熱塑性塑膠之衛氏軟化溫度測定法(Vicat Softening Temperature Test)完整指南|IEC 60065 第 7.2 節、ISO 306 測試標準、流程與費用
熱塑性塑膠之衛氏軟化溫度測定法(Vicat Softening Temperature Test)完整指南|IEC 60065 第 7.2 節、ISO 306 測試標準、流程與費用
熱塑性塑膠之衛氏軟化溫度測定法(Vicat Softening Temperature Test,簡稱 VST)是評估塑膠材料耐熱性能的重要試驗。對於電子產品、家用電器、影音設備及資訊設備而言,塑膠零件若因高溫而軟化變形,可能導致絕緣失效、結構鬆脫甚至危及產品安全。
在舊版 IEC 60065《Audio, Video and Similar Electronic Apparatus – Safety Requirements》 第 7.2 節 中,即要求部分熱塑性塑膠材料須符合衛氏軟化溫度要求,以確保產品於正常或異常發熱情況下仍能維持安全性能。雖然新產品多已改採 IEC 62368-1,但許多既有產品、零件驗證及部分客戶規範仍會引用 IEC 60065 或採用相同的 Vicat 軟化溫度測試方法。
什麼是衛氏軟化溫度測定法(Vicat Softening Temperature Test)?
衛氏軟化溫度測定法是利用一定荷重的針狀壓頭,在固定升溫速率下壓入塑膠試片,當壓入深度達到規定值時所對應的溫度,即為衛氏軟化溫度(Vicat Softening Temperature,VST)。
此試驗可評估熱塑性塑膠在受熱時開始軟化的溫度,是塑膠材料耐熱性能的重要指標。
哪些產品需要進行衛氏軟化溫度試驗?
凡產品內部使用熱塑性塑膠,且可能受到熱源影響,都可能需要進行 VST 測試。
常見產品如下:
| 產品類型 | 是否常見要求 |
|---|---|
| 電源供應器 | ✔ |
| 家用電器 | ✔ |
| LED 照明產品 | ✔ |
| 音響設備 | ✔ |
| 電視及顯示器 | ✔ |
| 通信設備 | ✔ |
| 工業控制器 | ✔ |
| 消費性電子產品 | ✔ |
| 電器外殼 | ✔ |
| 塑膠絕緣零件 | ✔ |
特別是靠近變壓器、電源模組或高溫元件的塑膠零件,更常需要耐熱驗證。
為什麼要進行衛氏軟化溫度試驗?
熱塑性塑膠受熱後可能逐漸軟化,影響產品安全。
常見風險包括:
外殼變形
支架鬆脫
絕緣距離不足
電路板位移
接點鬆動
防護結構失效
觸電風險增加
火災風險提升
透過衛氏軟化溫度試驗,可確認塑膠材料具備足夠的耐熱能力。
衛氏軟化溫度試驗依據哪些國際標準?
不同產品會依據不同國際標準進行測試。
| 國際標準 | 適用範圍 |
|---|---|
| ISO 306 | 熱塑性塑膠 Vicat 試驗方法 |
| IEC 60065 第 7.2 節 | 音響及影音設備(舊版) |
| IEC 62368-1 | 資訊、影音及通信設備(部分材料要求引用 ISO 306) |
| IEC 60335-1 | 家用電器 |
| UL 746B | 塑膠耐熱性能 |
| ASTM D1525 | Vicat 軟化溫度測試 |
目前多數產品已改引用 ISO 306 作為衛氏軟化溫度測試方法。
衛氏軟化溫度試驗如何進行?
測試會依標準規定控制荷重與升溫速率。
| 測試流程 | 說明 |
|---|---|
| 試片準備 | 製備符合尺寸要求的試片 |
| 安裝壓針 | 放置標準壓頭與荷重 |
| 設定升溫速率 | 依 ISO 306 要求加熱 |
| 持續加熱 | 均勻升溫 |
| 記錄軟化溫度 | 壓針達規定深度時記錄溫度 |
| 判定結果 | 比對產品標準要求 |
| 出具測試報告 | 提供完整測試數據 |
測試通常於專用 Vicat 試驗機完成。
衛氏軟化溫度試驗有哪些等級?
ISO 306 常見測試條件如下。
| 測試方式 | 荷重 | 常見用途 |
|---|---|---|
| Vicat A50 | 10 N | 一般塑膠材料 |
| Vicat B50 | 50 N | 工程塑膠 |
| Vicat A120 | 10 N | 高耐熱材料 |
| Vicat B120 | 50 N | 高強度工程塑膠 |
實際採用哪種方式,須依產品標準及材料規格決定。
衛氏軟化溫度試驗需要多久?
