張?chǎng)?，韓建立，趙建印，王瑤，關(guān)鐵男

（1.海軍航空大學(xué) 岸防兵學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264001；2.91614 部隊(duì)，遼寧 大連 116044）

高加速壽命試驗(yàn)（Highly Accelerated Life Testing, HALT）是由美國(guó)科學(xué)家G.K.Hobbs 博士于1988 年首次提出，主要適用于產(chǎn)品研制階段。作為制造工業(yè)中改進(jìn)設(shè)計(jì)、優(yōu)化性能、加快研制速度、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段，目前國(guó)外已將HALT技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子信息、機(jī)械制造、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天和交通能源等領(lǐng)域，在軍事上也有應(yīng)用的先例。比如美國(guó)著名軍機(jī)制造商波音公司就在20 世紀(jì)90 年代研發(fā)新一代戰(zhàn)機(jī)的過(guò)程中，針對(duì)軍機(jī)更新?lián)Q代周期加快的現(xiàn)實(shí)背景，為保持美國(guó)的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)在軍機(jī)研制過(guò)程中應(yīng)用了高加速壽命試驗(yàn)技術(shù)[1]。文中主要從HALT 的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、基本原理和方法以及高加速壽命試驗(yàn)與加速壽命試驗(yàn)的區(qū)別等三個(gè)方面進(jìn)行綜述分析，為我國(guó)HALT 技術(shù)的研究，提供整體發(fā)展思路與建議。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

目前，美國(guó)在高加速壽命試驗(yàn)的技術(shù)原理、試驗(yàn)方法和實(shí)際應(yīng)用等方面走在了世界的前列，關(guān)于HALT 的一些基本概念和標(biāo)準(zhǔn)基本上都由美國(guó)科學(xué)家提出和制定，并且得到了國(guó)際上的普遍認(rèn)可，其中美國(guó)科學(xué)家G.K.Hobbs、K.A.Gray 和 L.W.Condra等人最早開(kāi)始從事研究如何利用強(qiáng)化應(yīng)力激發(fā)缺陷的方法快速有效地暴露設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)和剔除制造工藝缺陷的試驗(yàn)技術(shù)，并將他們所研究的試驗(yàn)方法稱為高加速壽命試驗(yàn)（HALT, Highly Accelerated Life Test）和高加速應(yīng)力篩選（HASS, Highly Accelerated Stress Screen），給出了被學(xué)術(shù)界普遍接受的定義，HASS 主要應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)制造階段[2]。

在HALT 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方面，HALT 作為一項(xiàng)重要的服務(wù)內(nèi)容存在于國(guó)外設(shè)計(jì)試驗(yàn)公司中。比如美國(guó)Garwood Labratories 公司，它主要面向的企業(yè)有國(guó)防合約商Raytheon 公司、飛機(jī)制造商Boeing 公司，也為Northrop Grumman 公司、Meggitt Safety Systems公司等其他軍工企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)提供HALT 服務(wù)，其他客戶還有 TRW、GMATV、Breed 等交通公司和SONY、Tecstar、TEAC、AAIe 等一般民用產(chǎn)品制造公司。再如美國(guó)的MCMS 公司專(zhuān)門(mén)為復(fù)雜印制電路板系統(tǒng)提供質(zhì)量保證和驗(yàn)證試驗(yàn)等工作，HALT、HASS 都是試驗(yàn)工程中重要的試驗(yàn)內(nèi)容。除了美國(guó)之外，歐洲的一些公司比如德國(guó)的TUV Provide Service公司也把HALT 作為一種重要的服務(wù)提供給客戶，用以提高產(chǎn)品可靠性。更重要的是，國(guó)外對(duì)HALT 應(yīng)用高度商業(yè)化，特別是對(duì)于電子產(chǎn)品的制造商們來(lái)說(shuō)，HALT 在提高產(chǎn)品可靠性、保障產(chǎn)品質(zhì)量上具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值這一觀念已經(jīng)深入人心，紛紛把HALT 作為改進(jìn)和優(yōu)化產(chǎn)品以提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要技術(shù)手段。比如美國(guó)AMPRO 公司和DATEL 電子制造公司以及人們熟知的福特公司、惠普公司，它們現(xiàn)在所開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的新產(chǎn)品都要反復(fù)采用HALT 技術(shù)，查找產(chǎn)品的潛在缺陷來(lái)使產(chǎn)品在盡可能短的時(shí)間內(nèi)具有較高的可靠性，并加快產(chǎn)品更新?lián)Q代研制步伐。

