高低温冲击试验箱常见测试有哪些？

高低温冲击试验箱的测试应用非常广泛，其核心目的是通过极端的、快速变化的温度条件来加速暴露产品潜在的材料和工艺缺陷。

这些测试主要不是为了模拟真实的使用环境，而是为了施加一种极端应力，从而在短时间内筛选出有缺陷的产品。

以下是其最常见的测试类型和应用领域：

一、 按测试目的分类的常见测试

1. 温度冲击测试 (Temperature Shock Test)

这是最基础、最核心的测试。 simply put，就是让产品在高温和低温两个极端环境之间来回切换，进行多次循环。

• 目的： 检验产品抵抗极端温度变化和温度变化速率的能力。

• 示例参数：

• 高温槽：+125°C

• 低温槽：-55°C

• 停留时间：30分钟 ~ 1小时（确保样品整体温度稳定）

• 转换时间：< 10秒（核心指标）

• 循环次数：50次， 100次等

2. 可靠性鉴定测试 (Reliability Qualification Test)

许多行业标准强制要求产品必须通过此项测试才能获得资格认证。

• 目的： 验证产品的设计和制造工艺是否达到行业公认的可靠性标准。

• 遵循标准： 测试条件严格遵循国际或行业标准，例如：

• 军工/航天： MIL-STD-883 (微电子器件)， MIL-STD-202 (电子元器件)

• 汽车电子： ISO 16750， USCAR， 各大车厂（如福特、通用、大众）的企业标准

• 民用电子： JESD22-A104 (JEDEC标准)， IEC 60068-2-14

3. 环境应力筛选 (ESS - Environmental Stress Screening)

这主要是在产品（尤其是PCB板或整机）出厂前进行的一道工艺。

• 目的： 作为一种生产工艺，主动地、有意地激发产品的早期缺陷（“婴儿死亡率”），避免有缺陷的产品流入客户手中。

• 特点： 测试条件通常比鉴定测试更严酷（循环次数更多或温变更剧烈），旨在短时间内“催垮”那些有潜在缺陷的单元。

4. 材料特性评估测试 (Material Characterization Test)

• 目的： 评估不同材料之间的结合能力、热膨胀系数（CTE）的匹配程度。

• 失效模式： 重点关注因不同材料膨胀收缩不一致导致的：

• 涂层起泡、剥落

• 塑料外壳或接缝开裂

• 金属件变形

二、 按行业和应用产品分类

1. 电子、半导体及通信行业 (最广泛的应用领域)

• 测试对象： IC芯片、PCB电路板、BGA封装、模块、硬盘、连接器、电容电阻等。

• 主要检测缺陷：

• 焊点开裂： 这是最常见的失效模式。由于PCB基板、芯片和焊锡的热膨胀系数不同，剧烈温度冲击会导致焊点疲劳断裂。

• 芯片封装开裂： 封装材料与硅片脱层或产生裂纹。

• 内部引线断裂： 键合点失效。

• 电容微裂纹： 多层陶瓷电容器（MLCC）在此测试中极易暴露裂纹。

2. 汽车工业

• 测试对象： 发动机控制单元（ECU）、传感器、车灯、保险杠、密封件、燃油系统部件。

• 测试场景模拟： 模拟车辆从寒冷冬季户外停放状态，迅速启动并行驶，发动机舱温度急速上升的场景。

3. 航空航天

• 测试对象： 机载电子设备、导航系统、卫星部件、材料样本。

• 测试场景模拟： 模拟航天器发射时与大气摩擦产生高温，进入太空后迅速进入极寒环境的极端情况。

4. 新材料研发

• 测试对象： 复合材料、高分子塑料、合金材料、粘合剂、涂料。

• 测试目的： 研究新材料在热应力下的性能稳定性、耐久性和寿命。

三、 主要观测的失效模式（测试结果分析）

经过高低温冲击测试后，工程师会通过各种手段检查并分析以下典型失效模式，以判断产品是否合格：

1. 物理结构损坏：

• 外壳、元件或材料开裂、脆化。

• 涂层、镀层起泡、剥落。

• 密封件失效，导致密封性能下降。

• 螺丝松动、结构变形。

2. 电气性能故障：

• ** intermittent故障**：时好时坏，难以捕捉。

• 参数漂移：电气性能超出规格范围。

• 短路或开路：特别是因焊点开裂导致的电路完全中断。

• 绝缘性能下降。

3. 功能失效：

• 产品完全无法工作。