IEC 60068-2-78 und Test 85/85: Bedingungen und Unterschiede

Die Norm IEC 60068-2-78, bekannt als Cab-Test (Damp Heat, Steady State), hält die Probe bei konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit ohne Kondensation: 30 °C oder 40 °C bei 85 % oder 93 % relativer Luftfeuchtigkeitüber einen Zeitraum von 12 Stunden bis 56 Tagen. Der 85/85-Test (85 °C und 85 % relative Luftfeuchtigkeit über Hunderte oder Tausende von Stunden), der häufig dieser Norm zugeschrieben wird, ist eine beschleunigte Version, wird aber an anderer Stelle definiert: als Cy-Test nach IEC 60068-2-67 und, für Halbleiter, als THB-Test nach JEDEC JESD22-A101. Der 85/85-Test ist einer der am häufigsten angeforderten Tests in der Halbleiter-, Automobil- und Photovoltaikindustrie zur Überprüfung der Langzeitbeständigkeit gegenüber elektrochemischer Korrosion und feuchtigkeitsbedingter Degradation.

Was ist der 85/85-Test und warum ist er so wichtig?

Längere Einwirkung hoher Temperaturen und Luftfeuchtigkeit aktiviert Abbauprozesse, die unter normalen Betriebsbedingungen nicht auftreten, aber im Laufe der Zeit zu Ausfällen im Feld führen können. Der 85/85-Test dient dazu, diese Prozesse zu beschleunigen und die ausreichende Lebensdauer der Komponente zu überprüfen.

Ausfallmechanismen, die der 85/85-Test aufzeigt:

• Elektrochemische Migration: Metallionen (Silber, Kupfer, Zinn) wandern unter dem Einfluss des elektrischen Feldes und der Feuchtigkeit zwischen den Leiterbahnen und bilden Dendriten, die Kurzschlüsse verursachen.
• Korrosion von Kontaktflächen und Drähten: Feuchtigkeit in Verbindung mit Prozessrückständen greift die Verbindungen an.
• Isolationsverschlechterung: Durch Feuchtigkeitsaufnahme verringert sich der Isolationswiderstand zwischen den Leiterbahnen und Schichten der Leiterplatte.
• Ablösung der Vergussmasse: Die Grenzfläche zwischen Vergussmasse und Leadframe verschlechtert sich, wodurch weiteres Eindringen von Feuchtigkeit ermöglicht wird.

Prüfbedingungen: IEC 60068-2-78 und Test 85/85

Hinweis zu THB (Temperatur-Feuchte-Vorspannung): Wird die Probe während des 85/85-Tests einer Spannung ausgesetzt, handelt es sich um einen THB-Test. Die angelegte Spannung beschleunigt die Ionenmigration und die elektrochemische Korrosion und verstärkt diese dadurch erheblich. THB ist gemäß JEDEC JESD22-A101 und AEC-Q100/Q200 vorgeschrieben.

Wer beantragt den 85/85-Test?

• JEDEC (Halbleiter): Der JESD22-A101 (THB)-Test ist einer der Eckpfeiler der Bauteilqualifizierung. Er ist für alle integrierten Schaltungen und passiven Bauelemente vorgeschrieben.
• AEC-Q100/Q200 (Automobilindustrie): Die Qualifizierung für die Automobilindustrie erfordert einen 85/85-Bias-Test über 1000 Stunden bei allen Betriebstemperaturen.
• IEC 61215 (Photovoltaik): Solarmodule müssen RH für die Zertifizierung
• IPC (Leiterplatten und Baugruppen): Der IPC-TM-650-Standard beinhaltet den 85/85-Test zur Bewertung des Oberflächenisolationswiderstands (SIR).
• Lithium-Ionen-Batterien: Die Norm IEC 62660-2 fordert einen Feuchtwärmetest zur Überprüfung der Zellintegrität.

FDM-Kameras für den 85/85-Test

Der 85/85-Test erfordert eine Klimakammer mit außergewöhnlicher Langzeitstabilität von Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Selbst minimale Schwankungen während des 1000-stündigen Tests können die Ergebnisse verfälschen.

• C-PRO: Temperaturbereich -25 °C / +70 °C, relative Luftfeuchtigkeit 10–98 % RH. Temperaturstabilität ±0,5 °C und relative Luftfeuchtigkeit ±2 % RH. Geeignet für den Kabinentest nach IEC 60068-2-78 (30 °C oder 40 °C mit 85 % oder 93 % RH): Für 85/85 ist eine Klimakammer erforderlich, da der C-PRO +70 °C erreicht.
• Klimakammern: Temperaturbereich -70 °C / +180 °C, relative Luftfeuchtigkeit 10–98 % RH. Es handelt sich um FDM-Kammern für 85/85 (85 °C, 85 % RH) und für Labore, die auch Temperaturzyklen und Tests bei extremen Temperaturen durchführen.

