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快速溫變試驗(ESS)與冷熱沖擊的區別

來源:上海玖析科學儀器有限公司   2019年12月04日 10:35  

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別時,由于每個用戶測試產品不同,測試的階段目的也不相同,以至于對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備會更了解。

 

項目

冷熱沖擊試驗

 快速溫變(環境應力篩選ESS 

備注

試驗目的

 主要考核試件在溫度瞬間急劇變化一定次數后,檢測試樣因熱脹冷縮(CTE見注釋#1)所引起的化學變化或物理破壞

 利用外加的環境應力,使潛存于電子產品研發、設計、生產制程中,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生而暴露出來,給予修正和更換 

 試驗目的不一樣

測試階段

 主要在研發設計階段,試制階段 

 主要在量產階段

 階段不一樣

測試對象

 主要用于測試材料結構或復合材料,現在用的zui多的還是電子產品的元器件或者組件級PCBA,IC

 主要適用于電子產品的元器件級,組件級和設備級

冷熱沖擊很少用于做設備級

溫度變化速率要求

 無溫變速率指標,要求溫度恢復時間,參考點一般在出風口,國內外標準都要求5min以內,越快越好;也有標準要求在產品表面量測,溫度恢復時間在15min以內 

 為了增強篩選效果,常見快速溫變箱建議選擇溫變速率10~25/min溫變速率可控

 

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

 

 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,快速冷凝水或結霜引起電子或機械故障

 涂層、材料或線頭上各種微裂紋擴大;使粘結不好的接頭松馳;使螺釘連接或鉚接不當的接頭松馳;材料熱膨脹系數不同產生的變形和應力引起的故障,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 

 從故障現象看上看者有一些相同之處

參考標準

JESD22-A106B

GJB-150-A

MIL-STD-810G

MIL-STD-202G 

JEDEC JESD22-A104-b 

IEC68-2-1 

MIL-STD-2164-85

IEC60749-25

 

設備選擇

a.對元器件(電容、電感、IC),板卡的中小尺寸產品,zui優選擇提籃式冷熱沖擊,測試效果更嚴苛

b.對超大尺寸產品,如液晶電視或者重型產品,建議選擇三箱式會更適合

c.如果遇到重型產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,包括靜態負載(通常拿鋁錠做參考)和熱負載(產品帶電發熱) 

d.驗收標準(如: IEC-60068-3-5 GB/T 5170

 

 

專業名詞解釋:

#1 CTE: 材料的熱膨脹系統

#2蠕變:在低于屈服強度的長時間恒定應力下,隨時間延長而應變增加的現象

#3 剪切疲勞:機器構件反復受剪切力的作用而產生的疲勞性損壞

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