在現代工業與科技領域，電工電子產品廣泛應用于從家用電器到航空航天的各個行業。這些產品在實際使用中可能面臨極端的環境條件，其中低溫環境是影響其性能和可靠性的關鍵因素之一。為了確保產品在低溫條件下的正常運行和長期穩定性，國際電工委員會（IEC）制定了IEC 60068-2-1:2007標準，即《環境試驗 第2-1部分：試驗方法 試驗A：低溫》。該標準為電工電子產品的低溫試驗提供了統一的測試方法和要求，是產品設計、生產和質量控制的重要依據。

標準概述

IEC 60068-2-1:2007是IEC 60068系列標準的一部分，專注于環境試驗中的低溫測試。該標準的全稱為“Environmental testing – Part 2-1: Tests – Test A: Cold”，發布于2007年，取代了之前的版本（如IEC 60068-2-1:1990），并引入了更精確的測試程序和要求。標準適用于所有電工電子產品，包括但不限于電子元器件、通信設備、汽車電子、工業控制系統等。

其主要目的是評估產品在低溫環境下的性能、功能和結構完整性，確保產品在運輸、儲存和使用過程中不會因低溫而失效。通過標準化的測試，制造商可以驗證產品的環境適應性，減少現場故障，提高用戶滿意度。

試驗目的

低溫試驗的核心目標是模擬產品在實際應用中可能遇到的低溫條件，從而暴露潛在的設計或材料缺陷。具體目的包括：

1. 驗證功能性能：檢查產品在低溫下的啟動、運行和關機是否正常，例如電子設備的響應時間、信號傳輸穩定性等。

2. 評估材料特性：低溫可能導致材料變脆、收縮或開裂，試驗可檢測塑料、橡膠、金屬等材料的耐寒性。

3. 識別潛在故障：如冷凝、結冰、潤滑劑失效或電氣連接問題，這些在低溫下可能引發短期或長期故障。

4. 確保可靠性：通過加速老化或極限測試，預測產品在惡劣氣候（如極地或高海拔地區）中的壽命。

試驗方法與程序

IEC 60068-2-1:2007規定了多種低溫試驗方法，主要分為“非散熱試驗樣品”和“散熱試驗樣品”兩類，根據產品的熱特性選擇適用的程序。以下是關鍵步驟的概述：

1. 試驗條件設定：

• 溫度范圍：標準定義了多個推薦溫度等級，如-10°C、-25°C、-40°C、-55°C等，具體取決于產品應用環境。測試溫度需根據產品規格或用戶需求確定。

• 持續時間：試驗時間通常為2小時、16小時或更長，以確保產品充分達到熱平衡。標準建議在穩定溫度下保持足夠時間，以模擬真實暴露。

• 降溫速率：控制降溫速度，避免熱沖擊對樣品造成額外應力，通常為1°C/min。

2. 試驗步驟：

• 預處理：樣品在試驗前需進行清潔和狀態檢查，確保無損傷。

• 放入試驗箱：將樣品置于低溫試驗箱中，避免直接接觸箱壁，以保證均勻冷卻。

• 溫度穩定：逐步降溫至目標溫度，并監控樣品內部或表面溫度，直到達到穩定狀態（通常定義為溫度變化小于±1°C/h）。

• 功能測試：在低溫條件下，對樣品進行通電或功能操作，記錄性能參數（如電壓、電流、信號輸出）。

• 恢復與檢查：試驗結束后，將樣品恢復到常溫（通常23°C），并進行外觀和功能復查，評估是否有永久性損壞。