高低溫試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用

1、溫度選擇

(1)采用產(chǎn)品實(shí)際安裝平臺(tái)的環(huán)境溫度和誘發(fā)溫度。就平臺(tái)環(huán)境溫度而言，應(yīng)考慮以下因素：

了解產(chǎn)品的使用地域的氣候區(qū)；

產(chǎn)品是否暴露于太陽(yáng)輻射環(huán)境或發(fā)熱裝置附近；

周圍空氣、太陽(yáng)輻射以及發(fā)熱裝置向產(chǎn)品傳熱的途徑；

產(chǎn)品的實(shí)際技術(shù)狀態(tài)(敞開(kāi)狀態(tài)或遮蔽狀態(tài))。

(2)采用相似產(chǎn)品的溫度。相似產(chǎn)品是指具有相似用途、性能和安裝位置的產(chǎn)品，如更新?lián)Q代產(chǎn)品。

(3)采用標(biāo)準(zhǔn)中提供的數(shù)據(jù)。例如對(duì)存儲(chǔ)溫度，可采用+85℃和+71℃兩個(gè)溫度；對(duì)工作溫度，通常是采用高工作環(huán)境溫度。

對(duì)用于電子元器件和微電子器件的高溫存儲(chǔ)試驗(yàn)(不加電應(yīng)力)、壽命試驗(yàn)(加電應(yīng)力)、老練試驗(yàn)和失效率試驗(yàn)，可直接采用相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的溫度。

2、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間

下面給出確定試驗(yàn)時(shí)間的一些原則。值得注意的是：在進(jìn)行溫度試驗(yàn)時(shí)，樣品在嚴(yán)酷的高溫條件下的總時(shí)間不能超過(guò)產(chǎn)品壽命的總時(shí)間。

(1)高溫存儲(chǔ)

恒溫存儲(chǔ)：樣品在高溫環(huán)境中達(dá)到溫度穩(wěn)定(內(nèi)部元器件、組件、模塊、部件等的溫度也真正達(dá)到穩(wěn)定)后，再保持至少2h，長(zhǎng)可為48h。如果存儲(chǔ)時(shí)間采用48h，將包含溫度穩(wěn)度時(shí)間。

循環(huán)存儲(chǔ)：至少7個(gè)循環(huán)(24h為一個(gè)循環(huán))。若要重點(diǎn)考核“關(guān)鍵材料”或"高溫敏感材料”受高溫環(huán)境的影響，應(yīng)適當(dāng)增加循環(huán)數(shù)。

(2)高溫工作

恒溫工作：樣品在高溫工作環(huán)境中達(dá)溫度穩(wěn)定(判定方法：樣品內(nèi)部熱容量大的功能部件或關(guān)鍵部件每小時(shí)溫度變化不超過(guò)2℃ ，若內(nèi)部元(部)件的溫度無(wú)法測(cè)量，則應(yīng)根據(jù)熱分析確定溫度時(shí)間，以確保整個(gè)樣品的溫度都達(dá)到穩(wěn)定)后，再保持至少2h，然后讓樣品工作，并使其在規(guī)定的工作溫度上重新達(dá)到穩(wěn)定，開(kāi)始進(jìn)行功能和性能的檢測(cè)。檢測(cè)完成后，樣品停止工作，將箱內(nèi)空氣溫度調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，并在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下達(dá)到穩(wěn)定后，進(jìn)行全面的外觀、功能和性能檢測(cè)。

循環(huán)工作：至少3個(gè)循環(huán)，多7個(gè)循環(huán)，但無(wú)論3個(gè)循環(huán)還是7個(gè)循環(huán)，均要達(dá)到高響應(yīng)溫度(由于樣品的熱滯后效應(yīng)，高溫度響應(yīng)時(shí)段與溫度循環(huán)的高溫度時(shí)段可能不一致)。一般情況下，3個(gè)循環(huán)足以使樣品達(dá)到其高響應(yīng)溫度。高峰值響應(yīng)溫度的判定方法為：后一循環(huán)峰值響應(yīng)溫度和前一循環(huán)峰值響應(yīng)溫度相差在2℃之內(nèi)。

(3)電子和電氣元器件和微電子器件

對(duì)電子和電氣元器件和微電子器件的存儲(chǔ)試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)老煉試驗(yàn)、失效率試驗(yàn)等的時(shí)間按標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中的等級(jí)要求來(lái)確定。

3、溫度變化速率

為避免造成溫度沖擊，溫度變化速率不應(yīng)超過(guò)3℃/min，如果樣品大而復(fù)雜，一般可相對(duì)慢一些，如1℃/min或以下；對(duì)小而簡(jiǎn)單的樣品，可以相對(duì)快一些，如2～3℃/min。

4、試驗(yàn)順序

對(duì)于高溫試驗(yàn)的試驗(yàn)順序，有三個(gè)可以遵循的原則：

(1)為使一個(gè)樣品能做多個(gè)試驗(yàn)，可首先施加使樣品損傷小的環(huán)境應(yīng)力，根據(jù)這一原則，高溫試驗(yàn)可安排在其他試驗(yàn)的前面進(jìn)行。

(2)為大限度地顯示疊加效應(yīng)的影響，高溫試驗(yàn)應(yīng)在振動(dòng)和沖擊等力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)之后進(jìn)行。

(3)在研制試驗(yàn)中，為盡量多地暴露問(wèn)題，以便將產(chǎn)品設(shè)計(jì)得更好，高溫試驗(yàn)可在低氣壓試驗(yàn)前進(jìn)行，因?yàn)楦邷貢?huì)顯著影響密封產(chǎn)品的低氣壓試驗(yàn)的結(jié)果。

5、溫度監(jiān)控

在對(duì)試驗(yàn)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，溫度傳感器的位置應(yīng)確保其所受到的熱擴(kuò)散的影響小到可以不計(jì)，并應(yīng)注意避免受熱輻射的影響。

6、相對(duì)濕度

高溫試驗(yàn)通常不需要控制相對(duì)濕度，如溫度在+70℃上穩(wěn)定后，其相對(duì)濕度大約為14%。若使用環(huán)境中會(huì)遇到極低的相對(duì)濕度，并且這種極低的相對(duì)濕度會(huì)影響裝備的某些特殊性能，試驗(yàn)時(shí)就應(yīng)控制相對(duì)濕度，具體要求可按標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中的要求進(jìn)行。

7、試驗(yàn)過(guò)程中的溫度穩(wěn)定

樣品工作以外的任何動(dòng)作，如打開(kāi)箱門，會(huì)引起樣品溫度或試驗(yàn)箱溫度產(chǎn)生顯著變化(大于2℃) ，則繼續(xù)試驗(yàn)前應(yīng)使樣品重新穩(wěn)定到規(guī)定的溫度。

若15min內(nèi)不能完成樣品工作性能檢測(cè)，則繼續(xù)檢測(cè)之前應(yīng)使樣品的溫度(必要包含濕度)恢復(fù)到規(guī)定的條件。