可靠性温湿度实验及加速计算
温湿度计 计量校准标准
温湿度计计量校准标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：温湿度计是一种用来测量环境温度和湿度的仪器，广泛应用于实验室、医疗机构、生产车间等各种场合。
在使用过程中，温湿度计的准确性是至关重要的，只有经过计量校准标准，确保其测量结果准确无误，才能有效地进行温湿度控制和监测工作。
本文将介绍有关温湿度计计量校准标准的相关内容。
一、温湿度计的工作原理及重要性温湿度计通常采用各种传感器，如温度传感器和湿度传感器，通过测量环境中的物理量来获取温湿度信息。
在温度计中，常用的传感器有热敏传感器、电阻式传感器和红外线传感器等；在湿度计中，常用的传感器有湿敏电阻传感器、电容式湿度传感器和红外式湿度传感器等。
这些传感器在不同工作原理下，可以准确测量环境中的温度和湿度，为用户提供准确的数据参考。
温湿度计在各行各业中扮演着重要的角色，对于实验室的实验条件控制、医疗机构的环境监测、生产车间的产品质量控制等方面都有着不可替代的作用。
温湿度计的准确性直接影响到相关工作的效果和结果。
为了确保温湿度计的准确性和可靠性，需要对其进行定期的计量校准。
二、温湿度计的计量校准计量校准是指通过已知标准仪器对待测仪器进行测试、校准和修正，以验证待测仪器的准确性和可靠性的过程。
对于温湿度计来说，计量校准的目的是检验其测量结果是否满足要求，并根据校准结果对其进行调整和校正，以确保其测量结果的准确性和可靠性。
在进行温湿度计的计量校准时，需要按照相关的标准和规范进行操作。
ISO17025是实验室能力评估和校准实施规范，提供了对实验室及其测试和校准活动的一般要求的指南。
根据ISO17025的要求，实验室在进行温湿度计的计量校准时，需要建立完善的质量管理体系，确保校准过程的可控性和可靠性。
在进行温湿度计的计量校准时，通常需要以下几个步骤：1. 确定校准目标：根据温湿度计的测量范围和精度等要求，确定校准目标。
2. 准备标准设备：选择符合要求的标准温湿度计设备进行校准。
热加速试验
产品寿命及平均故障间隔时间 通过提高外加应力（温度、湿度），来加快产品老化速度，使产品在短时间内完成整个寿命过程。
加速系数在试验条件下运行时间与正常使用条件下时间的比值。
一般使用Arrhenius 经验公式：AF=K *⎥⎦⎤⎢⎣⎡-1101T T k Ea e K (湿度)=B ie ie RH RH ⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,0,其中：K 为固定值，在我们的试验中为湿度加速系数Ea 为电子激活能（单位 ev ）一般从0.3~1.2中选取。
我们选0.8ev 。
K 波尔兹曼常数 8.617*10-5ev/KT0 加速温度（单位：开尔文）T1 正常使用温度RH ie,0 为加速湿度RH ie,1 为正常使用湿度B 为常数一般为2 ，我们选择2.66根据上面公式，我们在80℃，90%RH 条件下（设定正常使用条件为：25℃，45%RH ），加速度AF=807。
MTBF,即平均无故障时间，英文全称是“Mean Time Between Failure”。
是衡量一个产品（尤其是电器产品）的可靠性指标。
单位为“小时”。
它反映了产品的时间质量，是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力。
具体来说，是指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔。
它仅适用于可维修产品。
同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF 。
公式为：MTBF min =)22(**22+r a X AF T 其中： T 为所有器件总时间 = 试验产品个数*单个产品试验时间 （单位：小时）AF 加速系数，我们试验条件计算为807。
)22(2+r a X 为X 2 分布，和置信度有关(r 为失效个数)。
我们选取90%置信度。
左图为在90%的置信度情况，加速度807试验条件下，10片样品试验，失效个数与产品平均故障间隔时间（MTBF ）的关系。
我们保证时间为10年，但客户按20年计算。
我们按照20年换算20*365.24=175,000小时。
新版GSP温湿度自动监测系统验证验证方案
