2024年10月8日发(作者:霜含玉)
维普资讯
电子产品可靠性与环境试验
检测或校准的正确性和可靠性的因素评定
——
谈谈如何实施ISO/IEC 17025“5.1总则”要素
刘春浩
(信息产业部电子第五研究所,广东广州510610)
摘要:说明如何评定影响检测或校准的正确性和可靠性因素的测量不确定度,提出如何用统计方法定
性确定其中的主要因素。
关键词:可靠性;测量不确定度;实验标准差;排列图
中图分类号:TM 930.1l3 文献标识码:A
Evaluation of Inspection or Calibration
Correctness and Reliability Factor
LIU Chun—hao
(CEPREI,Guangzhou 510610,China)
Abstract:The evaluation method of measurement uncertainty which impacts on the inspection or
calibration correctness and reliability factors was presented.The application of statistic method to
determine the main factor was discussed.
Keywords:reliability;measurement uncertainty;experimental standard deriation
1引言
ISO/IEC 17025:1999《检测和校准实验室能
力的通用要求》标准中的“5.1总则”是一个较为
奇特的要素,决定检测或校准的正确性和可靠性的
7个因素在标准的后面条款皆有叙述,但在这里,
把它们作为一个要素汇总列出,并要求实验室在制
检测或校准的专业实验室或生产企业的质量检测部
门参考。
2确定影响测量不确定度的分量
检测或校准的正确性和可靠性,是指工作条件
处于控制状态下进行的检测或校准的正确性和可靠
定检测和校准的方法和程序等活动时要考虑这些因
素对总的测量不确定度的影响(见附录)。从质量
的保证和控制的角度看,这是个非常重要的要素,
实验室应在质量体系文件中给予充分体现并实施。
下面谈谈关于如何实施该要素的个人看法,供从事
收稿日期:2002—06—26
性,衡量它们的指标是测量的不确定度。实施
“5.1总则”,首先是要将影响测量不确定度的分
量(称来源分量)找出来。实验室根据日常的检测
或校准活动、质量监督与控制活动以及过去的经验
和确认的数据等寻找来源分量。来源分量应尽可能
全面地找出来,尤其不能漏掉当前较主要的分量。
作者简介:刘春浩(1964一),男,广东陆丰人,信息产业部电子第五研究所、中国赛宝实验室总裁办公室工程师.主要
从事质量管理工作。
DIANZlOHANPINKEKAOXIN ̄Yu H l帐l SHIYA ̄
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电子产品可靠性与环境试验 2002侄
不同的实验室各来源分量对总的测量不确定的影响
是不同的,通常情况下至少包括8个方面:人、机
(设备)、料(消耗材料)、法(方法及其确
认)、环(环境设施)、测(测量溯源性)、抽样
(代表性不够)和样品处置等。
控制图的3盯方式进行控制)采集的。
示例1:
某设备对某个电阻的阻值在同一条件下进行了
=
10次测量,得到如下10个测量值,如表1所示。
E
利用贝塞尔公式可算出该设备的不确定度:
∞
标准不确定度S=3.9×10 1-/;
●
3逐项评定标准不确定度分量
测量不确定度是经典的误差理论发展和完善的
产物,是定量说明测量结果的一个参数。它不是误
对应的相对不确定度为:1.3×10~。
”∑ll
一
表1 某电阻测量值 m12
差,不是说明测量结果是否接近真值,而是表征处
于统计控制状态下进行测量的结果的分散性。这种
分散性可以用方差或标准差表示。
对一个被测量进行无穷次数的测量时,得到的
序号 测量值
30.0l4
30.060
29.990
29.994
观测值的分散性用方差盯 来计量:
n
[ ]
l 2 3 4 5 6 7 8 9
30.034
29.992
30.006
30.034
30.098
式中 ——第i次测量的结果;
Ef )——数学期望,即无穷次数测量的观测
值的算术平均值或加权平均值。
(2)
