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选购指南:冷热冲击箱VS恒温恒湿箱如何选择?

日期:2025-02-28   作者:TEMAK   浏览:
冷热冲击试验箱与恒温恒湿试验箱作为环境可靠性测试的核心设备,在电子元器件、汽车电子及军工产品等领域发挥着不可替代的作用。笔者结合多年设备研发经验,对两者的技术特性与应用场景进行对比分析。






































从工作原理来看,两类设备均通过温度交变试验加速产品失效,但在实现方式上存在本质差异:


1

温度变化速率


冷热冲击箱要求在 5min 内完成温度冲击,通常采用两箱法或三箱法结构。以我司冷热冲击试验箱 KTM-TSD615 为例,其通过独立高温区(+150℃)与低温区(-65℃)的快速切换,配合气动升降机构,可在 5min 内完成 -65℃ 至 +150℃ 的温度转换。而恒温恒湿试验箱的温变速率通常控制在 1-10℃/min,采用单箱体结构,通过压缩机制冷与电热丝加热实现温湿度精准控制。


2

失效机理差异


在 BGA(球栅阵列)封装器件测试中,冷热冲击主要诱发焊点拉伸疲劳失效,这与冷热冲击试验箱产生的急剧热应力直接相关。我们曾对某车载 ECU(电子控制器)模块进行测试,发现经1000次冷热冲击(-40℃~125℃,驻留 15min)后,QFN(方形扁平无引脚)封装出现引脚断裂的比例高达 23%。而恒温恒湿试验箱进行的温度循环试验(-40℃~85℃,1℃/min)更易引发材料 CTE( 热膨胀系数)失配导致的剪切蠕变,某航天级连接器经 500 次循环后出现密封失效即属此类情况。


3

设备结构设计


以泰美科 KTM-TSD615 为例,采用水冷散热式制冷系统,搭配 336L 不锈钢内胆提升抗热应力性能,温度冲击恢复时间 ≤ 5分钟。恒温恒湿箱则更注重温场均匀性,通过 CFD 流体仿真优化风道设计,可将试验箱的温度偏差控制在 ±2℃ 以内。



在应用选择方面建议遵循以下原则:

  • 冷热冲击试验通常应用于元器件筛选;

  • 温度循环试验通常应用于“环境适应性测试”。

当前国产环境试验箱已突破多项关键技术:多变量 PID 控制算法可实现非线性温变曲线的精准跟踪;泰美科自主研发的实验室管理系统支持专为快速开发物联网项目和管理物联设备而设计的,它提供了强大的连接、数据采集和控制能力,具有丰富的功能和灵活的架构,能帮助您快速提升实验室设备使用效率与管理水平。


随着新能源汽车与 5G 通信的快速发展,环境试验箱正朝着多应力耦合(温度-振动-湿度复合试验等)、智能化诊断(失效模式自动识别)方向发展。



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