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溫度沖擊試驗(yàn)箱技術(shù)規(guī)格:
型號(CM) | SET-A | SET-B | SET-C | SET-D | SET-G | |
內(nèi)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(jié)構(gòu) | 三廂式(預(yù)冷箱)(預(yù)熱箱)(測試箱) | |||||
氣門裝置 | 強(qiáng)制的空氣裝置氣門 | |||||
內(nèi)箱材質(zhì) | SUS#304不銹鋼 | |||||
外箱材質(zhì) | 冷軋鋼板靜電噴塑 | |||||
冷凍系統(tǒng) | 機(jī)械壓縮二元式 復(fù)疊制冷方式 | |||||
轉(zhuǎn)換時(shí)間 | <10Sec | |||||
溫度恢復(fù)時(shí)間 | <5min | |||||
溫度偏差 | ±2℃ | |||||
冷卻方式 | 水冷 | |||||
駐留時(shí)間 | 30 min | |||||
溫度范圍 | 預(yù)熱溫度 | +60~200℃(40min) | ||||
高溫沖擊 | +60~150℃ | |||||
預(yù)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(diào)溫P.I.D + P.W.M + S.S.R | |||||
標(biāo)準(zhǔn)配置 | 附照明玻璃窗口1套、試品架2個(gè)、測試引線孔1個(gè) | |||||
安全保護(hù) | 漏電、短路、超溫、缺水、電機(jī)過熱、壓縮機(jī)超壓、超載、過電流保護(hù) | |||||
電源電壓 | AC380V 50Hz三相四線+接地線 |
不同點(diǎn):
1. 定義
溫度循環(huán) :高溫和低溫之間緩慢變化,具體可參考之前的文章。
溫度沖擊 :通過快速切換極限溫度,測試產(chǎn)品在劇烈溫度變化下的抗性,模擬航空航天或電子設(shè)備中的突發(fā)溫差場景。
2. 高低溫保持時(shí)間(Soak Time)
一般達(dá)到產(chǎn)品熱平衡溫度即可,所以不同產(chǎn)品保持時(shí)間都不一樣,需根據(jù)實(shí)際(測試/摸底)情況來定義。有觀點(diǎn)認(rèn)為溫度循環(huán)產(chǎn)品各個(gè)部分都需要達(dá)到熱平衡,而溫度沖擊核心區(qū)域達(dá)到熱平衡即可(俺表示不認(rèn)同)。
溫度循環(huán) :目的:確保樣品內(nèi)部達(dá)到熱平衡,以暴露累積疲勞損傷。
影響因素:樣品質(zhì)量、是否通電等。
溫度沖擊 :目的:快速施加極限熱應(yīng)力,關(guān)注瞬時(shí)失效機(jī)制。
若產(chǎn)品均需達(dá)到熱平衡,則溫度沖擊高低溫保留時(shí)間應(yīng)較溫度循環(huán)高低溫保留時(shí)間更短,為啥?因?yàn)闇囟妊h(huán)溫變速率慢,產(chǎn)品內(nèi)部溫升較溫度沖擊高。
3. 溫變速率
溫度循環(huán) :較慢(≤20℃/分鐘),模擬實(shí)際環(huán)境中的漸變溫差。
溫度沖擊 :很快(>30℃/分鐘),模擬極限環(huán)境中的驟變溫差,實(shí)際均用兩箱或三箱式溫箱,溫度切換快。
4. 應(yīng)力場景
溫度循環(huán) :模擬電子產(chǎn)品開關(guān)機(jī)、晝夜溫差等緩慢溫度變化。
強(qiáng)調(diào)長期熱膨脹和收縮效應(yīng)。
