In de industriële productie, met name in sectoren zoals elektronica, automotive, fotovoltaïsche technologie en nieuwe materialen, wordt vaak een vakterm gebruikt: de "Double 85 Test". Deze test, die misschien wat raadselachtig klinkt, is een onmisbaar onderdeel van de moderne verificatie van productkwaliteit en betrouwbaarheid. De belangrijkste apparatuur die verantwoordelijk is voor het uitvoeren van deze kritische procedure is de Constant Temperature and Humidity Chamber. Dit artikel biedt een gedetailleerde kijk op wat de "Double 85"-test inhoudt, aan welke normen deze voldoet en hoe deze kamers deze zware omgevingseisen aankunnen. De testindicatoren voldoen aan internationale normen zoals IEC61215 en IEC61646, evenals aan nationale specificaties zoals GB/T19394.
Wat is de "Double 85"-test? – Definitie en essentie
“Double 85” is een veelgebruikte industriële term die een specifieke reeks temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden nauwkeurig beschrijft:
De eerste “85”: verwijst naar een temperatuur van +85°C.
De tweede “85”: Verwijst naar een relatieve vochtigheid van 85% RH.
De “Double 85 Test” houdt doorgaans in dat testmonsters in een kamer met constante temperatuur en vochtigheid worden geplaatst en de omgeving gedurende een langere periode op een constante +85°C en 85% RV wordt gehouden om verouderings-, duurzaamheids- of betrouwbaarheidsevaluaties uit te voeren.
Dieper begrip:
De "Double 85"-test is niet zomaar een simpele combinatie van twee getallen. Hij simuleert de extreem hoge temperaturen en luchtvochtigheid die in de zomer in veel regio's ter wereld (bijvoorbeeld tropische en subtropische gebieden) veel voorkomen. Deze omgeving is zeer agressief en fungeert als een krachtige katalysator voor producten, met name elektronische en elektrische componenten, waardoor potentiële defecten snel aan het licht komen.
Waarom 85°C en niet 95°C of 60°C?
De Double 85-test is een standaard die is ontwikkeld door betrouwbaarheidstesten om het testproces van de productlevenscyclus te versnellen. In praktijksituaties komen temperaturen van 85 °C en een luchtvochtigheid van 85 °C zelden voor. De Double 85-test is daarom niet bedoeld om daadwerkelijke gebruiksomgevingen na te bootsen, maar om de betrouwbaarheid van producten onder extreme omstandigheden te simuleren.
Hoewel hogere temperaturen en luchtvochtigheid wellicht meer lijken op bepaalde praktijkomstandigheden, waarom zou je dan niet kiezen voor nog strengere testomstandigheden? De reden hiervoor ligt in statistische analyse, die aantoont dat storingen die onder zulke extreme testomstandigheden optreden vaak geen weerspiegeling zijn van problemen die zich tijdens het daadwerkelijke gebruik van het product zouden voordoen. In plaats daarvan worden ze vaak veroorzaakt door overmatige belasting door de testomstandigheden zelf. Door de opgebouwde praktijkervaring wordt de Double 85-testmethode erkend als beter afgestemd op praktijkscenario's. Deze voldoet effectief aan de behoefte om de betrouwbaarheid van producten onder extreme omstandigheden te evalueren, waardoor het een ideale en redelijke testbenadering is.
Waarom de 'Double 85'-test uitvoeren? - Doel en betekenis
Het hoofddoel van de "Double 85"-test is versnelde stresstesten. Problemen die zich onder natuurlijke omgevingsomstandigheden jaren kunnen voordoen, kunnen zich onder de strenge "Double 85"-omstandigheden binnen enkele honderden of zelfs tientallen uren manifesteren. De belangrijkste beoordelingsdoelen zijn:
Materiaaltolerantie beoordelen: controleren of niet-metalen materialen zoals kunststoffen, rubber, coatings en lijmen vervormen, verkleuren, verouderen of ontbinden bij hoge temperaturen en vochtigheid.
Inspecteren van de betrouwbaarheid van componenten: testen of elektronische componenten zoals geïntegreerde schakelingen, printplaten, condensatoren en weerstanden stabiel kunnen werken onder extreme omstandigheden, en zo interne corrosie, ionenmigratie, open circuits of kortsluiting veroorzaakt door vochtige hitte voorkomen.
Controleren van de algehele stabiliteit van het product: beoordelen of de afdichtingsprestaties, mechanische eigenschappen en elektrische prestaties van het eindproduct (bijv. mobiele telefoons, autocontrollers, zonneomvormers, batterijen) voldoen aan de normen.
Versnelde levensduurtesten: door het toepassen van een belasting die de normale gebruiksomstandigheden ver overtreft, kunnen de levensduur en het faalpercentage van het product snel worden geschat en kunnen gegevens worden aangeleverd ter ondersteuning van ontwerpverbeteringen en kwaliteitscontrole.
Simpel gezegd: een product dat de “Double 85”-test doorstaat, toont aan dat het potentieel heeft voor langdurige stabiele werking in zware omstandigheden, wat wijst op een hogere betrouwbaarheid en meer betrouwbare kwaliteit.
