快速温变试验（ESS）与冷热冲击试验的比较

项目

冷热冲击试验

快速温变（环境应力筛选ESS）

备注

试验目的

主要考核试件在温度瞬间急剧变化一定次数后,检测试样因热胀冷缩)所引起的化学变化或物理破坏

利用外加的环境应力，使潜存于电子产品研发、设计、生产制程中，因不良元器件、制造工艺和其它原因等所造成的早期故障提早发生而暴露出来，给予修正和更换

试验目的不一样

测试阶段

主要在研发设计阶段,试制阶段

主要在量产阶段

阶段不一样

测试对象

主要用于测试材料结构或复合材料，现在用的zui多的还是电子产品的元器件或者组件级（如PCBA,IC）

主要适用于电子产品的元器件级，组件级和设备级

冷热冲击很少用于做设备级

温度变化速率要求

无温变速率指标,但要求温度恢复时间，参考点一般在出风口，国内外标准都要求5min以内，越快越好；也有标准要求在产品表面量测，温度恢复时间在15min以内

为了增强筛选效果，常见快速温变箱建议选择温变速率为10~25℃/min，且温变速率可控；

样品失效模式

由于材料蠕变（及疲劳损伤引起的失效，也称脆性失效

由于材料疲劳引起的失效

失效模式不一样

常见故障现象

如零部件的变形或破裂，绝缘保护层失效，运动部件的卡紧或松弛电气和电子元器件的变化，快速冷凝水或结霜引起电子或机械故障

如涂层、材料或线头上各种微裂纹扩大；使粘结不好的接头松驰；使螺钉连接或铆接不当的接头松驰；材料热膨胀系数不同产生的变形和应力引起的故障,使固封材料绝缘下降；使机械张力不足的压配接头松驰；使质差的钎焊接触电阻加大或造成开路；使运动件及密封件故障

从故障现象看上看二者有一些相同之处

参考标准

JESD22-A106B

GJB-150-A

MIL-STD-810G

MIL-STD-202G 

JEDEC JESD22-A104-b 

IEC68-2-1 

MIL-STD-2164-85

IEC60749-25

设备选择

a.对元器件（电容、电感、IC），板卡的中小尺寸产品，*选择提篮式冷热冲击，测试效果更严苛

b.对超大尺寸产品，如液晶电视或者重型产品，建议选择三箱式会更适合

c.如果遇到重型产品，而且尺寸也比较大，同时要求过冲小，可选择水平式提篮冷热冲击箱做参考

d．除霜周期要求

a.设备尺寸大小，常见尺寸400L, 800L, 1000L或定制

b．实际测试温度范围（如: -40℃~85℃），同时也要求设备全程温度范围（如：-70℃~190℃）

c.温变速率要求；是线性温变速率还是平均温变速率；如有带载温变速率要求，要明确带载情况，包括静态负载（通常拿铝锭做参考）和热负载（产品带电发热） 

d.验收标准（如: IEC-60068-3-5 和GB/T 5170）

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

三箱式（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

温度均匀度

＜2℃

温度偏差

±2℃

温度波动度

≤1℃（≤±0.5℃,按GB/T5170-1996表示）

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