測試時程依樣品數量及材料種類而有所不同。
| 項目 | 一般時間 |
|---|---|
| 樣品確認 | 1 天 |
| 排程等待 | 2~5 天 |
| 正式測試 | 1 天 |
| 報告製作 | 2~5 天 |
| 總時程 | 約 1~2 週 |
若搭配其他材料測試,整體專案時程可能略為延長。
衛氏軟化溫度試驗費用是多少?
測試費用會依樣品數量及測試方式有所不同。
| 測試類型 | 參考費用(新台幣) |
|---|---|
| 基本 Vicat 試驗 | 約 10,000~30,000 元 |
| 多材料測試 | 約 15,000~50,000 元 |
| 材料完整耐熱分析 | 依專案報價 |
| 客製化測試 | 依需求報價 |
若搭配球壓試驗、灼熱絲試驗或 UL 94 阻燃測試,可有效降低整體專案成本。
衛氏軟化溫度試驗與球壓試驗有什麼差異?
兩者皆評估塑膠耐熱能力,但測試方式不同。
| 比較項目 | 衛氏軟化溫度 | 球壓試驗 |
|---|---|---|
| 測試目的 | 測量軟化溫度 | 評估受熱變形 |
| 適用標準 | ISO 306 | IEC 60695-10-2 |
| 測試方式 | 壓針加熱 | 鋼球加壓 |
| 評估結果 | 軟化溫度(℃) | 壓痕深度 |
許多產品安全標準會同時要求兩項試驗。
如何提高衛氏軟化溫度試驗通過率?
產品設計階段即可提升材料耐熱性能。
選用高耐熱工程塑膠
可採用 PC、PBT、PA、PPS 等耐熱材料,提高軟化溫度。
遠離高溫元件
避免塑膠零件直接接觸變壓器、功率元件或散熱器。
評估長期熱老化
除了 Vicat 試驗外,也可搭配熱老化試驗,確認長期使用可靠度。
預先完成材料驗證
正式送驗前先確認材料規格,可降低產品設計修改成本。
常見問題(FAQ)
衛氏軟化溫度越高越好嗎?
通常耐熱能力越高越有利,但仍需依產品用途選擇適當材料,不一定需要最高的耐熱等級。
IEC 60065 已被取代,還需要做此試驗嗎?
雖然 IEC 60065 已逐步由 IEC 62368-1 取代,但許多客戶規範、既有產品及材料驗證仍可能要求依 ISO 306 或相同方法進行 Vicat 試驗。
衛氏軟化溫度試驗可以取代熱變形溫度(HDT)嗎?
不能。兩者測試原理不同,VST 評估材料軟化點,HDT 則評估材料受載變形能力。
若測試失敗怎麼辦?
可重新選擇耐熱等級更高的材料,或改善產品散熱設計後重新送驗。
ODI MORGAN 可以提供哪些協助?
ODI MORGAN 可協助確認適用法規、規劃材料耐熱測試、安排 ISO/IEC 17025 認可實驗室、管理測試專案、審查測試報告,並協助 CE、CB、UL 等國際產品安全認證。
延伸閱讀
若產品需完成完整材料與安全驗證,建議同步了解以下主題:
球壓試驗(Ball Pressure Test)
灼熱絲試驗(Glow Wire Test)
針焰燃燒試驗(Needle-Flame Test)
UL 94 塑膠阻燃測試
高溫試驗(High Temperature Test)
IEC 62368-1 安全測試
塑膠材料耐熱性能測試
下一步如何執行?
若您不確定產品或塑膠材料是否需要進行衛氏軟化溫度試驗,建議先確認產品適用法規、出口市場及材料規格,再由專業技術團隊協助規劃測試方案、選擇適用標準及安排測試時程,避免因材料耐熱性能不足而影響產品安全認證或上市時程。
ODI MORGAN 提供一站式材料測試、產品安全測試與國際認證顧問服務,包括衛氏軟化溫度測試(Vicat Softening Temperature Test)、球壓試驗、灼熱絲試驗、UL 94 阻燃測試、高溫耐熱測試等材料可靠度驗證,並協助 ISO/IEC 17025 認可實驗室媒合、測試專案管理、測試報告審查,以及 CE、CB、UL、ETL、UKCA 等全球市場准入,協助企業提升產品安全性與耐熱品質,順利拓展國際市場。