温度循环与温度冲击:有什么区别?

两者都让产品经受极端温度,但区别在于转换过程。温度循环时,产品留在同一个试验箱内,周围的空气以受控速率在两个极端之间变化。温度冲击时,产品在两个已经达到设定温度的区域之间转移,因此转换速度取决于转移速度。温度循环通过许多受控循环检验疲劳;温度冲击检验产品能否承受突然的变化。

两者如何实现

温度循环使用一个试验箱。产品保持不动,试验箱以受控速率使产品周围的空气在两个极端之间变化,并在每个极端保持一段时间。Hanse 的 TC 温度试验箱和 VTC HALT/HASS 试验箱都以这种方式循环,采用液氮直接喷射制冷,产品温度变化速率*可达 70 °C/min。

温度冲击使用两个区域,一个高温、一个低温,各自保持在设定温度。产品从一个区域转移到另一个区域,通常放在吊篮中,因此转换速度取决于转移速度。Hanse 以定制方式制造空气对空气温度冲击试验箱,温度范围 −150 至 +200 °C,吊篮按产品尺寸定制:参见按您的规格制造。

*在台面中心上方 102 mm (4 in) 处测量,−65 °C 至 +100 °C。

标准要求哪一种

两者都是鉴定试验:由标准或产品的试验规范规定极端温度、转换方式和循环次数,产品结果为合格或不合格。

  • IEC 60068-2-14,Test N: change of temperature,是 IEC 关于温度变化的试验。现行版本为 2023 年的第 7.0 版,包含两项试验。Test Na (rapid change of temperature with prescribed time of transfer,规定转换时间的快速温度变化) 把样品在两个分别保持两种温度的试验箱之间转移,即温度冲击。Test Nb (change of temperature with specified rate of change,规定变化速率的温度变化) 让样品留在一个试验箱内,温度以设定的速率变化,即温度循环。产品的试验规范规定采用哪一项以及严酷等级。发布机构:IEC 网上商店。
  • MIL-STD-810H,Method 503.7,是温度冲击 (temperature shock)。发布机构:DLA ASSIST。

标准指南概述了这两项标准及其适用范围。

您的产品需要哪一种

反复的温度循环作用于疲劳。组件中的各种材料在同样的温度变化下膨胀和收缩的程度不同,因此每个循环都会在焊点和互连处累积应变,直到某个薄弱的焊点开裂。温度冲击提出的是另一个问题:产品能否承受温度的突然变化。需要哪一种,取决于产品在使用中将面对的环境,以及它必须满足的标准或客户规范。

与 HALT 的关系

HALT 把快速温度变化作为其应力之一,在已找到的极限以内的温度之间,以试验箱所能达到的最快速率循环。它的目的是找出产品的极限,而不是复现标准中的温度循环或温度冲击试验,HALT 结果也不能证明符合任何标准。参见什么是 HALT 试验?和标准指南。

简要回答

温度循环和温度冲击有什么区别?

温度循环时,产品留在同一个试验箱内,周围的空气以受控速率在两个极端之间变化。温度冲击时,产品在两个已经达到设定温度的区域之间转移,因此温度变化的速度取决于转移速度。