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高溫貯存試驗(yàn)方法

一、高溫貯存試驗(yàn)的定義與目的

1. 基本概念

高溫貯存試驗(yàn)通過將樣品置于恒定高溫環(huán)境中,模擬產(chǎn)品在倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸或使用過程中可能遭遇的高溫條件,檢測(cè)其材料性能、電氣特性及機(jī)械強(qiáng)度的變化。

2. 核心目標(biāo)

  • 驗(yàn)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(cè)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(chǎng)景

行業(yè)典型應(yīng)用溫度范圍
消費(fèi)電子手機(jī)電池、電路板存儲(chǔ)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(jī)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(zhǎng)期戰(zhàn)備存儲(chǔ)70℃~100℃

二、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與核心參數(shù)

1. 國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)適用范圍核心要求
IEC 60068-2-2電子產(chǎn)品通用測(cè)試溫度范圍:-65℃~200℃,推薦存儲(chǔ)時(shí)間48~96小時(shí),溫變率≤3℃/min。
GB/T 2423.2中國(guó)電工電子產(chǎn)品溫度容差±2℃,樣品通電狀態(tài)下測(cè)試需注明。
MIL-STD-810H軍用設(shè)備高溫存儲(chǔ)(Method 501.7)分恒定高溫與循環(huán)高溫,測(cè)試時(shí)長(zhǎng)≥240小時(shí)。
JEDEC JESD22-A103半導(dǎo)體器件分級(jí)測(cè)試(Level A~E),最高溫度150℃,存儲(chǔ)時(shí)間1000小時(shí)。

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(shí)間:常規(guī)測(cè)試48~168小時(shí),加速老化可達(dá)1000小時(shí)。

  • 溫變速率:非溫度循環(huán)試驗(yàn)通常無需控制升降溫速率。

  • 樣品狀態(tài)

    • 靜態(tài)存儲(chǔ):樣品不通電、不工作;

    • 動(dòng)態(tài)運(yùn)行:高溫下持續(xù)通電測(cè)試(如服務(wù)器電源)。


三、試驗(yàn)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(hào)
溫度范圍-70℃~200℃德國(guó)Binder TD115
均勻性≤±1.5℃(空載)美國(guó)Thermotron PH系列
波動(dòng)度≤±0.5℃日本ESPEC PSL系列
內(nèi)腔材質(zhì)不銹鋼(耐腐蝕)中國(guó)廣五所GDJS-500B

2. 操作流程

  1. 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)。

  2. 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。

  3. 參數(shù)設(shè)定

    • 輸入目標(biāo)溫度(如85℃)、時(shí)間(72小時(shí)),關(guān)閉溫變速率控制。

  4. 試驗(yàn)監(jiān)控

    • 每2小時(shí)記錄溫度數(shù)據(jù),檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

  5. 恢復(fù)與檢測(cè)

    • 試驗(yàn)后靜置24小時(shí)(標(biāo)準(zhǔn)大氣條件),進(jìn)行功能測(cè)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(diǎn)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(jí)測(cè)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(yàn)證。

  • 設(shè)備共享:多項(xiàng)目共用高低溫箱,按時(shí)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(shí)物測(cè)試次數(shù)。



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