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一、标准概述
IEC 60068-2-82:2019 是国际电工委员会（IEC）发布的一项重要环境测试标准，全称为《环境测试 第2-82部分：试验 Xw1：电子组件中使用的元器件和部件的晶须测试方法》。该标准于2019年发布，替代了2007年的第一版，属于一次重要的技术修订。
晶须是指电子元器件表面（特别是锡或锡合金镀层）在存储或使用过程中自发生长的金属细丝状突起。它们可能引起电路短路、电弧放电等故障，严重影响电子设备的可靠性。该标准旨在提供一套科学、系统的测试方法，评估电子元器件表面镀层的晶须生长倾向，从而指导生产、选用和质量控制。
该标准适用于评估以下两大类产品表面镀层（锡或锡合金）的晶须生长倾向：
电子或机电组件：如电阻、电容、集成电路等。
机械部件：如冲压/冲裁件（跳线、静电放电保护屏蔽罩、机械固定件）、压接引脚，以及其他用于电子组装的机械零件。
重要说明：
标准关注的是成品阶段的部件。
连接器的配合区域不适用本标准，应参照 IEC 60512-16-21。
该标准也可用于供应链中的子供应商（如电镀厂、冲压厂），以确保表面质量的一致性。
标准规定了三种主要的加速测试条件，以模拟不同环境应力对晶须生长的诱发作用：
| 测试类型 | 核心条件 | 主要目的 | 所需关键设备 |
|---|---|---|---|
| 环境测试 | 温度：25±10°C，湿度：50±25%，持续4000小时 | 评估在常温常湿长期存储下的晶须生长。 | 干燥器或可控温湿度的试验箱 |
| 湿热测试 | 条件1（更严酷）：85±3°C，85±5% RH，1000小时 条件2：55±3°C，85±5% RH，2000或4000小时 | 评估在高湿度、温度应力下的晶须生长。条件1适用于高性能/严苛环境（如汽车电子）的新认证。 | 湿度室，需符合 IEC 60068-2-78 要求 |
| 温度循环测试 | 例如：-40°C ↔ +85°C，循环1500次 | 评估因材料间热膨胀系数不匹配引起的机械应力所导致的晶须生长。 | 热循环试验箱，需符合 IEC 60068-2-14 要求 |
选择指南：并非所有产品都需要进行全部测试。标准采用基于知识的方法，根据材料体系（如基材、镀层、底层）来判断可省略的测试项目（参见标准中的表1和附录D）。例如，若热膨胀系数失配(ΔCTE)小于8×10⁻⁶/K，可省略温度循环测试。
在测试过程中任何中间检查点或测试结束后，样品必须进行恢复处理：
环境：置于IEC 60068-1定义的标准大气条件下（通常为温度15-35°C，湿度25-75%）。
时间：至少2小时。
操作要求：必须极其小心地处理样品，避免晶须因触碰而断裂或脱落。如果发生脱落，必须在报告中记录。
样品准备：
代表性与存储：样品必须是交付给客户的最终产品。电镀后，测试前需在供应链中存储（预老化）30至120天。
预处理：根据产品的组装工艺（如焊接、压接、机械弯曲）进行相应的预处理（如热冲击、弯曲成型、插入PCB孔），以模拟实际应用中的应力。
样品数量：
标准对不同类型的组件规定了最低样品数量（如，对于引脚数<4的组件，需40个组件的所有引脚；对于机械部件，至少10个零件等）。
测试与监测：
将预处理后的样品放入对应的测试设备中，运行规定的测试周期。
测试中严禁冷凝水滴落到样品上。
晶须检查与评估：
固定阈值法：在相关规范中规定一个失效长度阈值（如50μm），超过则判定失败。
统计评估法：测量所有晶须长度，绘制分布直方图，进行统计分析（通常符合对数正态分布），计算超过某长度的概率。
设备：优先使用扫描电子显微镜，也可使用光学显微镜或共焦激光显微镜。需使用能多角度倾斜的固定夹具。
检查范围：必须检查测试批次的所有部件的整个可见表面，包括腐蚀区域。
长度测量：测量晶须从表面到最远点的直线距离（参见标准附录A）。晶须必须满足长径比>2且长度≥10μm才被计入。
判定方法：
接收准则建议（参见附录C）：
压接应用：晶须长度达到Class 4（≥200μm） 通常判定为失败。
其他所有应用：晶须长度达到Class 1（≥25μm） 通常判定为失败。
晶须密度（单位面积数量）与风险无明确关联，不建议作为接收准则。
| 设备类型 | 具体要求 |
|---|---|
| 环境测试设备 | 能维持25±10°C，50±25% RH条件的干燥器或试验箱。 |
| 湿热试验箱 | 符合IEC 60068-2-78，能精确控制温度和湿度，防止冷凝水滴滴落。 |
| 热循环试验箱 | 符合IEC 60068-2-14，能实现快速温度转换（<20秒）和规定驻留时间。 |
| 检测设备 | SEM：高景深，建议带倾斜/旋转台。 光学显微镜：立体显微镜用于观测（≥50倍），测量用显微镜（≥200倍），配备多角度照明（如环形光）。 共焦激光显微镜：可作为备选。 |
| 固定夹具 | 能在各方向倾斜至少45°，并能将样品牢固固定。 |
技术或工艺变更：基材、镀层合金成分、镀层厚度、电镀工艺、生产地点等发生重大变化时，应视为新的认证，需要重新测试。
监测：供应商应建立监控体系，定期（如每6个月）对已认证的表面处理工艺进行抽样测试，并与初始结果对比，趋势恶化时需采取纠正措施。
技术相似性：设计、材料和制造工艺完全相同的产品，可被视为“技术相似”，从而简化认证范围。但基材成分、镀层工艺、生产地点等关键因素不同时，不能认定为相似。
最终报告：测试报告必须详尽，包含样品信息、预处理参数、测试条件、检测方法、所有观察到的晶须数据（长度、等级、照片）、相似性证明（如适用）以及明确的合格/不合格判定。报告是供应链可追溯性和持续改进的关键。
样品留存：测试后的样品应至少保留三年，以备复查。
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