冷熱沖擊試驗與快速溫變試驗的區(qū)別

什么是冷熱沖擊試驗？

 冷熱沖擊試驗又被稱為溫度沖擊試驗，或者高低溫冷熱沖擊試驗。它是模擬產(chǎn)品在設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)、運輸、安裝及使用的過程中可能會經(jīng)受的劇烈溫度變化，主要驗證的是測試品的結(jié)構(gòu)件耐熱脹冷縮性能。一定程度上講，冷熱沖擊試驗屬于一種破壞性試驗。

什么是快速溫變試驗？

快速溫變試驗包含于環(huán)境應(yīng)力篩選ESS試驗中，是一種高效地提高產(chǎn)品可靠性的方法。

環(huán)境應(yīng)力篩選（Environment Stress Screen ,簡稱ESS）是鑒別和剔除產(chǎn)品工藝和元件引起的早期故障的一種工序和方法，主要通過向元器件以上各層次產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力，將其內(nèi)部的潛在缺陷激發(fā)變成故障，并通過檢驗發(fā)現(xiàn)和排除故障的過程，是一種工藝手段，非破壞性試驗。

冷熱沖擊試驗與快速溫變試驗的區(qū)別

1、試驗?zāi)康牟煌?/span>

     冷熱沖擊試驗箱是金屬、塑料、橡膠、電子等材料行業(yè)必備的測試設(shè)備，用于測試材料結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，在經(jīng)極高溫及極低溫的溫度瞬間急劇變化一定次數(shù)后，得以在短時間內(nèi)檢測試樣因熱脹冷縮所引起的化學(xué)變化或物理傷害。通常采用的兩箱或三箱式冷熱沖擊試驗箱。

     快速溫變則是利用外加的環(huán)境應(yīng)力，使?jié)摯嬗陔娮赢a(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)制程中，因不良元器件、制造工藝和其它原因等所造成的早期故障提早發(fā)生而暴露出來，給予修正和更換。一般采用快速溫變試驗箱（亦可稱為ESS環(huán)境應(yīng)力篩選試驗箱），可對產(chǎn)品接觸到的可能導(dǎo)致過早故障的氣候、熱力或機械應(yīng)力進(jìn)行篩查試驗。

2、測試階段的不同

      冷熱沖擊主要在研發(fā)設(shè)計階段，試制階段；

      快速溫變主要在量產(chǎn)階段。

3、測試對象的不同

      冷熱沖擊試驗箱主要用于測試材料結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，現(xiàn)在使用最多的還是電子產(chǎn)品的元器件或者組件級（如PCBA，IC）。

      快速溫變則主要適用于電子產(chǎn)品的元器件級，組件級和設(shè)備級。

4、試驗結(jié)構(gòu)的不同

 A、冷熱沖擊試驗箱用來進(jìn)行冷熱沖擊試驗，其內(nèi)部構(gòu)造與快速溫變試驗箱不同，冷熱沖擊試驗箱箱體內(nèi)有兩個溫區(qū)，高溫區(qū)和低溫區(qū)。冷熱沖擊試驗箱分為兩箱式和三箱式，兩箱式冷熱沖擊試驗箱主要采用上下吊索（或螺紋軸承）移動的方式，在高溫區(qū)和低溫區(qū)來回移動，形成冷熱沖擊的效果；三箱式的冷熱沖擊試驗箱則采用的是三箱體的設(shè)計，分為高溫區(qū)、低溫區(qū)和測試區(qū)，試驗時將試驗物品放置于測試區(qū)，通過高溫區(qū)和低溫區(qū)的溫度氣流來對測試區(qū)的試驗物品進(jìn)行交替沖擊，形成冷熱沖擊效果。 B、快速溫變試驗箱與冷熱沖擊試驗箱不同，它內(nèi)部只有一個箱體，只能在某一時間內(nèi)存在高溫或低溫，溫度的變化都需要升溫、降溫來實現(xiàn)，因為溫度上升或下降的速率較快，所以也叫做快速溫變試驗箱，在溫變的速率上來說，達(dá)不到冷熱沖擊試驗箱的效果。

