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氙燈老化箱在電子產(chǎn)品光老化測試的應(yīng)用 | IEC 60068-2-5
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。
電子產(chǎn)品光老化測試標(biāo)準(zhǔn)介紹
IEC 60068
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
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(jìn)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(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。
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） | |
| 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。
電子產(chǎn)品光老化測試剪裁
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(jìn)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。
測試剪裁示例：
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 |
電子產(chǎn)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(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(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)。
電子產(chǎn)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(jìn)行測試
IEC和MIL標(biāo)準(zhǔn)通常是針對最終的部件進(jìn)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
電子產(chǎn)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(jié)
電子產(chǎn)品的光老化測試具有挑戰(zhàn)性，在進(jìn)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(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。
全光譜氙燈
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(hù)費(fèi)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。
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(yīng)使用日光濾光器進(jìn)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。