在學(xué)術(shù)研究方面，國(guó)外關(guān)于高加速壽命試驗(yàn)的學(xué)術(shù)活動(dòng)也非?；钴S，而且并不局限于科研單位，很多商家也積極主辦HALT 學(xué)術(shù)會(huì)議。國(guó)外大部分工學(xué)院把HALT 試驗(yàn)作為可靠性試驗(yàn)教學(xué)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，另有相當(dāng)數(shù)量參與研究高加速試驗(yàn)技術(shù)的公司或?qū)嶒?yàn)室，近幾年依然成果豐碩，比如QualMark 公司對(duì)高加速壽命試驗(yàn)的測(cè)試目的進(jìn)行了研究[3]，Mike Silverman 建立了HASS 試驗(yàn)剖面圖常用的4 種方法，分別是采用預(yù)先植入缺陷的樣本、小的樣本數(shù)、大的樣本數(shù)和只對(duì)產(chǎn)品有限樣本進(jìn)行篩選的HASS 篩選方案的制定和優(yōu)化[4]。Anderson J.A.和Polkinghcome M.N.對(duì)高加速壽命試驗(yàn)在現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用作了具體闡述[5]。Alexander J.Porter 研究了如何將HALT 應(yīng)用到電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并提高電子產(chǎn)品的可靠性[6]。美國(guó)Entela 公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù)——失效模式驗(yàn)證試驗(yàn)（FMVT，F(xiàn)ailure Mode Verification Testing），作為一種新的可靠性強(qiáng)化技術(shù)在一定程度上還有優(yōu)于HALT 的地方。

1.2 國(guó)內(nèi)HALT 研究現(xiàn)狀

從國(guó)內(nèi)研究來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)對(duì)HALT 研究還主要局限于理論與技術(shù)的跟蹤研究，由于試驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備等因素的限制，還沒(méi)有在產(chǎn)品研發(fā)改進(jìn)中形成成熟的商業(yè)化應(yīng)用模式，工程價(jià)值有待進(jìn)一步挖掘。國(guó)外對(duì)我國(guó)相關(guān)設(shè)備引進(jìn)采取的限制措施，阻礙了HALT 技術(shù)在我國(guó)的研究與應(yīng)用。目前，國(guó)防科技大學(xué)、浙江大學(xué)和北京航空航天大學(xué)的可靠性實(shí)驗(yàn)室在HALT研究和應(yīng)用方面取得了一定成果，國(guó)內(nèi)其他單位尚未見(jiàn)到在HALT 領(lǐng)域的突破性研究報(bào)道[7-8]。

