IEC 60068-2-38:2021环境试验 第2-38部分：试验方法 试验ZAD：温度湿度组合循环试验

一、IEC 60068-2-38:2021标准基本信息

• 标准名称: 环境试验 第2-38部分:试验 试验Z/AD:温度/湿度组合循环试验

• 标准号: IEC 60068-2-38:2021

• 发布机构: 国际电工委员会

• 发布日期: 2021年

• 实施状态: 现行有效(最新版本)

• 标准性质: 国际标准

• 标准类型: 基础环境试验方法标准

二、IEC 60068-2-38:2021适用范围与关键内容

• 适用范围:

• 本标准适用于电工电子产品(包括元器件、设备及其他产品),特别是那些含有吸湿性材料或对表面和体内凝露敏感的产品。

• 它主要用于加速确定产品在高温/高湿条件下使用、运输或贮存的适应性。

• 关键内容概述:

• 本标准是一个具体的、严酷的综合环境试验方法标准。它以其独特的温度湿度变化循环而闻名,通常被称为 "10-cycle test"。

• 其核心目的是在实验室内,通过特定的温湿度循环(包括在高温高湿阶段后快速降温),强制在样品表面或内部产生凝露,从而加速模拟并揭示在温暖潮湿环境下长期贮存或使用后可能出现的退化效应和缺陷。

三、IEC 60068-2-38:2021配套与引用标准

• 上级标准:

• IEC 60068-1: 环境试验 第1部分:概述和指南。

• 关联标准:

• IEC 60068-2-78: 试验Cab:恒定湿热试验。

• IEC 60068-2-30: 试验Db:交变湿热试验(12h+12h循环)。

• IEC 60068-2-14: 试验N:温度变化试验。

四、IEC 60068-2-38:2021主要技术内容与试验方法

1. 试验目的与失效机理:

• 由呼吸作用导致的湿气渗透: 温度循环使产品壳体空腔产生"呼吸"效应,将湿气吸入。

• 凝露: 快速降温阶段导致样品表面或内部温度低于露点,从而产生凝露。

• 上述过程导致的: 金属腐蚀、电解、材料性能退化(如绝缘材料强度下降)、 Fungus生长(虽非本试验主要目的,但可能发生)等。

• 本试验旨在加速激发以下类型的失效:

2. 标准试验循环:

• 高温高湿阶段: 例如,在 +55°C, 95% RH 条件下保持若干小时,使样品充分受热并吸收湿气。

• 快速降温阶段: 在相对较短的时间内(如3小时内)将温度降至 +25°C。此阶段相对湿度通常维持在较高水平(>95%),这个降温过程是产生凝露的关键。

• 低温高湿阶段: 在 +25°C, 95% RH 条件下保持一段时间。

• 升温阶段: 再次升温至高温高湿阶段。

• 试验包含10个相同的温度/湿度循环,每个循环持续24小时。

• 一个典型循环的主要阶段包括:

3. 严酷等级:

• 严酷等级主要体现在高温阶段的温度值和循环次数上。虽然标准推荐了常用条件(如55°C / 95% RH),但也允许根据产品规范选择其他组合。

4. 试验程序:

• 预处理(如需要)。

• 初始检测: 试验前对样品进行电气和机械性能检查及外观检查。

• 条件试验: 在气候试验箱中连续进行10个完整的循环。

• 恢复: 试验后通常需要进行规范化的恢复处理(如在标准大气条件下放置),以稳定样品性能。

• 最后检测: 恢复后对样品进行详细的电气、机械性能检查和外观检查,并与初始数据对比。

五、IEC 60068-2-38:2021重要性及应用

• 重要性:

• 高加速性: 相比恒定湿热或简单的交变湿热试验,Z/AD试验通过引入凝露机制,能更快地暴露湿气相关的缺陷。

• 揭示潜在缺陷: 能有效发现由材料吸湿、密封不良、PCB清洁度不足(残留助焊剂)等引起的潜在可靠性问题。

• 评估耐腐蚀能力: 是检验产品,特别是含有不同金属连接件和PCB的产品,耐腐蚀性能的有效手段。

• 应用场景:

• 汽车电子(尤其是暴露在车外多变环境的部件)。

• 户外电子设备(如通信基站设备、监控摄像头)。

• 消费电子产品(评估其在不同气候区的耐用性)。

• 含有复杂PCBAs或对湿度敏感的元器件的任何设备。

六、IEC 60068-2-38:2021实施中的注意事项

1. 样品负载: 试验箱内的样品不应过密,以免影响箱内温湿度的均匀性和变化速率。

2. 凝露控制: 试验的有效性依赖于能否产生凝露。需要确保试验箱的降温速率和能力满足要求。

3. 与其它湿热试验的区别:

• 试验Cab (恒定湿热): 应力恒定,主要用于评估材料在稳定湿热环境下的长期影响。

• 试验Db (交变湿热): 有温度变化,但通常不强调快速降温至产生凝露。

• 试验Z/AD (本试验): ** intentionally induces condensation,是上述试验中最严酷、最加速**的一种。

4. 失效判据: 标准本身是方法标准,具体的合格/失效判据需在产品规范中明确。

七、IEC 60068-2-38:2021总结

IEC 60068-2-38:2021 是评估电工电子产品抵抗严酷温度/湿度综合应力,特别是凝露效应的权威加速试验方法。其经典的"10天循环"被广泛用于快速筛选设计缺陷、验证工艺质量和评估产品在潮湿环境下的长期可靠性。对于设计用于潮湿或温变环境的产品而言,通过Z/AD试验是证明其高可靠性和鲁棒性的重要标志。该标准是环境应力筛选和可靠性增长试验中的一项关键工具。

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