在 IEC 60068 气候试验系列中，根据 IEC 60068-2-38 的 Z/AD 试验是一种“二合一”试验：它将同一 24 小时内的温度变化周期与暖湿周期结合起来。由于这种组合，Z/AD 通常用于组件和组件组件 – 其中风险不仅仅来自潮湿，而是来自潮湿与热膨胀的结合。
本文解释了 Z/AD 与 Db 循环湿热试验有何不同、何时选择 Z/AD 以及开始前与试验实验室达成一致的内容。
1. Z/AD 试验回答什么问题？
Z/AD 是循环热湿组合试验。每个循环由多个阶段组成：将样品置于高温、低温以及受控条件下的高温和潮湿阶段。与 Db（重点是温度变化时的凝结）不同，Z/AD 强调同一样品上热应力和湿应力之间的交替。
Z/AD 回答的问题：
- 当承受潮湿的热循环时，部件是否会破裂、焊接裂纹或分层？
- 湿气渗入密封外壳是否会导致电气参数恶化？
- 包装材料、粘合剂、涂料能否承受交替收缩和膨胀以及吸湿？
- 根据什么定律，损伤会随着循环次数而累积？
重要一点：Z/AD 是一项随时间控制温度和湿度的试验，因此需要有能力的实验室和详细的数据记录。该试验不能通过将样品放置在潮湿的试验箱中来代替。
2. Z/AD 与 Db 有何不同？
| 标准 | 中/AD (60068-2-38) | DB (60068-2-30) |
|---|---|---|
| 试验的性质 | 在同一个 24 小时多相循环中结合热量和湿度循环 | 带冷凝的热湿循环，两个主要阶段 |
| 压力集中 | 同一样品上的交替热和湿应力 | 根据昼夜循环凝结和吸收水分 |
| 典型对象 | 元件、元件组件、电子模块 | 一般产品和组件 |
| 设备要求 | 高：需要多阶段控制温湿度 | 高：传热时需要控制湿度 |
| 典型结论 | 根据循环次数、开裂和分层的参数恶化 | 漏电、腐蚀、绝缘劣化 |
由于每个循环中有多个阶段，Z/AD 可以更细粒度地观察累积损伤：在相同的试验小时数下，样品经历热和湿度转变的次数比单次试验要多得多。有关试验代码以及如何在请求中编写的详细信息，请参阅文章正确阅读 IEC 60068 试验代号。
3. 为什么 Z/AD 适合元件？
电子元件通常因与热和湿气相关的三种机制而死亡：循环热应力导致的开裂、湿气渗透塑料外壳或垫圈以及元件引脚处的电化学腐蚀。这三种机制在现实中并不是单独出现的，而是同时发生的。 Z/AD 正是为了创建这种并发性而设计的。
- 湿气渗透到塑料外壳中：湿气在湿热阶段扩散到包装材料中，然后随着材料冷却而“锁定”。
- 因热冲击而开裂：循环中的温度阶段比简单的湿度试验产生更多的收缩。
- 金属接触腐蚀：元件引脚和焊点处存在水分和电压。
- 复合材料中的层分离：塑料-金属-陶瓷的膨胀系数差异很大。
4. 实施顺序
- 样品制备和基准试验：测量典型电气参数，检查外观（带小元件的显微镜），记录批号和代码日期。
- 安装夹具：按照标准和要求描述的方式安排样品；将元件插入板上后，主要的安装夹具是试验板以及如何焊接。
- 运行周期：执行所需的循环次数，控制每个阶段的温度和湿度。
- 期中检测：根据计划，在周期里程碑处测量多个样本以构建下降曲线。
- 回收率和最后检测：将样品置于标准条件下，处理表面水分，并重新测量所有参数。
- 损伤分析：对于损伤的样品，应进行横截面分析或 X 射线检查以确定其机制，而不仅仅是现象。
大型试验程序中 Z/AD 的顺序需要考虑：如果在振动等机械试验之后进行，则由于预先存在的裂纹，结果可能会更糟 – 根据试验，相同的逻辑也适用于热循环。N 试验 — 温度变化。
5. 严重程度和循环次数
IEC 60068-2-38 指定了循环结构和可供选择的多个级别的循环编号。标准中规定了高低相温度、各相时间、湿度周期；因此，您不应该设计另一个循环并仍将其称为 Z/AD。数值和公差需要逐字与标准进行比较。