新版GSP温湿度自动监测系统验证验证方案1.实验目标：-验证系统的温度和湿度测量准确度；-验证系统的数据采集和传输的稳定性；-验证系统的报警功能和响应时间。
2.实验步骤：2.1温度和湿度测量准确度验证：-使用标准温度和湿度仪器对系统所测温湿度进行比对。
-分别在不同温度和湿度条件下，比对系统测量和标准仪器测量的数据，计算误差。
-重复多次测试，统计平均误差和标准差，以评估系统的准确度和稳定性。
2.2数据采集和传输稳定性验证：-在不同的环境和距离条件下模拟数据传输，观察系统是否能够准确地采集和传输数据。
-测试系统的数据传输速率和稳定性，评估系统在不同条件下的性能。
2.3报警功能和响应时间验证：-设定一些温湿度阈值，并观察系统是否能够准确地检测并报警。
-记录报警的响应时间，评估系统的响应速度和准确性。
-测试系统对于不同阈值的报警情况下的表现，例如：短时间持续高温、高湿度等，以评估报警系统的灵敏度和准确性。
3.实验设备和环境：3.1温度和湿度测量准确度验证：-标准温度和湿度仪器；-不同温度和湿度条件下的环境。
3.2数据采集和传输稳定性验证：-不同环境条件下的数据传输测试设备；-不同距离条件下的数据传输测试设备。
3.3报警功能和响应时间验证：-模拟不同温湿度条件的环境；-模拟不同的报警情况。
4.数据分析和结果评估：-对于温湿度测量准确度验证，计算平均误差和标准差，与系统的规格要求进行比较。
-对于数据采集和传输稳定性验证，观察数据传输的稳定性和速率，与系统的规格要求进行比较。
-对于报警功能和响应时间验证，记录报警时间和响应时间，并与系统的规格要求进行比较。
-根据实验结果评估系统的准确性和可靠性。
5.实验安全和风险控制：-确保实验设备的安全操作和维护。
-遵守实验中使用的测试设备的安全操作指南。
-采取必要的风险控制措施，如使用防护设备，进行防护措施培训等。
6.实验时间计划和进度安排：-制定实验计划和时间表，确保实验能够按时进行。
可靠性试验中三大加速模型的研究与应用
可靠性试验中三大加速模型的研究与应用摘要：本文从国内外可靠性领域中常用的加速模型出发,从宏观的角度说明了阿伦尼斯Arrhenius,科芬-曼森Coffin-Manson和劳森Lawson这三大加速模型的应用范围,然后重点采用实例的方式介绍了这几大模型在汽车领域的可靠性试验中的应用。
关键词：可靠性；加速模型；阿伦尼斯Arrhenius；科芬-曼森Coffin-Manson；劳森Lawson高温寿命试验，湿度试验以及温度循环试验是几个最基本的可靠性环境试验，用于评估产品的各种可靠性特征。
但对寿命特别长的产品来说不太合适。
因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完相关试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。
因此，了解怎样对这些方法进行适当的加速可以大大缩短试验周期，提高试验效率，降低试验耗损。
本文就是以汽车仪表为例来详细说明这些加速模型。
一、阿伦尼斯模型Arrhenius Mode1.适用范围阿伦尼斯模型是适用于高温耐久试验的加速模型。
通常汽车主机厂先给出他们对产品的质量要求，或称为产品生命周期的要求，比如大众，对此要求是15年，按照平均一天1.5h 的用车时间，则总的生命周期转换为小时数的要求则为8212.5（15(年)*365（天）*1.5（h））小时。
此外主机厂的研究部会测出汽车内各零部件在整个生命周期内的温度谱图，用来描述产品遭受到的主要温度点，以及各自所占的比例。
2.应用实例以大众汽车为例，下图就是针对汽车仪表的温度谱图，并要求我们据此做一个高温耐久的试验。
如果按照非加速的方法则意味着总的时间为8212.5个小时，将近一年的时间，所以我们必须采用阿伦尼斯加速模型进行换算。
这里我先附上阿伦尼斯模型的计算公式并对其中各因子做一个简单说明：其中：A T,i: 就是我们要算出来的每个温度点下的加速因子，比如i为1，则根据谱图第一行来算出该条件下的加速因子，具体的含义就是比如说A T,1算出来为5000,则意味着如果想代替在-40°C 下工作的占6%比例的这段寿命时间，则等价的试验就是在T prüf下工作8212.5 / 5000个小时。
IC可靠性测试项目及参考标准
IC产品的质量与可靠性测试(IC Quality & Reliability T est)质量（Quality）和可靠性（Reliability）在一定程度上可以说是IC产品的生命。