經(jīng)過(guò)二十多年的跟蹤研究，國(guó)內(nèi)對(duì)HALT 的研究仍取得了不少成果，主要集中在試驗(yàn)理論的發(fā)展和試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。比如，祝耀昌[9]、褚衛(wèi)華[10]、史曉雯[11]等對(duì)HALT 技術(shù)原理和試驗(yàn)流程作了詳細(xì)的概述，研究?jī)?nèi)容包括HALT 的試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)順序、試驗(yàn)設(shè)備的選擇和試驗(yàn)剖面設(shè)計(jì)等，為HALT 的工程應(yīng)用做出了理論指導(dǎo)。在HALT 的實(shí)際應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)的一些制造公司和科研機(jī)構(gòu)為提高產(chǎn)品的可靠度也進(jìn)行了大量的運(yùn)用。晉李華、劉中華[12]以微波組件產(chǎn)品為例，通過(guò)抽樣選取樣本設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行低溫步進(jìn)應(yīng)力、高溫步進(jìn)應(yīng)力、快速溫變循環(huán)、溫度步進(jìn)應(yīng)力和綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)，但沒(méi)有得到試驗(yàn)結(jié)果。鮑近、周超等[13]設(shè)計(jì)了以提高智能電表可靠性為目的的HALT 方案，并且選取Typhoon4.0 設(shè)備測(cè)試試驗(yàn)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，記錄了試驗(yàn)參數(shù)，并且對(duì)各種應(yīng)力引起的產(chǎn)品失效進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。瓦鑫、潘榮榮、吳佳燕等[14]介紹了HALT 試驗(yàn)在燈具上的應(yīng)用和燈具在HALT 試驗(yàn)下的失效形式，并且根據(jù)燈具工作環(huán)境，設(shè)定了應(yīng)力參數(shù)范圍。閆玉潔、王曉紅等[15]將HALT 理論應(yīng)用于特定型號(hào)車(chē)身控制器，給出了產(chǎn)品的參考HASS 剖面，并且根據(jù)受試產(chǎn)品實(shí)際情況，進(jìn)行了試驗(yàn)方案優(yōu)化。在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)受試產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)給出了合理化改進(jìn)方案。HALT 在民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，對(duì)軍用裝備開(kāi)展高加速壽命試驗(yàn)也取得了一定的進(jìn)展。劉加凱、齊杏林等[16]提出了利用 HALT 中的有效信息來(lái)改進(jìn)引信壽命評(píng)估的方法，拓展了HALT 的應(yīng)用。韓少華、張延風(fēng)等[17]結(jié)合某導(dǎo)彈武器系統(tǒng)研制工作引入了HALT。翁雷、劉慶民等[18]以軍用電子產(chǎn)品為研究對(duì)象，分析了傳統(tǒng)可靠性環(huán)境模擬試驗(yàn)的弊端，通過(guò)實(shí)際的 HALT 試驗(yàn)，闡述了試驗(yàn)剖面設(shè)計(jì)及被試驗(yàn)產(chǎn)品工作極限的確定方法，并采用美國(guó)環(huán)測(cè)公司EV70-LN2-X 溫度/振動(dòng)試驗(yàn)箱進(jìn)行了實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證了某批次軍用電子產(chǎn)品的性能。郭秀才、馮偉泉等[19]根據(jù)航天產(chǎn)品的特點(diǎn)，給出了HALT 中應(yīng)力極限確定步驟和溫度控制方法，并通過(guò)對(duì)組件在溫度高加速環(huán)境中的失效分析，給出試驗(yàn)終止的依據(jù)，將該方法在衛(wèi)星典型電子組件上進(jìn)行了應(yīng)用研究。李賢靈、李高生等[20]基于環(huán)境應(yīng)力和失效的統(tǒng)計(jì)分布關(guān)系，結(jié)合某航空機(jī)載電子設(shè)備的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了針對(duì)性的HALT 方案，并通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)多個(gè)設(shè)計(jì)缺陷，進(jìn)行整改后，提高了該航空機(jī)載電子設(shè)備的可靠性。在實(shí)際工程應(yīng)用方面，僅有幾家大公司開(kāi)始關(guān)注高加速壽命試驗(yàn)技術(shù)，并在其產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中得以運(yùn)用。如華為公司在國(guó)防科技大學(xué)可靠性實(shí)驗(yàn)室對(duì)其電子產(chǎn)品進(jìn)行了此項(xiàng)試驗(yàn)?？傮w來(lái)看，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行HALT 的商業(yè)化模式依然落后，經(jīng)濟(jì)價(jià)值有待開(kāi)發(fā)，并且試驗(yàn)過(guò)程中方法各異，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

2 HALT 基本原理及方法

2.1 試驗(yàn)原理

2.1.1 進(jìn)行HALT 的主要依據(jù)

