快速溫變試驗(ESS)與冷熱沖擊試驗的比較
zui近幾年我們跟很多客戶交流,談到冷熱沖擊試驗和快速溫變試驗兩者之間的區(qū)別時,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 |
試驗?zāi)康?/span> |
主要考核試件在溫度瞬間急劇變化一定次數(shù)后,檢測試樣因熱脹冷縮(CTE見注釋#1)所引起的化學(xué)變化或物理破壞 |
利用外加的環(huán)境應(yīng)力,使?jié)摯嬗陔娮赢a(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)制程中,因不良元器件、制造工藝和其它原因等所造成的早期故障提早發(fā)生而暴露出來,給予修正和更換
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試驗?zāi)康牟灰粯?/span> |
測試階段 |
主要在研發(fā)設(shè)計階段,試制階段
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主要在量產(chǎn)階段 |
階段不一樣 |
測試對象 |
主要用于測試材料結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料,現(xiàn)在用的zui多的還是電子產(chǎn)品的元器件或者組件級(如PCBA,IC) |
主要適用于電子產(chǎn)品的元器件級,組件級和設(shè)備級 | 冷熱沖擊很少用于做設(shè)備級 |
溫度變化速率要求 |
無溫變速率指標(biāo),但要求溫度恢復(fù)時間,參考點一般在出風(fēng)口,國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)都要求5min以內(nèi),越快越好;也有標(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)
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為了增強篩選效果,常見快速溫變箱建議選擇溫變速率為10~25℃/min,且溫變速率可控; |
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樣品失效模式 |
由于材料蠕變(見注釋#2)及疲勞損傷引起的失效,也稱脆性失效
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由于材料疲勞(見注釋#3)引起的失效 |
失效模式不一樣 |
常見故障現(xiàn)象 |
如零部件的變形或破裂,絕緣保護層失效,運動部件的卡緊或松弛電氣和電子元器件的變化,快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機械故障 |
如涂層、材料或線頭上各種微裂紋擴大;使粘結(jié)不好的接頭松馳;使螺釘連接或鉚接不當(dāng)?shù)慕宇^松馳;材料熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的變形和應(yīng)力引起的故障,使固封材料絕緣下降;使機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;使運動件及密封件故障
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從故障現(xiàn)象看上看二者有一些相同之處 |
參考標(biāo)準(zhǔn) | JESD22-A106B GJB-150-A MIL-STD-810G MIL-STD-202G | JEDEC JESD22-A104-b IEC68-2-1 MIL-STD-2164-85 IEC60749-25 |
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設(shè)備選擇 | a.對元器件(電容、電感、IC),板卡的中小尺寸產(chǎn)品,*選擇提籃式冷熱沖擊,測試效果更嚴(yán)苛 b.對超大尺寸產(chǎn)品,如液晶電視或者重型產(chǎn)品,建議選擇三箱式會更適合 c.如果遇到重型產(chǎn)品,而且尺寸也比較大,同時要求過沖小,可選擇水平式提籃冷熱沖擊箱做參考 d.除霜周期要求 | a.設(shè)備尺寸大小,常見尺寸 SE-400 L, SE-600 L, SE-1000 L或定制 b.實際測試溫度范圍(如: -40℃~85℃),同時也要求設(shè)備全程溫度范圍(如:-70℃~180℃) c.溫變速率要求;是線性溫變速率還是平均溫變速率;如有帶載溫變速率要求,要明確帶載情況,包括靜態(tài)負(fù)載(通常拿鋁錠做參考)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) |
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問題探討1:有些用戶認(rèn)為冷熱沖擊試驗箱與快速溫變箱在某些特定條件下可以共用,比如:溫度沖擊測試條件是-40℃~85℃,溫度恢復(fù)時間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,他們認(rèn)為也滿足溫度恢復(fù)時間5min以內(nèi)的要求,就可以代替冷熱沖擊箱。但據(jù)我們實際測試的情況看,還是有很大差異的,尤其是冷熱沖擊箱的瞬間降溫和升溫速率,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于25℃/min的,一般都達(dá)到35℃/min以上,zui終造成的失效模式是*不一樣的,所以不建議用快速溫變箱代替。
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,www.oven.cc 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?span style="font-family:arial">ESS方法,只是施加更強的應(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,zui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。
相關(guān)產(chǎn)品
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