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冷热冲击试验与快速温变试验的区别

发表时间:2023-06-09 13:40
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冷热冲击试验是什么?

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冷热冲击试验又被称为温度冲击试验,或者高低温冷热冲击试验。它是模拟产品在设计研发、生产、运输、安装及使用的过程中可能会经受的剧烈温度变化,主要验证的是测试品的结构件耐热胀冷缩性能。一定程度上讲,冷热冲击试验属于一种破坏性试验。

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快速温变试验是什么?

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快速温变试验包含于环境应力筛选ESS试验中,是一种高效地提高产品可靠性的方法。

环境应力筛选(Environment Stress Screen ,简称ESS)是鉴别和剔除产品工艺和元件引起的早期故障的一种工序和方法,主要通过向元器件以上各层次产品施加合理的环境应力和电应力,将其内部的潜在缺陷激发变成故障,并通过检验发现和排除故障的过程,是一种工艺手段,非破坏性试验。



冷热冲击试验与快速温变试验的区别


试验目的不同

冷热冲击试验箱是金属、塑料、橡胶、电子等材料行业必备的测试设备,用于测试材料结构或复合材料,在经极高温及极低温的温度瞬间急剧变化一定次数后,得以在短时间内检测试样因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害。通常采用的两箱或三箱式冷热冲击试验箱。

快速温变则是利用外加的环境应力,使潜存于电子产品研发、设计、生产制程中,因不良元器件、制造工艺和其它原因等所造成的早期故障提早发生而暴露出来,给予修正和更换。一般采用快速温变试验箱(亦可称为ESS环境应力筛选试验箱),可对产品接触到的可能导致过早故障的气候、热力或机械应力进行筛查试验。

测试阶段不同

冷热冲击主要在研发设计阶段,试制阶段。

快速温变主要在量产阶段。

测试对象不同

冷热冲击试验箱主要用于测试材料结构或复合材料,现在使用最多的还是电子产品的元器件或者组件级(如PCBA,IC)。

快速温变则主要适用于电子产品的元器件级,组件级和设备级。

试验结构不同

A、冷热冲击试验箱用来进行冷热冲击试验,其内部构造与快速温变试验箱不同,冷热冲击试验箱箱体内有两个温区,高温区和低温区。冷热冲击试验箱分为两箱式和三箱式,两箱式冷热冲击试验箱主要采用上下吊索(或螺纹轴承)移动的方式,在高温区和低温区来回移动,形成冷热冲击的效果;三箱式的冷热冲击试验箱则采用的是三箱体的设计,分为高温区、低温区和测试区,试验时将试验物品放置于测试区,通过高温区和低温区的温度气流来对测试区的试验物品进行交替冲击,形成冷热冲击效果。

B、快速温变试验箱与冷热冲击试验箱不同,它内部只有一个箱体,只能在某一时间内存在高温或低温,温度的变化都需要升温、降温来实现,因为温度上升或下降的速率较快,所以也叫做快速温变试验箱,在温变的速率上来说,达不到冷热冲击试验箱的效果。

温度变化速率要求不同

冷热冲击试验的温度变化是在5min内完成温到温和温到温冲击的转换。是在瞬间转换温度,转换速率是非常之快,所以通常叫温度冲击试验箱,也有标准要求在产品表面量测,温度恢复时间在15min以内。而且温度冲击是在非线性的情况下完成的。温度冲击原理是需要高温测试时高温储藏箱的温度通过控制自动输送到测试箱以达到高温冲击的效果,低温冲击等同。主要试验目的是温度冲击。

快速温度变化是在规定的时间内完成降温和升温的,分非线性和线性。例如一台温度范围-40℃到80℃的设备,在线性降温的情况下从温80℃到-40℃以每分钟5℃的情况降温需要24min达到-40℃,时间就比冷热冲击试验箱的时间就慢,比一般高低温试验箱就快很多,因为标准的高低温试验箱是非线性每分钟1度。当然每分钟10℃~30℃的此设备也可以在很短的时间内完成升温和降温,且温变速率可控。试验目的是快速地升降温,所以也有叫快速温变试验箱。

样品失效模式不同

冷热冲击是由于材料蠕变及疲劳损伤引起的失效,也称脆性失效;

快速温变,由于材料疲劳引起的失效。

常见故障现象不同

冷热冲击的故障主要体现在,如零部件的变形或破裂,绝缘保护层失效,运动部件的卡紧或松弛电气和电子元器件的变化,快速冷凝水或结霜引起电子或机械故障。

快速温变的主要故障表现在如涂层、材料或线头上各种微裂纹扩大;使粘结不好的接头松弛;使螺钉连接或铆接不当的接头松弛;材料热膨胀系数不同产生的变形和应力引起的故障,使固封材料绝缘下降;使机械张力不足的压配接头松弛;使质差的钎焊接触电阻加大或造成开路;使运动件及密封件故障。

两者常见标准参考

【冷热冲击常见参考标准】

GB/T 2423.22-2012

IEC60068-2-14:2009

GJB150.5A-2009

GB/T 28046.4-2011

【快速温变参考标准】

GB/T2423.22

IEC60068_2_14

GJB 150.5


有些客户在日常使用中会认为冷热冲击试验箱(三箱式冷热冲击箱)与快速温变箱可考虑共用,如:温度冲击范围是-40℃~85℃,温度恢复时5min以内,高低温驻留时间30min。如果快速温变箱的温变速率能达到25℃/min以上,可以考虑代替冷热冲击箱,因为三箱式冷热冲击工作原理与常见快速温变箱接近。但对于提篮式冷热冲击箱,严格上来讲,不建议用快速温变箱代替,因为提篮式冷热冲击箱的瞬间温变速率一定大于25℃/min,相比较三箱式冷热冲击箱,会更严苛,如果代替,可能造成不一样的失效模式。



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