随着科技的进步，产品的质量和可靠性越来越高，采用常规的可靠性试验很难或无法满足产品的要求，往往不能发现设计缺陷，使产品的质量受到很大的影响。1979年，美国海军的首席代表Willougbby WJ开始提出环境应力筛选方法，该方法在生产过程中，使用温度循环和随机振动的方法去筛选制造和工艺方面的缺陷，通过大量试验证明，即使经过ESS筛选后仍存在大量的缺陷，在实际使用中造成产品失效。近年来，可靠性加速试验中的高加速应力筛选试验（HASS）得到快速发展，为考核产品质量和可靠性。快速暴露产品的设计和制造缺陷提供了新的途径。一、概述20世纪80年代末，Gregg K Hobbs等人研究并提出了2种新的可靠性试验方法：高加速寿命试验（HALT)和高加速应力筛选（HASS)，并于90年代获得推广。这是两种激发试验，它与模拟试验的思路恰好相反，其最大特点是时间上的压缩，就是可在较短的时间内激发产品整个寿命期间可能出现的缺陷和故障。HASS应用于产品的生产阶段以确保所有在HALT找到的改进措施能够得以实施。HASS还能够确保不会由于生产工艺和元器件的改动而引入新的缺陷。HASS包含如下的内容:1)进行预筛选，剔除可能发展为明显缺陷的缺陷；2）进行探测筛选，找出明显缺陷；3）故障分析；4）改进措施。HASS程序是采用尽可能高的应力，以便最大限度压缩筛选，并缩短试验时间。应用HASS的目的是要在极短的时间内发现批量生产的产品是否存在生产质量上的隐患，该试验包括三个主要测试过程：1）HASS试验计划阶段；2）计划验证阶段；3）HASS执行阶段。1、HASS试验计划阶段HASS试验计划必须参考HALT试验所得到的结果，一般是将温度及振动合并应力的高低温度的可操作界限缩小20%，而振动条件则以破坏界限值的50%作为HASS试验计划的初始条件。然后再依据此条件开始执行温度及振动合并应力测试，并观察被测产品是否有故障出现。如有故障出现，需先判断是因过大的环境应力造成的，还是由被测产品的质量引起的。属于前者时应再放宽温度及振动应力10%再进行测试，属于后者时表示当前测试条件有效。如无故障情况发生，则需再加严测试环境应力10%再进行测试。2、计划验证阶段在建立HASS程序时应注意两个原则：首先，需能检测出可能造成产品故障的隐患；其次，经试验后不导致造成产品损坏。故在需准备多个样品，并在样品上制作一些未按标准工艺制造的人为缺陷，以HASS试验计划阶段所得到的条件测试各产品，并观察各产品上的人为缺陷能否被检测出来，以决定是否加严或放宽测试条件，而能使HASS程序达到预期效果。3、HASS执行阶段任何一个经过计划验证阶段考验过的HASS程序都被认为可快速有效进行产品质量筛选，但仍需将产品经现场使用后所回馈的信息进行适当调整。此外，当设计修改时，也应该修改测试条件。二、HASS的目的和作用HASS的目的是人为加大环境应力，暴露和剔除产品的制造和工艺缺陷，以确保产品质量和可靠性不因制造过程而降低。实施正确的HASS过程能把产品潜在的缺陷转化为显性缺陷，对显性缺陷进行识别和改正后，当产品在投入使用前，保持高质量和可靠性，现场失效率和返修率最低。HASS试验主要应用在产品生产后的筛选过程，其施加的环境应力低于高加速寿命HALT试验，但是一般情况下使用的应力仍然高出设计应力极限。通过HASS试验可用最少经费和最短时间内把产品的潜在缺陷激发出来，变成显性缺陷后进行纠正，增加产品的外场可靠性，降低生产、筛选、维修和保障费用。三、HASS基本原理HASS试验是利用高机械应力与高变温率来实现高加速的，该试验要求具有高于正常使用环境下的足够的强度余量，试验中采用高于正常水平的温度、振动、电压和其他应力，激发缺陷快速暴露，以便使筛选过程更经济有效。采用HASS试验不仅可确定在加大环境应力情况下产品的能力，还可分析研究产品的失效机理、通过其设计和过程更改提高产品耐破坏能力，以确保较大的设计和 过程余量，从而确保的质量和可靠性。1、疲劳损伤与机械应力的关系如下：图1上述机械应力可能由热膨胀、静载荷、振动、潮湿或任何其他导致机械应力的作用所引起的。通过加大应力可使筛选加速，有效激发缺陷和故障。如果将振动量值提高两倍，假定B=10，则疲劳损伤累积速率可能增加到1000多倍，提高了筛选效率，可极大的压缩试验时间。2、温度变化率和温度循环次数的关系：温度循环属于热疲劳性质，Smithson S A在1990年环境科学学会年会发表的论文给出了表1所列的温变率下的筛选效果。表1筛选应力越高，产品的疲劳和破坏越快，有缺陷的高应力部位累积疲劳损伤比低应力部位要快的多，这样就有可能使产品内有缺陷元器件与无缺陷元器件在相同的应力下拉开疲劳寿命的档次，使缺陷迅速暴露的同时，无缺陷部位的损伤也最小。HASS试验的应力量级与暴露出的缺陷数量是成比例的。因此，筛选的强度越高，暴露的缺陷越多，如图2所示。图2四、HASS选择筛选量值由于各种各样的工作量值和破坏值将会因为生产工艺甚至设计的更改，而随时间发生变化，HASS验证的非破坏性部分，应定期进行重新核查。使用的应力越高，缺陷造成的损伤越快，非缺陷累积损伤也越快。对于任一给定的故障模式来说，如同现场环境激励一样，在有缺陷和无缺陷两种情况下，HASS几乎相同的损伤比，进行HASS具有明显的时间压缩。设计过程经过HALT的运行后，可以清楚了解产品的特性，同时也可以将这些特征应用在HASS过程中。HASS技术正是应用了这些特征数据，并将其作为筛选应力的选择依据，其应力值的选取一般为HALT破坏极限和工作极限之间的应力值，如图3所示。图3筛选应力量值的选取也要考虑到产品的类型。为防止产品受到破坏，选取的应力值必须通过HASS试运行来加以验证。同时，为保证HASS的有效性，应人为地引入一些典型和常见的缺陷，通过HASS试验来验证其效果。一个正常的产品应该能重复多次HASS而无故障。HASS的典型剖面由一个快速变温循环和一个慢速变温循环组成。快速变温循环是为了快速激发产品潜在缺陷，使潜在缺陷变为显性。如果产品工作不正常，可通过减小施加应力来恢复，而慢速温变循环则可通过仔细的检测，找出那些不可恢复的故障。为提高筛选效率，往往会在试验中引入湿度、多轴向振动和电源变化等应力。