30.088
方差 的正平方根,即是标准差 。 是
理论上存在的值,实际上进行的是有限次数的n
4用排列图找主因
总测量不确定度(标准不确定度)不是各来源
分量的标准不确定度的算术和,它与输入量问常常
是一个很复杂的函数关系。但明显的是,在彼此不
相关的情况下,来源分量的标准不确定度大的,对
次测量,这时表征观测值分散性可以按贝塞尔公式
计算:
S= (3)
总测量不确定度的贡献就大。因此在测量条件及过
式中 ——所进行的n次测量的算术平均值。
由上式算得的 称为实验标准差,是 的估
计值。
使用针对某来源分量进行的相关测量的数据,
程受控情况下进行的标准不确定度评定活动中,可
使用排列图(Pareto图)的“ABC法”来定性寻找
影响总测量不确定度的主要分量。
把来源分量的标准不确定度对应的相对不确定
通过贝塞尔公式计算出s,即是该分量的标准不确
定度。各来源分量计算出来后,就可以判断该分量
对总的测量不确定度的贡献。
度 / (E:n次测量平均值 累加,累加值以
表示,排列图左纵坐标是来源分量的 / 值,右
坐标是各分量的s/EM(百分比),横坐标按标准
不确定度的大小从左到右排列着各分量,如图1所
不。
计算标准不确定度的数据可以是来自于日常的
检测或校准、质量监督或核查等活动获得的、经整
理得到的数据。为了使数据具有系统性,常常需要
进行有针对性的测量(实验)。要注意的是,应确
从图1中可以看出,A类的累计频率为0~80%;
类的累计频率为80%~90%;C类的累计频率
为90%~100%。A类是主要的,其对应的分量
保数据是在工作过程维持在控制的状态下(可采用
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第5期 刘春浩:检测或校准的正确性和可靠性的因素评定
s/E
s/EM
l 0
O 8
0 5
图1 分量测量不确定度排列图(示意图) 图2 分量的测量不确定度排列图(实际值)
是影响总测量不确定度的主要分量,是实验室在制
定和执行工作程序时应主要考虑的分量。
示例2:
5结束语
总测量不确定度通常由测量过程的数学模型和
不确定度的传播定律来评价。
被测量l,常取决于其它量Xi(i=1,2,…,
n),由 的最佳值可得l,的最佳值Y。
某工厂质量检验部门在工作条件处于控制状态
及采取了某些手段使各分量尽可能不相关的情况
下,进行了有关的测量,经计算得到各分量的标准
不确定度s及其相对不确定度s/E和s/EM,如
表2所示。
Y:f f l,X2,… J (4)
Y的不确定度来源为 t,靓,… ,即Y的标
表2 分量的测量不测定度
分量 S(X 10。) /E(X 10。) /EM
准不确定来源“ r 决定于 的标准不确定度“
r t J,“ rX2J,…“ r J,且口
U (Y):(Ucf -),U (X2),…U ( ))(5)
计算合成标准不确定度,有这样被称为不确定
度传递率的公式:
“ - .
享。c 2 “ c +2 n -I,妻。
,( ) ( )]告
一
互
O/Xi. 0
(6)
式中
,
厂.一输入量;
}一偏导数,称为灵敏系数;
—— 的相关系数;
据此,对应的排列如图2所示。
由图2可知, “人”、 “机” (即测量仪器的
rr
分辨率、测量方法的近似性)是影响测量不确定度
的分量,该工厂质量检验部门应酌情对这两项采取
有关的改进措施。
r(%i, )u(%i)u(%|)——xt,xi电 ji
差;
i≠J。
当各输入量之问不相关,且灵敏系数的绝对值
为1时,
41
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电子产品可靠性与环境试验 2002正
(7)
般情况下,实验室可以采取适当的措施,做
抽样(5.7);
——检测和校准物品的处置(5.8)。
——
5.1.2上述因素对总的测量不确定度的影响,在
一
到使各输入来源分量尽量不相关。可见,以上所述
(各类)检测之间和(各类)校准之间明显不同。
实验室在制订检测和校准的方法和程序、培训和考
核人员、选择和校准所用设备时,应考虑到这些因
素。
的用排列图对各分量、对总测量不确定度影响的定
性评定方法是可行的。
附:
5.1总则
5.1.1决定实验室检测和/或校准的正确性和可靠
性的因素有很多,包括:
——
参考文献:
【1】李晓春,曾瑶.质量管理学【M】.北京:北京邮电大学
出版社,2002.
