IEC 68-2-48：IEC 68儲存效應模擬試驗之應用指引

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IEC68-2-48：IEC68儲存效應模擬試驗之應用指引

IEC68-2-48：Guidanceontheapplicationofthetestsof
IECPublication68tosimulatetheeffectsofstorage

儲存之定義

本指引之"儲存"乃指元件、裝備或其他產品，在不操作狀況下，保持相當之時間(可從數週到數年)，如：
一般工業用倉庫或零售商店等環境條件。
備用、急用或工廠使用之裝備，如火災警報器、輔助馬達、備用發電機等，此種情形由於周遭機器之操作，將使裝備受到特別惡劣之環境應力。
須長時間方裝置完成之場所，其初期環境較操作環境嚴厲，如大型的電話交換機辦公室、大型電腦機房、發電廠等。

儲存試驗之定義與目的

儲存試驗之目的乃模擬產品於正常儲存狀態下，遭受一種或多種環境應力之效應，且當疲勞累積可能發生時，其效應如下：
儲存使得產品原設計之功能無法進行，如元件引線之銲接性或印刷電路板變壞，電性參數漂移，電路產生開路或短路等。
儲存後產品之操作發生明顯的功能與可靠度的退化。
經過長期非操作狀態，急用裝備其產品功能無法可靠與正確的達成。
儲存條件下之退化機構(degradationmechanisms)與失效型態(failuretypes)
下列為因儲存關係而發生之典型退化機構與失效型態：

元件引線與印刷電路板之銲接性，會由於基板與電鍍材料之間發生氧化與擴散作用而降低。這些過程可因熱度而加速變化，使得表面結成新物質因而降低可銲性。同時由於大氣中所含之汙染物質亦可加速在濕氣中腐蝕之現象。

由於濕度變化所產生之失效機構如下：

在長期之低濕度狀況下，即使是相當低溫，也將使得塑膠材料變得相當乾燥，這些材料之電性與機械性能在長期損耗下將退化，或在儲存後於操作中發生失效。
儲存中的高濕度環境較開機使用時之影響嚴重的多，即使相對濕度低於80%，但在長期儲存下，產品之功能特性與可靠度仍將受到不利之影響。
密封不完全之容器在高溫與高濕度環境下，其內部濕度將逐漸增加，長期儲存後，若溫度突然降低，將使產品內部產生凝結現象。

產品在高溫與高濕度環境下，將有霉菌成長現象產生，尤其是當有機物質存在時。在高溫與高濕度環境下亦將加速化學反應，如鹽霧與工業氣體等。

其餘失效機構舉例如下：

長期處在高溫環境狀況下，將使得電解電容器與電池乾涸；熱塑性塑膠材料軟化；化合物保護層與封蠟也將軟化與變形。一般而言，在此條件下材質將加速老化。

長期暴露在低溫環境狀況下，將使橡膠、塑膠與金屬零件脆化、破裂或斷掉。某些密封功能將因收縮破裂而退化。
因高溫氧化或濕度腐蝕造成機件卡住。
產品之功能參數漂移至規格外，產生開路或短路。

適用試驗之選擇

很顯然的要以一種環境做儲存試驗，是無法模擬出在各種不同環境應力下所產生之失效模式。
IEC68規範中基本環境試驗程序可方便的選用，以模擬不同的儲存環境，通常儲存試驗以IEC68-2-1試驗方法A：冷、IEC68-2-2試驗方法B：乾熱及IEC68-2-3試驗方法Ca：穩態濕熱為基準。試驗時間較長，可達數月之久(試驗方法Ca以兩個月為上限)，在某些情況(如鹽霧、工業區周遭環境)下有些試驗將更重要，因此這些條件應在準備細部儲存規格中加以考慮。

必須瞭解的是標準試驗並非模擬實際條件，所以在某些狀況下必須執行特別的試驗，然而在技術與經濟條件的考慮下應儘可能使用標準試驗。
選擇適用試驗時，相關規範之作者應考慮：

• 試驗目的：詳如第2.節所述。

• 預期之失效模式與退化機構：可由經驗得知，或分析產品特性與儲存環境，詳如第3.節所述。

• 主要環境應力及其是否分開作用、一起作用或循序作用。

• 退化機構不可因加速試驗而改變失效模式，或產生新的失效。

• IEC68試驗方法應參考並列入指引文件中，因儲存試驗目的之需求，可參考不同基準選擇試驗強度(嚴厲度)。

• 加速試驗雖可縮短試驗時間，但應力增加過當，將使得機構退化並發生重大變化，使試驗結果無實用價值。

• 不論空氣中是否含有污染物之濕氣腐蝕現象：增加相對濕度將產生與自然條件下型態不同之腐蝕產物。

• 絕緣材料吸收水份之結果，尤其是指結構改變而不可逆之效應：若濕度條件較"IEC68-2-3試驗方法Ca：穩態濕熱試驗"不嚴厲時，以較低之溫度及(或)相對濕度來進行試驗較為適當，特別是在分析保護不良產品之效應時。

• 某些材料之緩慢變形現象，對電子元件之參數漂移有嚴重影響時：一般自然條件下的變化與溫度急速變化之效應不同。

• 在某些狀況，儲存試驗可持續一段時間，因此試驗的用處不在縮短時間得到結果，而是能重複並控制現象發生。一般而言，對限定應力作用一長時間的試驗，比高加速試驗更能容忍試驗條件的變化，因此試驗裝備的調整與控制較為簡化。

• 可在不明顯改變機構退化狀況下增加應力，使試驗加速完成，如：

• 溫度增加可加速電解電容器、電池等之乾燥，且通常老化過程就是將材料置於乾熱環境下。
• 在橡膠、塑膠甚至金屬材料遇到低溫時會發生脆化、破裂或斷掉，因此置於較實際儲存溫度為低的環境可加速試驗之進行。

試驗程序細節

儲存試驗與其他試驗目的(如特性決定、鑑定等)比較起來，不須特別注意，但仍需留意執行試驗時使用的裝備與相關儀具之控制。
在極長之儲存試驗進行中及試驗後，如需量測功能參數時，需特別注意試驗後之復原十分重要，例如：脫水後的材料將開始吸收濕氣，或已吸收水份之材料逐漸乾燥。
這種情況下，復原條件必須定義清楚並嚴密控制，可參考IEC68-2-3試驗方法部份。
其它详见：IEC68系列标准列表

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