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在可靠性测试中,冷热冲击试验被誉为“快速致命测试",可在短时间内暴露产品潜在缺陷,如焊点裂纹、结构开裂、封装失效等。
而设备结构,是冷热冲击试验效果的核心变量。目前行业中常见结构有两种:
两箱式冷热冲击试验箱;三箱式冷热冲击试验箱
许多客户在设备选型时都会问:
“三箱是不是更先进?"“标准有没有规定转换时间?"“我这个产品到底适合哪一种?"
本文将从标准定义、设备结构、技术参数与应用行业四个方面,全面解读这两种结构的差异,并结合 国际标准内容(GB/T、IEC、MIL-STD)给出选型建议。
一.冷热冲击试验的标准定义
冷热冲击试验属于《GB/T 2423.22-2012》《IEC 60068-2-14:2009》所定义的温度变化试验(Test N),分为:
Test Na:规定转换时间的快速温度变化;Test Nb:规定变化速率的温度变化
其核心技术动作包括:
高温/低温两个温区;
快速完成温区之间的切换(transfer);在各温区保持足够时间(exposure)以完成应力加载。
二.标准对转换时间 t₂ 与暴露时间 t₁ 的定义
🔹 暴露时间(t₁):
根据 IEC 60068-2-14:2009 第7.2.3节:
“暴露时间 t₁ 应结合试样热容量设定,推荐值包括 15min、30min、1h、2h、3h。"
👉 一般工业产品以 15~30 分钟较为常见。
🔹 转换时间(t₂):
IEC 60068-2-14:2009 第7.2.5节定义:
“t₂ 指试样从一个温区转移至另一个温区(适用于两箱结构),或指单腔中热/冷气流切换,移动以及在室温下停留的时间。"
👉 标准建议t₂ 不应超过 3min。
MIL-STD-883H(Method 1010)对JUN工微电子器件测试提出的专用要求:“转换时间 ≤10s"。但若提篮尺寸过大,转换时间可能会超10s。
三.两种结构工作原理解析
✅ 两箱式冷热冲击试验箱结构
试样托盘在高温与低温两个腔体间上下或左右移动,实现冷热转换。
两箱式冷热冲击试验箱技术规格:
型号 | SEL-A | SEL-B | SEL-C |
提篮尺寸 | 40×40×30 | 50×50×30 | 60×60×30 |
外箱尺寸 | 136×192×205 | 146×230×220 | 162×232×220 |
预热温度上限 | +60.00℃~+200.00℃(约30min) | ||
预冷温度下限 | R.T ~-80.00℃(约60min) | ||
冲击温度范围 | -65.00℃/ -55.00℃/ -40.00℃~+150.00℃ | ||
温度波动度 | ≤1℃(≤±0.5℃,按GB/T5170-1996表示) | ||
温度偏差 | ≤±2℃(-65℃~+150℃) | ||
温度均匀度 | ≤2 | ||
温度恢复时间 | ≤5min | ||
转换时间 | <5Sec | ||
控制器 | 液晶显示触摸屏PLC控制器 | ||
制冷方式 | 机械压缩二元复叠制冷方式 | ||
运行方式 | 程式运行+恒定运行 | ||
外箱材质 | 冷轧钢板静电喷塑 | ||
安全保护 | 漏电、短路、超温、缺水、电机过热、压缩机超压、超载、电流保护 | ||
电源电压 | AC380V 50Hz三相四线+接地线 |
三箱式冷热冲击试验箱结构
三箱式冷热冲击试验箱技术规格:
型号(CM) | SET-A | SET-B | SET-C | SET-D | SET-G | |
内部尺寸 | 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 | |
结构 | 三厢式(预冷箱)(预热箱)(测试箱) | |||||
气门装置 | 强制的空气装置气门 | |||||
内箱材质 | SUS#304不锈钢 | |||||
外箱材质 | 冷轧钢板静电喷塑 | |||||
冷冻系统 | 机械压缩二元式 复叠制冷方式 | |||||
转换时间 | <10Sec | |||||
温度恢复时间 | <5min | |||||
温度偏差 | ±2℃ | |||||
冷却方式 | 水冷 | |||||
驻留时间 | 30 min | |||||
温度范围 | 预热温度 | +60~200℃(40min) | ||||
高温冲击 | +60~150℃ | |||||
预冷温度 | +20℃~-80℃(70min) | |||||
低温冲击 | -10℃~-40℃/-55℃/-65℃ | |||||
温度传感器 | JIS RTD PT100Ω × 3 (白金传感器) | |||||
控制器 | 液晶显示触摸屏PLC控制器 | |||||
控制方式 | 靠积分饱和PID,模糊算法 平衡式调温P.I.D + P.W.M + S.S.R | |||||
标准配置 | 附照明玻璃窗口1套、试品架2个、测试引线孔1个 | |||||
安全保护 | 漏电、短路、超温、缺水、电机过热、压缩机超压、超载、过电流保护 | |||||
电源电压 | AC380V 50Hz三相四线+接地线 |