電子產(chǎn)品的種類很多,大部分是室內(nèi)產(chǎn)品,涉及到的電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)主要是IEC 60068-2-5,MIL-STD-810,DIN 75220等。
IEC 60068-2-5(1975)是電子產(chǎn)品最早的陽光模擬測試,IEC 60068主要涉及三部分內(nèi)容:
IEC 60068-1: 概覽
IEC 60068-2-X:環(huán)境測試。IEC 60068-2是電子產(chǎn)品的一系列環(huán)境測試規(guī)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是環(huán)境工程考量和實驗室測試標(biāo)準(zhǔn),類似于IEC 60068,是對于產(chǎn)品部件級別的環(huán)境測試。其中MIL-STD-810C 505.1(1975)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備上的影響,這個測試僅僅是考慮到達(dá)地表的太陽光譜。
無論是IEC 60068還是MIL-STD-810標(biāo)準(zhǔn),都有一定的局限性,在開發(fā)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(在陽光模擬箱中汽車零部件的老化),和IEC&MIL是有關(guān)聯(lián)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(chǎn)品的測試標(biāo)準(zhǔn)有不同的目的,有些考察電子產(chǎn)品的熱老化(電子產(chǎn)品由于光照循環(huán),溫度變化導(dǎo)致零部件間產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力),有些考察電子產(chǎn)品的光老化(光照時間長),熱老化測試更關(guān)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(dǎo)致紅外增加。光老化和熱老化在測試標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確的界定,可根據(jù)不同的測試目的,有所側(cè)重。
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) | |
Min | Max | |||||
Ultraviolet-B UVB | 280-320 | 0.5 | 0.3 | 0.7 | 5.6 | 5.6 |
Ultraviolet-A UVA | 320-360 | 2.4 | 1.8 | 3 | 26.9 | 62.7 |
360-400 | 3.2 | 2.4 | 4.4 | 35.8 | ||
Visible 可見光 | 400-520 | 17.9 | 16.1 | 19.7 | 200.5 | 580.2 |
520-640 | 16.6 | 14.9 | 18.3 | 185.9 | ||
640-800 | 17.3 | 12.8 | 19 | 193.8 | ||
Infrared 紅外光 | 800-3000 | 42.1 | 33.7 | 50.5 | 471.5 | 471.5 |
Total總計 | 1120 | 1120 |
IEC 60068-2-5中,有Sa和Sb測試程序,Sa程序主要偏重?zé)崂匣瘻y試,Sb程序主要偏重光老化測試。
根據(jù)不同產(chǎn)品的實際測試要求,和現(xiàn)有設(shè)備的功能,測試可以剪裁以符合測試的關(guān)注點。
關(guān)鍵是需要對測試材料在實際服役環(huán)境中經(jīng)受的環(huán)境狀態(tài)和測試限制條件進行剪裁,制定相關(guān)的實驗室測試方法以復(fù)制環(huán)境因素作用于材料的影響,而非復(fù)制環(huán)境本身。
測試方法不能被籠統(tǒng)地調(diào)用,也不能不做改變地應(yīng)用,而是應(yīng)該選擇加以裁剪盡可能地產(chǎn)生相關(guān)的測試數(shù)據(jù)。
目前,對電子產(chǎn)品的光老化測試主要有三種設(shè)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?zé)粝洹-LAB認(rèn)為氙燈很好地模擬紫外,能最好地重現(xiàn)戶外的老化現(xiàn)象。
定制Q-SUN氙燈老化箱濾光器和設(shè)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 | 280-320 | 4.06 | 0.4 | 4.3 | 2.6 | 3.9 |
Ultraviolet-A UVA | 320-360 | 70.5 | 6.4 | 23.7 | 26.6 | 29.4 |
360-400 | 36.7 | 45.1 | 45.6 | |||
Visible 可見光 | 400-520 | 604.2 | 55.4 | 147.6 | 182.9 | 183.9 |
520-640 | 137.9 | 171 | 171.3 | |||
640-800 | 157.5 | 195.4 | 196.0 | |||
Infrared 紅外光 | 800-2450 | 411.2 | 37.8 | 771.2 | 957.1 | 956.8 |
Total 總計 | 280-2450 | 1090 | 100 | 1279 | 1580.7 | 1586.9 |
MIL-STD 810 505.5-程序I為例,橫坐標(biāo)是一天24小時,左邊縱坐標(biāo)是溫度,右邊縱坐標(biāo)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(qū)。
程序2側(cè)重光老化測試,光照持續(xù)20小時,溫度可以選擇A1或A2。
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(huán)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(yīng)。
許多光老化測試制成小樣板/樣件進行測試
IEC和MIL標(biāo)準(zhǔn)通常是針對最終的部件進行測試
安裝三維異樣件可能產(chǎn)生熱和輻照均勻性的問題
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
電子產(chǎn)品的光老化測試具有挑戰(zhàn)性,在進行測試之前要確認(rèn)產(chǎn)品是偏重做熱老化測試還是光老化測試,根據(jù)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氙燈試驗箱是用于材料與成品測試的重要研發(fā)和質(zhì)量控制設(shè)備,測試暴露于戶外直射陽光、窗玻璃透射陽光或室內(nèi)照明環(huán)境下的產(chǎn)品。Q-SUN試驗箱型號和配置多樣,您可以根據(jù)自己的測試要求,選擇所需要的型號。
Q-SUN氙燈老化箱?
Q-SUN氙燈試驗箱的氙弧燈可以最真實地再現(xiàn)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(zhǔn)確的模擬,特別是在色牢度測試和耐光性測試中。
Q-SUN氙燈試驗箱使用風(fēng)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(dá)3000小時。
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(yīng)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(nèi)材料,如家用電器、五金衛(wèi)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(yán)酷的測試條件。紫外延展濾光器被用于一些汽車、航空領(lǐng)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。