JJF(皖) 259-2026 半导体器件PCT老化综合试验系统校准规范
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资料介绍
(皖)
安徽省地方计量技术规范
JJF(皖)259-2026
半导体器件 PCT 老化综合试验系统
校准规范
Cal ibrat ion Specificat ion for Integrated PCT Ag ing Test Systems for
Semiconductor Devices
2026—01—09 发布 2026—03—01 实施
安徽省市场监督管理局发布
JJF(皖)259—2026
半导体器件 PCT 老化综合试验系统校准规范
Cal ibrat ion Specificat ion for
Integrated PCT Aging Test Systems for Semiconductor Devices
JJF(皖)259—2026
归 口 单 位：安徽省热工计量技术委员会
主要起草单位：池州市计量测试所宣城市标准计量所安庆市计量测试所
本规范委托安徽省热工计量技术委员会负责解释
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本规范主要起草人：
吴蔡祥(池州市计量测试所)
马克华 (池州市计量测试所)左 罗 (池州市计量测试所)
殷锦汉 (宣城市标准计量所)
蒋立新 (安庆市计量测试所)
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目录
引言 ( Ⅱ )
1 范围 ( 1)
2 引用文件 ( 1)
3 术语 ( 1)
4 概述 (2)
5 计量特性 (2)
6 校准条件 ( 3)
6.1 环境条件 ( 3)
6.2 负载条件 ( 3)
6.3 测量标准及其他设备 ( 3)
7 校准项目和校准方法 (4)
7.1 校准项目 (4)
7.2 校准方法 (4)
8 校准结果的表达 (8)
9 复校时间间隔 (8)
附录 A 校准原始记录格式(推荐性) (9)
附录 B 校准证书内页格式(推荐性) ( 10)
附录 C 测量结果不确定度评定示例 ( 11)
I
引言
本规范依据 JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011 《通用计量术语及定义》和 JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。
本规范为首次发布。
II
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半导体器件 PCT 老化综合试验系统校准规范
1 范围
本规范适用于温度范围(-10～150) ℃ 、湿度范围(60～100)%RH、压力范围(0~ 0.5)MPa、延时时间(0～100)h 的半导体器件 PCT 老化综合试验系统的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件：
JJF 1012-2007 湿度与水分计量名词术语及定义
GB/T 5170.1—2016 电工电子产品环境试验设备检验方法 第 1 部分：总则GB/T 5170.2—2017 环境试验设备检验方法 第 2 部分：温度试验设备
GB/T 5170.5—2016 电工电子产品环境试验设备检验方法 第 5 部分：湿热试验设备
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
3 术语
JJF 1012-2007 界定的及以下术语和定义适用于本规范。
3.1 工作空间 working space
试验系统中能将规定的试验条件保持在规定偏差范围内的那部分空间。
3.2 稳定状态 steady state
试验系统工作空间内任意点的自身变化量达到设备本身性能指标要求时的状态。
3.3 温度偏差 temperature deviation
试验系统稳定状态下,工作空间各测量点在规定时间内实测最高温度和最低温度与设定温度的上下偏差。
3.4 相对湿度偏差 relative humidity deviation
试验系统稳定状态下,工作空间各测量点在规定时间内实测最高相对湿度和最低相对湿度与设定相对湿度的上下偏差。
1
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3.5 温度波动度 temperature fluctuation
