冷热冲击试验箱做电子产品高低温冲击检测方法

上海荣计达仪器科技有限公司

2024/03/22 09:00

冷热冲击试验箱做电子产品高低温冲击检测方法

一．前言：

高低温冲击试验主要适用于电子元器件、通信产品、汽车零部件的气候环境变化性能试验，提供环境可靠性试验、产品筛选试验等。同时，通过进行高低温冲击试验，可以提高产品的可靠性，控制产品质量。温度变化类试验项目名称：温度变化、温度循环、温度交变、快速温变、温度冲击、冷热冲击、温度梯度、分级温度等名称。且不同体系的标准中应用的试验方法是不同的，如何区分这些测试项目以及如何选择它们，需要分析各种类型测试的来源及其差异。

二、定义

在特定时间内进行快速温度变化，转换时间一般设定为手动2～3 分钟，自动少于30 秒，小试件则少于10 秒。常用术语中的温度冲击试验也属于冷热冲击试验。

三、目的及应用范围

这是一个加速试验，模拟车辆中大量的慢温度循环。对应实际车辆温度循环，用较快的温度变化率及更宽的温度变化范围，加速是可行的。失效模式为因老化和不同的温度膨胀系数导致的材料裂化或密封失效。本试验将导致机械缺陷（裂缝），不要求带电工作。

四、冷热冲击测试的参考标准

	国际标准	国内对应标准	适用	介质	转换时间
1	IEC 60068-2-14：2009《环境试验第2~14部分：试验方法试验N：温度变化》	GB/T 2423.22-2012《环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化》	元器件、部件、设备等各个组装等级	空气	3分钟以内或者更长
2	MIL-STD-810F 方法503.4：温度冲击试验	GJB 150.5A-2009 《装备实验室环境试验方法第5部分：温度冲击试验》	设备	空气	1分钟
3	MIL-STD-202G 方法107G：热冲击试验	GJB 360B-2009 《电子及电气元件试验方法》中的方法107温度冲击试验。	元器件	液体	短

冷热冲击试验（气体）：

有两种实现方式，一种为手动转换，将产品在高温箱和低温箱之间进行转换；另一种为冲击试验箱，通过开关冷热室的循环风门或其它类似手段实现温度转换。其中温度上限、温度下限为产品的存储极限温度值。具体方法参见图6 。

冷热冲击试验（液体）：

此试验来源于IEC 60068-2-14 试验方法N：温度变化中的Nc 。实现方式为吊篮式，将产品放置在吊篮中按照要求浸入不同的温度液体中。则适用于玻璃－金属密封及類似产品，因此电器产品中不予考核该项目。

五、重要参数解析

循环数	500(发动机舱)、100(其它部位)
最低环境温度	Tmin(产品低温存储极限温度)
Highest环境温度	Tmax(产品高温存储极限温度)
转换时间	≤30s
抽样数量	5
工作状态	不工作

六、试验方法及参数

将产品安放在温度箱中，以5℃/min温度梯度从20 ℃降到 Tmin（低温极限工作温度），然后以5℃/min温度梯度从Tmin升到 Trnax （高温极限工作温度）,每步都要等到产品达到新的温度。每当产品到达新的温度，按产品的最大工作电压及最小工作电压对产品的工作模式进行功能试验。在调温过程中将产品关闭。在Tmin 和Tmax 间的每个温度点，产品应保持正常功能，即功能状态应符合试验中及试验后都正常工作。循环数一般设置为5个，此为产品性能考核项目。

七、设备要求

7.1风速要求

各类温度变化类试验标准中都对温度变化试验箱内的风速有要求，均要求小于等于2m/S。这一要求是要确保受试产品在试验中不会因受到过高的气流作用，产生与实际使用中差异过大的热传导。试验箱内有一定风速有利于箱内温度快速均匀，而风速过大则会导致受试产品受风面热交换大于背面而在产品内部产生不符合实际的热传导现象。

7.2绝对湿度要求

这是基于使用一般材料制成的产品，进行温度冲击试验时湿度对其影响不显著的认识。810F中特别指出，进行多孔渗水材料(如纤维材料)试验时，因湿气易渗入产品，在低温下结冰后膨胀会导致材料损坏，建议试验时考虑控制控制试验箱的湿度。一般要求箱内绝对湿度小于或等于20 g/m。

7.3对试验箱空气温度恢复时间的要求

均是小于等于试验时间(指产品达到温度稳定的时间)的10%，而810F则明确小于等于5 min。提出这一要求的目的在于要求试验箱有较大的热沉以确保受试产品真正经受温度突然冲击的环境。

7.4对箱壁温度与试验温度的差值要求

各类标准中还规定了箱壁温度与试验温度的差值要求，这是为了避免因二者之间温差太大而造成过大的辐射加热效应，从而使受试产品产生温度不均匀。一般规定：≤3%（高温）、≤8%（低温）。

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