人员(5.2);
【2】许金钊,席宏卓.产品质量控制【M】.北京:机械工业
出版社,1994.
——
设施和环境条件(5.3);
检测和校准方法及方法的确认(5.4);
——
【3】周纪芗,茆诗松.质量管理统计方法【M】.北京:中国
统计出版社,1999.
【4】JJF 1059—1999,测量不确定度评定与表示【S】.
——
设备(5.5);
测量溯源性(5.6);
——
日本东芝公司改良组合畸变
Si和SOl的工艺技术
日本东芝公司最近开发了一种改良组合畸变Si和SOI的工艺技术,即,采用在Si膜的晶格点
阵中加大其畸变系数而提高载流子迁延率的“畸变si”技术,由此形成SiGe膜的工艺技术。据
称,该技术将在已把畸变Si实用化的SOI基板中使用,即在SOI基板上形成SiGe膜。
东芝公司开发的这种被称为“氧化浓缩法”的技术,可以把SiGe膜的Ge浓度提高57%。一
旦提高Ge浓度,Si膜的畸变就会加大,从而提高载流子的迁延率。在以往使用的SIMOX
(separation by implanted oxygen)法中,由于高温的缘故必须退火,因此,Ge浓度只能达到l5%左
右。与IBM公司使用的胶接法相比,这个新技术的特点是可以减轻SiGe膜的表面粗糙度。由此可
以防止如下失效现象:因表面凹凸的影响而降低晶体管的可靠性;因载流子在界面上散乱而降低
迁延率。
“氧化浓缩法”的原理是:首先,在SOI基板上形成60 nm、Ge浓度为l0%的SiGe膜;其
次,SiGe膜一旦受到氧化,SiGe层中的Ge就会扩散到Si膜中。由于Ge在SiO2膜中很难扩散而
闭锁在Si膜中,从而可以形成Ge浓度很高的SiGe膜。
(本刊讯)
2024年10月8日发(作者:霜含玉)
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电子产品可靠性与环境试验
检测或校准的正确性和可靠性的因素评定
——
谈谈如何实施ISO/IEC 17025“5.1总则”要素
刘春浩
(信息产业部电子第五研究所,广东广州510610)
摘要:说明如何评定影响检测或校准的正确性和可靠性因素的测量不确定度,提出如何用统计方法定
性确定其中的主要因素。
关键词:可靠性;测量不确定度;实验标准差;排列图
中图分类号:TM 930.1l3 文献标识码:A
Evaluation of Inspection or Calibration
Correctness and Reliability Factor
LIU Chun—hao
(CEPREI,Guangzhou 510610,China)
Abstract:The evaluation method of measurement uncertainty which impacts on the inspection or
calibration correctness and reliability factors was presented.The application of statistic method to
determine the main factor was discussed.
