一、IEC 60068-2-14:2023標(biāo)準(zhǔn)基本信息

• 標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng): 環(huán)境試驗(yàn) 第2-14部分:試驗(yàn) 試驗(yàn)N:溫度變化

• 標(biāo)準(zhǔn)號(hào): IEC 60068-2-14:2023

• 發(fā)布機(jī)構(gòu): 國(guó)際電工委員會(huì)

• 發(fā)布日期: 2023年

• 實(shí)施狀態(tài): 現(xiàn)行有效(最新版本)

• 標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì): 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

• 標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型: 基礎(chǔ)環(huán)境試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

二、IEC 60068-2-14:2023適用范圍與關(guān)鍵內(nèi)容

• 適用范圍:

• 本標(biāo)準(zhǔn)適用于在運(yùn)輸、貯存和使用過(guò)程中可能遭受溫度變化的電工電子產(chǎn)品(包括元器件、設(shè)備及其他產(chǎn)品)。

• 它規(guī)定了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行溫度變化試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化方法,以評(píng)估產(chǎn)品在溫度快速或緩慢變化環(huán)境下的適應(yīng)性。

• 關(guān)鍵內(nèi)容概述:

• 本標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)具體的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。它提供了幾種不同的測(cè)試程序,用于模擬產(chǎn)品所經(jīng)歷的不同類(lèi)型的溫度變化條件。

• 其核心目的是評(píng)估溫度變化對(duì)產(chǎn)品造成的機(jī)械應(yīng)力和電氣性能影響,例如由不同材料熱膨脹系數(shù)不匹配導(dǎo)致的應(yīng)力、開(kāi)裂、焊點(diǎn)疲勞、接觸不良等。

三、IEC 60068-2-14:2023配套與引用標(biāo)準(zhǔn)

• 配套標(biāo)準(zhǔn):

• IEC 60068-1: 環(huán)境試驗(yàn) 第1部分:概述和指南。

• IEC 60068-2-1: 試驗(yàn)A:低溫。

• IEC 60068-2-2: 試驗(yàn)B:高溫。

• IEC 60068-2-33: 溫濕度組合循環(huán)試驗(yàn)。

• 引用標(biāo)準(zhǔn):

• 會(huì)引用到溫度試驗(yàn)箱、測(cè)量系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

四、IEC 60068-2-14:2023主要技術(shù)內(nèi)容與試驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)主要包含以下幾種試驗(yàn)方法:

1. 試驗(yàn) Na: 規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的快速溫度變化

• 高溫溫度 (T_A) 和低溫溫度 (T_B)

• 在極端溫度下的保持時(shí)間 (t_1)

• 樣品轉(zhuǎn)換時(shí)間 (t_2),通常要求 ≤ 1 分鐘

• 目的: 模擬產(chǎn)品從高溫環(huán)境快速轉(zhuǎn)移到低溫環(huán)境(或反之)的情況,例如設(shè)備從溫暖的室內(nèi)轉(zhuǎn)移到寒冷的室外。

• 特點(diǎn): 轉(zhuǎn)換時(shí)間非常短,通常依靠人力或機(jī)械手段將樣品在兩個(gè)獨(dú)立的溫度箱(一個(gè)高溫,一個(gè)低溫)之間快速轉(zhuǎn)移。

• 關(guān)鍵參數(shù):

2. 試驗(yàn) Nb: 規(guī)定溫度變化速率的溫度變化

• 高溫溫度 (T_A) 和低溫溫度 (T_B)

• 溫度變化速率 (例如, 1°C/min, 3°C/min, 5°C/min, 10°C/min 等)

• 在極端溫度下的保持時(shí)間 (t_1)

• 循環(huán)次數(shù)

• 目的: 模擬環(huán)境溫度以一定速率逐漸升高或降低的情況,例如晝夜溫差、機(jī)載設(shè)備在爬升和下降過(guò)程中的溫度變化。

• 特點(diǎn): 在一個(gè)試驗(yàn)箱內(nèi)完成,溫度以線性的或預(yù)設(shè)的速率在高低溫之間循環(huán)變化。

• 關(guān)鍵參數(shù):