溫度沖擊 :SETH/賽思檢測設(shè)備模擬從恒溫環(huán)境突然進(jìn)入極限溫度(如室外極寒氣候)、設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的瞬間溫差變化、高空飛行等極限場景(回流焊、干燥、維修等制造、修理工藝中劇烈的溫度變化)。
強(qiáng)調(diào)瞬間熱應(yīng)力集中。
5. 測試目的
溫度循環(huán) :評估材料在長期使用中因熱膨脹系數(shù)(CTE-Coefficients of Thermal Expansion)不匹配導(dǎo)致的失效。
關(guān)注材料的耐久性和可靠性,測試時(shí)間為數(shù)百次循環(huán)。
溫度沖擊 :確定部件對極限溫度突變的抗性,暴露材料或工藝缺陷。
關(guān)注產(chǎn)品的即時(shí)性能和結(jié)構(gòu)完整性,測試時(shí)間較短。
6. 測試原理
溫度循環(huán) :核心:漸變應(yīng)力的累積效應(yīng)。
方法:通過緩慢溫度變化(1~5℃/min)模擬長期熱脹冷縮過程,評估材料間的熱匹配性和疲勞壽命。
溫度沖擊 :核心:驟變應(yīng)力的瞬時(shí)破壞。
方法:通過快速溫度變化(≥30℃/min)引發(fā)材料內(nèi)部瞬間應(yīng)力集中,暴露封裝結(jié)構(gòu)的脆性斷裂或界面分離缺陷。
7. 失效模式
溫度循環(huán) :主要失效模式:蠕變疲勞(Creep Fatigue)、應(yīng)力松弛(Stress Relaxation) 。
典型現(xiàn)象:焊點(diǎn)開裂、引腳損壞、密封失效、PCB分層、BGA互連缺陷。
材料問題:陶瓷與金屬界面因反復(fù)膨脹收縮產(chǎn)生裂紋,焊點(diǎn)蠕變導(dǎo)致電氣連接失效,環(huán)氧樹脂與陶瓷基板因CTE不匹配引發(fā)分層。
溫度沖擊 :主要失效模式:拉伸過應(yīng)力(Tensile Overstress)和 拉伸疲勞(Tensile Fatigue) 。
典型現(xiàn)象:金絲鍵合點(diǎn)脫落、倒裝芯片凸點(diǎn)失效、芯片開裂、封裝開裂。
材料問題:脆性材料直接斷裂(陶瓷外殼在驟冷驟熱下因內(nèi)部應(yīng)力集中直接斷裂)、界面剝離(金絲鍵合點(diǎn)或倒裝芯片凸點(diǎn)因瞬時(shí)熱應(yīng)力脫離基板)、氣密性封裝泄漏(氣密性封裝(如金屬-陶瓷密封)在劇烈溫差下泄漏率超標(biāo))。
8. 測試設(shè)備
溫度循環(huán) :單槽式恒溫箱,溫度在高低溫之間逐漸變化。
溫度沖擊 :多槽式(熱/冷室)或快速過渡裝置(如氣-氣或液-液切換)。
9. 費(fèi)用與測試時(shí)間
溫度循環(huán) :費(fèi)用較低,但整體測試時(shí)間較長(數(shù)百次至數(shù)千次循環(huán)),更多應(yīng)用于溫度循環(huán)加速壽命類測試。
溫度沖擊 :費(fèi)用較高,但測試時(shí)間較短(一般到幾百次的水平)。
10. 應(yīng)用邏輯
溫度循環(huán) :關(guān)注長期疲勞累積,適用于壽命預(yù)測與材料優(yōu)化。
典型失效:焊點(diǎn)疲勞、材料老化。
溫度沖擊 :關(guān)注工藝缺陷篩查與極限環(huán)境驗(yàn)證。
典型失效:脆性斷裂、界面剝離。
11. 測試標(biāo)準(zhǔn)
溫度循環(huán) :MIL-STD-883, Method 1010,JESD22-A104,JESD22-A105,IEC 60068-2-14
溫度沖擊 :MIL-STD-750,MIL-STD-202, Method 107,MIL-STD-810, Method 503,IEC 60068-2-14