1 　加速試驗(yàn)概述
    當(dāng)今，許多產(chǎn)品都能在嚴(yán)酷的環(huán)境應(yīng)力下*地運(yùn)轉(zhuǎn)上千小時(shí)，為了確認(rèn)設(shè)計(jì)缺陷或者驗(yàn)證預(yù)計(jì)的壽命，傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法已經(jīng)不再勝任。人們開(kāi)始研究先進(jìn)的試驗(yàn)方法與技術(shù)。

1.1 加速試驗(yàn)的目的與特點(diǎn)
    進(jìn)行加速試驗(yàn)的目的可概括如下：
— 為了適應(yīng)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境；
— 在盡可能短的時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)品投入市場(chǎng)；
— 滿足用戶預(yù)期的需要。
    是一種在給定的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)獲得比在正常條件下（可能獲得的信息）更多的信息的方法。它是通過(guò)采用比設(shè)備在正常使用中所經(jīng)受的環(huán)境更為嚴(yán)酷的試驗(yàn)環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的。由于使用更高的應(yīng)力，在進(jìn)行時(shí)必須注意不能引入在正常使用中不會(huì)發(fā)生的故障模式。在中要單獨(dú)或者綜合使用加速因子，主要包括：
— 更高頻率的功率循環(huán)；
— 更高的振動(dòng)水平；
— 高濕度；
— 更嚴(yán)酷的溫度循環(huán)；
— 更高的溫度。

1.2 分類
    主要分為兩類，每一類都有明確的目的：
— 加速壽命試驗(yàn)--估計(jì)壽命；
— 加速應(yīng)力試驗(yàn)--確定（或證實(shí)）和糾正薄弱環(huán)節(jié)。
    這兩類之間的區(qū)別盡管細(xì)微，但卻很重要，它們的區(qū)別主要表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面：作為試驗(yàn)的基礎(chǔ)的基本假設(shè)、構(gòu)建試驗(yàn)時(shí)所用的模型、所用的試驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)所、試驗(yàn)的實(shí)施方法、分析和解釋試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。表1對(duì)這兩類主要的進(jìn)行了比較。

表1 兩類主要的

1.3 的產(chǎn)品層次（級(jí)別）
    要明確進(jìn)行的產(chǎn)品層次（級(jí)別）是設(shè)備級(jí)還是零部件級(jí)，這一點(diǎn)很重要。某些加速方法只適用于零件級(jí)的試驗(yàn)，而有的方法只能用于較別的總成（設(shè)備），只有少數(shù)方法同時(shí)適用于零件級(jí)和總成（設(shè)備）級(jí)。對(duì)零件級(jí)非常合適的基本假設(shè)和建模方法在對(duì)較別的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可能*不成立，反之亦然。表2列出了在兩個(gè)主要的級(jí)別（設(shè)備級(jí)和零部件級(jí)）上進(jìn)行試驗(yàn)的信息。

表2 進(jìn)行的產(chǎn)品級(jí)別

2 模型
    模型將部件的失效率或者壽命與給定的應(yīng)力起來(lái)，這樣，就可以用在中得到的度量來(lái)推斷正常使用條件下的性能。這里隱含的假設(shè)是應(yīng)力不會(huì)改變失效分布的形式。
    表3總結(jié)了三種zui常見(jiàn)的模型，實(shí)際中使用的模型不止這三種。在選用模型時(shí)，zui關(guān)鍵的準(zhǔn)則是所選用的模型能地把加速條件下的可靠性或壽命模擬成正常使用條件下的可靠性或壽命。在選擇zui適用的模型和在具體應(yīng)用中為所選用的模型選擇適當(dāng)?shù)尿?yàn)證范圍時(shí)必須十分小心。把上述選擇的依據(jù)用文件記錄下來(lái)是很重要的。

表3 常見(jiàn)的模型

三、先進(jìn)的方案/思想
    過(guò)去，大多數(shù)都是使用單一應(yīng)力和在定應(yīng)力譜進(jìn)行的。包括周期固定的周期性應(yīng)力（如溫度在規(guī)定的上下限之間循環(huán)，溫度的上限和下限以及溫度的變化率是恒定的）。但是，在中，應(yīng)力譜不必是恒定的，也可以使用多種應(yīng)力的組合。常見(jiàn)的非恒定應(yīng)力譜和組合應(yīng)力包括：
— 步進(jìn)應(yīng)力譜試驗(yàn)；
— 漸進(jìn)應(yīng)力譜試驗(yàn)；
— 高加速壽命試驗(yàn)（HALT）（設(shè)備級(jí)）；
— 高加速應(yīng)力篩選（HASS）（設(shè)備級(jí)）；
— 高加速溫度和濕度應(yīng)力試驗(yàn)（HAST）（零件級(jí)）。

    高系統(tǒng)性地使用大大超過(guò)產(chǎn)品使用中預(yù)期水平的環(huán)境激勵(lì)，因此需要詳細(xì)理解試驗(yàn)結(jié)果。高用于確認(rèn)相關(guān)故障，并用來(lái)確保產(chǎn)品對(duì)高于所要求的強(qiáng)度有足夠的裕度以便能經(jīng)受正常的使用環(huán)境。高的目的是大大減少暴露缺陷所需要的時(shí)間。該方法可用于研制試驗(yàn)，也可用于篩選。

    HALT（高加速壽命試驗(yàn)）是一個(gè)研制工具，而HASS（高加速應(yīng)力篩選）是一個(gè)篩選工具。它們常常互相聯(lián)合使用。這是兩種相對(duì)較新的方法，與傳統(tǒng)的方法不同。HAL與THASS的具體目標(biāo)是改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，將制造偏差和環(huán)境效應(yīng)對(duì)產(chǎn)品性能和可靠性的影響減至zui小。通常定量的壽命或可靠性預(yù)計(jì)與高沒(méi)有。