质量（Quality）就是产品性能的测量，它回答了一个产品是否合乎规格（SPEC）的要求，是否符合各项性能指标的问题；可靠性（Reliability）则是对产品耐久力的测量，它回答了一个产品生命周期有多长，简单说，它能用多久的问题。
所以说质量（Quality）解决的是现阶段的问题，可靠性（Reliability）解决的是一段时间以后的问题。
知道了两者的区别，我们发现，Quality的问题解决方法往往比较直接，设计和制造单位在产品生产出来后，通过简单的测试，就可以知道产品的性能是否达到SPEC的要求，这种测试在IC的设计和制造单位就可以进行。
相对而言，Reliability的问题似乎就变的十分棘手，这个产品能用多久，谁能保证产品今天能用，明天就一定能用？为了解决这个问题，人们制定了各种各样的标准，如: JESD22-A108-A、EIAJED- 4701-D101，注：JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）电子设备工程联合委员会,，著名国际电子行业标准化组织之一；EIAJED：日本电子工业协会，著名国际电子行业标准化组织之一。
在介绍一些目前较为流行的Reliability的测试方法之前，我们先来认识一下IC产品的生命周期。
典型的IC产品的生命周期可以用一条浴缸曲线（Bathtub Curve）来表示。
ⅠⅡⅢØRegion (I) 被称为早夭期（Infancy period）这个阶段产品的failure rate 快速下降，造成失效的原因在于IC设计和生产过程中的缺陷；ØRegion (II) 被称为使用期（Useful life period）在这个阶段产品的failure rate保持稳定，失效的原因往往是随机的，比如温度变化等等；ØRegion (III) 被称为磨耗期（Wear-Out period）在这个阶段failure rate 会快速升高，失效的原因就是产品长期使用所造成的老化等。
可靠性测试加速试验的实施过程和效果
3.2 加速 试验 方法 选择 技巧
成熟 度
精度 要求
风险 因素
试验 效率
高温加速－利用热反应模型－应用最广泛 模型参数激活能Ea和频数因子可自行求解 模型应检验，试验方案应满足检验要求 置信度评估，评估结果验证……
降低风险措施的影响，如增加分组，增加每组下样品
恒定应力分多组，各应力并行实施，低应力组无失效 步进步降只一组，各应力串行实施，故障数分布问题
Ⅱ加速试验的策划
工作
工作——一定要通电；是否有振动？
状态
非工作——一定不通电，通常无振动。
1
加速 模型 选择
环境 因素
温度、振动、温循 温度-湿度、温度-振动、温循-振动
模加
主
型速
要
即应
机
考虑 因素
产品 特点
应力符合产品？应力可否加速？ 是否会损坏样机？产品敏感参数？……
形力 式类 选型
理 决 定
条件
可靠性测试加速试验的实 施过程和效果
1 加速退化试验方法研究
试验方法
方案设计 试验实施
及优化
方法
2 试验方案设计
贮存加速退化试验 方案设计
样品数量的 确定
检测周期的 确定
试验时间的 确定
试验应力的 确定
检测次数的 确定
检测次数的 确定
2 试验方案设计
试验方案设计
应力分组——不低于3组 样品数量——不低于2～3个/组 测试次数——不低于7～8次
Ⅴ 加 速 贮 存 寿 命 试 验 方 案
三.加速试验的实施过程和效果
Ⅵ 加速试验的效果 快速 高效 经济 应用范围广
Ⅰ加速试验的设计
1 根据 试验 目的
温湿度加速时间计算
溫濕度加速因子及時間計算舉例--used in Telecom Hand Held
摘自JESD94
Talk 狀態下die surface濕度計算﹕ PSAT(Tamb)=e(a+b/303+c/303^2+d/303^3) ≈ 4.3 PSAT(Tdiesurface) =e (a+b/343+c/343^2+d/343^3) ≈ 31.2 RHchip =RHamb* PSAT(Tamb) / PSAT(Tdiesurface) =70%*4.3/31.2 ≈ 9.6% 同理使用公式2及公式3計算得出 standby 狀態下die surface濕度 為 62.5%
optimal for most plastic-encapsulated microcircuits.
