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    電子元器件溫度沖擊試驗

        一、概念定義

        溫度沖擊試驗(Temperature Shock Testing)也叫熱沖擊試驗(Thermal Shock Testing),高低溫冷熱沖擊試驗。
        溫度沖擊按照GJB 150.5A-2009 3.1的說法,是裝備周圍大氣溫度的急劇變化,溫度變化率大于10度/min,即為溫度沖擊。MIL-STD-810F503.4(2001)持相類似的觀點。決定冷熱溫度沖擊試驗的主要因素有:試驗溫度范圍、暴露時間、循環次數、試驗樣品重量及熱負荷等。 

        二、相關標準

        溫度沖擊試驗相關國內外標準如下表所示。

    溫度沖擊試驗相關國內外標準

        三、試驗原理

        溫度沖擊試驗可以考核電子元器件在突然經受溫度劇烈變化時的抵抗能力及適應能力。
        溫度的劇烈變化引起熱變形的劇烈變化,從而引起劇烈的應力變化。應力超過極限應力,便會出現裂紋,甚至斷裂。熱沖擊之后能否正常工作,表明該電子元器件的抗熱沖擊能力。
    可能暴露的缺陷有:封裝的密封性、引線鍵合、芯片粘片、芯片(裂紋)和PN結缺陷。

        四、試驗設備

        1、試驗設備:液體介質高低溫沖擊試驗箱。液態高低溫沖擊試驗箱采用攪拌對流液體介質代替循環流動空氣介質進行熱傳遞,可以滿足更嚴酷的試驗要求。系統結構可分為高溫液槽(預熱區),低溫液槽(預冷區)二部分,通過控制機械傳動部件將測試樣品交替置入高、低溫液槽的方式來模擬高溫與低溫之間的瞬間變化環境。
        2、工作原理:利用高溫液槽(預熱區)及低溫液槽(預冷區)預先升降溫儲存能量,依試驗動作需要通過控制機械移動式試料盒(試驗樣品放置區)快速移動到低溫液槽或高溫液槽的方式,達到快速冷熱沖擊試驗。

    溫度沖擊試驗

        五、注意事項

        1、溫度穩定 :有源試驗樣品中熱容量的部件每小時溫度變化不大于2℃時,則認為該試驗樣品達到了溫度穩定。對于結構件和無源器件通常不做考慮溫度穩定,以試驗箱內腔溫度穩定為準。
        2 、溫度保持時間 :每個循環中溫度保持時間多長比較合適,這個沒有一個明確的定義,需要根據每個不同的產品來制定適合的溫度保持時間,否則可能會出現欠試驗或者增加試驗時間產生不必要的額外成本。 那么溫度保持時間定義的依據是什么呢?其實很簡單,那就是多長時間后試驗樣品的溫度在目標溫度條件下穩定下來,即試驗樣品每小時溫度變化不大于2度。一般低溫的保持時間可能需要更久一些,建議以低溫的溫度穩定時間為準。 
        3、溫度沖擊循環:溫度沖擊循環次數的定義是經歷過從高溫到低溫各一次的溫度沖擊,再加上在高溫和低溫各經歷過相應保持時間。
        4、溫度沖擊與溫度循環的區別:溫度沖擊的關鍵在于沖擊,這是與溫度循環的區別,而不在于溫度變化率。溫度循環是從某個溫度逐漸變化到某個溫度,中間的每個溫度點都會經歷。但是溫度沖擊則不同,它會突然跳過中間的某些溫度點進行溫度變化,這就要求溫度沖擊一定要在不同的溫區進行變化,從這一點來上講兩箱式溫度沖擊箱更符合溫度沖擊試驗的要求。 
        5、溫度轉換時間:高低溫之間的溫度轉換時間不得長于溫度保持時間的10%,溫度轉換時間越短越好。如果使用兩臺溫度試驗箱進行溫度沖擊試驗,完成移動樣品的時間必須低于30s。

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