在高加速壽命試驗(yàn)（HALT）的試驗(yàn)依據(jù)和原理的研究中，國(guó)外有專(zhuān)家認(rèn)為HALT 的主要對(duì)象是產(chǎn)品的故障或失效，通過(guò)快速激發(fā)故障達(dá)到失效來(lái)獲取產(chǎn)品工作極限和破壞極限，這種依靠激發(fā)、分析和改進(jìn)產(chǎn)品潛在缺陷提高試驗(yàn)對(duì)象可靠性的主要依據(jù)是故障物理學(xué)。國(guó)外有試驗(yàn)對(duì)金屬制品進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試的目的是驗(yàn)證強(qiáng)化應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響效果，結(jié)果表明，試驗(yàn)應(yīng)力強(qiáng)度每增加1 倍，疲勞壽命相應(yīng)降低原來(lái)的99.99%。假如產(chǎn)品存在缺陷，缺陷處應(yīng)力集中系數(shù)相比無(wú)缺陷處高約3 倍，疲勞壽命比無(wú)缺陷的產(chǎn)品低了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這樣就使在相同的強(qiáng)化應(yīng)力條件下存在缺陷的試驗(yàn)件和無(wú)缺陷試驗(yàn)件疲勞壽命有了很大區(qū)分度，有利于快速暴露試驗(yàn)件缺陷并且使無(wú)缺陷試驗(yàn)件免受損傷[21]。以上試驗(yàn)結(jié)果清楚說(shuō)明了HALT 試驗(yàn)技術(shù)的基本原理，不僅驗(yàn)證了強(qiáng)化應(yīng)力激發(fā)產(chǎn)品缺陷的有效性，也證明了強(qiáng)化應(yīng)力與正常環(huán)境下導(dǎo)致產(chǎn)品失效的各類(lèi)缺陷存在相關(guān)性。

HALT 通過(guò)試驗(yàn)快速激發(fā)潛在設(shè)計(jì)缺陷，經(jīng)過(guò)改進(jìn)提高產(chǎn)品可靠性，也可以通過(guò)試驗(yàn)確定產(chǎn)品工作極限和破壞極限，進(jìn)而為其他可靠性試驗(yàn)提供依據(jù)，這可以認(rèn)為是HALT 的主要目的。進(jìn)行HALT 有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是HALT 可以縮短產(chǎn)品的研制周期，降低后續(xù)維修費(fèi)用；二是HALT 可以快速發(fā)現(xiàn)潛在故障模式，并且快速確定工作極限和破壞極限，為確定應(yīng)力量級(jí)、制定高加速應(yīng)力篩選方案提供依據(jù)等[22]。

2.1.2 HALT 的應(yīng)力極限

HALT 的一個(gè)重要目的是確定試驗(yàn)樣品在各種應(yīng)力下的極限。通過(guò)進(jìn)行HALT 的設(shè)備，如高加速溫濕度老化箱、冷熱沖擊試驗(yàn)箱、鹽霧試驗(yàn)箱、高低溫濕熱交變?cè)囼?yàn)箱、溫度沖擊試驗(yàn)機(jī)、振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、恒溫恒濕試驗(yàn)箱、快速溫度變化試驗(yàn)箱等一系列試驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)，分別確定試驗(yàn)樣品的相關(guān)應(yīng)力極限。工程運(yùn)用中比較有價(jià)值的極限值主要是試驗(yàn)件的工作極限和破壞極限。

以電子產(chǎn)品的HALT 中主要涉及的溫度和振動(dòng)應(yīng)力為例，在HALT 過(guò)程中按一定的方式施加步進(jìn)應(yīng)力，隨著步進(jìn)應(yīng)力的逐漸增強(qiáng)，在步進(jìn)應(yīng)力穩(wěn)定階段測(cè)試試驗(yàn)件的工作性能，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)樣品的性能不再滿足技術(shù)規(guī)格的要求時(shí)，降低試驗(yàn)應(yīng)力強(qiáng)度，若試驗(yàn)件仍能恢復(fù)正常性能，此時(shí)得到的試驗(yàn)應(yīng)力強(qiáng)度值稱為工作極限。被測(cè)對(duì)象的工作極限包括：工作極限上限（對(duì)于溫度應(yīng)力，即為高溫工作極限）和工作極限下限（對(duì)于溫度應(yīng)力，即為低溫工作極限）。需要注意的是，振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)中工作極限只取上限值[23]。