3. 試驗(yàn) Nc: 兩液槽法溫度快速變化

• 高溫液體溫度 (T_A) 和低溫液體溫度 (T_B)

• 轉(zhuǎn)換時(shí)間 (t_2),要求極短(如 ≤ 10 秒)

• 循環(huán)次數(shù)

• 目的: 提供一種極其嚴(yán)酷的快速熱沖擊試驗(yàn),主要用于元器件或小型部件的篩選和質(zhì)量一致性檢驗(yàn)。

• 特點(diǎn): 將樣品在兩個(gè)液體槽(一個(gè)高溫液體,一個(gè)低溫液體)之間快速轉(zhuǎn)換。由于液體的熱傳導(dǎo)效率遠(yuǎn)高于空氣,這種方法能產(chǎn)生極高的溫度變化速率。

• 關(guān)鍵參數(shù):

五、IEC 60068-2-14:2023重要性及應(yīng)用

• 重要性:

• 暴露材料與結(jié)構(gòu)缺陷: 能有效發(fā)現(xiàn)因不同材料熱膨脹/冷縮不匹配導(dǎo)致的開(kāi)裂、脫層、密封失效等問(wèn)題。

• 評(píng)估焊點(diǎn)與連接可靠性: 溫度循環(huán)是導(dǎo)致焊點(diǎn)疲勞斷裂的主要原因,此項(xiàng)測(cè)試是評(píng)估電子組裝質(zhì)量的關(guān)鍵。

• 驗(yàn)證產(chǎn)品對(duì)使用環(huán)境的適應(yīng)性: 對(duì)于汽車(chē)電子、戶(hù)外設(shè)備、航空航天設(shè)備等,溫度變化是常態(tài),必須驗(yàn)證其在此條件下的可靠性。

• 應(yīng)用場(chǎng)景:

• 汽車(chē)電子(經(jīng)歷日夜和季節(jié)溫差,以及車(chē)內(nèi)外的快速溫差)。

• 航空航天設(shè)備(經(jīng)歷地面與高空的巨大溫差)。

• 戶(hù)外通信設(shè)備。

• 所有包含不同材料組裝而成的電子元器件和組件。

六、IEC 60068-2-14:2023實(shí)施中的注意事項(xiàng)

1. 試驗(yàn)類(lèi)型的選擇: 必須根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際使用和運(yùn)輸條件來(lái)選擇合適的試驗(yàn)類(lèi)型(Na, Nb 或 Nc)。例如,Na模擬快速轉(zhuǎn)移,Nb模擬漸變環(huán)境,Nc用于最嚴(yán)酷的組件篩選。

2. 溫度變化速率: 對(duì)于試驗(yàn)Nb,需明確測(cè)量的是箱內(nèi)空氣溫度變化速率還是樣品表面的溫度變化速率,兩者可能差異很大。

3. 樣品工作狀態(tài): 需明確規(guī)定試驗(yàn)期間樣品是否通電工作并進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)。

4. 恢復(fù): 試驗(yàn)結(jié)束后,通常需要在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行恢復(fù),使樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定后再進(jìn)行最終檢測(cè)。

5. 與穩(wěn)態(tài)溫濕度試驗(yàn)的區(qū)別: 本試驗(yàn)關(guān)注溫度變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程及其產(chǎn)生的應(yīng)力,而高溫/低溫試驗(yàn)(如IEC 60068-2-1/2)主要關(guān)注在恒定溫度下的性能。

七、總結(jié)

IEC 60068-2-14:2023 是評(píng)估電工電子產(chǎn)品耐溫度變化能力的權(quán)威試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。它通過(guò)模擬從漸變到劇變的各種溫度場(chǎng)景,為驗(yàn)證產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)完整性、材料兼容性和長(zhǎng)期可靠性提供了科學(xué)且全面的方法。該標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品,特別是那些應(yīng)用于溫差顯著或存在熱沖擊風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境的產(chǎn)品,在研發(fā)和鑒定過(guò)程中至關(guān)重要的驗(yàn)證環(huán)節(jié)。正確理解和應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)的不同試驗(yàn)程序,對(duì)于精準(zhǔn)評(píng)估產(chǎn)品在實(shí)際環(huán)境中的表現(xiàn)、提升產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性具有決定性意義。

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