7
測試條件的選擇----偏置選擇
• 测试环境温湿度相同条件下（130° C / 85%RH) A料件连续偏压Die表面温度相对测试环境温度升高10° C B 料件循环偏压Die表面温度与测试环境温度相同。
派克幂律模型
K為常數﹕8.62 ×10- 5 eV/ °K
試驗中要使 RHdiesurface 盡可能地與測試條件濕度一致 AL腐蝕的活化能取值一般為 0.7eV
零件實際運行中﹐die表面因溫度的升高﹐會帶走水汽﹐從而降低die表 面的濕度﹐所以在計算加速因子前需要計算出die表面的濕度。 在已知應用環境溫度Tamb及die表面溫度下由公式2計算出 Psat(Tamb)及Psat(diesurface)
请问哪颗料件加速测试条件相对更严苛？？
8
溫濕度加速實驗產生的失效
摘自JESD94
stressing in temperature / humidity with or with out bias can lead to the following type of problems:
可靠性试验介绍
冷热冲击试验不同于环境模拟试验，它是通过冷热温度冲击发现在常温 状态下难以发现的潜在故障问题。决定冷热温度冲击试验的主要因素有： 试验温度范围、暴露时间、循环次数、试验样品重量及热负荷等。
温度冲击设备有：两箱法、三箱法和液槽式三种，其中设备内湿度不能 超过50%RH即20g/m³。
公司常做的快捷温度冲击的条件：-65℃，150℃，停留时间14min，循 环次数：300个（如下图为此试验单个循环的温度曲线）
上述公式显示半导体寿命取决于半导体受到的温度。 加速的测试利用这一特性被称为温度加速测试不过例如一些因为热载体
的影响导致的失效(高能源载体产生的电场捕捉的栅氧化膜的现象)可能 有负面的活化能值。当加速这些类型的失效，作为温度测试增加试验效 果是减少的。
加速寿命实验
4.3.3 温湿度加速 大规模集成电路在高温高湿环境为了解暴露在高温、 高湿下进行测试半
高温试验 产品寿命遵循"10℃规则"，因而高温试验作为最常用的试验，用于元器件
和整机的筛选、老化试验、寿命试验、加速寿命试验、评价试验、同时 在失效分析的验证上起重要作用。 高温试验的技术指标包括：温度、时间、上升速率。 注意产品和元器件的最大耐受温度极限。 样品放入试验箱内为保持样品的受热均匀性，样品距离箱壁的距离最少 为5cm GB/T 2423.2中高温的试验方法分：散热样品的温度渐变，非散热样品的 温度渐变 试验结束后需要将样品在箱体内恢复至稳定状态，或将样品放置在常温 常湿环境下进行恢复至稳定状态。
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-实验对象: 仅TPVision向产品进行
实验条件
备注：TPVision向客户条件：30℃/85% 96hr保管 -> 25℃ 24hr保管 -> 25℃ 48hr驱动
15
-온습도 Cycl :温湿度CYC
实验说明
-实验背景: Mitsubishi条件借鉴 -有效不良: 器具性不良 -实验对象: 仅Mitsubishi向产品进行
13
- WHTS(8585):Wet Humidity Temperature Storage, 85℃ 85%RH
实验说明
-实验背景: 14年3月LTA650FJ01 开发评价中客户
sheet 凹凸Issue
-有效不良: sheet 凹凸(sheet wrinkle/明暗等)
Curtain mura 等sheet相关器具不良
信赖性Seminar
--温湿度环境篇
11Leabharlann Contents-THB : Thermal Humidity Bias - WHTS : Wet Humidity Temperature Storage, - WHTS(8585):Wet Humidity Temperature Storage, 85℃ 85%RH - WHTS후상온 방치/구동 평가:WHTS后常温放置/驱动评价 - 상온고습 보관평가: 20℃ 90%RH -온습도 Cycl: -25℃ 12hr Storage → 50℃ 2hr Storage / 2Cycle
-实验对象: O/C 产品
Tape 老化类 (T/C 保护膜老化及掉漆)
实验条件
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- WHTS후상온 방치/구동 평가 :WHTS后常温放置/驱动评价
实验说明
-实验背景: 14年3月LTA650FJ01 开发评价中客户
sheet 凹凸Issue