破壞極限的獲取方式與工作極限類(lèi)似，一般而言，破壞極限的強(qiáng)度通常大于工作極限。因此在進(jìn)行HALT 過(guò)程中，獲得工作極限后，繼續(xù)增加步進(jìn)應(yīng)力，直至試驗(yàn)件的性能指標(biāo)不再滿足技術(shù)規(guī)格的要求，并產(chǎn)生不可逆的性能喪失，則認(rèn)為此時(shí)所承受的試驗(yàn)應(yīng)力強(qiáng)度值為所得的破壞極限。破壞極限包括破壞極限上限（對(duì)于溫度應(yīng)力，即為高溫破壞極限）和破壞極限下限（對(duì)于溫度應(yīng)力，即為低溫破壞極限）。同樣對(duì)于振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)而言，破壞極限只有上限值。HALT 的應(yīng)力極限范圍如圖1 所示。

圖1 HALT 應(yīng)力極限范圍Fig.1 Stress limit range of HALT

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 HALT 的基本流程

目前國(guó)內(nèi)對(duì)高加速壽命試驗(yàn)的應(yīng)用，主要集中在電子和機(jī)電產(chǎn)品方面[24]，基本的流程如圖2 所示。

圖2 HALT 基本試驗(yàn)流程Fig.2 Flow chart of basic test of HALT

2.2.2 HALT 的剖面設(shè)計(jì)

綜合國(guó)內(nèi)外HALT 的研究現(xiàn)狀，HALT 的基本試驗(yàn)過(guò)程一般可分為溫度步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)（分為高溫和低溫）、快速溫度變化試驗(yàn)、振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)和綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)[25]。在實(shí)施HALT 的過(guò)程中，為保證試驗(yàn)結(jié)果可信，應(yīng)該避免試驗(yàn)件過(guò)早失效，因此應(yīng)力施加順序應(yīng)遵循先進(jìn)行破壞性小的應(yīng)力試驗(yàn)，再進(jìn)行破壞性大的應(yīng)力試驗(yàn)的原則。以電子類(lèi)產(chǎn)品為例，按照高加速壽命試驗(yàn)中常用溫度應(yīng)力、溫度變化率、振動(dòng)應(yīng)力和綜合環(huán)境應(yīng)力進(jìn)行排序，設(shè)計(jì)HALT 試驗(yàn)剖面為按照任務(wù)需要依次進(jìn)行低溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、高溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、快速溫變?cè)囼?yàn)、振動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)和綜合環(huán)境試驗(yàn)[26]。

在進(jìn)行HALT 過(guò)程中，常采用步進(jìn)應(yīng)力的方法，逐漸地增加應(yīng)力值。通過(guò)試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)試試驗(yàn)件的性能變化，尋找到產(chǎn)品的工作極限和破壞極限，而試驗(yàn)過(guò)程中步進(jìn)應(yīng)力步長(zhǎng)、步階等參數(shù)的確定主要根據(jù)美國(guó)科學(xué)家Gregg K.Hobbs 給出的建議值[27]。常見(jiàn)應(yīng)力的建議步長(zhǎng)見(jiàn)表1。

表1 HALT 常見(jiàn)應(yīng)力建議步長(zhǎng)Tab.1 Suggested step sizes of common stresses in HALT

3 高加速壽命試驗(yàn)與加速壽命試驗(yàn)的聯(lián)系與區(qū)別

加速壽命試驗(yàn)（ALT，Accelerated Life Test）的定義最早由美國(guó)ROHM 航展中心于1967 年提出，并于20 世紀(jì)70 年代引入我國(guó)。加速壽命試驗(yàn)是在不改變?cè)囼?yàn)件失效機(jī)理的前提下，通過(guò)加大試驗(yàn)應(yīng)力獲取加速環(huán)境下的失效數(shù)據(jù)，并在假設(shè)檢驗(yàn)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，基于物理失效規(guī)律，利用相關(guān)的統(tǒng)計(jì)模型，確定正常應(yīng)力水平與加速應(yīng)力之間的關(guān)系，進(jìn)而求得產(chǎn)品在額定應(yīng)力水平下的壽命特征的可靠性試驗(yàn)方法[28]。

