GM8287通用汽车HALT标准(解读)

发表时间： 2023年11月6日 阅读次数：（ 864 ）

 

HALT部分

 

目的：本标准旨在作为执行HALT和高加速应力筛选/高加速应力审核(HASS/HASA)过程的指南，并在有效的统计控制过程中使用结果数据来稳定和改进产品。

 

适用性：HALT适用于新技术/新设计，也可用于评估产品改进。HASS和HASA用于检测生产过程中意外和随机的质量问题。

 

资源：设备，人员，失效分析实验室，跨职能委员会会议

 

设备要求：执行HALT测试所需的设备必须能够产生如下所定义的热和振动能量应力，并且能够在组合环境中产生这些应力，即在一个腔室内必须具有温度和振动能力。同时设备要有良好的保养和校准，功能性可操作的。

振动：宽频三轴6自由度随机振动，2HZ~10000HZ,>35G

温度:范围-80℃~ +170℃。温度变化率>45℃/分钟

 

实验室测试设备: 在HALT过程中获取产品响应数据。这个数据包括温度、振动和产品功能性能

温度：数据的采集和存储（含温度线，多通道测量仪器）

振动：数据的采集和存储，分析（含振动传感器，多通道测量的仪器和分析软件）

 

试验目的：本试验主要应用于产品研发设计阶段，用于快速发现产品设计的薄弱环节，或快速确认产品的工作条件极限和破坏极限，包括温度条件和振动条件。

试验过程：依据GMW8287，该试验分四个步骤进行：温度步进试验（分低温步进，高温步进）、快速温变试验、振动步进试验、综合试验。

当样品在某个应力模式下失效后，可以更换新样件继续进行后续试验

温度步进试验

1. 试验从环境温度（一般在+20℃~+30℃之间）开始。根据所涉及材料的相变温度，应在测试前确定出样件的最大（工作）温度范围。为了使电子部件达到更高的试验温度，试验时最好拆掉产品的塑料外壳。本试验不允许发生材料的相变，温度范围的合理性关键在于不故意制造低级失效。步进量一般选取10℃/次（适当的时候可以增加到20°C），根据图1 试验剖面进行试验。    

图1 GMW8287温度步进示例剖面

2. 温度保持时间以样件温度完全达到稳定为准（此处为样件上所布置的温度线采集值）。一般要求在样件温度达到试验设定温度值稳定后再保持5min~15min。根据样件的热质量来确定选用最短保持时间还是最长保持时间。在温度保持的过程中进行全功能检查，或者在保持停留期之后。
3. 试验温度的操作下（上）限以样件工作温度极限或试验设备温度极限为准。
4. 一旦确定了工作极限，以10℃增量步进温度应力继续，直至破坏极限或设备最大值。由于样品可能无法完全工作，因此每一步有必要降低应力(即返回到+20°C，或介于+20°C和工作极限之间的温度)，以确定样品是否仍具有功能。在任何情况下，确定操作极限都很重要。然而，对于稀有和昂贵的原型样品，不建议确定破坏极限。当产品样品变得更容易获得，样品成本降低时，可在较晚的日期确定破坏极限。

快速温变试验

1. 至少进行3个循环的快速温变试验（除非在试验中发生失效）。温变速率设为45~60℃/min(不同机台实际的温变率差异大，建议确认温变率)。如产品的物理特性已知不可承受快速温度，可以降低温变率或跳过本试验，而仅在综合试验中进行快速温变试验。根据图2 试验剖面进行试验。

图2 GMW8287快速温变示例剖面

2. 本试验的温度范围一般情况下选取比工作温度极限低5℃的应力值，这里的工作温度极限是在温度步进试验中得到。例如：当工作温度极限是-50℃~+ 100℃时，本试验的最小温度范围应该是-45℃~+95℃。有一些特殊情况除外，例如当材料的相变温度接近工作温度极限时，一个典型的例子就是在试验过程中必须保留产品的塑料壳体（部件），在这种情况下，就需要缩小本试验的温度范围，以避免设备的温度过冲导致塑料部件发生影响产品功能的融化或变形。例如：当一个ABS样件带着塑料壳体进行试验时，温度范围就需要缩小至-45℃~+90℃。
3. 在样件温度达到试验设定温度值（热电偶采集值）之后至少再保持5min.
4. 在温度变化过程中需持续进行功能测试，如果可能，需确认是否存在对温变速率敏感的问题（如详细记录对温度变化敏感的现象或数据）。

振动步进试验

1. 在带宽≥2Hz~2000Hz的条件下，试验从设备设定值为1Grms~10Grms之间（推荐值为5Grms）开始，步进量为1Grms~10Grms之间（推荐值为5Grms），根据图3 试验剖面进行试验。（特别提醒，应该用振动传感器采集样件上的振动响应值）

图3 GMW8287振动步进示例剖面

2. 每一步的保持时间至少为10min，在每次保持时间结束时进行功能测试，因此，每一步的总保持时间取决于对样件进行一轮功能测试的时间。
3. 建议在每一步结束后进行一个“弱振操作”（5Grms±3Grms,1min），用于发现被较高振动量级的极强应力所掩盖的缺陷。通过这个技巧可以有效地辅助焊接裂缝的检测。
4. 振动量级的上限以样件的振动极限或试验设备极限为准。

综合试验

1)至少进行5个循环的综合试验（除非在试验中发生失效），根据图4 试验剖面进行试验。

图4 GMW8287综合试验示例剖面

2. 本试验的温度范围选取工作温度极限℃（极限的85%~90%或减少10℃，如-50℃~150℃，90%取值为-40℃~140℃），或缩小的工作温度极限（当属于某种特殊情况时，如样件上包含软塑料）。缩小工作温度极限是为了保证设备的温度过冲不会导致破坏性失效。在每一个温度极限下的最短保持时间是10min。(温变率也以85%~90%原则)
3. 起始振动量级由振动极限除以5获得，在每个温度循环后的振动步进量也采用该量级（例如：在振动步进试验中找到的产品振动极限是35Grms，则本试验的第一个温度循环应该在7Grms下进行。在每完成一个温度循环后振动量级增加7Grms——循环1：7 Grms，循环2：14 Grms，循环3：21Grms，循环4：28Grms，循环5：35 Grms）。如果在振动步进试验中未找到振动极限，则使用设备极限除以5，注意此时使用的是较小的起始振动量级和步进量。
4. 建议在每一步结束后进行一个“弱振操作”（5Grms±3Grms），用于发现被较高振动量级的极强应力所掩盖的缺陷。
5. 在每个保持时间结束时进行功能测试，总保持时间的长短取决于功能测试时间的长短。

HALT结果应对：

记录HALT测试过程和结果，在过程发现的失效模式后继续进行失效分析。并采取合适的改善措施并再次验证。

 

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