溫度和濕度條件下卡尺寸穩定性及翹曲檢測方法

1. 背景與意義

2. 核心檢測項目

2.1 尺寸穩定性檢測

測試原理

測試項目

• • 方法：依據ISO 4892、ASTM D1042標準，使用高精度數顯卡尺（精度±0.01mm）或激光測距儀。
  • 條件：典型溫濕度循環包括：
    • 高溫高濕：85℃/85% RH，48小時
    • 低溫干燥：-20℃/30% RH，24小時
    • 循環次數：3~5次
  • 計算： 尺寸變化率=?測試后−?初始?初始×100%尺寸變化率=L初始?L測試后?−L初始??×100%
  • 判定標準：行業要求通常≤0.2%（如智能卡標準ISO/IEC 7810）。
• • 多點測量法：在卡的四角及中心位置測量厚度，計算標準差。

2.2 翹曲檢測

檢測方法分類

• • 使用平面度儀或千分表，將卡置于標準平面臺上，測量最大翹曲高度（圖1）。
  • 判定標準：翹曲高度≤1.0mm/m（如EMV芯片卡規范）。
• • 光學掃描法：通過激光三維掃描儀生成3D模型，計算表面曲率半徑或最大偏差值。
  • 投影法：利用光學投影儀對比卡邊緣與標準輪廓的偏移量。

動態翹曲測試

• 在溫濕度循環條件下實時監測翹曲變化，記錄時間-變形曲線，評估材料蠕變特性。

2.3 環境模擬試驗

測試設備

• 恒溫恒濕箱（溫度范圍：-40℃~150℃，濕度范圍：10%~98% RH）
• 快速溫變試驗箱（溫變速率≥10℃/min）

測試程序

1. 預處理：樣品在23℃/50% RH下平衡24小時。
2. 階段測試：
   • 高溫高濕：85℃/85% RH，48小時→冷卻至室溫測量。
   • 低溫干燥：-40℃，24小時→恢復至室溫測量。
3. 循環測試：交替進行高低溫沖擊（如-20℃↔60℃，10次循環）。

2.4 材料吸濕性關聯檢測

• 吸水率測試（ASTM D570）：量化材料吸濕導致的尺寸變化。
• TMA（熱機械分析）：測量材料在溫濕度梯度下的膨脹系數。

3. 數據分析與判定

3.1 數據記錄表例

3.2 失效模式分析

• 翹曲超標：材料內應力不均或層壓工藝缺陷。
• 尺寸超差：樹脂收縮率過高或填料分布不均。

4. 改進建議

• 材料優化：選用低吸濕性基材（如PETG替代PVC）。
• 工藝調整：增加退火處理以消除內應力。
• 結構設計：對稱層壓結構減少各向異性變形。

5. 標準參考

• ISO/IEC 10373-1: 識別卡物理特性測試方法
• JIS C 5012: 電子部件環境試驗方法
• GB/T 2423.3: 恒定濕熱試驗

• 圖1：翹曲高度測量示意圖
• 表1：常見材料尺寸穩定性對比（PVC vs. PETG）