可靠度环境试验除了高温、低温、高温高湿、温湿度组合循环之外,高低温冲击也是常见的测试项目,高低温冲击的试验目的是透过超过自然环境的剧烈温度变化(温变率大于20℃/min以上,甚至可达30~40℃/min),找出产品的设计和工艺缺陷,但经常会有将温度循环与高低温冲击混淆在一起的状况。【温度循环】是指在高低温变化过程,温度的变化率是可指定可控制的;而【高低温冲击】的温度变化率是不指定的,主要是要求复归时间(Recovery Time),依据IEC规范说明温度循环的试验方式有三种:Na、Nb、NC。高低温冲击则是三种中的【Na】测试项目(规定转换时间的快速温度变化;介质:空气),高低温冲击的主要参数为:高温低温条件、驻留时间、复归时间、循环数,在高低温条件与驻留时间目前新的规范会要求依据测试品表面温度,而不是试验设备测试区的空气温度。
高低温冲击试验箱:
是用来测试材料结构或复合材料,在瞬间下经极高温及极低温连续环境下,所能忍受的程度,借以在短时间内试验其因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害,适用的对象包括金属、塑胶、橡胶、电子等材料,可作为其产品改进的依据或参考。
高低温冲击试验过程可找出下列产品的瑕疵:
膨胀系数不同引起的连接部剥离
膨胀系数不同龟裂后水分进入
水分渗入导致腐蚀及短路现象发生的加速试验
依据国际规范IEC说明,有下列情况是常见的温度变化:
1、当设备从温暖的室内环境转移到寒冷的户外环境,或相反情况时
2、当设备遇到淋雨或泡到冷水中而突然冷却时
3、安装于外面的机载设备中(如:汽车、5G、户外监控系统、太阳能)
4、在某些运输(车运、船运、空运)和贮存条件下(无空调仓库)
高低温冲击可分为两箱冲击与三箱冲击两种方式:
温度冲击常见的是“高温→低温、低温→高温”的方式,这样的方式又称为【两箱冲击】,另外一种所谓的【三箱式冲击】,过程是“高温→常温→低温、低温→常温→高温”,在高温低温之间插入了一个[过常温]的动作,避免在两个极端温度之间增加一个缓冲,如果看规范与测试条件,通常有过常温的条件,其高低温都会极高与极低,在工业规范与车规比较会看到有过常温的温度冲击条件。
IEC高低温冲击试验条件:
高温:30、40、55、70、85、100、125、155℃
低温:5、-5、-10、-25、-40、-55、-65℃
驻留时间:10min、30min、1hr、2hr、3hr(若无规定则定3hr)
高低温冲击驻留时间说明:
高低温冲击的驻留时间除了规范有要求之外,有的会依据测试品重量与测试品表面温度两种方式。
高低温冲击驻留时间依据重量的规范有:
GJB360A-96-107、MIL-202F-107、EIAJ ED4701/100、JASO-D001等。
高低温冲击驻留时间依据表温控制的规范有:
MIL-STD-883K、MIL-STD-202H(测试品上方空气)
MIL883K-2016对【高低温冲击】规范要求:
1.空气温度到达设定值之后,待测品表面需要在16分钟内也要到达(驻留时间不少于10min)。
2.高温与低温冲击都是超过设定值,但不可超过10℃。
IEC高低温冲击试验后续动作:
原因:IEC温度试验方法只是系列试验中的一部分,因为有些失效在试验方法结束后不一定会马上显现。
后续需进行的试验项目:
IEC60068-2-17密封性试验
IEC60068-2-6正弦振动
IEC60068-2-78稳态湿热
IEC60068-2-30湿热温度循环
锡须(晶须)高低温冲击试验条件整理:
1、-55(+0/-10)℃←→85(+10/-0)℃,20min/1cycle (500cycle检查一次)
1000 cycles、1500 cycles、2000 cycles、3000 cycles
2、 85(±5)℃←→-40(+5/-15)℃,20min/1cycle,500cycles
3、-35±5℃←→125±5℃,驻留7min,500±4cycles
4、-55(+0/-10)℃←→80(+10/-0)℃,驻留7min,20min/1cycle,1000cycles
高低温冲击试验箱产品特色:
1、除霜频率:每600cycles除霜一次(测试条件:+150℃~-55℃)。
2、负载调整功能:可依据待测品负载量,进行系统自动调整,无需手动设定。
3、高重量负载:设备出厂前,使用铝质IC(7.5Kg)进行负载模拟,确认设备可符合需求。
4、高低温冲击Sensor位置:测试区之出风口与回风口可选择或两者皆安装,符合MIL-STD测试规范,除符合规范要求外,亦较贴近测试品测试时所受到的冲击效果,降低测试不确定性,分布均匀度。
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