子產品中的問題，而等其裝配到汽車上，用戶使用一段時間後才讓問題慢慢顯露出來，則會給製造商和用戶帶來極大的損失。

解決問題，首先要發現問題的所在，借由增加外部環境應力、強迫故障提早暴露出來，是早期發現和解決問題的一個有效方法。

目前、國內汽車電子產品通用的可靠性測試手段，一般是在研發時採用傳統的性能各異的溫濕度箱來驗證提高產品的可靠性性能; 線上生產採用的是老化壽命(即高溫等) 的傳統測試方法。

僅依靠以上這些傳統的測試手段，要達到目前國外汽車電子產品高品質的技術指標，尚存在著一定的困難。 為此，汽車行業企業引進HALT(Highly Accelerated Life Test ，高加速壽命試驗) HASS(Highly Accelerated Stress Screening ，高加速應力篩選) 、這是一種行之有效的能夠提高產品可靠性的測試手段及設備。

HALT HASS 可靠性測試的應用：

HALT HASS 是由美國軍方所延伸出的設計品質驗證與製造品質驗證的試驗方法，現已成為美國電子業界的標準產品驗證方法。

它將原需花費6個月甚至1年的新產品可靠性試驗縮短至一周，且在這一周中所發現的產品問題幾乎與客戶應用後所發現的問題一致，故HALTHASS 的試驗方式已成為新產品上市前所必需通過的驗證。

在美國之外，許多國際的3C 電子產品大廠也都使用相同或類似的手法來提升產品品質。

1:HALT：

HALT 是一種通過讓被測物承受不同的應力、進而發現其設計上的缺限，以及潛在弱點的實驗方法。

HALT 的主要目的是通過增加被測物的極限值，進而增加其堅固性及可靠性。

HALT 利用階梯應力的方式加諸於產品、能夠在早期發現產品缺陷，操作設計邊際及結構強度極限的方法。其加

諸于產品的應力有振動，高低溫，溫度迴圈，電力開關迴圈，電壓邊際及頻率邊際測試等。利用該測試可迅速找出產品設計及製造的缺陷，改善設計缺陷，增加產品可靠性並縮短其上市週期，同時還可建立設計能力、產品可靠性的基礎資料及日後研發的重要依據。簡單地說，HALT 是以連續的測試，分析，驗證及改正構成了整個程式，關鍵在於分析所有故障的根本原因。

HALT 的主要測試功能如下:利用高環境應力將產品設計缺陷激發出來，並加以改善; 瞭解產品的設計能力及失效

模式; 作為高應力篩選及稽核規格制定的參考; 快速找出產品製造過程的瑕疵; 增加產品的可靠性，減少維修成本; 建立產品設計能力資料庫，為研發提供依據並可縮短設計製造週期。

HALT 應用於產品的研發階段，能夠及早地發現產品可靠性的薄弱環節。其所施加的應力要遠遠高於產品在正常

運輸、貯藏、使用時的應力。

HALT 包含的如下內容:逐步施加應力直到產品失效或出現故障; 採取臨時措施，修正產品的失效或故障; 繼續逐步

施加應力直到產品再次失效或出現故障，並再次加以修正; 重複以上應力-失效-修正的步驟; 找出產品的基本操作界限和基本破壞界限。

HALT 可靠性測試的步驟：

HALT 共分為4個主要試程，即:溫度應力; 高速溫度傳導; 隨機振動; 溫度及振動合併應力。

在HALT 試驗中可找到被測物在溫度及振動應力下的可操作界限與破壞界限。

此實驗所用設備為HANSE 公司所設計的高加速壽命試驗與高加速應力篩選系統HALT/HASS，溫度範圍為-100

℃~200℃、溫度變化最大速率為70℃min ，最大加速度可到100Grms ，而且振動機與溫度箱合二為一的設計可同時對被測物施加溫度（濕度可選）與振動應力。

以下就四個試程的一般情況分別加以說明: (1) 溫度應力試驗：

A. 分為低溫及高溫兩個階段應力。首先執行低溫階段應力、設定起始溫度為20℃。

B. 每階段降溫10℃、階段溫度穩定後維持10min ，之後在階段穩定溫度下執行至少一次的功能測試，

如一切正常則將溫度再降10℃、並待溫度穩定後維持10min 再執行功能，依此類推直至發生功能故

障以判斷是否達到操作界限或破壞界限;