试验系统稳定状态下，在规定的时间间隔内，工作空间任意一点温度随时间的变化量。
3.6 温度变化速率 temperature variation rate
试验系统工作空间几何中心点测得的两个规定温度之间的转变速率。
3.7 延时整定误差 delay setting error
在规定使用条件下，整定值与实测延时平均值之差。
4 概述
半导体器件 PCT 老化综合试验系统是半导体封测行业一种用于加速材料和产品老化的设备，通过模拟高温、高湿、高压等极端环境条件，快速暴露产品的缺陷和薄弱环节，评估其耐久性和可靠性。其主要由温湿度控制系统、压力控制系统、时间控制器及工作空间构成，结构见图 1。
图 1 半导体器件 PCT 老化综合试验系统结构示意图
5 计量特性
试验系统各项参数的常用技术要求见表 1。
表 1 试验系统各参数技术要求
项目/参数名称
温度
相对湿度
压力
时间
偏差/误差
±2℃
±3%
±2.5%
±10% × 满刻度值
2
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均匀度
2℃
5%
/
/
波动度
±0.5℃
±3%
/
/
变化速率
≤0.4℃/min
/
/
/
注：以上指标不用于合格性判别，仅供参考。
6 校准条件
6.1 环境条件
环境温度：(15～35) ℃ ;
相对湿度：不大于 85%;
气压：(80～106)kPa。
电源和用水条件符合设备要求，设备周围无强烈冲击、振动、电磁场及腐蚀性气体存在;设备应避免阳光直射或其他冷热源影响。
6.2 负载条件
一般在空载条件下校准,根据用户需要可以在负载条件下进行校准,但应说明负载的情况。
注:应考虑负载的几何尺寸和迎风面积等因素。
6.3 测量标准及其他设备
6.3.1 温度计量标准器
温度计量标准器由温度传感器与数据采集器组成的温度测量系统，通道传感器数量能满足校准工作需求，最大允许误差不超过±0.2℃;当测量温度变化速率时，温度测量系统的响应时间应小于 0.5s。
6.3.2 湿度计量标准器
湿度测量标准器一般应选用湿度传感器与数据采集器组成的湿度测量系统，通道传感器数量能满足校准工作需求，分辨力 0. 1%RH ，最大允许误差不超过±2%RH。
6.3.3 压力计量标准器
压力测量标准器一般应选用无线压力测量传感器和数据读取显示装置组成，最大允许误差不超过±0. 1kPa。
6.3.4 电子秒表
测量范围：(0.01～9999)s; 日差： ± 1.5s。
6.3.5 其他设备
3
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用于实验室环境大气压力测量的大气压力测量设备，其最大允许误差应不超过±
200Pa。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
校准项目见表 2。
表 2
校准项目
温度参数
相对湿度参数
压力参数
时间参数
偏差/误差
+
+
+
+*
均匀度
+
+
-
-
波动度
+
+
-
-
变化速率
+
-
-
-
注：1.“+ ”表示应校准，“- ”表示不校准;
2.“* ”时间参数只对机械式时间继电器的时间开展校准。
7.2 校准方法
7.2.1 温度、湿度、压力、时间校准点的选择校准温度、湿度、压力、时间选择如下：
a)用于 GB/T 2423.50 试验时，选取标称的试验值 85℃、85%RH;
b)用于 GB/T 2423.34 试验时，选取标称的试验值 25℃、65℃、93%RH
c)用于 GB/T 2423.40 试验时，选取标称的试验值 110℃、130℃、85%RH、0.12MPa、 0.23MPa
d)机械式时间继电器的校准优选值为：满量程的 1/3 或 15min。
e)也可按用户要求选择温度、湿度、压力、时间值。
7.2.2 测量点位置及数量
测量点位置及数量要求如下：
a)将设备空间定出上中下三个水平层面(简称上层、中层、下层)，中层通过工作空间几何中心点。将一定数量的温度、湿度传感器布放在其中规定的位置上，传感器不应受冷热源的直接辐射;
b)测量点分别位于上、中、下三层，位置如图 1 温湿度测量点布放位置示意图所示;
c)温度测量点用 A、B、C、D、E、F、G、H、J、O、K、L、M、N、U 表示;
4