FDM-Kammern sind für den Dauerbetrieb (24/7) mit automatischer Wasserversorgung ausgelegt, was für Tests mit über 1000 Stunden Laufzeit unerlässlich ist. Die Steuerung erfasst Temperatur und Luftfeuchtigkeit in regelmäßigen Abständen und erstellt einen umfassenden Testbericht.

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Häufig gestellte Fragen zum 85/85-Test

Worin besteht der Unterschied zwischen 85/85, THB und HAST?

Der 85/85-Test (IEC 60068-2-67, Test Cy) setzt die Probe 85 °C und 85 % RH, typischerweise unter angelegter Spannung; der THB-Test (JEDEC JESD22-A101) ist das Äquivalent für Halbleiter. IEC 60068-2-78 arbeitet bei 30 °C oder 40 °C. DerHAST (Highly Accelerated Stress Test) verwendet noch höhere Temperaturen und Luftfeuchtigkeit (110–130 °C, 85 % RH) unter Druck und verkürzt die Testdauer auf 96–264 Stunden. Für den HAST ist eine spezielle Druckkammer, keine Standard-Klimakammer, erforderlich.

1000 Stunden Dauertest: Hält die Kamera stand?

FDM-Kammern sind für den Dauerbetrieb ausgelegt. Das Befeuchtungssystem verfügt über eine automatische Wasserzufuhr, der Kompressor ist für einen 100%igen Betrieb ausgelegt, und die Steuerung überwacht permanent die Parameter und gibt bei Abweichungen Alarme aus.

Kann ich dieselbe Kammer für den 85/85-Test und für die Temperaturwechselprüfung verwenden?

Ja. FDM-Klimakammern decken sowohl den 85/85-Dauerzustandstest (IEC 60068-2-67) als auch die Feucht-Wärme-Zyklen nach IEC 60068-2-30 ab, sodass beide Tests mit einer einzigen Kammer durchgeführt werden können.

Referenzstandards

• IEC 60068-2-78 — Umweltprüfung – Teil 2-78: Prüfungen – Prüfkabine: Feuchte Wärme, stationärer Zustand. Europäischer Referenzstandard für die Prüfung auf Feuchte Wärme im stationären Zustand, typischerweise 40 °C / 93 % RH über 4, 10, 21 oder 56 Tage.
• IEC 60068-2-67 – Prüfzyklus: Beschleunigte Prüfung unter feuchter Wärme, stationärer Zustand, primär für Bauteile. Dies ist die Prüfung bei 85 °C / 85 % RH (168, 504, 1000 oder 2000 Stunden), üblicherweise mit elektrischer Vorspannung.
• IEC 60068-2-30 – Test Db: Feuchte Wärme, zyklisch (12 h + 12 h Zyklus). Die zyklische Variante wird zusätzlich zu Test 2-78 verwendet, um tägliche Schwankungen der Luftfeuchtigkeit zu simulieren.
• IEC 60068-2-66 – Test Cx: Feuchte Wärme, stationärer Zustand (HAST). Beschleunigte Version bei 110–130 °C und 2 bar Druck zur Reduzierung der Testzeiten.
• JEDEC JESD22-A101D – Lebensdauertest unter stationärer Temperatur- und Feuchtigkeitsbelastung (85 °C / 85 % RH). JEDEC-Standard für das klassische 85/85-Profil mit Halbleiter-Vorspannung.
• JEDEC JESD22-A110E – Hochbeschleunigter Temperatur- und Feuchtigkeitsstresstest (HAST). Beschleunigtes Profil bei 130 °C / 85 % RH / 96 h mit Bias.
• IPC J-STD-020E – Klassifizierung der Feuchtigkeits-/Reflow-Empfindlichkeit für nicht hermetische SMD-Bauteile. Definiert die MSL-Stufen 1–6 basierend auf einer Einweichtemperatur von 85 °C / 85 % RH.
• ISO 16750-4 — Straßenfahrzeuge – Klimatische Belastungen. Bezieht sich auf die Profile für heiße und feuchte Umgebungen zur Qualifizierung von Automobilkomponenten (Klassen H1.1, H2.1).

Autoritative Quellen

• IEC – Internationale Elektrotechnische Kommission. Veröffentlicht die Normenreihe IEC 60068 und aktualisiert die Methode 2-78 zur stationären Feuchtwärme.
• JEDEC Solid State Technology Association. Gibt die JESD22-Standards für 85/85- und HAST-Zuverlässigkeitsprüfungen von Halbleitern heraus.
• ACCREDIA. Akkreditiert Labore zur Durchführung von Klimatests mit Kammerkartierung gemäß IEC 60068-3-5 (Unsicherheit
• ILACgewährleistet die internationale gegenseitige Anerkennung von Prüfberichten, die von nach ISO/IEC 17025 akkreditierten Laboratorien ausgestellt werden.