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電路板溫度沖擊試驗的定義及運用詳解

高頻高速研究中心 ? 2017-12-05 14:10 ? 次閱讀

1、溫度沖擊的定義熱沖擊試驗(Thermal Shock Testing)常被稱作溫度沖擊試驗(Temperature Shock Testing)或者溫度循環(huán)(Temperature Cycling),高低溫冷熱沖擊試驗。溫度沖擊按照GJB 150.5A-2009 3.1的說法,是裝備周圍大氣溫度的急劇變化,溫度變化率大于10度/min,即為溫度沖擊。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相類似的觀點。

2、溫度沖擊測試的目的溫度沖擊試驗的目的:工程研制階段可用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設計和工藝缺陷;產(chǎn)品定型或設計鑒定和量產(chǎn)階段用于驗證產(chǎn)品對溫度沖擊環(huán)境的適應性,為設計定型和量產(chǎn)驗收決策提供依據(jù);作為環(huán)境應力篩選應用時,目的是剔除產(chǎn)品的早期故障。

3、溫度沖擊的應用電子設備和元器件中發(fā)生溫度變化的情況很普遍。當設備未通電時,其內(nèi)部零件要比其外表面上的零件經(jīng)受的溫度變化慢。

下列情況下,可預見快速的溫度變化:——當設備從溫暖的室內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)移到寒冷的戶外環(huán)境,或相反情況時;——當設備遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時;——安裝于外部的機載設備中;——在某些運輸和貯存條件下。

通電后設備中會產(chǎn)生高的溫度梯度,由于溫度變化,元器件會經(jīng)受應力,例如,在大功率的電阻器旁邊,輻射會引起鄰近元器件表面溫度升高,而其他部分仍然是冷的。當冷卻系統(tǒng)通電時,人工冷卻的元器件會經(jīng)受快速的溫度變化。在設備的制造過程中同樣可引起元器件的快速溫度變化。溫度變化的次數(shù)和幅度以及時間間隔都是很重要的。

4、溫度沖擊的效應溫度沖擊通常對靠近裝備外表面的部分影響更嚴重,離外表面越遠(當然,與相關(guān)材料的特性有關(guān)),溫度變化越慢,影響越不明顯。運輸箱、包裝等還會減小溫度沖擊對封閉的裝備的影響。急劇的溫度變化可能會暫時或永久地影響裝備的工作。下面是裝備暴露于溫度沖擊環(huán)境時可能引發(fā)的問題示例。考慮以下典型問題,有助于確定本試驗是否適用于受試裝備。

(1) 典型物理效應有:1)玻璃容器和光學儀器的碎裂;2)運動部件的卡緊或松弛;3)爆炸物中固態(tài)藥丸或藥柱產(chǎn)生裂紋;4)不同材料的收縮或膨脹率、或誘發(fā)應變速率不同;5)零部件的變形或破裂;6)表面涂層開裂;7)密封艙泄漏;8)絕緣保護失效。

(2) 典型化學效應有:1)各組分分離;2)化學試劑保護失效。

(3)典型電效應有:1)電氣電子元器件的變化;2)快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機械故障;3)靜電過量。

5、冷熱沖擊測試方法的類型根據(jù)IEC和國家標準,分為三種:1、試驗Na:規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的快速溫度變化;空氣;2、試驗Nb:規(guī)定變化速率的溫度變化;空氣;3、試驗Nc:兩液槽法快速溫度變化;液體;

上面3種試驗,1、2以空氣作為介質(zhì),第3種以液體(水或其它液體)作為介質(zhì)。1、2的轉(zhuǎn)換時間較長,3的轉(zhuǎn)換時間較短。

序號 國際標準 國內(nèi)對應標準 適用 介質(zhì) 轉(zhuǎn)換時間
1 IEC 60068-2-14:2009《環(huán)境試驗第2~14部分:試驗方法試驗N:溫度變化》 GB/T 2423.22-2012《環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗N:溫度變化》 元器件、部件、設備等各個組裝等級 空氣 3分鐘以內(nèi)或者更長
2 MIL-STD-810F 方法503.4:溫度沖擊試驗 GJB 150.5A-2009 《軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法第5部分:溫度沖擊試驗》 設備 空氣 1分鐘
3 MIL-STD-202G 方法107G:熱沖擊試驗 GJB 360B-2009 《電子及電氣元件試驗方法》中的方法107溫度沖擊試驗 元器件 液體

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原文標題:SI-list【中國】什么時候,你的電路板需要做溫度沖擊試驗

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