一、IEC 60068-2-14:2023標準基本信息

• 標準名稱: 環境試驗 第2-14部分:試驗 試驗N:溫度變化

• 標準號: IEC 60068-2-14:2023

• 發布機構: 國際電工委員會

• 發布日期: 2023年

• 實施狀態: 現行有效(最新版本)

• 標準性質: 國際標準

• 標準類型: 基礎環境試驗方法標準

二、IEC 60068-2-14:2023適用范圍與關鍵內容

• 適用范圍:

• 本標準適用于在運輸、貯存和使用過程中可能遭受溫度變化的電工電子產品(包括元器件、設備及其他產品)。

• 它規定了在實驗室內進行溫度變化試驗的標準化方法,以評估產品在溫度快速或緩慢變化環境下的適應性。

• 關鍵內容概述:

• 本標準是一個具體的試驗方法標準。它提供了幾種不同的測試程序,用于模擬產品所經歷的不同類型的溫度變化條件。

• 其核心目的是評估溫度變化對產品造成的機械應力和電氣性能影響,例如由不同材料熱膨脹系數不匹配導致的應力、開裂、焊點疲勞、接觸不良等。

三、IEC 60068-2-14:2023配套與引用標準

• 配套標準:

• IEC 60068-1: 環境試驗 第1部分:概述和指南。

• IEC 60068-2-1: 試驗A:低溫。

• IEC 60068-2-2: 試驗B:高溫。

• IEC 60068-2-33: 溫濕度組合循環試驗。

• 引用標準:

• 會引用到溫度試驗箱、測量系統的相關標準。

四、IEC 60068-2-14:2023主要技術內容與試驗方法

標準主要包含以下幾種試驗方法:

1. 試驗 Na: 規定轉換時間的快速溫度變化

• 高溫溫度 (T_A) 和低溫溫度 (T_B)

• 在極端溫度下的保持時間 (t_1)

• 樣品轉換時間 (t_2),通常要求 ≤ 1 分鐘

• 目的: 模擬產品從高溫環境快速轉移到低溫環境(或反之)的情況,例如設備從溫暖的室內轉移到寒冷的室外。

• 特點: 轉換時間非常短,通常依靠人力或機械手段將樣品在兩個獨立的溫度箱(一個高溫,一個低溫)之間快速轉移。

• 關鍵參數:

2. 試驗 Nb: 規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間 (t_1)

• 循環次數

• 目的: 模擬環境溫度以一定速率逐漸升高或降低的情況,例如晝夜溫差、機載設備在爬升和下降過程中的溫度變化。

• 特點: 在一個試驗箱內完成,溫度以線性的或預設的速率在高低溫之間循環變化。

• 關鍵參數:

3. 試驗 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)

• 轉換時間 (t_2),要求極短(如 ≤ 10 秒)

• 循環次數

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

• 特點: 將樣品在兩個液體槽(一個高溫液體,一個低溫液體)之間快速轉換。由于液體的熱傳導效率遠高于空氣,這種方法能產生極高的溫度變化速率。

• 關鍵參數:

五、IEC 60068-2-14:2023重要性及應用

• 重要性:

• 暴露材料與結構缺陷: 能有效發現因不同材料熱膨脹/冷縮不匹配導致的開裂、脫層、密封失效等問題。

• 評估焊點與連接可靠性: 溫度循環是導致焊點疲勞斷裂的主要原因,此項測試是評估電子組裝質量的關鍵。

• 驗證產品對使用環境的適應性: 對于汽車電子、戶外設備、航空航天設備等,溫度變化是常態,必須驗證其在此條件下的可靠性。

• 應用場景:

• 汽車電子(經歷日夜和季節溫差,以及車內外的快速溫差)。

• 航空航天設備(經歷地面與高空的巨大溫差)。

• 戶外通信設備。

• 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實施中的注意事項

1. 試驗類型的選擇: 必須根據產品的實際使用和運輸條件來選擇合適的試驗類型(Na, Nb 或 Nc)。例如,Na模擬快速轉移,Nb模擬漸變環境,Nc用于最嚴酷的組件篩選。

2. 溫度變化速率: 對于試驗Nb,需明確測量的是箱內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: 需明確規定試驗期間樣品是否通電工作并進行性能監測。

4. 恢復: 試驗結束后,通常需要在標準大氣條件下進行恢復,使樣品達到溫度穩定后再進行最終檢測。

5. 與穩態溫濕度試驗的區別: 本試驗關注溫度變化的動態過程及其產生的應力,而高溫/低溫試驗(如IEC 60068-2-1/2)主要關注在恒定溫度下的性能。

七、總結

IEC 60068-2-14:2023 是評估電工電子產品耐溫度變化能力的權威試驗方法標準。它通過模擬從漸變到劇變的各種溫度場景,為驗證產品的結構完整性、材料兼容性和長期可靠性提供了科學且全面的方法。該標準是產品,特別是那些應用于溫差顯著或存在熱沖擊風險環境的產品,在研發和鑒定過程中至關重要的驗證環節。正確理解和應用本標準的不同試驗程序,對于精準評估產品在實際環境中的表現、提升產品質量和可靠性具有決定性意義。

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