近幾年我們經(jīng)常討論冷熱沖擊試驗和快速溫變試驗兩者之間的區(qū)別,由于每個用戶測試產(chǎn)品不同,測試的階段和目的也不相同,以至于對這兩種測試方法存在很多不同的見解。我們收集了一些大家比較認(rèn)同的見解做為參考,下面是對比表,相信大家以后對這兩種試驗方法和試驗設(shè)備會更了解。
|
項目
|
|
冷熱沖擊試驗
|
|
快速溫變(環(huán)境應(yīng)力篩選 ESS)
|
備注
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
主要考核試件在溫度瞬間急劇變化
|
|
利用外加的環(huán)境應(yīng)力,使?jié)摯嬗陔娮赢a(chǎn)品
|
試驗?zāi)康牟灰?span>
|
|
試驗?zāi)康?span>
|
|
一定次數(shù)后 , 檢測試樣因熱脹冷縮
|
|
研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)制程中,因差的元器件、
|
樣
|
|
|
(CTE 見注釋#1)所引起的化學(xué)變化
|
|
制造工藝和其它原因等所造成的早期故障
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
或物理破壞
|
|
提早發(fā)生而暴露出來,給予修正和更換
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
測試階段
|
|
主要在研發(fā)設(shè)計階段,試制階段
|
|
主要在量產(chǎn)階段
|
階段不一樣
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
主要用于測試材料結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料,
|
|
主要適用于電子產(chǎn)品的元器件級,組件級
|
冷熱沖擊很少
|
|
測試對象
|
|
現(xiàn)在用的較多的還是電子產(chǎn)品的元
|
|
和設(shè)備級
|
用于做設(shè)備級
|
|
|
|
器件或者組件級(如 PCBA,IC)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
無溫變速率指標(biāo),但要求溫度恢復(fù)時
|
|
為了增強(qiáng)篩選效果,常見快速溫變箱建議
|
溫變速率要求
|
|
溫度變化速率
|
|
間,參考點(diǎn)一般在出風(fēng)口,國內(nèi)外標(biāo)
|
|
選擇溫變速率為 10~25℃/min,且溫變速
|
不一樣
|
|
|
準(zhǔn)都要求 5min 以內(nèi),越快越好;也
|
|
率可控;
|
|
|
要求
|
|
|
|
|
|
有標(biāo)準(zhǔn)要求在產(chǎn)品表面量測,溫度恢
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
復(fù)時間在 15min 以內(nèi)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
樣品失效模式
|
|
由于材料蠕變(見注釋#2)及疲勞損
|
|
|
由于材料疲勞(見注釋#3)引起的失效
|
失效模式不一
|
|
|
傷引起的失效,也稱脆性失效
|
|
|
|
|
樣
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
如涂層、材料或線頭上各種微裂紋擴(kuò)大;
|
|
從故障現(xiàn)象看
|
|
|
|
如零部件的變形或破裂,絕緣保護(hù)層
|
|
使粘結(jié)不好的接頭松馳;使螺釘連接或鉚
|
|
上看二者有很
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
失效,運(yùn)動部件的卡緊或松弛電氣和
|
|
接不當(dāng)?shù)慕宇^松馳;材料熱膨脹系數(shù)不同
|
|
多相同之處
|
|
|
|
|
|
|
|
|
常見故障現(xiàn)象
|
|
電子元器件的變化,快速冷凝水或結(jié)
|
|