| 需要与检测实验室确认的因素 | 为什么它很重要？ |
|---|---|
| 循环结构严格按照标准 | 自制循环无法与已发表的结果进行比较 |
| 循环次数 | 主要应力变量，决定应力累积的次数 |
| 各相的温度和湿度容差 | 直接影响结果的重现能力 |
| 有没有电源？ | 决定是否评估电偶腐蚀 |
| 测量点和传感器 | 证明样品确实受到了足够的应力，而不仅仅是试验箱达到的值 |
| 测量参数的时间 | 确定劣化是真实的还是由于表面潮湿造成的 |
6. 常见错误以及如何避免
- 将 Z/AD 替换为 Db 或 Cy然后标记 Z/AD — 无效结果。
- 缩短加湿阶段以节省试验箱时间— 失去水分渗透机制，这意味着失去试验的目的。
- 试验前请勿测量电气参数——没有比较基准，就无法得出下降的结论。
- 当样品仍湿润时立即测量— 结果反映的是表面湿度，而不是内部损伤。
- 试验后请勿分析样品损伤情况——对于设计改进来说最重要的信息丢失。
- 对已通过另一项试验但未记录的样本进行试验— 累积压力历史无法追踪。
7. 常见问题
Z/AD 是推断寿命的加速试验吗？
不是简单意义上的。 Z/AD 是一种标准气候试验，用于评估耐受性和检测故障机制。为了推断寿命，需要特定的加速模型和不同严重程度的实验数据，并明确说明假设。
Z/AD 和 Db 可以共用一台试验箱吗？
如果实验室能够以适当的容差控制多个阶段的温度和湿度，则可以共享设备。但 Z/AD 的精度和数据要求较高，因此必须先确认试验箱承受能力。
谁应该使用 Z/AD？
通常是元件和元件组件：电容器、电阻器、传感器、模块、带有保护涂层的电路板。对于大型成品，稳态或循环湿热试验通常更合适。
试验过程中是否需要给样品供电？
取决于目标。电源有助于表现出电偶腐蚀和局部加热，但也使温度控制变得复杂。如果通电，则必须测量并记录功率，因为自热会影响样品的实际温度。
最少样本数是多少？
没有一般数字。需要有足够的样品用于期末评估和中期里程碑的检查样品，同时保留必须进行损伤分析的样品。样品数量和分配方法应在试验前商定。
Z/AD 结果可以用来声明合格吗？
仅当认证计划或规范正确引用此试验，并且试验实验室具有该试验的认可资格时。
八、结论
Z/AD 是一种针对组件的循环热湿组合试验，其中热膨胀和湿气渗透的组合会导致损伤。由于循环结构受到标准的严格规定，因此该试验不能被保留相同结果值的更简单的试验替代。
要做三件事：确认试验箱有足够的承受能力在允许的公差内运行正确的循环配置；分配最终评估和中期抽样的样本数量；并在试验前制定损伤分析计划，使损伤的样品保持完整以进行分析。
参考资料
- IEC 60068-2-38 — Z/AD 试验：热湿联合循环。
- IEC 60068-2-30 — 试验 Db：热湿循环。
- IEC 60068-2-78 — Cab 试验：稳定的热量和湿度。
- IEC 60068-2-14 — 试验 N：温度变化。
- IEC 60068-1 — 一般规定和指南。
- IEC 60068-3-6 和 60068-3-11 — 气候室承受能力和不确定性的确认。
相关文章
- 试验 Db：湿热循环 12h+12h，根据 IEC 60068-2-30
- Cy 试验 (IEC 60068-2-67)：稳定的热量和湿度加速组件的运行
- Cx 试验 (IEC 60068-2-66)：加压蒸汽中的热湿气以及需要时
- 85/85 足以得出结论吗？热湿试验在可靠性评估中的局限性
进一步交流
免责声明
本文为我们整理的解读内容；不是法律建议。企业在将相关文件/标准应用于具体产品之前，需要逐字比较。
查看更多：版权政策及免责声明由 ticforall.com 提供。