Keywords:reliability;measurement uncertainty;experimental standard deriation
1引言
ISO/IEC 17025:1999《检测和校准实验室能
力的通用要求》标准中的“5.1总则”是一个较为
奇特的要素,决定检测或校准的正确性和可靠性的
7个因素在标准的后面条款皆有叙述,但在这里,
把它们作为一个要素汇总列出,并要求实验室在制
检测或校准的专业实验室或生产企业的质量检测部
门参考。
2确定影响测量不确定度的分量
检测或校准的正确性和可靠性,是指工作条件
处于控制状态下进行的检测或校准的正确性和可靠
定检测和校准的方法和程序等活动时要考虑这些因
素对总的测量不确定度的影响(见附录)。从质量
的保证和控制的角度看,这是个非常重要的要素,
实验室应在质量体系文件中给予充分体现并实施。
下面谈谈关于如何实施该要素的个人看法,供从事
收稿日期:2002—06—26
性,衡量它们的指标是测量的不确定度。实施
“5.1总则”,首先是要将影响测量不确定度的分
量(称来源分量)找出来。实验室根据日常的检测
或校准活动、质量监督与控制活动以及过去的经验
和确认的数据等寻找来源分量。来源分量应尽可能
全面地找出来,尤其不能漏掉当前较主要的分量。
作者简介:刘春浩(1964一),男,广东陆丰人,信息产业部电子第五研究所、中国赛宝实验室总裁办公室工程师.主要
从事质量管理工作。
DIANZlOHANPINKEKAOXIN ̄Yu H l帐l SHIYA ̄
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电子产品可靠性与环境试验 2002侄
不同的实验室各来源分量对总的测量不确定的影响
是不同的,通常情况下至少包括8个方面:人、机
(设备)、料(消耗材料)、法(方法及其确
认)、环(环境设施)、测(测量溯源性)、抽样
(代表性不够)和样品处置等。
控制图的3盯方式进行控制)采集的。
示例1:
某设备对某个电阻的阻值在同一条件下进行了
=
10次测量,得到如下10个测量值,如表1所示。
E
利用贝塞尔公式可算出该设备的不确定度:
∞
标准不确定度S=3.9×10 1-/;
●
3逐项评定标准不确定度分量
测量不确定度是经典的误差理论发展和完善的
产物,是定量说明测量结果的一个参数。它不是误
对应的相对不确定度为:1.3×10~。
”∑ll
一
表1 某电阻测量值 m12
差,不是说明测量结果是否接近真值,而是表征处
于统计控制状态下进行测量的结果的分散性。这种
分散性可以用方差或标准差表示。
对一个被测量进行无穷次数的测量时,得到的
序号 测量值
30.0l4
30.060
29.990
29.994
观测值的分散性用方差盯 来计量:
n
[ ]
l 2 3 4 5 6 7 8 9
30.034
29.992
30.006
30.034
30.098
式中 ——第i次测量的结果;
Ef )——数学期望,即无穷次数测量的观测
值的算术平均值或加权平均值。
(2)
30.088
方差 的正平方根,即是标准差 。 是
理论上存在的值,实际上进行的是有限次数的n
4用排列图找主因
总测量不确定度(标准不确定度)不是各来源
分量的标准不确定度的算术和,它与输入量问常常
是一个很复杂的函数关系。但明显的是,在彼此不
相关的情况下,来源分量的标准不确定度大的,对
次测量,这时表征观测值分散性可以按贝塞尔公式
计算:
S= (3)
总测量不确定度的贡献就大。因此在测量条件及过
式中 ——所进行的n次测量的算术平均值。
由上式算得的 称为实验标准差,是 的估
计值。
使用针对某来源分量进行的相关测量的数据,
程受控情况下进行的标准不确定度评定活动中,可
使用排列图(Pareto图)的“ABC法”来定性寻找
影响总测量不确定度的主要分量。
把来源分量的标准不确定度对应的相对不确定
通过贝塞尔公式计算出s,即是该分量的标准不确
定度。各来源分量计算出来后,就可以判断该分量
对总的测量不确定度的贡献。
度 / (E:n次测量平均值 累加,累加值以
表示,排列图左纵坐标是来源分量的 / 值,右
坐标是各分量的s/EM(百分比),横坐标按标准
不确定度的大小从左到右排列着各分量,如图1所
不。
计算标准不确定度的数据可以是来自于日常的
检测或校准、质量监督或核查等活动获得的、经整
理得到的数据。为了使数据具有系统性,常常需要
进行有针对性的测量(实验)。要注意的是,应确
从图1中可以看出,A类的累计频率为0~80%;
类的累计频率为80%~90%;C类的累计频率
为90%~100%。A类是主要的,其对应的分量
保数据是在工作过程维持在控制的状态下(可采用
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第5期 刘春浩:检测或校准的正确性和可靠性的因素评定
s/E
s/EM
l 0
O 8
0 5
图1 分量测量不确定度排列图(示意图) 图2 分量的测量不确定度排列图(实际值)
是影响总测量不确定度的主要分量,是实验室在制
定和执行工作程序时应主要考虑的分量。
示例2:
5结束语
总测量不确定度通常由测量过程的数学模型和
不确定度的传播定律来评价。
被测量l,常取决于其它量Xi(i=1,2,…,
n),由 的最佳值可得l,的最佳值Y。
某工厂质量检验部门在工作条件处于控制状态
及采取了某些手段使各分量尽可能不相关的情况
下,进行了有关的测量,经计算得到各分量的标准
不确定度s及其相对不确定度s/E和s/EM,如
表2所示。
Y:f f l,X2,… J (4)
Y的不确定度来源为 t,靓,… ,即Y的标
表2 分量的测量不测定度
分量 S(X 10。) /E(X 10。) /EM
准不确定来源“ r 决定于 的标准不确定度“
r t J,“ rX2J,…“ r J,且口
U (Y):(Ucf -),U (X2),…U ( ))(5)
计算合成标准不确定度,有这样被称为不确定
度传递率的公式:
“ - .