5、溫度變化速率要求不同

      冷熱沖擊試驗的溫度變化是在5min內(nèi)完成溫到溫和溫到溫沖擊的轉(zhuǎn)換。是在瞬間轉(zhuǎn)換溫度，轉(zhuǎn)換速率是非常之快，所以通常叫溫度沖擊試驗箱，也有標(biāo)準(zhǔn)要求在產(chǎn)品表面量測，溫度恢復(fù)時間在15min以內(nèi)。而且溫度沖擊是在非線性的情況下完成的。溫度沖擊原理是需要高溫測試時高溫儲藏箱的溫度通過控制自動輸送到測試箱以達(dá)到高溫沖擊的效果，低溫沖擊等同。主要試驗?zāi)康氖菧囟葲_擊。

快速溫度變化是在規(guī)定的時間內(nèi)完成降溫和升溫的，分非線性和線性。例如一臺溫度范圍-40℃到80℃的設(shè)備，在線性降溫的情況下從溫80℃到-40℃以每分鐘5℃的情況降溫需要24min達(dá)到-40℃，時間就比冷熱沖擊試驗箱的時間就慢，比一般高低溫試驗箱就快很多，因為標(biāo)準(zhǔn)的高低溫試驗箱是非線性每分鐘1度。當(dāng)然每分鐘10℃~30℃的此設(shè)備也可以在很短的時間內(nèi)完成升溫和降溫，且溫變速率可控。試驗?zāi)康氖强焖俚厣禍兀砸灿薪锌焖贉刈冊囼炏洹?/span>

6、樣品失效模式的不同

      冷熱沖擊是由于材料蠕變及疲勞損傷引起的失效，也稱脆性失效；

      快速溫變，由于材料疲勞引起的失效。

7、常見故障現(xiàn)象不同

      冷熱沖擊的故障主要體現(xiàn)在，如零部件的變形或破裂，絕緣保護層失效，運動部件的卡緊或松弛電氣和電子元器件的變化，快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機械故障。

      快速溫變的主要故障表現(xiàn)在如涂層、材料或線頭上各種微裂紋擴大；使粘結(jié)不好的接頭松弛；使螺釘連接或鉚接不當(dāng)?shù)慕宇^松弛；材料熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的變形和應(yīng)力引起的故障,使固封材料絕緣下降；使機械張力不足的壓配接頭松弛；使質(zhì)差的釬焊接觸電阻加大或造成開路；使運動件及密封件故障。

8、兩者常見標(biāo)準(zhǔn)參考

【冷熱沖擊常見參考標(biāo)準(zhǔn)】

GB/T 2423.22-2012

IEC60068-2-14:2009

GJB150.5A-2009

GB/T 28046.4-2011

【快速溫變參考標(biāo)準(zhǔn)】

GB/T2423.22

IEC60068_2_14

GJB 150.5

有些客戶在日常使用中會認(rèn)為冷熱沖擊試驗箱（三箱式冷熱沖擊箱）與快速溫變箱可考慮共用，如：溫度沖擊范圍是-40℃~85℃，溫度恢復(fù)時5min以內(nèi)，高低溫駐留時間30min。如果快速溫變箱的溫變速率能達(dá)到25℃/min以上，可以考慮代替冷熱沖擊箱，因為三箱式冷熱沖擊工作原理與常見快速溫變箱接近。但對于提籃式冷熱沖擊箱，嚴(yán)格上來講，不建議用快速溫變箱代替，因為提籃式冷熱沖擊箱的瞬間溫變速率一定大于25℃/min，相比較三箱式冷熱沖擊箱，會更嚴(yán)苛，如果代替，可能造成不一樣的失效模式。

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