加速壽命試驗(yàn)采用加速應(yīng)力來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的壽命試驗(yàn)，從而縮短了試驗(yàn)時(shí)間，提高了試驗(yàn)效率，降低了試驗(yàn)成本。按照應(yīng)力的施加方式不同，可分為恒定應(yīng)力試驗(yàn)、步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)和序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)[29-31]。與高加速壽命試驗(yàn)相比，加速壽命試驗(yàn)?zāi)苡糜诖_定產(chǎn)品的壽命，適用于描述由使用造成的失效，通常用來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)品在正常使用周期和應(yīng)力剖面內(nèi)產(chǎn)生的失效情況，常用的模型包括阿倫尼斯（Arrhenius）模型、艾林（Erying）模型、逆冪律模型等[32]。加速壽命試驗(yàn)和高加速壽命試驗(yàn)的共同條件是樣品失效機(jī)理不能改變，因此在確定最高應(yīng)力水平時(shí)，要保證不能改變失效機(jī)理，但加速壽命試驗(yàn)應(yīng)力的選擇通常都是在技術(shù)規(guī)定的范圍之內(nèi)，試驗(yàn)的周期相對(duì)較長(zhǎng)，一般要幾周到幾個(gè)月。對(duì)于加速壽命試驗(yàn)和高加速壽命試驗(yàn)這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)很多人容易混淆，它們都屬于可靠性試驗(yàn)范疇，但是二者是完全不同的兩種概念，它們之間的關(guān)系如圖3 所示。

圖3 高加速試驗(yàn)與加速壽命試驗(yàn)的聯(lián)系Fig.3 Relationship between HALT and ALT

值得注意的是，高加速壽命試驗(yàn)雖然帶“壽命”二字，但并不用于直接確定產(chǎn)品的壽命，不能直接用于可靠性評(píng)估[33]。高加速壽命試驗(yàn)最典型的應(yīng)用是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)缺陷和確定各種應(yīng)力條件下的工作極限，提高產(chǎn)品可靠性。HALT 試驗(yàn)周期短，通常一次試驗(yàn)僅需3 天左右，而且試驗(yàn)效率高。綜上所述，筆者認(rèn)為加速壽命試驗(yàn)和高加速壽命試驗(yàn)的主要區(qū)別有以下幾點(diǎn)：

1）試驗(yàn)原理不同。加速壽命試驗(yàn)基于物理失效規(guī)律，根據(jù)試驗(yàn)對(duì)象不同有不同的統(tǒng)計(jì)模型，數(shù)據(jù)分析方法相對(duì)成熟，而高加速壽命試驗(yàn)主要依據(jù)故障物理學(xué)，追求產(chǎn)品的快速失效。

2）試驗(yàn)條件不同。與加速壽命試驗(yàn)相比，高加速壽命試驗(yàn)的試驗(yàn)條件更加嚴(yán)酷，施加的應(yīng)力強(qiáng)度更大，并且不完全模擬產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境。

3）應(yīng)用目的不同。加速壽命試驗(yàn)注重的是產(chǎn)品失效結(jié)果，通過(guò)保證失效結(jié)果信息統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確，可以評(píng)估產(chǎn)品可靠性，實(shí)現(xiàn)壽命預(yù)測(cè)；而高加速壽命試驗(yàn)注重失效的過(guò)程，通過(guò)使產(chǎn)品快速失效，高效率確定極限值及發(fā)現(xiàn)潛在故障模式和薄弱環(huán)節(jié)，不能直接用于壽命預(yù)測(cè)。

4 啟示與展望

隨著電子和材料技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性水平越來(lái)越高，大部分復(fù)雜電子設(shè)備的MTBF高達(dá)2000~5000 h，最高可達(dá)到50 000 h。相比之下，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期卻越來(lái)越短，傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)限于對(duì)產(chǎn)品工作極限和破壞極限并不完全掌握，在試驗(yàn)應(yīng)力選擇中過(guò)于保守，無(wú)法滿足縮短試驗(yàn)時(shí)間的要求。因此試驗(yàn)周期和試驗(yàn)效率已不能完全滿足工程需要，而高加速壽命試驗(yàn)注重在短時(shí)間內(nèi)以最高的效率暴露產(chǎn)品的潛在故障缺陷，快速得到產(chǎn)品工作極限和壽命極限，節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間、降低試驗(yàn)費(fèi)用，因此受到了很大的關(guān)注，未來(lái)的應(yīng)用前景會(huì)越來(lái)越廣闊。