享。c 2 “ c +2 n -I,妻。
,( ) ( )]告
一
互
O/Xi. 0
(6)
式中
,
厂.一输入量;
}一偏导数,称为灵敏系数;
—— 的相关系数;
据此,对应的排列如图2所示。
由图2可知, “人”、 “机” (即测量仪器的
rr
分辨率、测量方法的近似性)是影响测量不确定度
的分量,该工厂质量检验部门应酌情对这两项采取
有关的改进措施。
r(%i, )u(%i)u(%|)——xt,xi电 ji
差;
i≠J。
当各输入量之问不相关,且灵敏系数的绝对值
为1时,
41
维普资讯
电子产品可靠性与环境试验 2002正
(7)
般情况下,实验室可以采取适当的措施,做
抽样(5.7);
——检测和校准物品的处置(5.8)。
——
5.1.2上述因素对总的测量不确定度的影响,在
一
到使各输入来源分量尽量不相关。可见,以上所述
(各类)检测之间和(各类)校准之间明显不同。
实验室在制订检测和校准的方法和程序、培训和考
核人员、选择和校准所用设备时,应考虑到这些因
素。
的用排列图对各分量、对总测量不确定度影响的定
性评定方法是可行的。
附:
5.1总则
5.1.1决定实验室检测和/或校准的正确性和可靠
性的因素有很多,包括:
——
参考文献:
【1】李晓春,曾瑶.质量管理学【M】.北京:北京邮电大学
出版社,2002.
人员(5.2);
【2】许金钊,席宏卓.产品质量控制【M】.北京:机械工业
出版社,1994.
——
设施和环境条件(5.3);
检测和校准方法及方法的确认(5.4);
——
【3】周纪芗,茆诗松.质量管理统计方法【M】.北京:中国
统计出版社,1999.
【4】JJF 1059—1999,测量不确定度评定与表示【S】.
——
设备(5.5);
测量溯源性(5.6);
——
日本东芝公司改良组合畸变
Si和SOl的工艺技术
日本东芝公司最近开发了一种改良组合畸变Si和SOI的工艺技术,即,采用在Si膜的晶格点
阵中加大其畸变系数而提高载流子迁延率的“畸变si”技术,由此形成SiGe膜的工艺技术。据
称,该技术将在已把畸变Si实用化的SOI基板中使用,即在SOI基板上形成SiGe膜。
东芝公司开发的这种被称为“氧化浓缩法”的技术,可以把SiGe膜的Ge浓度提高57%。一
旦提高Ge浓度,Si膜的畸变就会加大,从而提高载流子的迁延率。在以往使用的SIMOX
(separation by implanted oxygen)法中,由于高温的缘故必须退火,因此,Ge浓度只能达到l5%左
右。与IBM公司使用的胶接法相比,这个新技术的特点是可以减轻SiGe膜的表面粗糙度。由此可
以防止如下失效现象:因表面凹凸的影响而降低晶体管的可靠性;因载流子在界面上散乱而降低
迁延率。
“氧化浓缩法”的原理是:首先,在SOI基板上形成60 nm、Ge浓度为l0%的SiGe膜;其
次,SiGe膜一旦受到氧化,SiGe层中的Ge就会扩散到Si膜中。由于Ge在SiO2膜中很难扩散而
闭锁在Si膜中,从而可以形成Ge浓度很高的SiGe膜。
(本刊讯)