一、高溫貯存試驗的定義與目的
1. 基本概念
高溫貯存試驗通過將樣品置于恒定高溫環(huán)境中，模擬產(chǎn)品在倉儲、運輸或使用過程中可能遭遇的高溫條件，檢測其材料性能、電氣特性及機械強度的變化。
2. 核心目標(biāo)
驗證耐受性：確認(rèn)產(chǎn)品在高溫下不發(fā)生不可逆損傷（如塑料變形、電子元件失效）。
預(yù)測壽命：通過加速老化模型推算產(chǎn)品在高溫環(huán)境下的使用壽命。
篩選缺陷：暴露制造工藝缺陷（如焊接不良、密封失效）。
3. 適用場景
| 行業(yè) | 典型應(yīng)用 | 溫度范圍 |
|---|---|---|
| 消費電子 | 手機電池、電路板存儲穩(wěn)定性 | 55℃~85℃ |
| 汽車電子 | ECU控制器、傳感器高溫耐久性 | 105℃~125℃ |
| 航空航天 | 機載設(shè)備在沙漠或高空環(huán)境下的可靠性 | 150℃~200℃ |
| 軍工設(shè)備 | 彈藥、通信設(shè)備長期戰(zhàn)備存儲 | 70℃~100℃ |
二、試驗標(biāo)準(zhǔn)與核心參數(shù)
1. 國際主流標(biāo)準(zhǔn)
| 標(biāo)準(zhǔn)編號 | 適用范圍 | 核心要求 |
|---|---|---|
| IEC 60068-2-2 | 電子產(chǎn)品通用測試 | 溫度范圍：-65℃~200℃，推薦存儲時間48~96小時，溫變率≤3℃/min。 |
| GB/T 2423.2 | 中國電工電子產(chǎn)品 | 溫度容差±2℃，樣品通電狀態(tài)下測試需注明。 |
| MIL-STD-810H | 軍用設(shè)備 | 高溫存儲（Method 501.7）分恒定高溫與循環(huán)高溫，測試時長≥240小時。 |
| JEDEC JESD22-A103 | 半導(dǎo)體器件 | 分級測試（Level A~E），最高溫度150℃，存儲時間1000小時。 |
2. 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置
溫度選擇：基于產(chǎn)品使用環(huán)境（如汽車引擎艙常用125℃）。
持續(xù)時間：常規(guī)測試48~168小時，加速老化可達(dá)1000小時。
溫變速率：非溫度循環(huán)試驗通常無需控制升降溫速率。
樣品狀態(tài)：
靜態(tài)存儲：樣品不通電、不工作；
動態(tài)運行：高溫下持續(xù)通電測試（如服務(wù)器電源）。
三、試驗設(shè)備與操作流程
1. 設(shè)備要求
| 參數(shù) | 技術(shù)要求 | 示例設(shè)備型號 |
|---|---|---|
| 溫度范圍 | -70℃~200℃ | 德國Binder TD115 |
| 均勻性 | ≤±1.5℃（空載） | 美國Thermotron PH系列 |
| 波動度 | ≤±0.5℃ | 日本ESPEC PSL系列 |
| 內(nèi)腔材質(zhì) | 不銹鋼（耐腐蝕） | 中國廣五所GDJS-500B |
2. 操作流程
預(yù)處理：
清潔樣品表面，移除包裝，記錄初始性能（如電阻值、外觀）。
樣品裝載：
均勻擺放，避免遮擋風(fēng)道（間距≥10cm），敏感元件加裝隔熱罩。
參數(shù)設(shè)定：
輸入目標(biāo)溫度（如85℃）、時間（72小時），關(guān)閉溫變速率控制。
試驗監(jiān)控：
每2小時記錄溫度數(shù)據(jù)，檢查設(shè)備運行狀態(tài)。
恢復(fù)與檢測：
試驗后靜置24小時（標(biāo)準(zhǔn)大氣條件），進(jìn)行功能測試與拆解分析。
四、常見問題與優(yōu)化策略
1. 典型失效模式
| 失效現(xiàn)象 | 根本原因 | 改進(jìn)方案 |
|---|---|---|
| 塑料殼體變形 | 材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）低 | 改用耐高溫材料（如LCP替代ABS，Tg從110℃提升至280℃）。 |
| 焊點開裂 | 熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配 | 使用低應(yīng)力焊錫（如Sn-Ag-Cu）或底部填充膠（Underfill）。 |
| 電解電容容量衰減 | 電解質(zhì)高溫蒸發(fā) | 選擇固態(tài)電容或耐125℃的液態(tài)電容（如紅寶石RX系列）。 |
| 密封圈老化泄漏 | 橡膠耐熱性不足 | 替換為氟橡膠（FKM）或硅膠（VMQ），耐溫從120℃提升至250℃。 |
2. 成本控制建議
分級測試：研發(fā)階段使用低一檔溫度（如85℃）快速篩選，量產(chǎn)前進(jìn)行全條件驗證。
設(shè)備共享：多項目共用高低溫箱，按時間區(qū)塊預(yù)約使用。
仿真替代：通過ANSYS或Flotherm模擬高溫應(yīng)力，減少實物測試次數(shù)。