限于目前國(guó)內(nèi)的試驗(yàn)條件和研究水平，對(duì)HALT的研究還存在一定的局限性，筆者認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn)：

1）國(guó)內(nèi)對(duì)HALT 的研究層次與國(guó)外類(lèi)似，主要集中在部件級(jí)和整機(jī)級(jí)，而在新品元器件上的應(yīng)用還比較少。

2）常規(guī)的HALT 屬于破壞性試驗(yàn)，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)HALT 不能再作他用，因此對(duì)于加速試驗(yàn)的樣品量小的產(chǎn)品研究不足，導(dǎo)致小樣本條件下的高加速試驗(yàn)技術(shù)落后。

3）對(duì)于HALT 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)普遍以追蹤研究為主，對(duì)于各種應(yīng)力的施加方式，大多參考了國(guó)外專(zhuān)家的建議。比如步進(jìn)應(yīng)力中步長(zhǎng)、步階的參數(shù)，溫度變化試驗(yàn)中的溫度循環(huán)次數(shù)，但由于步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的特點(diǎn)，不同的應(yīng)力施加方式可能會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)件不同的性能退化方式。對(duì)不同的器件來(lái)說(shuō)，要得到最可信的數(shù)據(jù)，同種類(lèi)型應(yīng)力的最佳施加方式也可能不同，僅僅憑借經(jīng)驗(yàn)和建議無(wú)法確定HALT 中應(yīng)力施加方式的最佳方案。

4）主要應(yīng)用于電子產(chǎn)品，非電子產(chǎn)品的試驗(yàn)方法無(wú)章可循，大多照搬電子產(chǎn)品的試驗(yàn)方法，缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，也制約了對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行HALT 觀念的深入和HALT 應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。

以上基于HALT 的特點(diǎn)和目前的研究現(xiàn)狀的思考，也給未來(lái)HALT 的研究發(fā)展帶來(lái)了幾點(diǎn)啟示，筆者推斷未來(lái)對(duì)HALT 的研究，可以在以下幾個(gè)方面有所發(fā)展：

1）發(fā)展面向元器件的高加速壽命試驗(yàn)技術(shù)。通過(guò)解決整機(jī)試驗(yàn)過(guò)程中各類(lèi)元器件的競(jìng)爭(zhēng)性失效問(wèn)題，基于對(duì)試驗(yàn)件的失效模式與失效機(jī)理分析，可以形成針對(duì)元器件的高加速壽命試驗(yàn)方案。

2）拓展高加速壽命試驗(yàn)的應(yīng)用范圍和途徑。HALT 不能直接用于壽命預(yù)測(cè)，但經(jīng)過(guò)對(duì)HALT 試驗(yàn)方案的分析，筆者認(rèn)為試驗(yàn)件在進(jìn)行HALT 過(guò)程中也存在著一個(gè)性能退化或者失效的過(guò)程，因此可以將試驗(yàn)件在HALT 中未發(fā)生失效破壞前的過(guò)程視為一個(gè)高應(yīng)力水平下的步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)，可以考慮提取HALT中的數(shù)據(jù)信息用于指導(dǎo)加速壽命試驗(yàn)的開(kāi)展，繼而開(kāi)展壽命預(yù)測(cè)。

3）建立標(biāo)準(zhǔn)的 HALT 技術(shù)體系。通過(guò)對(duì)不同HALT 方案中時(shí)間、效率的綜合評(píng)估確定技術(shù)參數(shù)，建立相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)不同類(lèi)型產(chǎn)品的HALT開(kāi)展，在我國(guó)HALT 技術(shù)商業(yè)化運(yùn)用滯后的情況下，可以考慮先行運(yùn)用于軍事工業(yè)領(lǐng)域，提高武器裝備可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

高加速壽命試驗(yàn)（HALT）在很多領(lǐng)域越來(lái)越受到重視，在分析HALT 關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的比較，可以看出我國(guó)在HALT 技術(shù)研究領(lǐng)域與國(guó)外相比還有不小的差距。根據(jù)我國(guó)HALT 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和短板形成了幾點(diǎn)啟示，為未來(lái)HALT的研究提供了新思路。