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在可靠性測試中,冷熱沖擊試驗被譽為“快速致命測試",可在短時間內暴露產品潛在缺陷,如焊點裂紋、結構開裂、封裝失效等。
而設備結構,是冷熱沖擊試驗效果的核心變量。目前行業中常見結構有兩種:
兩箱式冷熱沖擊試驗箱;三箱式冷熱沖擊試驗箱
許多客戶在設備選型時都會問:
“三箱是不是更先進?"“標準有沒有規定轉換時間?"“我這個產品到底適合哪一種?"
本文將從標準定義、設備結構、技術參數與應用行業四個方面,全面解讀這兩種結構的差異,并結合 國際標準內容(GB/T、IEC、MIL-STD)給出選型建議。
一.冷熱沖擊試驗的標準定義
冷熱沖擊試驗屬于《GB/T 2423.22-2012》《IEC 60068-2-14:2009》所定義的溫度變化試驗(Test N),分為:
Test Na:規定轉換時間的快速溫度變化;Test Nb:規定變化速率的溫度變化
其核心技術動作包括:
高溫/低溫兩個溫區;
快速完成溫區之間的切換(transfer);在各溫區保持足夠時間(exposure)以完成應力加載。
二.標準對轉換時間 t? 與暴露時間 t? 的定義
?? 暴露時間(t?):
根據 IEC 60068-2-14:2009 第7.2.3節:
“暴露時間 t? 應結合試樣熱容量設定,推薦值包括 15min、30min、1h、2h、3h。"
?? 一般工業產品以 15~30 分鐘較為常見。
?? 轉換時間(t?):
IEC 60068-2-14:2009 第7.2.5節定義:
“t? 指試樣從一個溫區轉移至另一個溫區(適用于兩箱結構),或指單腔中熱/冷氣流切換,移動以及在室溫下停留的時間。"
?? 標準建議t? 不應超過 3min。
MIL-STD-883H(Method 1010)對JUN工微電子器件測試提出的專用要求:“轉換時間 ≤10s"。但若提籃尺寸過大,轉換時間可能會超10s。
三.兩種結構工作原理解析
? 兩箱式冷熱沖擊試驗箱結構
試樣托盤在高溫與低溫兩個腔體間上下或左右移動,實現冷熱轉換。

兩箱式冷熱沖擊試驗箱技術規格:
型號  | SEL-A  | SEL-B  | SEL-C  | 
提籃尺寸  | 40×40×30  | 50×50×30  | 60×60×30  | 
外箱尺寸  | 136×192×205  | 146×230×220  | 162×232×220  | 
預熱溫度上限  | +60.00℃~+200.00℃(約30min)  | ||
預冷溫度下限  | R.T ~-80.00℃(約60min)  | ||
沖擊溫度范圍  | -65.00℃/ -55.00℃/ -40.00℃~+150.00℃  | ||
溫度波動度  | ≤1℃(≤±0.5℃,按GB/T5170-1996表示)  | ||
溫度偏差  | ≤±2℃(-65℃~+150℃)  | ||
溫度均勻度  | ≤2  | ||
溫度恢復時間  | ≤5min  | ||
轉換時間  | <5Sec  | ||
控制器  | 液晶顯示觸摸屏PLC控制器  | ||
制冷方式  | 機械壓縮二元復疊制冷方式  | ||
運行方式  | 程式運行+恒定運行  | ||
外箱材質  | 冷軋鋼板靜電噴塑  | ||
安全保護  | 漏電、短路、超溫、缺水、電機過熱、壓縮機超壓、超載、電流保護  | ||
電源電壓  | AC380V 50Hz三相四線+接地線  | ||
 三箱式冷熱沖擊試驗箱結構

三箱式冷熱沖擊試驗箱技術規格:
型號(CM)  | SET-A  | SET-B  | SET-C  | SET-D  | SET-G  | |
內部尺寸  | 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  | |
結構  | 三廂式(預冷箱)(預熱箱)(測試箱)  | |||||
氣門裝置  | 強制的空氣裝置氣門  | |||||
內箱材質  | SUS#304不銹鋼  | |||||
外箱材質  | 冷軋鋼板靜電噴塑  | |||||
冷凍系統  | 機械壓縮二元式 復疊制冷方式  | |||||
轉換時間  | <10Sec  | |||||
溫度恢復時間  | <5min  | |||||
溫度偏差  | ±2℃  | |||||
冷卻方式  | 水冷  | |||||
駐留時間  | 30 min  | |||||
溫度范圍  | 預熱溫度  | +60~200℃(40min)  | ||||
高溫沖擊  | +60~150℃  | |||||
預冷溫度  | +20℃~-80℃(70min)  | |||||
低溫沖擊  | -10℃~-40℃/-55℃/-65℃  | |||||
溫度傳感器  | JIS RTD PT100Ω × 3 (白金傳感器)  | |||||
控制器  | 液晶顯示觸摸屏PLC控制器  | |||||
控制方式  | 靠積分飽和PID,模糊算法 平衡式調溫P.I.D + P.W.M + S.S.R  | |||||
標準配置  | 附照明玻璃窗口1套、試品架2個、測試引線孔1個  | |||||
安全保護  | 漏電、短路、超溫、缺水、電機過熱、壓縮機超壓、超載、過電流保護  | |||||
電源電壓  | AC380V 50Hz三相四線+接地線  | |||||