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d)相对湿度测量点用 Dh 、Hh 、Oh 、Lh 表示;
e)测量点 E、O(Oh )、U 分别位于上中下层的几何中心;
f)测量点 A、B、C、D、K、L、M、N 与设备内壁的距离为各自边长的 1/10，但最大距离不大于 500mm，最小距离不小于 50mm。
g)测量点 F、G、H、J 与设备内壁的距离分别为各自边长的 1/10 和 1/2;
h)设备容积小于或等于 2m³时，温度测量点为 A、B、C、D、O、K、L、M、N 共 9 个，相对湿度测量点为 Dh 、Oh 、Lh 共 3 个;
i)设备容积大于 2m³时，温度测量点为 A、B、C、D、E、F、G、H、J、O、K、L、M、 N、U 共 15 个，相对湿度测量点为 Dh 、Hh 、Oh 、Lh 共 4 个;
j)当设备容积小于0.05m³或大于 50m³时，可适当减少或增加测量点，并在报告中注明;
图 2 温湿度测量点布放位置示意图
7.2.3 温湿度的校准
按 7.2.2 的要求选择相应的温度值、湿度值和压力值并放置标准器的探头，将设备设定至测量的温度值、湿度值、压力、时间值并运行;当设备达到设定值并稳定后，开始记录各测量点的温、湿度值和气压值，每隔 1min 记录一次，共记录 16 次。温度变化速率的测量可在温湿度测量的同时开展，记录测量点的温度从温度范围的 10%上升(下降)到 90%所需的时间。
7.3 数据处理
7.3.1 温度数据处理
7.3.1.1 温度偏差
ΔTmax = Tmax 一 Ts ………………………………(1)
ΔTmin = Tmin 一 Ts ………………………………(2)
5
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式中：
ΔTmax——温度上偏差，单位为摄氏度 (℃) ;
ΔTmin——温度下偏差，单位为摄氏度 (℃) ;
Tmax ——各测量点在 16 次测量中的实测最高温度值，单位为摄氏度 (℃) ;
Tmin ——各测量点在 16 次测量中的实测最低温度值，单位为摄氏度 (℃) ;
Ts ——设定的温度值，单位为摄氏度 (℃) 。
7.3.1.2 温度均匀度
ΔTu =
式中：
ΔTu ——温度均匀度，单位为摄氏度 (℃) ;
Timax ——各测量点在第 i 次测量中的实测最高温度值，单位为摄氏度 (℃) ;
Timin ——各测量点在第 i 次测量中的实测最低温度值，单位为摄氏度 (℃) ;
n ——测量次数。
7.3.1.3 温度波动度
ΔTj = ± max[(Tjmax - Tjmin)/2] ………………………………(4)
式中：
ΔTj——工作空间第 j 点温度波动度，单位为摄氏度 (℃) ;
Tjmax——工作空间第 j 点在 16 次测量中的实测最高温度，单位为摄氏度 (℃) ;
Tjmin——工作空间第 j 点在 16 次测量中的实测最低温度，单位为摄氏度 (℃) ;
7.3.1.4 温度变化速率
VT
式中：
VT——温度变化速率，单位为摄氏度每分钟 (℃/min);
T2 ——高的规定温度，单位为摄氏度 (℃) ;
T1 ——低的规定温度，单位为摄氏度 (℃) ;
t ——温度自规定温度范围的 10%上升(下降)到 90%的时间，单位为分(min);
7.3.2 湿度数据处理
7.3.2.1 湿度偏差
6
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ΔHmax = Hmax - HS ………………………………(6)
ΔHmin = Hmin - HS ………………………………(7)
式中：
ΔHmax——湿度上偏差，%RH;
ΔHmin——湿度下偏差，%RH;
Hmax ——各测量点在 16 次测量中的实测最高湿度值，%RH;
Hmin ——各测量点在 16 次测量中的实测最低湿度值，%RH;
HS ——设定的湿度值，%RH。
7.3.2.2 湿度均匀度
ΔHu =
式中：
ΔHu ——湿度均匀度，%RH;
Himax ——各测量点在第 i 次测量中的实测最高湿度值，%RH;
Himin ——各测量点在第 i 次测量中的实测最低湿度值，%RH;
n ——测量次数。
7.3.2.3 湿度波动度
ΔHj = ± max[(Hjmax - Hjmin)/2] ………………………………(9)
式中：
ΔHj ——工作空间第 j 点湿度波动度，%RH;
Hjmax——工作空间第 j 点在 16 次测量中的实测最高湿度，%RH;