    步進(jìn)應(yīng)力譜試驗(yàn)。使用步進(jìn)應(yīng)力譜，試驗(yàn)樣本首先按事先規(guī)定的時(shí)間以某個(gè)給定的應(yīng)力水平試驗(yàn)一段，然后在高一點(diǎn)的應(yīng)力水平下再試驗(yàn)一段時(shí)間。不斷增加應(yīng)力水平繼續(xù)上面的過(guò)程，直到某個(gè)試驗(yàn)樣本失效，或者試驗(yàn)進(jìn)行到zui大應(yīng)力水平時(shí)終止。這種方法能更快速地使產(chǎn)品失效以便分析。但是，用這種方法很難正確建立加速模型，因此很難定量地預(yù)計(jì)產(chǎn)品在正常使用條件下的壽命。

    每一步中應(yīng)該增加的應(yīng)力量值與許多變量有關(guān)。但是，允許在設(shè)計(jì)中進(jìn)行這樣的試驗(yàn)的一個(gè)普遍的法則是：假設(shè)產(chǎn)品沒(méi)有缺陷，如果zui終能以適當(dāng)?shù)脑Ａ砍鲱A(yù)期的使用環(huán)境中的應(yīng)力，就能保證總體中的每一個(gè)體都能經(jīng)受住使用環(huán)境和篩選環(huán)境。（從而提高產(chǎn)品的壽命或可靠性）
漸進(jìn)應(yīng)力譜試驗(yàn)。漸進(jìn)應(yīng)力譜或者"梯度試驗(yàn)"是另一種常見(jiàn)的方法，試驗(yàn)中應(yīng)力水平隨時(shí)間持續(xù)增加。其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)與步進(jìn)試驗(yàn)相同，但有另外一個(gè)困難，就是很難地控制應(yīng)力增加的速率。

    HALT（高加速壽命試驗(yàn)）。HALT一詞是Gregg K. Hobbs 于1988年提出的。HALT有時(shí)指應(yīng)力增益壽命試驗(yàn)（STRIFE），是一種研制試驗(yàn)，是步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的一種強(qiáng)化形式。它一般用來(lái)確認(rèn)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)和制造過(guò)程中存在的問(wèn)題，以及用來(lái)增加設(shè)計(jì)強(qiáng)度的富裕量，而不用來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品壽命或可靠性的定量預(yù)計(jì)。 

    HASS（高加速應(yīng)力篩選）試驗(yàn)。HASS是加速環(huán)境應(yīng)力篩選的一種形式。它代表了產(chǎn)品所經(jīng)歷的zui嚴(yán)酷的環(huán)境，但通常持續(xù)很有限的一段時(shí)間。HASS是為達(dá)到"技術(shù)的根本極限"而設(shè)計(jì)的。此時(shí)應(yīng)力的微小增加就會(huì)導(dǎo)致失效數(shù)的大量增加。這種根本極限的一個(gè)例子是塑料的軟化點(diǎn)。
    HAST（高加速溫度和濕度應(yīng)力試驗(yàn)）。隨著近來(lái)電子技術(shù)的高速發(fā)展，幾年前剛剛出現(xiàn)的的可能不再適應(yīng)當(dāng)今的技術(shù)了，尤其是那些專門(mén)針對(duì)微電子產(chǎn)品的。例如，由于塑料集成電路包的發(fā)展，現(xiàn)在用傳統(tǒng)的、普遍被接受的85℃/85%RH的溫度/濕度試驗(yàn)需要花上千小時(shí)才能檢測(cè)出新式集成電路的失效。在大多數(shù)情況下，試驗(yàn)樣本在整個(gè)試驗(yàn)中不發(fā)生任何失效。不發(fā)生失效的試驗(yàn)是說(shuō)明不了什么問(wèn)題的。而產(chǎn)品在使用中必定會(huì)偶爾失效。因此，需要進(jìn)一步改進(jìn)。HSAT就是為代替老的溫度/濕度試驗(yàn)而開(kāi)發(fā)的方法。
四、在中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題 

    模型是對(duì)產(chǎn)品在正常應(yīng)力水平下以及一個(gè)或多個(gè)加速應(yīng)力水平下的關(guān)鍵因素進(jìn)行試驗(yàn)而導(dǎo)出的。在使用加速環(huán)境時(shí)一定要極其注意，以便識(shí)別和正確確認(rèn)在正常使用中將發(fā)生的失效和一般不會(huì)發(fā)生的失效。因?yàn)榧铀侪h(huán)境一般都使用遠(yuǎn)高于現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)所預(yù)期的應(yīng)力水平，加速應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際使用中不可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤的失效機(jī)理。例如，將受試產(chǎn)品的溫度升高到超過(guò)材料性能改變的溫度點(diǎn)或者休眠激活門(mén)限溫度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致在正常使用中不會(huì)發(fā)生的失效的發(fā)生。在這種情況下，解決這種失效只會(huì)增加產(chǎn)品的費(fèi)用，可靠性卻不會(huì)有絲毫的提高。理解真正的失效機(jī)理來(lái)消除失效的根本原因才是極為重要的。

編譯者注：原文發(fā)表在美國(guó)國(guó)防部（DoD）可靠性分析中心（RAC）的出版物"Selected Topics in Assurance Related Technologies （START）"第6卷第4期上。作者是美國(guó)伊利諾伊理工學(xué)院研究所的工程師Ned H. Criscimagna。