什么是冷热冲击试验机?

 冷热冲击试验机是评估温度变化对产品影响的设备。

热冲击测试通过施加突然的温度变化来评估产品、电子元件、材料等对温度变化的抵抗力。热冲击测试仪具有在高温和低温环境下重复暴露的能力,并且可以通过重复所需的循环来进行这样的热冲击测试。

有时也称为热冲击试验装置、冷热冲击试验装置等。 

冷热冲击试验机的应用

热冲击测试仪用于评估需要高可靠性的产品,例如电子元件,以及在使用过程中预计会经历环境温度变化的产品,例如汽车。具体产品示例如下。

  • 各种半导体产品(下一代功率半导体、闪存、印刷电路板、安装板、叠层电路等)
  • 锂二次电池、锂电容器
  • 太阳能电池板、太阳能组件
  • 车载显示屏
  • 电缆和线束
  • 散热器
  • 执行器
  • 电子控制单元
  • 逆变器
  • DCDC转换器
  • 电机/大电机

热冲击试验中进行的评价如下。

  • 通过焊接进行接头评估(裂纹、裂纹等缺陷)
  • 印刷电路板、安装板、叠层电路的可靠性评价
  • 加速测试以预测电路板寿命
  • 由于材料变化而进行的可靠性评估
  • 对不同材料的焊接件进行耐久性评估,并确认由于膨胀率和收缩率的差异而导致的状态变化
  • 树脂产品的热变形(扭曲、开裂)耐久性评价
  • 温度变化引起的凝结评估
  • 市场流通后出现的缺陷的再现测试

冷热冲击试验机原理

热冲击测试仪通过使用与测试区域(测试室)内的温度环境相匹配的介质(气体或液体)来创建低温或高温环境。要达到设定的温度环境,需要调节介质的温度、量、速度、方向等。

通过根据介质改变测试区域的温度环境,无需移动测试样品,从而减少了振动和接触对评估结果的影响。因此,可以进行仅受温度环境影响的准确可靠性评估。

可以设定的温度范围一般约为-80°C至+300°C。可以根据目的假设温度环境来进行测试。

冷热冲击试验机的类型

热冲击试验机的介质有两种:气体和液体。有些设备不仅能够评估温度变化,还能同时评估结露。

此外,罐体的内部尺寸、负载能力、最低和最高温度、温度变化率等因设备而异。特别是,最高温度规格根据产品的不同而有很大差异,例如150℃、200℃、300℃。大罐内部容量可达600L。根据要评估的温度范围、产品尺寸、评估时间等选择合适的很重要。

1. 储气罐类型

气罐冷热冲击试验是通过将试件交替暴露于冷热空气中而产生温差的试验方法。典型的结构是与存放试样的试验室相邻有一个冷室和一个高温室。气罐类产品中,还有样品转移类产品。

低温空气和高温空气交替送入试验室,产生温度变化。由于采用交替送风的机构,因此与液罐类型相比,温度变化更加平缓。此外,可以在设备通电的情况下进行测试。

2、液罐类型

液浴热冲击试验是将试样交替浸入高温液体和低温液体中的试验方法。液浴式试验机旨在通过在高温室和低温室之间移动测试样本本身来对产品施加温度变化。我们已注意尽可能消除运动的影响,例如在 10 秒内完成高温和低温之间的转换。

使用的制冷剂是低温下不结冰、高温下不沸腾、具有电绝缘性的液体(如Galden)。由于浸入预先设定为所需温度的液体中,因此与气罐式相比,温度变化更快。测试时间比气罐式设备更短。另一方面,必须注意的是,有可能发生在实际使用环境中不会发生的故障。

3、冷凝循环试验

如果试验机配备高温恒湿室,并且可以控制机内湿度,则不仅可以评估温度变化,还可以评估因结露引起的腐蚀和故障的可能性。特别适用于汽车电器元件的测试。