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Q-SUN氙燈老化箱在電子產品光老化測試的應用 | IEC 60068-2-5

發布于:2021-07-23T10:07:17 閱讀次數:141

電子產品的種類很多,大部分是室內產品,涉及到的電子產品的標準主要是IEC 60068-2-5,MIL-STD-810,DIN 75220等。

電子產品光老化測試

電子產品光老化測試標準介紹

IEC 60068

IEC 60068-2-5(1975)是電子產品最早的陽光模擬測試,IEC 60068主要涉及三部分內容:

IEC 60068-1: 概覽

IEC 60068-2-X:環境測試。IEC 60068-2是電子產品的一系列環境測試規程,覆蓋了溫度,振動,沖擊,鹽霧和光老化測試,其中IEC 60068-2-5就是陽光模擬測試

IEC 60068-3-X:支持性文件

MIL-STD-810

MIL-STD-810是環境工程考量和實驗室測試標準,類似于IEC 60068,是對于產品部件級別的環境測試。其中MIL-STD-810C 505.1(1975)標準中提到陽光模擬測試的目的,是為了考察在地表大氣中陽光輻射到設備上的影響,這個測試僅僅是考慮到達地表的太陽光譜。

無論是IEC 60068還是MIL-STD-810標準,都有一定的局限性,在開發之初是為進行熱載荷測試,但還是被用于光老化測試,相比于全光譜,紫外波段沒有特別去控制。

DIN 75220

DIN 75220(在陽光模擬箱中汽車零部件的老化),和IEC&MIL是有關聯的,專門針對汽車零部件的光老化測試,主要模擬戶外陽光,也有夜晚的模擬測試。

電子產品的測試標準有不同的目的,有些考察電子產品的熱老化(電子產品由于光照循環,溫度變化導致零部件間產生內應力),有些考察電子產品的光老化(光照時間長),熱老化測試更關注長波段如可見光和紅外線,大部分的光老化測試不控制紅外部分,燈管老化會導致紅外增加。光老化和熱老化在測試標準中沒有明確的界定,可根據不同的測試目的,有所側重。

測試程序--以MIL-STD-810 method 505和IEC 60068-2-5為例

MIL-STD-810 method 505

MIL-STD-810 Method 505中有2個測試程度,程序1考察的是熱老化,程序2考察的是材料光老化。

下表是MIL-STD-810 505.5C-I中頻譜能量分布和允許公差

Spectral Region
光譜
Bandwidth
波段(nm)
Natural Radiation
自然輻射(%)
Tolerance
容忍度(%)
Irradiance
輻照度(W/m2
Spectral Region Irradiance
光譜輻照度(W/m2
MinMax
Ultraviolet-B
UVB
280-3200.50.30.75.65.6
Ultraviolet-A
UVA
320-3602.41.8326.962.7
360-4003.22.44.435.8
Visible
可見光
400-52017.916.119.7200.5580.2
520-64016.614.918.3185.9
640-80017.312.819193.8
Infrared
紅外光
800-300042.133.750.5471.5471.5
Total總計11201120

IEC 60068-2-5中,有Sa和Sb測試程序,Sa程序主要偏重熱老化測試,Sb程序主要偏重光老化測試。

電子產品光老化測試剪裁

根據不同產品的實際測試要求,和現有設備的功能,測試可以剪裁以符合測試的關注點。

關鍵是需要對測試材料在實際服役環境中經受的環境狀態和測試限制條件進行剪裁,制定相關的實驗室測試方法以復制環境因素作用于材料的影響,而非復制環境本身。

測試方法不能被籠統地調用,也不能不做改變地應用,而是應該選擇加以裁剪盡可能地產生相關的測試數據。

目前,對電子產品的光老化測試主要有三種設備,一種是氙燈老化箱(氙弧燈管,模擬全光譜太陽光),一種是熒光紫外老化箱(模擬太陽光中的紫外線),一種是鹵素燈箱。Q-LAB認為氙燈很好地模擬紫外,能最好地重現戶外的老化現象。

測試剪裁示例:

定制Q-SUN氙燈老化箱濾光器和設定值

Spectral Region
光譜
Bandwidth
波段(nm)
Taber 1 Irradiance Specification
表1輻照度(W/m2)
Taber 1 Irradiance Specification
表1輻照度(%)
Spectral Region Irradiance:Q-SUN with Daylight-B/B filter at 0.60 W/m2/nm @ 340nm(W/m2)
光譜輻照度,在340nm處,帶濾光片Daylight-B/B的Q-SUN輻照度為0.60W/m2
Spectral Region Irradiance:Q-SUN with Daylight-Q filter at 0.68 W/m2/nm @ 340nm(W/m2)
光譜輻照度,在340nm處,帶濾光片Daylight-Q的Q-SUN輻照度為0.68W/m2
Spectral Region Irradiance:Q-SUN with Daylight-F filter at 0.75 W/m2/nm @ 340nm(W/m2)
光譜輻照度,在340nm處,帶濾光片Daylight-F的Q-SUN輻照度為0.75W/m2
Ultraviolet-B
UVB
280-3204.060.44.32.63.9
Ultraviolet-A
UVA
320-36070.56.423.726.629.4
360-40036.745.145.6
Visible
可見光
400-520604.255.4147.6182.9183.9
520-640137.9171171.3
640-800157.5195.4196.0
Infrared
紅外光
800-2450411.237.8771.2957.1956.8
Total
總計
280-2450109010012791580.71586.9

