Розробка плану прискореного тестування на старіння вимагає систематичного проектування умов тестування, циклів і багатовимірної системи оцінки ключових показників, яка базується на типі продукту та середовищі використання. Нижче наведено універсальну та реалізовану структуру, застосовну до більшості галузей, включаючи матеріали, електроніку, медичні пристрої та упаковку.
1. Визначте цілі тестування та характеристики продукту
Визначте тип старіння: виберіть основне джерело стресу на основі сценарію використання виробу.
Зовнішні матеріали → УФ-старіння + кліматичне старіння (ксенонова лампа)
Електронні пристрої → Зворотна поляризація при високій температурі та високій вологості (H3TRB), зберігання при високій температурі (HTS)
Медичні пристрої → Витримування у вологому нагріванні + стабільність після-стерилізації
Пластмаси/гума → Термічне старіння + Старіння озоном
Визначте критерії «відмов»: це втрата функціональності? Зниження продуктивності на 30%? Або неприйнятний зовнішній вигляд
2. Проектування умов прискореного старіння (симуляція стресу навколишнього середовища)
|
Тип стресу |
Типовий приклад налаштування умов |
Еталонний стандарт |
|
Високотемпературне старіння |
70 градусів, 105 градусів, 150 градусів, 96 ~ 1000 год |
GB/T 3512 |
|
Вологе теплове старіння |
85 градусів / 85% RH, 96 ~ 168 год |
12000 GB/T |
|
УФ-старіння |
Лампа UVA-340, 0,76 Вт/м² при 340 нм, освітлення 60 градусів + 50 цикл конденсації градусів |
ASTM G154 |
|
Старіння клімату |
Ксенонова лампа повного спектру, потужність випромінювання 550 Вт/м², спрей + темновий цикл |
ISO 4892-2 |
|
Температурний цикл |
-65 градусів ↔ +150 градусів, 500~1000 циклів |
JESD22-A104 Принцип прискорення: підвищення рівня напруги без зміни механізму відмови, зазвичай використовується рівняння Арреніуса (термічне старіння) або метод еквівалентності дози (УФ) для екстраполяції тривалості життя. |
3. Система ключових показників оцінки (рівнева кількісна оцінка)
(1) Зовнішній вигляд і сенсорні зміни (перша лінія оборони)
Різниця кольорів ΔE Менше або дорівнює 2,0 (GB/T 7921)
Стан поверхні: порошок, пухирі, тріщини, цвіль, ексудати тощо (оцінка ISO 4628)
Прозорість/каламутність: застосовується до рідин або прозорих матеріалів
(2) Коефіцієнт збереження механічних властивостей (основа структурної цілісності)
Коефіцієнт збереження міцності на розрив більше або дорівнює 80%
Подовження при розриві Коефіцієнт утримання більше або дорівнює 50%
Міцність на вигин, ударна в'язкість, твердість (вибирається відповідно до вимог до продукту)
(3) Зміни фізико-хімічних властивостей (Глибока перевірка стабільності)
Зміна pH: контролюється в межах ±0,5
Вміст вологи/втрата при висиханні: відображає поглинання або випаровування вологи
Зміна в'язкості: наприклад, клеї, косметичні емульсії
Термічна стабільність: зсув Tg менше або дорівнює 5 градусам, зниження температури термічного розкладання менше або дорівнює 10 градусам (аналіз DSC/TGA)
(4) Індикатори функціональності та безпеки (орієнтовані-на застосування)
Тип продукту Приклад функціональних індикаторів
Фармацевтика/косметика Вміст активних інгредієнтів, сонцезахисний фактор (SPF), мікробні обмеження
Визначення міграції харчової упаковки, бар’єрні властивості, міцність ущільнення
Electronic Components Insulation Resistance >10^12 Ω, CMTI більше або дорівнює 50 кВ/мкс, TDDB Прогноз життя
Стерильність медичних виробів, біосумісність, цілісність упаковки
4. Процедури тестування та керування даними
Підготовка зразків: підготуйте зразки відповідно до стандартів (наприклад, GB/T 1040), пронумеруйте та зафіксуйте початковий стан
Початкове тестування продуктивності: повний збір базових значень для всіх ключових індикаторів
Вплив старіння: впливайте в різні періоди часу відповідно до встановлених умов (наприклад, 24 години, 96 годин, 500 годин)
Періодичне тестування: після кожного видалення повертайте стандартне середовище (23 градуси /50% відносної вологості) на 48 годин перед повторним тестуванням
Аналіз даних: побудова кривих зниження продуктивності та відповідність моделі Арреніуса або розподілу Вейбулла
5. Оцінка результатів і прогнозування протягом життя
Критерії прийнятності: усі показники відповідають попередньо встановленим пороговим значенням
Екстраполяція терміну служби: обчисліть фактичний термін зберігання на основі коефіцієнта прискорення (AF)
Наприклад: 1000 годин тестування при 85 градусах ≈ еквівалентно 10 рокам використання при 25 градусах (потрібно поєднати з конкретною енергією активації матеріалу)
Авторитетна підтримка: Перевірка відповідності виконується з посиланням на міжнародні стандарти, такі як ISO 188, ASTM F1980 та IEC 60068-2-78.
