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在可靠性測試中,冷熱沖擊試驗被譽為“快速致命測試",可在短時間內暴露產品潛在缺陷,如焊點裂紋、結構開裂、封裝失效等。
而設備結構,是冷熱沖擊試驗效果的核心變量。目前行業中常見結構有兩種:
兩箱式冷熱沖擊試驗箱;三箱式冷熱沖擊試驗箱
許多客戶在設備選型時都會問:
“三箱是不是更先進?"“標準有沒有規定轉換時間?"“我這個產品到底適合哪一種?"
本文將從標準定義、設備結構、技術參數與應用行業四個方面,全面解讀這兩種結構的差異,并結合 國際標準內容(GB/T、IEC、MIL-STD)給出選型建議。
一.冷熱沖擊試驗的標準定義
冷熱沖擊試驗屬于《GB/T 2423.22-2012》《IEC 60068-2-14:2009》所定義的溫度變化試驗(Test N),分為:
Test Na:規定轉換時間的快速溫度變化;Test Nb:規定變化速率的溫度變化
其核心技術動作包括:
高溫/低溫兩個溫區;
快速完成溫區之間的切換(transfer);在各溫區保持足夠時間(exposure)以完成應力加載。
二.標準對轉換時間 t? 與暴露時間 t? 的定義
?? 暴露時間(t?):
根據 IEC 60068-2-14:2009 第7.2.3節:
“暴露時間 t? 應結合試樣熱容量設定,推薦值包括 15min、30min、1h、2h、3h。"
?? 一般工業產品以 15~30 分鐘較為常見。
?? 轉換時間(t?):
IEC 60068-2-14:2009 第7.2.5節定義:
“t? 指試樣從一個溫區轉移至另一個溫區(適用于兩箱結構),或指單腔中熱/冷氣流切換,移動以及在室溫下停留的時間。"
?? 標準建議t? 不應超過 3min。
MIL-STD-883H(Method 1010)對JUN工微電子器件測試提出的專用要求:“轉換時間 ≤10s"。但若提籃尺寸過大,轉換時間可能會超10s。
三.兩種結構工作原理解析
? 兩箱式冷熱沖擊試驗箱結構
試樣托盤在高溫與低溫兩個腔體間上下或左右移動,實現冷熱轉換。
兩箱式冷熱沖擊試驗箱技術規格:
型號 | SEL-A | SEL-B | SEL-C |
提籃尺寸 | 40×40×30 | 50×50×30 | 60×60×30 |
外箱尺寸 | 136×192×205 | 146×230×220 | 162×232×220 |
預熱溫度上限 | +60.00℃~+200.00℃(約30min) | ||
預冷溫度下限 | R.T ~-80.00℃(約60min) | ||
沖擊溫度范圍 | -65.00℃/ -55.00℃/ -40.00℃~+150.00℃ | ||
溫度波動度 | ≤1℃(≤±0.5℃,按GB/T5170-1996表示) | ||
溫度偏差 | ≤±2℃(-65℃~+150℃) | ||
溫度均勻度 | ≤2 | ||
溫度恢復時間 | ≤5min | ||
轉換時間 | <5Sec | ||
控制器 | 液晶顯示觸摸屏PLC控制器 | ||
制冷方式 | 機械壓縮二元復疊制冷方式 | ||
運行方式 | 程式運行+恒定運行 | ||
外箱材質 | 冷軋鋼板靜電噴塑 | ||
安全保護 | 漏電、短路、超溫、缺水、電機過熱、壓縮機超壓、超載、電流保護 | ||
電源電壓 | AC380V 50Hz三相四線+接地線 |
三箱式冷熱沖擊試驗箱結構
三箱式冷熱沖擊試驗箱技術規格:
型號(CM) | SET-A | SET-B | SET-C | SET-D | SET-G | |
內部尺寸 | 40×35×35 | 50×50×40 | 60×50×50 | 70×60×60 | 80×70×60 | |
外部尺寸 | 140×165×165 | 150×190×175 | 160×190×185 | 170×240×195 | 180×260×200 | |
結構 | 三廂式(預冷箱)(預熱箱)(測試箱) | |||||
氣門裝置 | 強制的空氣裝置氣門 | |||||
內箱材質 | SUS#304不銹鋼 | |||||
外箱材質 | 冷軋鋼板靜電噴塑 | |||||
冷凍系統 | 機械壓縮二元式 復疊制冷方式 | |||||
轉換時間 | <10Sec | |||||
溫度恢復時間 | <5min | |||||
溫度偏差 | ±2℃ | |||||
冷卻方式 | 水冷 | |||||
駐留時間 | 30 min | |||||
溫度范圍 | 預熱溫度 | +60~200℃(40min) | ||||
高溫沖擊 | +60~150℃ | |||||
預冷溫度 | +20℃~-80℃(70min) | |||||
低溫沖擊 | -10℃~-40℃/-55℃/-65℃ | |||||
溫度傳感器 | JIS RTD PT100Ω × 3 (白金傳感器) | |||||
控制器 | 液晶顯示觸摸屏PLC控制器 | |||||
控制方式 | 靠積分飽和PID,模糊算法 平衡式調溫P.I.D + P.W.M + S.S.R | |||||
標準配置 | 附照明玻璃窗口1套、試品架2個、測試引線孔1個 | |||||
安全保護 | 漏電、短路、超溫、缺水、電機過熱、壓縮機超壓、超載、過電流保護 | |||||
電源電壓 | AC380V 50Hz三相四線+接地線 |