De Constante temperatuur- en vochtigheidskamer: belangrijkste apparatuur voor “Double 85”
Een constante temperatuur- en vochtigheidskamer die de “Double 85”-test kan uitvoeren, moet de volgende sleutelsystemen en kenmerken bezitten om te voldoen aan de nauwkeurigheidsvereisten van de bovengenoemde normen:
Verwarmingssysteem: Maakt gebruik van hoogwaardige verwarmingselementen om de kamertemperatuur snel en gelijkmatig te verhogen tot 85°C.
Koelsysteem: Cruciaal voor de koelfase en voor het regelen van de luchtvochtigheid (via ontvochtiging), ook al vereist de test een hoge temperatuur. Gebruikt doorgaans mechanische compressiekoeling.
Bevochtigingssysteem: De kern voor het bereiken van een hoge luchtvochtigheid van 851111111111. Gebruikt meestal een ketel om pure stoom te produceren of een waterpanverdampingsmethode om stoom nauwkeurig in de kamer te injecteren.
Regelsysteem: Een geavanceerde microprocessorcontroller fungeert als het 'brein' en zorgt voor een nauwkeurige instelling en handhaving van de temperatuur- en vochtigheidswaarden, met realtime monitoring om ervoor te zorgen dat schommelingen binnen de tolerantie blijven (bijv. temperatuur ±0,5°C, vochtigheid ±2% RV).
Sensoren: Zeer nauwkeurige temperatuursensoren en capacitieve vochtigheidssensoren leveren realtime gegevensfeedback aan het besturingssysteem voor gesloten-lusregeling.
Kamerconstructie: De binnenkant is doorgaans gemaakt van corrosiebestendig, gemakkelijk te reinigen roestvrij staal. De kamer is uitstekend geïsoleerd en afgedicht voor een stabiele binnenomgeving zonder energieverlies.
Typische “Double 85”-testprocedure
Een standaard “Double 85”-test verloopt doorgaans volgens de volgende stappen (met JESD22-A101 als voorbeeld):
Monsterbereiding en eerste tests: Voer visuele inspecties en elektrische prestatietests uit op monsters en registreer basisgegevens.
Parameterinstelling: Stel de doeltemperatuur (+85°C), de doelvochtigheid (85% RV), de duur (bijv. 1000 uur) strikt in en sluit de biasvoeding aan volgens de norm op de controller.
Opstarten: Het apparaat start met verwarmen en bevochtigen volgens het vooraf ingestelde programma. Temperatuur en vochtigheid worden strikt binnen de ingestelde waarden geregeld (bijv. temperatuur ±0,5 °C, luchtvochtigheid ±2% RV).
Continue werking en bewaking: De kamer handhaaft de “Double 85”-omstandigheden en de voorspanning gedurende de gehele instelperiode, terwijl de status van de apparatuur wordt bewaakt.
Herstel: Na het testen worden de monsters gedurende een bepaalde periode (bijv. 24 uur) gestabiliseerd onder normale kamertemperatuur/vochtigheidsherstelcondities.
Eindinspectie en -evaluatie: Voer uitgebreide eindinspecties uit op de monsters. Vergelijk de resultaten met de gegevens van de voortest en bepaal of de test geslaagd/gefaald is op basis van de in de norm gedefinieerde criteria (bijv. of de parameterafwijking de limieten overschrijdt, of er sprake is van functioneel falen).
85°C Temperatuur en 85% Relatieve Vochtigheid. Deze strenge testomgeving versnelt de veroudering van materialen en brengt potentiële defecten aan het licht, waardoor het een cruciale rol speelt in de kwaliteitscontrole in diverse sectoren. In de volgende paragrafen worden typische producten en materialen beschreven die de Double 85-test vereisen en wordt de noodzaak van dergelijke tests geanalyseerd.
Elektronische en elektrische producten
Elektronische componenten, printplaten en eindapparaten zijn de belangrijkste onderwerpen van de Double 85-test. Componenten zoals geïntegreerde schakelingen (IC's), weerstanden, condensatoren en inductoren zijn gevoelig voor problemen zoals metaalmigratie en verminderde isolatieprestaties bij hoge luchtvochtigheid en temperaturen. Als bijvoorbeeld een moederbord van een smartphone na een Double 85-test van 500 uur oxidatie van soldeerverbindingen of kortsluiting in het circuit vertoont, zijn verbeteringen in de verpakkingsprocessen nodig. De Potential Induced Degradation (PID)-test voor fotovoltaïsche modules (zonnepanelen) is ook gebaseerd op Double 85-omstandigheden, omdat vochtigheid de ionenmigratie tussen het glas en de EVA-folie versnelt, wat leidt tot een lagere efficiëntie van de stroomopwekking. Daarnaast vereisen voedingen voor led-drivers en elektronische regeleenheden (ECU's) voor auto's deze test om hun betrouwbaarheid in tropische klimaten of omgevingen met hoge temperaturen, zoals motorruimtes, te verifiëren.
