1. 冷热冲击试验(TC)与温度冲击试验(TS)的区别
在环境可靠性测试中,冷热冲击试验(Thermal Cycling, TC) 和 温度冲击试验(Thermal Shock, TS) 都是用于评估产品在极端温度变化下的性能,但两者在测试方式、应用场景及严苛程度上有所不同。
对比项 | 冷热冲击试验(TC) | 温度冲击试验(TS) |
---|---|---|
温度变化速率 | 较慢(如5℃/min) | 极快(如30℃/min以上) |
转换方式 | 通常采用单箱式(空气循环) | 多采用两箱式(吊篮)或三箱式(阀门切换) |
适用标准 | JESD22-A104(温度循环) | GJB 150.5、MIL-STD-883(温度冲击) |
测试目的 | 模拟渐变温度变化(如昼夜温差) | 模拟极端瞬时温度变化(如航天器进出阴影区) |
典型应用 | 电子元器件、PCB板老化测试 | 军工、汽车电子、航空设备 |
1.1 冷热冲击试验(TC)
特点:温度变化较慢,通常采用单箱式设备,通过空气循环逐步改变温度。
适用场景:模拟产品在自然环境中的渐变温度变化,如昼夜温差、季节性温度波动。
示例:手机主板在-20℃~85℃循环1000次,验证长期可靠性。
1.2 温度冲击试验(TS)
特点:温度变化极快,通常采用两箱式(吊篮移动)或三箱式(阀门切换)设备,使样品在几秒内暴露于极端温度。
适用场景:模拟瞬时极端温差,如汽车冷启动、航天器外层温度骤变。
2. 冷热冲击试验的关键参数
在冷热冲击试验中,转换时间、恢复时间、稳定时间、循环时间是衡量设备性能的核心指标,直接影响测试的准确性和可靠性。
2.1 转换时间(Transition Time)
定义:样品从一个温度极端(如-40℃)转移到另一个极端(如125℃)所需的时间。
标准要求:
GJB 150.5:≤1分钟
ISO 16750-4:≤10秒
MIL-STD-883:≤1分钟
影响因素:
两箱式(吊篮):机械移动速度(通常10~30秒)
三箱式(阀门):气流切换效率(通常5~15秒)
.2 恢复时间(Recovery Time)
定义:样品到达目标温度后,温度波动稳定在允许偏差范围内(如±2℃)所需的时间。
标准要求:
GJB 548B:≤15分钟
JESD22-A104:无明确限制,但通常≤5分钟
影响因素:
设备功率:加热/制冷能力越强,恢复越快
样品热容:金属件恢复快,塑料件恢复慢
2.3 稳定时间(Dwell Time)
定义:样品在目标温度下保持的时间,确保温度均匀渗透整个产品。
标准要求:
GJB 150.5:≥10分钟
AQG 324:≥15分钟
应用场景:
电子元件需足够时间达到热平衡,避免虚假失效
汽车零部件需模拟长时间极端环境暴露
2.4 循环时间(Cycle Time)
定义:完成一次完整温度冲击(如高温→低温→高温)所需的总时间。
计算公式:
循环时间 = 转换时间 + 恢复时间 + 稳定时间 × 2
3. 如何选择冷热冲击试验方式?
考虑因素 | 选择TC(温度循环) | 选择TS(温度冲击) |
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