-有效不良: sheet 凹凸(sheet wrinkle/明暗等)
ACCF(T)=exp[(Ea/k)*(1/Tu-1/ Ts)]
• ACCF(T) 或AF 是加速因子 • Ea 是析出故障的耗费能量，又称激活能。不同产品的激活能不同，一般在0.3ev~1.2ev之间 • k为玻尔兹曼常数且k=8.6*10E-5eV/K • Tu 是使用条件下(非加速状态下)的温度值.此处温度值是绝对温度值,单位K(开尔文) • Ts是测试条件(加速状态)下的温度.此处温度值是绝对温度值,单位(开尔文)
备注：Mitsubishi向客户条件：
实验条件
-20℃（5hr off）-> 30℃/80% (3hr on) /10Cycle
16
- 상온고습 보관평가:常温高湿保管评价
实验说明
-实验背景: 14年8月VD向105” Panoramic产品在20℃/90%
条件下发生Pol 不良
-有效不良: Pol 外观/画质不良（Pol 吸湿/气泡等）
4
ACCF(T)=exp[(Ea/k)*(1/Tu-1/ Ts)]
5
- Arrhenius Mode With Humidity:阿伦尼乌斯温湿度模型
综合了温度计湿度因素的阿伦尼乌斯模型表达式为：
AF
exp[Ea K
*( 1
Tu
1
Tt
)
(RHt^n
RHu^n )]
• ACCF(T) 或AF 是加速因子
2
- Arrhenius 热因子加速模型:阿伦尼乌斯模型
某一环境下，温度成为影响产品老化及使用寿命的绝对主要因素是，采用单纯考虑热加速因子相应推导出的阿伦尼乌斯模型来描述测 试，预估到的结果会更接近真实值.此时该模型的表达式为（Arrhenius-type exponential thermal acceleration）：
3
- Arrhenius 热因子加速模型&MTBF
MTBF: Mean Time Between Failure
例：TV 产品4ea 50℃HTOL 长期寿命评价1000hr,
测试时间＝A×MTBF，A这个因子与“在这段时间内允许失效的次数”和“90%的信 心度”有关系。 根据已经成熟的体系，直接代用公式：A＝0.5*X2（1-a，2(r+1)） X2（1-a，2(r+1)）是自由度为2(r+1)的X平方分布的1-a的分位数； a 是要求的信心度，为90%； r 是允许的失效数，由你自己决定； 此分布值可以通过EXCEL来计算，在EXCEL中对应的函数为CHIINV
Panel Mura /Line&Block不良
-评价对象: Pol 相关评价时进行
实验条件
17
• Ea 是析出故障的耗费能量，又称激活能。不同产品的激活能不同，一般在0.3ev~1.2ev之间 • k为玻尔兹曼常数且k=8.6*10E-5eV/K • Tu 是使用条件下(非加速状态下)的温度值.此处温度值是绝对温度值,单位K(开尔文) • Tt是测试条件(加速状态)下的温度.此处温度值是绝对温度值,单位(开尔文) • RHu是使用条件下（非加速状态）的相对湿度值; • RHt是测试条件下（加速状态）的相对湿度值;
例： 某客户要求对产品做105℃的高温测试.根据测试经验,该产品激活能Ea取0.68最佳.对产品的使用寿命要求是10年， 现在可供测试的样品有5个,若同时对5个样品进行测试,需要测试多长时间才能满足客户要求？ 根据已知信息Tt, Ea,使用的温度取25℃，先算出加速因子AF:
目标使用寿命:L目标 =10Y=10*365*24hr=87600hr 由加速因子推算出:L测试 = L目标 /AF10Y=87600/271.9518hr=322.1159hr ≈323hr 现在有5个样品同时测试，则最终测试时长: L最终=323/5 ≈65hr 即最终，若客户用5个样品同时在105℃高温下测试65hr无不良发生，说明产品使用寿命已达到.
该模型是热度模型基础上简单条件湿度因素，长期以来经验表明用该模型再某些情况下对湿度相对加速的影响并不准确。所以提出一种
6
- Hallberg-Peck 模型
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11
- THB : Thermal Humidity Bias
实验说明
-实验背景: 14年3月LTA650FJ01 开发评价中客户
sheet 凹凸Issue
-有效不良: sheet 凹凸(sheet wrinkle/明暗等)
Curtain mura 等sheet相关器具不良
-实验对象: O/C 产品
Tape 老化类 (T/C 保护膜老化及掉漆)
实验条件
12
- WHTS: Wet Humidity Temperature Storage