LED照明の環境試験：耐湿熱試験と温度試験の方法

LED照明器具とドライバは、屋外、産業用および湿気の多い屋内での使用を想定して定格が定められており、その定格はデータシートではなく環境チャンバーで証明されます。湿気と温度は長期的な光束、色安定性およびドライバの信頼性を決定するストレスであるため、照明の適格性評価は耐湿熱試験と温度暴露という2つの試験群を中心に構成されます。

LED製品にとって湿気が重要な理由

湿気はシール、界面、およびポッティング、レンズ、ハウジング、ドライバ基板の微細な経路を通じて浸入します。時間の経過とともに腐食、絶縁劣化、漏れ電流、膨潤、層間剥離および光束低下の要因となります。照明器具の場合、故障はまれにしか即座に現れず、使用から数ヶ月後に光束減衰、色ずれまたはドライバ故障として現れます。

耐湿熱試験はこのリスクを再現性のある方法で測定し、LEDパッケージ、PCB実装体、ドライバ電子部品、コネクタ、封止材料および完成した照明器具に適用されます。

湿熱試験の方法

湿度条件をカバーするIEC 60068の2つの方法があり、これらは互換性がありません。

複合試験方法であるIEC 60068-2-38は、温度と湿度を定義された順序で組み合わせます：

適切な方法は、照明器具が遭遇すると想定される環境と適用される製品仕様に従って決定されます。基本的な定湿度暴露用に構築されたチャンバーは、複合シーケンスに使用されるものとは制御およびプログラミング能力が異なるため、チャンバーを指定する前に方法を確定します。

定常湿熱試験の手順

1. 供試体の準備。 照明器具、ドライバまたは基板を製品仕様に従って準備し、ベースラインの電気的・機能的測定を記録します。
2. チャンバーの安定化。 チャンバーを指定温度と相対湿度に到達させます。
3. 湿熱暴露。 供試体を必要な期間にわたり定常状態に保持します（非動作または指定に応じた動作状態）。チャンバーは不必要な変動なく条件を維持します。
4. 回復。 供試体は最終測定前に定義された回復期間を経ます。
5. 最終検査。 評価項目には電気的性能、絶縁抵抗、漏れ電流、腐食、表面劣化、機械的性能、機能的動作および寸法変化が含まれます。

合否基準は環境試験方法だけでなく製品仕様に従います。

温度試験

湿気と並んで、LED製品は高温、低温および温度変化に暴露されます。高温暴露はドライバ、はんだ接合部および封止材を確認し、低温暴露は低温挙動と材料の完全性を確認し、温度サイクル試験は繰り返しの膨張と収縮下での はんだ接合部とダイアタッチを確認します。プログラムの温度部分は温度チャンバーまたは温度サイクルチャンバーで実施され、湿熱試験とは別に行われます。

チャンバー性能

チャンバーは供試体全体にわたり安定した温度と湿度を維持する必要があります。局所的な変動により照明器具の部位ごとに異なる湿気暴露が生じるため、均一性が最も重要です。大型照明器具や発熱するドライバの場合、チャンバー性能は空のチャンバーデータではなく、代表的な負荷条件下で評価されます。

どのチャンバーを選ぶか

• 定常湿熱および周期的湿熱 → 温湿度試験チャンバー 。
• ドライバおよびはんだ接合部評価のための温度変化と熱サイクル → 急速温度変化チャンバー 。
• 複合温湿度シーケンス → プログラム可能な温湿度チャンバー。
• 大型照明器具またはパネルアセンブリ → ウォークイン環境チャンバー 。

方法の概要については、IEC 60068シリーズ をご覧ください。製品タイプ、必要な温度・湿度条件および供試体サイズを添えてお問い合わせ ください。