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汽車電子元器件冷熱沖擊測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)解讀與實(shí)踐
一、引言
IEC 60068 - 2 - 14：此標(biāo)準(zhǔn)是冷熱沖擊測(cè)試基礎(chǔ)規(guī)范。明確規(guī)定試驗(yàn)溫度范圍，常見低溫沖擊 -40℃，高溫沖擊 85℃；溫度變化速率不低于 10℃/min；在高低溫極值處，停留時(shí)間不少于 30 分鐘；循環(huán)次數(shù)依元器件應(yīng)用場(chǎng)景與可靠性要求，在 5 - 100 次不等。其目的是確保不同實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果可比，為汽車電子行業(yè)提供統(tǒng)一參照。
ISO 16750 - 4：聚焦道路車輛電氣及電子設(shè)備環(huán)境條件與試驗(yàn)。針對(duì)非發(fā)動(dòng)機(jī)艙產(chǎn)品與發(fā)動(dòng)機(jī)艙零部件，分別制定不同試驗(yàn)程序。發(fā)動(dòng)機(jī)艙零部件因發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后有余熱，測(cè)試加入極限高溫貯存考核，使測(cè)試更貼合實(shí)際工況。
（二）國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
QC/T 1067 - 2017：專為汽車電氣零部件制定。對(duì)冷熱沖擊箱性能嚴(yán)格要求，如溫度均勻性、控制精度等，保證試驗(yàn)環(huán)境精準(zhǔn)。在結(jié)果判定上，從外觀、電氣性能、機(jī)械性能多維度明確合格標(biāo)準(zhǔn)，外觀不得有裂紋、變形、變色；電氣連接正常，絕緣性能不降低；機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)靈活無卡滯。
企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)：各大車企在遵循國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，依自身產(chǎn)品特性與質(zhì)量目標(biāo)細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)。部分企業(yè)在特定零部件測(cè)試中，增加濕度控制，模擬更復(fù)雜使用環(huán)境；或延長試驗(yàn)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)，提升可靠性門檻，增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
樣品選擇：選取具有代表性汽車電子元器件，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）、電子傳感器等。依據(jù)元器件尺寸、數(shù)量，選擇合適容積冷熱沖擊試驗(yàn)箱，并確保試驗(yàn)箱性能符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求。
安裝與連接：將元器件按實(shí)際使用狀態(tài)，牢固安裝在試驗(yàn)夾具上，保證測(cè)試時(shí)位置穩(wěn)定。連接必要測(cè)試設(shè)備，如監(jiān)測(cè) ECU 電氣參數(shù)的設(shè)備，確保能實(shí)時(shí)獲取測(cè)試數(shù)據(jù)。
（二）測(cè)試過程
設(shè)置參數(shù)：以測(cè)試 ECU 為例，依標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置低溫沖擊 -40℃，高溫沖擊 120℃，溫度變化速率 15℃/min，高低溫極值處停留 60 分鐘，循環(huán) 50 次。測(cè)試過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄 ECU 電源電壓、信號(hào)輸入輸出電壓、內(nèi)部時(shí)鐘頻率等參數(shù)。
監(jiān)測(cè)與記錄：利用專業(yè)測(cè)試軟件，自動(dòng)記錄各參數(shù)隨時(shí)間變化曲線。一旦參數(shù)超出允許范圍，立即標(biāo)記并深入分析。如測(cè)試中部分 ECU 樣品電源電壓波動(dòng)異常，經(jīng)排查是電容在溫度沖擊下電容值漂移，以及引腳焊接處因熱脹冷縮出現(xiàn)微小裂紋所致。
失效分析：針對(duì)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問題，從材料、結(jié)構(gòu)、工藝多方面分析。如傳感器在低溫沖擊后測(cè)量誤差增大，是熱敏電阻材料低溫下微觀結(jié)構(gòu)變化，影響溫度敏感性；密封膠老化開裂致濕氣侵入，影響電氣性能。
改進(jìn)措施：根據(jù)失效原因制定改進(jìn)方案。如更換溫度穩(wěn)定性好的電容、優(yōu)化 PCB 布局；選用低溫性能優(yōu)的熱敏電阻并特殊封裝，更換耐高低溫、抗老化密封膠，改進(jìn)密封工藝。改進(jìn)后再次測(cè)試，確保元器件性能達(dá)標(biāo)。
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