產(chǎn)生的變形和應(yīng)力引起的故障,使固封材料
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
霜引起電子或機(jī)械故障
|
|
絕緣下降;使機(jī)械張力不足的壓配接頭松
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
馳;使質(zhì)差的釬焊接觸電阻加大或造成開
|
|
|
|
|
|
|
|
|
路;使運(yùn)動件及密封件故障
|
|
|
|
參考標(biāo)準(zhǔn)
|
|
JESD22-A106B
|
|
JEDEC
JESD22-A104-b
|
|
|
|
|
|
GJB-150-A
|
|
IEC68-2-1
|
|
|
|
|
|
MIL-STD-810G
|
|
MIL-STD-2164-85
|
|
|
|
|
|
MIL-STD-202G
|
|
IEC60749-25
|
|
|
|
設(shè)備選擇
|
|
a.對元器件(電容、電感、IC),板卡
|
|
a.設(shè)備尺寸大小,常見尺寸 400L, 800L,
|
|
|
|
|
的中小尺寸產(chǎn)品,優(yōu)選提籃式冷
|
|
1000L 或定制
|
|
|
|
|
熱沖擊,測試效果更嚴(yán)苛
|
|
b.實際測試溫度范圍(如: -40℃~85℃),
|
|
|
|
|
b.對超大尺寸產(chǎn)品,如液晶電視或者
|
|
同時也要求設(shè)備全程溫度范圍(如:-70℃
|
|
|
|
|
重型產(chǎn)品,建議選擇三箱式會更適合
|
|
~190℃)
|
|
|
|
|
c.如果遇到重型產(chǎn)品,而且尺寸也比
|
|
c.溫變速率要求;是線性溫變速率還是平均
|
|
|
|
|
較大,同時要求過沖小,可選擇水平
|
|
溫變速率;如有帶載溫變速率要求,要明
|
|
|
|
|
式提籃冷熱沖擊箱做參考
|
|
確帶載情況,包括靜態(tài)負(fù)載(通常拿鋁錠
|
|
|
|
|
d.除霜周期要求
|
|
做參考)和熱負(fù)載(產(chǎn)品帶電發(fā)熱)
|
|
|
|
|
|
|
|
d.驗收標(biāo)準(zhǔn)(如: IEC-60068-3-5 和 GB/T
|
|
|
|
|
|
|
|
5170)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
問題探討 1:某些情況下,我們認(rèn)為冷熱沖擊試驗箱(特指三箱式冷熱沖擊箱)與快速溫變箱可考慮共用,如:溫度沖擊范圍是-40℃~85℃,溫度恢復(fù)時 5min 以內(nèi),高低溫駐留時間 30min。如果快速溫變箱的溫變速率能達(dá)到
25℃/min 以上,可以考慮代替冷熱沖擊箱,因為三箱式冷熱沖擊工作原理與常見快速溫變箱接近。但對于提籃式冷熱沖擊箱,嚴(yán)格上來講,不建議用快速溫變箱代替,因為提籃式冷熱沖擊箱的瞬間溫變速率一定大于
25℃/min,
相比較三箱式冷熱沖擊箱,會更嚴(yán)苛,如果代替,可能造成不一樣的失效模式。
問題探討 2:HASS 高加速應(yīng)力篩選(熱應(yīng)力)也是 ESS 的一種測試方法,只是溫變速率要求達(dá)到 40℃/min 以
上,是以 HALT 高低溫極限試驗完后,經(jīng)裁剪而得出的 HASS 試驗條件,測試?yán)砟钍窃诨谠缙诘?ESS 方法,只是施加更強(qiáng)的應(yīng)力,來幫助用戶更快捷,更有效的篩選產(chǎn)品早期故障。
題外話:關(guān)于 HALT/HASS,其工作原理及操作都很簡單,關(guān)鍵還是如何更好應(yīng)用設(shè)備,如產(chǎn)品測試過程如何監(jiān)控試樣;發(fā)現(xiàn)故障后如何解決;夾具的設(shè)計和使用;還有市場反饋問題與
HALT 發(fā)現(xiàn)的問題存在的不一致性如何解決等等。
專業(yè)名詞解釋:
#1 CTE: 材料的熱膨脹系統(tǒng)
#2 蠕變:在低于屈服強(qiáng)度的長時間恒定應(yīng)力下,隨時間延長而應(yīng)變增加的現(xiàn)象
#3 剪切疲勞:機(jī)器構(gòu)件反復(fù)受剪切力的作用而產(chǎn)生的疲勞性損壞