1. 冷熱沖擊試驗(TC)與溫度沖擊試驗(TS)的區別
在環境可靠性測試中,冷熱沖擊試驗(Thermal Cycling, TC) 和 溫度沖擊試驗(Thermal Shock, TS) 都是用于評估產品在極端溫度變化下的性能,但兩者在測試方式、應用場景及嚴苛程度上有所不同。
對比項 | 冷熱沖擊試驗(TC) | 溫度沖擊試驗(TS) |
---|---|---|
溫度變化速率 | 較慢(如5℃/min) | 極快(如30℃/min以上) |
轉換方式 | 通常采用單箱式(空氣循環) | 多采用兩箱式(吊籃)或三箱式(閥門切換) |
適用標準 | JESD22-A104(溫度循環) | GJB 150.5、MIL-STD-883(溫度沖擊) |
測試目的 | 模擬漸變溫度變化(如晝夜溫差) | 模擬極端瞬時溫度變化(如航天器進出陰影區) |
典型應用 | 電子元器件、PCB板老化測試 | 軍工、汽車電子、航空設備 |
1.1 冷熱沖擊試驗(TC)
特點:溫度變化較慢,通常采用單箱式設備,通過空氣循環逐步改變溫度。
適用場景:模擬產品在自然環境中的漸變溫度變化,如晝夜溫差、季節性溫度波動。
示例:手機主板在-20℃~85℃循環1000次,驗證長期可靠性。
1.2 溫度沖擊試驗(TS)
特點:溫度變化極快,通常采用兩箱式(吊籃移動)或三箱式(閥門切換)設備,使樣品在幾秒內暴露于極端溫度。
適用場景:模擬瞬時極端溫差,如汽車冷啟動、航天器外層溫度驟變。
2. 冷熱沖擊試驗的關鍵參數
在冷熱沖擊試驗中,轉換時間、恢復時間、穩定時間、循環時間是衡量設備性能的核心指標,直接影響測試的準確性和可靠性。
2.1 轉換時間(Transition Time)
定義:樣品從一個溫度極端(如-40℃)轉移到另一個極端(如125℃)所需的時間。
標準要求:
GJB 150.5:≤1分鐘
ISO 16750-4:≤10秒
MIL-STD-883:≤1分鐘
影響因素:
兩箱式(吊籃):機械移動速度(通常10~30秒)
三箱式(閥門):氣流切換效率(通常5~15秒)
.2 恢復時間(Recovery Time)
定義:樣品到達目標溫度后,溫度波動穩定在允許偏差范圍內(如±2℃)所需的時間。
標準要求:
GJB 548B:≤15分鐘
JESD22-A104:無明確限制,但通常≤5分鐘
影響因素:
設備功率:加熱/制冷能力越強,恢復越快
樣品熱容:金屬件恢復快,塑料件恢復慢
2.3 穩定時間(Dwell Time)
定義:樣品在目標溫度下保持的時間,確保溫度均勻滲透整個產品。
標準要求:
GJB 150.5:≥10分鐘
AQG 324:≥15分鐘
應用場景:
電子元件需足夠時間達到熱平衡,避免虛假失效
汽車零部件需模擬長時間極端環境暴露
2.4 循環時間(Cycle Time)
定義:完成一次完整溫度沖擊(如高溫→低溫→高溫)所需的總時間。
計算公式:
循環時間 = 轉換時間 + 恢復時間 + 穩定時間 × 2
3. 如何選擇冷熱沖擊試驗方式?
考慮因素 | 選擇TC(溫度循環) | 選擇TS(溫度沖擊) |
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