在可靠性评估程序中，“85/85”作为默认条件出现：将产品放入高温高湿箱中，放置数小时，取出，再次测量，如果通过，则断定可靠性良好。这种方法忽略了一个重要的问题：热湿试验证明了什么，没有证明什么？
本文分析了热湿试验在评估可靠性方面的局限性、结果有意义所需的条件以及如何呈现结果以免被过度解释。
1. 湿热试验证明什么？
在最基本的形式中，湿热试验证明了一个有限的陈述：在记录的条件下，在试验的时间段内，使用的样品数量，样品不超过预定的降解水平。这是一个有条件的证据，而不是关于长寿的一般性结论。
- 证明：样品在试验时间内承受所选湿热条件的能力。
- 证明：某些与湿气相关的损害机制是否存在。
- 无法证明：在没有加速建模和有效性数据的情况下，实际使用条件下的使用寿命。
- 无法证明：如果样本量较小且未进行随机抽样，则其他批次的行为。
2. 四个限制经常被忽视
| 限制 | 忽视后果 |
|---|---|
| 没有加速模型 | 长寿是无法推断的；结果仅在试验条件下才有意义 |
| 无极性控制 | 忽略电偶腐蚀、漏电流和电压需求机制 |
| 不测量参数退化 | 只知道合格/不合格而不知道储备水平 |
| 样本数量太少或样本不是随机选取的 | 结论没有统计依据，容易与其他批次错误 |
第一个限制是最重要的，也是最容易被忽视的。从加速试验推断寿命需要：恒定失效机制的假设、描述应力和故障率之间关系的模型以及多个应力水平下的实验数据以确定模型参数。对于处于压力水平的单个数据点，没有模型，只有观察结果。
3. 为什么“85/85”不是一个完整的试验
温度-湿度对并不能充分描述试验。为了使结果具有可重复性和可比性，试验请求必须至少记录：
- 试验代码和标准零件号— 确定条件结构（稳定或循环、缩合或非缩合）。
- 维护时间— 湿气扩散机制的主要粗糙度变量。
- 传输速度和时间稳定— 影响冷凝以及样品是否达到水分平衡。
- 电源及负载状态— 如果有电源，则必须记录承受能力，因为自热导致样品的实际温度高于试验箱温度。
- 合格判据——通过测量参数的允许变化预先确定，而不是通过“仍然有效”来确定。
关于自热的第二点经常被忽视。试验箱中的电源设备的实际组件温度高于试验箱温度 – 在某些情况下，差异足以完全改变主要的故障机制。本文介绍了如何放置传感器并测量加载样品的温度设备自加热。
4. 衡量什么才能获得有意义的结果
| 参数组 | 例如 | 测量值 |
|---|---|---|
| 电气绝缘 | 绝缘电阻、漏电流 | 对表面潮湿和腐蚀敏感；早期发现 |
| 功能参数 | 传感器灵敏度、误差、信号丢失 | 显示逐渐恶化而不是突然失效 |
| 结构参数 | X 射线、超声波、横断面检查 | 检测分层、裂纹和空隙 |
| 外观有分类 | 腐蚀、膨胀、变色程度 | 视觉证据，需要预先确定的标准 |
重要原则：在多个时间点测量衰减，而不仅仅是在开始和结束时测量。衰减线显示剩余储备并有助于检测早期、定期损伤，而单次合格/不合格结果仅提供一点信息。
5. 与其他试验适当结合
电子产品的可靠性不是通过一次试验就能确定的。湿热试验通常与：
- 温度变化周期在焊接接头和连接材料上产生重复的机械应力。
- 振动和机械冲击在湿气渗透之前检测机械缺陷。
- 选取冷热将纯粹温度的影响与湿度的影响分开。
- 试验边界温度下的函数检测仅在极端条件下出现的偏差。
当组合多个试验时，顺序是一个变量。在机械试验之后进行潮湿试验通常会恶化结果，因为机械损伤会导致潮湿。一旦顺序发生变化，结果就不再与之前的选取相比较 — 因此顺序必须在记录中固定，并在评估之间保持不变。
6. 常见错误以及如何避免
- 通过一次湿度试验得出的关于寿命的结论——超出了数据的逻辑极限。
- 未记录温度和湿度容差——不知道实际样品接受什么条件。
- 该试验不提供电源，但称为运行可靠性评估——省略了一组关键的机制。
- 外观评价— 丧失检测尚未在外部显现的损伤的能力。
- 不记录样品在试验箱中的状态和位置— 当存在异常模式时，无法处理位置之间的差异。
- 在长期活动之前不要确认试验箱承受能力— 随着时间的推移，小的偏差会累积成大的水分剂量偏差。
- 将一批结果用于整个产品线– 需要抽样和统计设施来做到这一点。
7. 常见问题
85/85 多长时间才算足够？
没有一般性的答案。如果要推断寿命，则必须从评估目标和加速模型中得出时间。如果仅需要耐力证明，则时间由处方者选择，并且必须在请求中明确说明。
热湿试验可以替代寿命试验吗？
不会。热湿试验是一种条件下的一个数据点。寿命试验需要许多数据点、故障分布和有关机制的假设 – 大量的工作和样本数量。
试验 85/85 时是否需要给样品供电？
如果目标是评估产品运行中的可靠性，则需要电源 – 许多故障机制仅在存在电压时才会出现。无功率试验仍然有效，但结论范围更窄。
多少样本就足够了？
取决于您想要得出的结论：仅观察现象，或通过统计基础确认置信度。应根据结论的目的和损伤分析的样本准备来选择样本数量。
85/85 的结果是否意味着该产品耐用？
这意味着在试验条件下，产品所使用的样品数量没有超过允许的降解水平。这是一个有条件的证明，而不是寿命或其他批次的保证。
结果应该如何呈现给客户？
指定试验代码、条件和容差、时间、电源状态、样品数量、测量参数和变异性以及预定的合格判据。包括原始数据和确认室承受能力的信息。
八、结论
热湿热试验是检测与湿气相关的损伤机制的重要工具，但它仅提供有条件的证据：在记录的条件下，在试验的时间内，使用的样品数量。将这些证据转化为有关长寿的结论是一个逻辑飞跃，需要加速建模和有效性数据。
应该做三件事：写下有关试验条件的足够信息，以便结果可重现；测量多个时间点的参数恶化情况，而不仅仅是合格/不合格；并明确指出报告中结论的局限性，并建议在需要高可靠性时进行额外的试验。
参考资料
- IEC 60068-2-67 — Cy 试验：稳定的热量和湿度，主要针对组件的加速形式。
- IEC 60068-2-78 — Cab 试验：稳定的热量和湿度。
- IEC 60068-2-30 — 试验 Db：热湿循环。
- IEC 60068-2-38 — Z/AD 试验：热湿联合循环。
- IEC 60068-3-6 和 60068-3-11 — 确认试验箱承受能力和试验条件的不确定性。
- IEC 60068-1 — 一般规定和指南。
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- 试验 Db：湿热循环 12h+12h，根据 IEC 60068-2-30
- 适用于电子元件的 Z/AD 热湿联合循环 (IEC 60068-2-38)
- Cy 试验 (IEC 60068-2-67)：稳定的热量和湿度加速组件的运行
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