產業新知

HALT 的七宗罪

自 1980 年代初以來,關於運用環境應力篩選與 HALT/HASS 來顯著提升產品品質與壽命的各種途徑和方法,業界已有許多討論。遺憾的是,這套方法論曾被廣泛誤解與誤用,至今仍有部分殘留。因此,我們列出了「HALT/HASS 的七宗罪」。

罪狀問題所在正確做法
1. 對試驗箱空氣而非產品做溫度循環產品膨脹與收縮的速度始終不夠快以高變化速率對產品進行熱激發
2. 在檯面上量測振動量到的是輸入,而非產品的響應量測產品對 6-DoF 振動的響應
3. 把潛在缺陷植入產品HASS 過應力造成新的缺陷以實驗方式找出最佳應力水準
4. 消耗過多的產品壽命篩選量級設得太高篩選量級不高於所需
5. 未針對產品調整 HASS同一套篩選對某些產品太低,對另一些產品太高針對每種產品調整篩選
6. 進行 HALT/HASS 時未做功能測試間歇性失效未被偵測全程對產品通電並進行測試
7. 不當的 HALT 導致過度設計不必要的過應力引發不必要的重新設計修正真正脆弱的零件;不要為了不必要的過應力而重新設計

1. 對試驗箱空氣而非產品做溫度循環

空氣溫度變化速率很高的環境試驗箱,未必就能算是 HALT/HASS 試驗箱。只是循環試驗箱的空氣溫度並不夠。HALT/HASS 要求的是對產品的熱激發。

溫度循環必須讓產品在多個應力循環中,以相對高的變化速率實際地膨脹與收縮。這就是為什麼不能直接拿傳統的環境模擬試驗箱來用,或是貼上「HALT/HASS」的標籤來銷售。

60 分鐘的折線圖:試驗箱空氣在 +85 與 −40 °C 之間階躍切換;薄電路板緊緊跟隨,厚重的模組則遠遠落後,始終達不到停留溫度
空氣變溫快,不等於產品變溫快:厚重的模組遠遠落後於試驗箱空氣。依一階模型繪製,僅供說明。

2. 在檯面而非產品上量測振動量級

和產品熱激發一樣,HALT/HASS 要求的是產品的振動響應。量測輸入並不等於量測產品對 6-DoF 振動的響應。

3. 把潛在缺陷植入產品

HASS 過應力,無論是溫度、振動、濕度或其他應力,都可能造成原本不存在的新潛在缺陷。

每種產品都不一樣。在建立 HASS 量產篩選時,以實驗方式決定最佳應力水準至關重要。

標示規格極限、操作極限與破壞極限的應力軸:量身調整的 HASS 篩選位於規格極限與操作極限之間;太低會讓缺陷漏網,太高會消耗產品壽命並可能植入潛在缺陷;超過操作極限的範圍絕不用於篩選
第 3、4、5 宗罪畫在同一軸上:篩選量級應高於規格極限、低於操作極限,並針對每種產品以實驗方式找出。

4. 消耗過多的產品壽命

如果篩選量級設得太高,或是採用「一套篩選通用於所有產品」的做法,製造過程中的 HASS 篩選會不必要地消耗產品壽命。

5. 未針對產品調整 HASS 應力

HASS 篩選務必針對產品量身調整。「一套篩選通用於所有產品」的做法行不通。對某些產品而言,篩選量級可能太低或太高。太低會讓潛在的早夭缺陷未被偵測;太高則會不必要地消耗產品壽命。

6. 進行 HALT/HASS 時未對產品做功能測試

除非在 HALT/HASS 進行中對產品做功能測試,否則間歇性的零件失效可能無法被偵測。要獲得期望的結果,可偵測性必須很高。

7. 不當的 HALT 導致產品過度設計

HALT 本質上是一種探索性應力試驗,用來找出零件缺陷,並以穩健的零件取代脆弱的零件。但必須留意,不要讓產品在 HALT 中承受不必要的過應力,進而引發重新設計。誤用 HALT 可能導致產品過度設計,失去商業可行性。

我們可以協助

我們在 HALT/HASS 研討會、安裝,以及與全球實務工作者合作方面的長期經驗,是歡迎您善加利用的寶貴資源。請隨時聯絡我們。