Hjmin——工作空间第 j 点在 16 次测量中的实测最低湿度，%RH;
7.3.3 压力数据处理
ΔP = Pi - PS ………………………………(10)
式中：
Pmin ——压力指示值，单位为千帕(kPa);
PS ——工作空间内实测压力值，单位为千帕(kPa); 7.3.4 时间数据处理
Δt = t - t0 ………………………………(12)
式中：
7
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Δt——时间继电器的延时整定误差，单位为秒(s);
t ——时间继电器设置的延时整定值，单位为秒(s);
t0 ——电子秒表的实测值，单位为秒(s);
8 校准结果的表达
校准结果应在校准证书上反应。校准证书至少包括以下信息：
a) 标题：“校准证书 ”;
b)实验室名称和地址;
c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);
d)证书的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;
e)客户的名称和地址;
f)被校对象的描述和明确标识;
g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期;
h)如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明;
i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;
j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
k)校准环境的描述;
l)校准结果及测量不确定度的说明;
m)对校准规范的偏离的说明;
n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
o)校准结果仅对被校对象有效的声明;
p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。
9 复校时间间隔
建议复校间隔时间一般不超过一年。凡在使用过程中经过修理、更换重要器件等的一般需重新校准。
由于复校间隔时间的长短是由被校仪表的使用情况、使用者、仪表本身质量等诸因素所决定，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。
8
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附录 A
半导体器件 PCT 老化综合试验系统校准原始记录格式(推荐性)
校准依据：环境温度： ℃ , 相对湿度： %
标准器名称
型号规格
准确度等级/不确定度/最大允许误差
出厂编号
有效期至
温度设定值： ;湿度设定值： ;压力设定值： ;延时整定值：
采样次数
实测温度值 (℃)
实测湿度值(%RH)
气压(kPa)
A
B
C
D
O
K
L
M
N
D
O
L
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
温度
上偏差
下偏差
均匀度
波动度
湿度
上偏差
下偏差
均匀度
波动度
压力偏差
延时整定误差
校准员： 核验员： 校准日期： 年 月 日
9
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附录 B
半导体器件 PCT 老化综合试验系统校准证书内页格式(推荐性)
校准证书编号：
校准依据(代号)：
标准器或标准装置的名称、编号、证书编号及有效期、准确度及测量范围：
校准结果的扩展不确定度(包含因子)：
校准地点及环境条件：
校准结果
校准参数
温度/℃
湿度/%RH
气压/kPa
时间/s
设定值
上偏差
下偏差
均匀度
波动度
校准不确定度(k=2)
备注：
10
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附录 C
半导体器件 PCT 老化综合试验系统测量结果不确定度评定示例
C.1 被校对象
半导体器件 PCT 老化综合试验系统，温度设定分辨力：0. 1℃ , 相对湿度设定分辨力： 0. 1% ，校准点：温度 85℃ , 相对湿度 85%。
C.2 测量标准
