冷熱沖擊試驗機的應(yīng)用 池田屋
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什么是冷熱沖擊試驗機？
冷熱沖擊試驗機是一種進行冷熱沖擊試驗的測試設(shè)備，主要對電氣設(shè)備產(chǎn)品進行冷熱沖擊試驗，以評價其對使用環(huán)境中溫度變化的抵抗力有多大。
熱沖擊試驗是指在短時間內(nèi)對被評價的產(chǎn)品反復(fù)創(chuàng)造高低溫環(huán)境，觀察溫度變化對試件的影響，評價是否存在問題。這項測試經(jīng)常在汽車電子產(chǎn)品上進行，主要控制汽車音響和導(dǎo)航系統(tǒng)的運動，以及混合動力和電動汽車的驅(qū)動電機。
在該標準中，測試方法和測試條件由JIS C60068-2-14環(huán)境測試方法-電氣和電子-第2-14部分：溫度變化測試方法確定。
冷熱沖擊試驗機的應(yīng)用
熱沖擊測試儀主要用于評估驗證電子產(chǎn)品的可靠性。在電子設(shè)備部件中，對各種連接器的焊接部件和樹脂部件的耐環(huán)境性能進行評價。
另外，熱沖擊試驗機還進行如下所示的耐久性評價和故障再現(xiàn)試驗。
焊接部位裂紋及焊錫裂紋的再現(xiàn)試驗
通過改變焊料材料確認耐久性評估
確認樹脂連接器因溫度變化而產(chǎn)生的耐久性
確認粘接材料的龜裂、剝離、漆膜剝離的耐久性
確認連接器等樹脂成型部件的熱變形、裂紋的耐久性
確認是否因樹脂、金屬等不同材料的熱膨脹系數(shù)差異而產(chǎn)生缺陷。
電子設(shè)備零件的質(zhì)量確認和篩選測試
冷熱沖擊試驗機原理
冷熱沖擊試驗機一般為三層結(jié)構(gòu)，測試區(qū)域上方為高溫室，下方為低溫室。試驗區(qū)與高溫室之間、試驗室與低溫室之間、試驗室與主機外部之間均設(shè)有可開關(guān)的隔板，稱為阻尼器。
當將測試區(qū)域加熱到高溫時，打開高溫室風(fēng)門，關(guān)閉低溫室風(fēng)門。在這種狀態(tài)下，可以通過將高溫罐中的空氣吹入測試區(qū)域來快速加熱測試區(qū)域。一次性冷卻時，關(guān)閉高溫室風(fēng)門，松開低溫室風(fēng)門，將低溫室的空氣吹入試驗室。
為了使測試區(qū)域達到室溫，關(guān)閉高低溫室中的風(fēng)門，并釋放測試室和外部空氣之間的風(fēng)門，使測試區(qū)域達到室溫。另外，在測試電子設(shè)備部件時，也可以在設(shè)備通電的情況下進行測試。
熱沖擊測試儀可設(shè)定的溫度范圍約為-70度至200度。近年來，對電子設(shè)備零件的質(zhì)量要求不斷提高，并且出現(xiàn)了可以承受高達300度溫度的測試機。
熱沖擊試驗的類型
熱沖擊試驗包括二區(qū)試驗和三區(qū)試驗。二區(qū)試驗是在高溫和低溫條件下進行的試驗。 3區(qū)試驗是在室溫條件下加上高溫和低溫的試驗。
室溫條件是通過將空氣從測試設(shè)備外部流入測試室來創(chuàng)建的。
熱沖擊試驗的必要性
當溫度變化時，產(chǎn)品中使用的材料會膨脹和收縮。由不同材料制成的零件由于其不同的特性而產(chǎn)生應(yīng)力。當這種情況反復(fù)發(fā)生時，內(nèi)部會產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致裂紋和斷裂，即使強度低于預(yù)期，也會導(dǎo)致斷裂、接頭裂開、螺釘松動、表面涂層剝落。
因此，重要的是按照時間順序以及所施加的載荷量來檢查“在哪里施加的載荷將導(dǎo)致由于膨脹和收縮而導(dǎo)致?lián)p壞"？我們使用熱沖擊測試來評估產(chǎn)品性能和可靠性。
特別是，在嚴峻的環(huán)境變化下，大量電流流經(jīng)用于控制混合動力汽車、電動汽車和其他車輛的電機的功率半導(dǎo)體元件。熱沖擊測試對于確認這些電子元件在市場上不會出現(xiàn)故障至關(guān)重要。