電子產品光老化測試介紹

MIL-STD 810 505.5測試

MIL-STD 810 505.5-程序I為例,橫坐標是一天24小時,左邊縱坐標是溫度,右邊縱坐標是輻照度。圖中粗黑色線是太陽光,A1和A2是溫度線,A1溫度高于A2,代表地球表面日照充足的地區。

MIL STD 810 505.5 –Procedure I

程序2側重光老化測試,光照持續20小時,溫度可以選擇A1或A2。

MIL STD 810 505.5 –Procedure II

IEC 60068-2-5測試

IEC 60068-2-5 Cycles:Sa1

Sa1測試包含8小時光照(40℃)和16小時黑暗(25℃),用于熱循環測試。Sa2測試包含20小時的光照(40℃)和4小時的黑暗(25℃),用于材料老化。Sa3測試包含24小時光照(40℃),用于光致反應。

IEC 60068-2-5測試

在2018年,光老化測試被加入IEC 60068-2-5測試標準以滿足材料光老化測試的需求,引用了ISO 4892-2(塑料氙燈測試方法)中的測試條件。測試要求如下:

IEC 60068-2-5 光老化測試要求

電子產品光老化測試樣品安裝

許多光老化測試制成小樣板/樣件進行測試

IEC和MIL標準通常是針對最終的部件進行測試

安裝三維異樣件可能產生熱和輻照均勻性的問題

電子產品光老化測試樣品安裝建議

樣品與燈管距離不能太近

測試面朝燈管

避免在平整的樣品背面使用絕緣材料做背襯

樣品的溫度可能會超過黑板溫度

總結

電子產品的光老化測試具有挑戰性,在進行測試之前要確認產品是偏重做熱老化測試還是光老化測試,根據自己的要求,使用裁剪制定更符合需求的測試,要使用正確的方式安裝3D樣品,3D樣品架可以保持樣品與燈管合適的距離。


Q-SUN氙燈老化測試箱介紹

Q-SUN氙燈試驗箱是用于材料與成品測試的重要研發和質量控制設備,測試暴露于戶外直射陽光、窗玻璃透射陽光或室內照明環境下的產品。Q-SUN試驗箱型號和配置多樣,您可以根據自己的測試要求,選擇所需要的型號。

Q-SUN氙燈老化箱

點擊圖片了解Q-SUN氙燈老化箱更多信息 ?

Q-SUN氙燈試驗箱的氙弧燈可以最真實地再現全光譜太陽光,包括紫外線、可見光和紅外線。對于許多材料的測試需要將其曝露在全光譜下,以提供準確的模擬,特別是在色牢度測試和耐光性測試中。

太陽光譜與輻照度

全光譜氙燈

Q-SUN氙燈試驗箱使用風冷式氙弧燈,顯著降低了操作和維護費用。原燈管的使用壽命為1500小時,而新一代的燈管可達3000小時。

長效濾光器

日光濾光器:日光濾光器用來模擬戶外直射陽光。通常在戶外使用的材料,如屋頂或戶外涂料,應使用日光濾光器進行測試。Q-SUN氙燈試驗箱有三種不同類型的日光濾光器可選:Daylight – F、Daylight – Q 、Daylight - B/B和window(-Q,-B/SL)&Window(-SF5,-IR,-B04)。

窗玻璃濾光器:窗玻璃濾光器模擬透過玻璃的透射陽光。窗玻璃濾光器用于測試室內材料,如家用電器、五金衛浴、印刷材料和紡織品。Q-SUN有5種不同的窗玻璃濾光器:Window Q、Window B/SL、Window SF-5 和 Window IR。

紫外延展濾光器:紫外延展濾光器允許在自然太陽光正常截止點以下的紫外光通過。該濾光器用于提供更快更嚴酷的測試條件。紫外延展濾光器被指定用于一些汽車、航空領域的測試。Q-SUN有兩種紫外延展濾光器可選:Extended UV - Q/B 和 Extended UV- Quartz。

翁開爾是美國Q-LAB中國指定代理商,40年專業代理美國Q-LAB系列產品,如QUV紫外老化箱,Q-SUN氙燈老化箱,Q-FOG鹽霧試驗箱等以及各類配件,歡迎致電【400-6808-138】咨詢。

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