C. 在完成低溫應力試驗後，可依相同程式執行高溫應力試驗、即將綜合環境應力試驗機自20℃開始，

每階段升溫10℃、待溫度穩定後維持10min ，而後執行功能測試直到發現高溫操作界限及高溫破壞

界限為止。

(2) 高速溫度傳導試驗：

A. 將先前在溫度階段應力測試中所得到的低溫及高溫操控界限作為此處的高低溫度界限，並以每分鐘6

0℃的快速溫度變化率在此區間內進行6個迴圈的高低溫度變化。

B. 在每個迴圈的最高溫度及最低溫度都要停留10min ，並使溫度穩定後再執行功能測試。檢查待測物

是否發生可回復性故障，尋找其可操作界限。在此試驗中不需尋找破壞界限。

(3) 隨機振動試驗：是將G 值自5g 開始，且每階段增加5g ，並在每個階段維持10min 後在振動持續的條件下執

行功能測試，以判斷其是否達到可操作界限或破壞界限。

(4) 溫度及振動合併應力試驗：將高速溫度傳導及隨機振動測試合併同時進行、使加速老化的效果更加顯著。此

處使用先前的快速溫變迴圈條件及溫變率，並將隨機振動自5g 開始配合每個迴圈遞增5g ，且使每個迴圈的最高及最低溫度持續10min ，待溫度穩定後執行功能測試，如此重複進行直至達到可操作界限及破壞界限為止。

對在以上四個試程中被測物所產生的任何異常狀態進行記錄，分析是否可由更改設計克服這些問題，加以修改後

再進行下一步驟的測試。通過提高產品的可操作界限及破壞界限，從而達到提升可靠性的目的。

2，HASS ：

HASS 應用於產品的生產階段，以確保所有在HALT 中找到的改進措施能夠得已實施。

HASS 還能夠確保不會由於生產工藝和元器件的改動而引入新的缺限。

HASS 包含如下內容:進行預篩選、剔除可能發展為明顯缺陷的隱性缺陷; 進行探測篩選、找出明顯缺陷; 故障分析;

改進措施。

HASS 可靠性測試的步驟：

應用HASS 的目的是要在極短的時間內發現批量生產的成品是否存在生產品質上的隱患，該試驗包括三個主要

試程:HASS Development (HASS試驗計畫階段);HASS Profile 計畫驗證階段 Production HASS(HASS執行階段) 。

以下就一般電子產品的測試過程分別加以說明:

(1) HASS 試驗計畫必須參考前面HALT 試驗所得到的結果。

A.

B. 一般是將溫度及振動合併應力中的高，低溫度的可操作界限縮小20，而振動條件則以破壞界限G 值的50%做為HASS 試驗計畫的初始條件。 然後再依據此條件開始執行溫度及振動合併應力測試，並觀察被測物是否有故障出現。

C. 如有故障出現，須先判斷是因過大的環境應力造成的，還是由被測物本身的品質引起的。

D. 屬前者時應再放寬溫度及振動應力10%再進行測試，屬後者時表示目前測試條件有效。

E. 如無故障情況發生，則須再加嚴測試環境應力10%再進行測試。

(2) 在建立HASS Profile (HASS 程式) 時應注意兩個原則:首先，須能檢測出可能造成設備故障的隱患; 其次，

經試驗後不致造成設備損壞或內傷。

A.

B. 為了確保HASS 試驗計畫階段所得到的結果符合上述兩個原則，必須準備3個試驗品、並在每個試品上製作一些未依標準工藝製造或組裝的缺陷，如零件浮插，空焊及組裝不當等。 以HASS 試驗計畫階段所得到的條件測試各試驗品、並觀察各試品上的人造缺陷是否能被檢測出來，以

決定是否加嚴或放寬測試條件，而能使HASS Profile 達到預期效果。

C. 在完成有效性測試後，應再以新的試驗品、以調整過的條件測試30~50次，如皆未發生因應力不當而被

破壞的現象，此時即可判定HASS Profile 通過計畫驗證階段測試，並可做為Production HASS 之用。

D. 反之則須再檢討，調整測試條件以求獲得最佳的組合。

(3) Production HASS 任何一個經過考驗過的HASS Profile 皆被視為快速有效的品質篩選利器，但仍須配合產

品經客戶使用後所回饋的異常再做適當的調整。另外，當設計變更時，亦相應修改測試條件。