IEC 60068-2-1 低温测试：方法、步骤与试验箱要求

IEC 60068-2-1 是 IEC 60068 系列中的低温部分。它定义了低温试验程序，用于评估元器件、设备和材料在低温条件下的性能、可靠性及功能稳定性——无论产品是在低温下储存、运输还是运行。

测试所确定的内容

该试验确定产品能否在低温下运行、耐受或储存而不发生性能退化或失效。适用于汽车电子（ECU、传感器、电池系统）、航空航天与国防系统、半导体与 PCB 组件、工业控制系统以及消费与电信设备。

工程目标包括识别材料的脆性断裂风险、评估电子设备的低温启动行为、检测焊点与 PCB 应力失效、验证润滑与机械系统的稳定性，以及模拟寒冷气候下的储存与运输。

两种试验方法

IEC 60068-2-1 定义了两种主要方法。

试验 Ab – 非散热试样的低温试验。 试样在环境条件下放入试验箱，温度逐渐降至规定水平，试样保持不通电。保持时间通常为 16 h 至 72 h，具体取决于要求。

试验 Ad – 散热试样的低温试验。 试样在温度暴露期间通电运行，用于评估低温应力下的实际工作状态，要求试验箱控制系统具备稳定的热补偿能力。

通用步骤

1. 在标准大气条件下预处理（23 °C / 50 % RH）。
2. 放入低温试验箱。
3. 按规范降温。
4. 稳定阶段。
5. 暴露持续时间。
6. 在正常条件下恢复。
7. 功能验证。

试验箱要求

为满足 IEC 60068-2-1，试验箱必须达到以下限值：

• 温度范围 – 通常为工业级 −70 °C 至 +180 °C；最低能力根据应用可达 −40 °C 或更低。
• 温度均匀度 – ≤ ±2.0 °C 为 IEC 典型要求；高等级实验室要求 ±1.0 °C 或更优。
• 温度波动度 – 稳态期间 ±0.5 °C 至 ±1.0 °C。
• 升降温速率 – 受控降温，除非另有规定否则不做冲击，采用线性或步进控制曲线。
• 气流 – 强制对流，布置上避免冷风直接吹向试样。
• 数据记录 – 多通道温度监测及符合 IEC 要求的可追溯性输出。

低温测试中的失效模式

• 热收缩不匹配导致的 PCB 开裂
• 电池容量下降或内阻升高
• LCD 显示屏响应迟缓或冻结
• 连接器因材料收缩而脱开
• 机械组件中润滑剂凝固

这些结果可作为设计验证与可靠性改进闭环的反馈。

IEC 60068-2-1 与 IEC 60068-2-14 的对比

IEC 60068-2-1 是稳态低温暴露。IEC 60068-2-14 将工作扩展到温度变化，产品在温度之间移动，失效机理变为热疲劳而非低温极限。低温试验箱与温度变化试验箱的规格要求不同，因此应先确定方法。

选用哪种试验箱

• 稳态温度下的基础低温测试 → 高低温湿热试验箱 ，覆盖 −70 °C 至 +180 °C，具备稳定的低温控制。
• 需要快速降温或热冲击预处理的低温测试 → 快速温度变化试验箱 。
• 温度变化测试本身 → 参见 IEC 60068 系列概览 。

请将所需的低温温度、保持时间、试样尺寸以及工作或非工作状态联系我们 。