Polymeermaterialen en coatings
De evaluatie van de weersbestendigheid van niet-metalen materialen zoals kunststoffen, rubber en lijmen is onlosmakelijk verbonden met de Double 85-test. Voorbeelden hiervan zijn:
Technische kunststoffen: PA66 (nylon) heeft de neiging vocht te absorberen en te depolymeriseren in vochtige en warme omgevingen, wat leidt tot verminderde mechanische sterkte. Componenten zoals inlaatspruitstukken van auto's moeten worden getest op hydrolysebestendigheid.
Afdichtingsmaterialen: Wanneer siliconenrubberen pakkingen worden gebruikt voor het afdichten van de randen van fotovoltaïsche modules, kan de Double 85-test 25 jaar buitenleven simuleren. Indien er scheuren ontstaan, is een aanpassing van de formule noodzakelijk.
-Coatings en Platings: De test wordt gebruikt op elektrocoatings voor auto's en UV-coatings op behuizingen van apparaten om te controleren op blaasvorming of afbladdering. Zo bleek bijvoorbeeld dat scheuren in de coating van een airconditioningpaneel van een merk na 240 uur testen te wijten waren aan een onvoldoende uithardingsproces.
Nieuwe energie- en energieopslagapparatuur
Materialen die in lithiumbatterijen worden gebruikt, zoals anodes, kathodes, separatoren en elektrolyten, zijn zeer gevoelig voor vochtigheid. De Double 85-test kan de ontleding van elektrolyten versnellen en zo helpen bij het detecteren van gasproductie die kan leiden tot zwelling van de batterij. In één geval ontstond er een interne kortsluiting in een 18650-batterijcel door krimp van de separator tijdens de test, waardoor de fabrikant moest overschakelen op een separator met keramische coating. De coating op bipolaire platen voor waterstofbrandstofcellen vereist deze test ook om de corrosiebestendigheid te verifiëren, aangezien vochtigheid de elektrochemische corrosie van metalen platen verergert.
Kritische componenten in de auto-industrie
Naast de eerder genoemde auto-elektronica moeten ook de volgende componenten worden getest:
- Kabelbomen en connectoren: PVC-isolatie kan broos worden in vochtige en warme omstandigheden, en oxidatie van de aansluitplaten kan leiden tot slecht contact. De Volkswagen Groep vereist bijvoorbeeld dat kabelbomen 1000 uur onder Double 85-omstandigheden zonder storingen kunnen doorstaan.
– Interieurmaterialen: Wanneer bij tests voor vochtige-warmteveroudering van polyurethaanschuim voor de bekleding de formaldehyde-emissies de normen overschrijden, moeten er additieven met een lage vluchtigheid worden gebruikt.
-Rubberproducten: Als de ruitenwisserbladen na het testen verharding of scheuren vertonen, zijn aanpassingen aan het vulkanisatiesysteem nodig.
Militaire en lucht- en ruimtevaartproducten
Luchtvaartapparatuur en satellietcomponenten moeten extreme omstandigheden kunnen weerstaan. Zo bracht een Double 85-test op een avionicamodule voor een straaljager scheurproblemen in de epoxyhars-gietmassa aan het licht, wat leidde tot een overstap naar polyurethaan. Siliciumzonnecellen voor zonnepanelen van ruimtevaartuigen worden met deze test gescreend om modellen te selecteren die bestand zijn tegen PID.
Medische en verpakkingsmaterialen
-Medische kunststoffen: Als de transparantie van het PP-materiaal dat in injectiespuiten wordt gebruikt, afneemt na testen, kan dit van invloed zijn op de stabiliteitsbeoordeling van medicijnen.
-Farmaceutische verpakkingen: Aluminium-kunststof blisters zijn gevoelig voor delaminatie in vochtige en warme omgevingen, waardoor de kleefkracht moet worden geverifieerd.
– Sterilisatieverpakking: Materialen zoals Tyvek moeten hun microbiële barrièrefunctie behouden nadat ze aan de test zijn onderworpen.
Testnormen en industriële regelgeving
Verschillende vakgebieden hanteren specifieke normen:
-Elektronica-industrie: IEC 60068-2-66 (HALT-test), JESD22-A101 (levensduurtest met constante temperatuur en vochtigheid)
-Fotovoltaïsche industrie: IEC 61215 (test op vochtige warmtecyclus), UL 1703
-Automobielindustrie: ISO 16750-4, Volkswagen PV1210
-Militaire normen: GJB 150.9A-2009 (vochtigheidstest voor militaire uitrusting)
Conclusie
De "Double 85"-test, met zijn ogenschijnlijk simpele getallenpaar, belichaamt een streven naar productkwaliteit, ondersteund door een streng systeem van internationale en nationale normen. De Constant Temperature and Humidity Chamber, als hulpmiddel om dit doel te bereiken, simuleert extreme omgevingen. Het fungeert als een strenge "kwaliteitsbeoordelaar" die een gedefinieerde "syllabus" (de verschillende normen) volgt om proactief productzwakheden aan het licht te brengen. Het is deze filosofie van "acties baseren op normen en zich voorbereiden op regenachtige dagen" die ervoor zorgt dat producten die de eindgebruiker bereiken, de tand des tijds en de omgeving kunnen doorstaan, en veiliger, betrouwbaarder en duurzamer zijn.