无线温湿度压力记录仪，温度指示分辨力：0.01℃ , 相对湿度指示分辨力：0. 1% ，压力分辨力 0. 1kPa 。秒表，分辨力 0.01s。
C.3 校准方法
按照本规范对温度、相对湿度偏差的校准要求，将标准器——无线温湿度压力记录仪按图 1 测试点要求布置。试验系统设定值：温度 85℃ , 相对湿度 85% ，开启运行。试验设备达到设定值并稳定后开始记录各布置点温度、相对湿度，记录时间间隔为 1min ，15min内共记录 16 组数据。
计算各温度测试点 15min 内测量的最高温度与设定温度的差值，即为温度上偏差;各测试点 15min 内测量的最低温度与设定温度的差值，即为温度下偏差。
计算各湿度测试点 15min 内测量的最高湿度值与设定湿度的差值，即为相对湿度上偏差;各湿度测试点 15min 内测量的最低湿度值与设定湿度的差值，即为相对湿度下偏差。 C.4 温湿度校准结果不确定度
C.4.1 测量模型
温度上偏差公式
ΔTmax = Tmax - Ts (C.1)
式中：
Tmax——温度上偏差， (℃) ;
Tmax——各测量点在规定时间内测量的最高温度值， (℃) ;
Ts——设定的温度值， (℃) 。
相对湿度上偏差公式
ΔHmax = Hmax - HS (C.2)
式中：
11
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ΔHmax——相对湿度上偏差，%;
Hmax ——各测量点在 16 次测量中的实测最高相对湿度值，%;
HS ——设备设定的相对湿度值，%。
不确定度来源:被校对象测量重复性引入的标准不确定度分量，标准器分辨力引入的标准不确定度分量，标准器修正值引入的标准不确定度分量,标准器的稳定性引入的标准不确定度分量。
由于上偏差与下偏差以及温度变化速率不确定度来源和数值相同,因此本规范仅以温度上偏差和相对湿度上偏差为例进行不确定度评定。
C.4.2 标准不确定度分量
C.4.2.1 测量重复性引入的标准不确定度分量温度测量重复性引入的标准不确定度u1
在 85℃校准点重复测量 10 次，标准偏差 s 用式 (C.3)计算：
s (C.3)
则u1 = s = 0.03 (℃)
相对湿度测量重复性引入的标准不确定度分量u I1
在 85%校准点重复测量 10 次，标准偏差s‘ 用式 (C.4)计算：
则uI1 = sI = 0. 17%
C.4.2.2 标准器分辨力引入的标准不确定度分量标准器温度分辨力引入的标准不确定度u2
标准器温度分辨力为 0.01℃ , 不确定度区间半宽为分辨力的 1/2 ，服从均匀分布，则分辨力引入的标准不确定度分量：
标准器湿度分辨力引入的标准不确定度u2
标准器湿度度分辨力为 0. 1% ，不确定度区间半宽为分辨力的 1/2 ，服从均匀分布，则分辨力引入的标准不确定度分量：
12
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C.4.2.3 标准器修正值引入的不确定度分量
标准器温度修正值引入的标准不确定度分量u3
标准器温度修正值的不确定度 U=0.07℃ , k=2 ，则标准器温度修正值引入的标准不确定度分量：
标准器相对湿度修正值引入的标准不确定度分量u3'
标准器相对湿度修正值的不确定度u'= 1.4%，k=2 ，则标准器湿度修正值引入的标准不确定度分量：
C.4.2.4 标准器稳定性引入的标准不确定度分量
标准器温度稳定性引入的标准不确定度分量u4
本标准器相邻两次校准温度修正值最大变化 0.20℃ , 按均匀分布，由此引入的标准不确定度分量：
标准器相对湿度稳定性引入的标准不确定度分量u4'
本标准器相邻两次校准相对湿度修正值最大变化 0.5%，按均匀分布，由此引入的标准不确定度分量：
标准不确定度分量汇总表
标准不确定度分量汇总表见表 C.1 和表 C.2。
标准不确定度符号
不确定度来源
标准不确定度
u1
温度测量重复性
0.03℃
u2
标准器温度分辨力
0.00℃
u3
标准器温度修正值
0.04℃
u4
标准器温度稳定性
0.12℃
表 C.2 相对湿度上偏差校准标准不确定度分量汇总表
13
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标准不确定度符号
不确定度来源
标准不确定度
'
u1
相对湿度测量重复性
0.17%
'
u2
标准器相对湿度分辨力
0.03%
'
u3
标准器相对湿度修正值
0.5%
'
u4
标准器相对湿度稳定性
0.24%
C.4.3 合成标准不确定度计算
温度上偏差校准合成标准不确定度uc 计算
由于u1 、u2 、u3 、u4 相互独立,则合成标准不确定度uc 按式 (C.5)计算：
uc
湿度上偏差校准合成标准不确定度uc 计算
由于u'1 、u2' 、u3' 、u4' 相互独立,则合成标准不确定度uc' 按式 (C.6)计算：
C.4.4 扩展不确定度
取包含因子k = 2 ，温度上偏差扩展不确定度为：U = k × uc = 0. 16(℃) ≈ 0.2(℃)
取包含因子k = 2 ，相对湿度上偏差扩展不确定度为：U = k × uc' = 1.2%
C.5 压力校准结果不确定度评定
C.5.1 测量模型
压力偏差公式
ΔP = Pi - PS ………………………………(C.7)
式中：
Pmin ——压力指示值，单位为千帕(kPa);
PS ——工作空间内实测压力值，单位为千帕(kPa);
C.5.2 标准不确定度分量
实测压力引入的标准不确定度来源于测量重复性(或压力记录器分辨力)引入的标准不确定度u(p1)和压力记录器最大允许误差引入的标准不确定度u(p2)
a) 实测压力测量重复性引入的标准不确定度分量u(p1 )
压力记录器在规定时间内所有读数的平均值作为实测压力测得值，在 0. 17MPa 校准点
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重复测量 10 次，根据贝塞尔公式标准偏差s‘ 用式 (C.4)计算：
实测压力算术平均值的实验标准差 s kPa，则测量重复性标准不确定度：
u(p1) = 0. 13kPa
b)压力记录器最大允许误差引入的标准不确定度则u ( p 2 )
压力记录器的误差不超过±0.5kPa 区间半宽α=0.25kPa ，假设服从均匀分布，由压力记录器最大允许误差引入的标准不确定度：
C.5.3 合成标准不确定度
实测压力标准不确定度uc kPa C.5.4 扩展不确定度
取包含因子k= 2 ，实测压力扩展不确定度：
U = k × uc (p) = 2 × 0.20kPa = 0.40kPa
C.6 继电控制时间校准结果不确定度评定
C.6.1 测量模型
∆ t = t − ts
式中：
t ——延时整定值， (℃) ;
ts——实测时间值， (℃) 。
不确定度来源：电子秒表测量误差引入的不确定度;人工操作电子秒表时引入的不确定度;测量重复性引入的不确定度。
C.6.2 测量不确定度分量
1)电子秒表测量误差引入的标准不确定度u1
电子秒表测量时间间隔为 15min 时的最大允许误差为±0.10s。视其为均匀分布，包含因子k 则：
15
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2)人工操作电子秒表时引入的标准不确定度u2
经大量试验证明，人工操作电子秒表时最大偏差为±0.10s，视其为均匀分布，包含因子k = 3 ，则：
3)测量重复性引入的标准不确定度u3
用电子秒表对被校机械式时间继电器的 15min 整定值重复测量 10 次，根据贝塞尔公式，计算实验标准偏差，测量结果见表 C.4。
表 C.3 重复性实验数据
序号 i
测量值/s
序号 i
测量值/s
1
331.65
6
323.62
2
332.14
7
322.55
3
324.56
8
332.41
4
331.48
9
326.64
5
330.54
10
329.94
测量结果的平均值：
实验标准偏差：
(3 次测量)平均值的实验标准偏差：
标准不确定度：
s(t) = s(t(-)) = 2.21s
C.6.3 合成标准不确定度
标准不确定度分量汇总见表 C.4。
表 C.4 标准不确定度汇总表
16
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不确定度分量
不确定度来源
标准不确定度/s
u1
电子秒表测量误差
0.04
u2
人工操作电子秒表
0.06
u3
测量重复性
2.21
各标准不确定度分量间互不相关，则合成标准不确定度为：
C.6.3 扩展不确定度
取包含因子k = 2 ，扩展不确定度为：
U = k × uc = 2 × 2.2s = 4.4s
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JJF(皖)259—2026
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