高低溫試驗機的設計原理及應用

1、溫度選擇

(1)采用產品實際安裝平臺的環境溫度和誘發溫度。就平臺環境溫度而言，應考慮以下因素：

了解產品的使用地域的氣候區；

產品是否暴露于太陽輻射環境或發熱裝置附近；

周圍空氣、太陽輻射以及發熱裝置向產品傳熱的途徑；

產品的實際技術狀態(敞開狀態或遮蔽狀態)。

(2)采用相似產品的溫度。相似產品是指具有相似用途、性能和安裝位置的產品，如更新換代產品。

(3)采用標準中提供的數據。例如對存儲溫度，可采用+85℃和+71℃兩個溫度；對工作溫度，通常是采用高工作環境溫度。

對用于電子元器件和微電子器件的高溫存儲試驗(不加電應力)、壽命試驗(加電應力)、老練試驗和失效率試驗，可直接采用相應標準中的溫度。

2、試驗持續時間

下面給出確定試驗時間的一些原則。值得注意的是：在進行溫度試驗時，樣品在嚴酷的高溫條件下的總時間不能超過產品壽命的總時間。

(1)高溫存儲

恒溫存儲：樣品在高溫環境中達到溫度穩定(內部元器件、組件、模塊、部件等的溫度也真正達到穩定)后，再保持至少2h，長可為48h。如果存儲時間采用48h，將包含溫度穩度時間。

循環存儲：至少7個循環(24h為一個循環)。若要重點考核“關鍵材料”或"高溫敏感材料”受高溫環境的影響，應適當增加循環數。

(2)高溫工作

恒溫工作：樣品在高溫工作環境中達溫度穩定(判定方法：樣品內部熱容量大的功能部件或關鍵部件每小時溫度變化不超過2℃ ，若內部元(部)件的溫度無法測量，則應根據熱分析確定溫度時間，以確保整個樣品的溫度都達到穩定)后，再保持至少2h，然后讓樣品工作，并使其在規定的工作溫度上重新達到穩定，開始進行功能和性能的檢測。檢測完成后，樣品停止工作，將箱內空氣溫度調節到標準大氣條件，并在標準大氣條件下達到穩定后，進行全面的外觀、功能和性能檢測。

循環工作：至少3個循環，多7個循環，但無論3個循環還是7個循環，均要達到高響應溫度(由于樣品的熱滯后效應，高溫度響應時段與溫度循環的高溫度時段可能不一致)。一般情況下，3個循環足以使樣品達到其高響應溫度。高峰值響應溫度的判定方法為：后一循環峰值響應溫度和前一循環峰值響應溫度相差在2℃之內。

(3)電子和電氣元器件和微電子器件

對電子和電氣元器件和微電子器件的存儲試驗、壽命試驗老煉試驗、失效率試驗等的時間按標準和規范中的等級要求來確定。

3、溫度變化速率

為避免造成溫度沖擊，溫度變化速率不應超過3℃/min，如果樣品大而復雜，一般可相對慢一些，如1℃/min或以下；對小而簡單的樣品，可以相對快一些，如2～3℃/min。

4、試驗順序

對于高溫試驗的試驗順序，有三個可以遵循的原則：

(1)為使一個樣品能做多個試驗，可首先施加使樣品損傷小的環境應力，根據這一原則，高溫試驗可安排在其他試驗的前面進行。

(2)為大限度地顯示疊加效應的影響，高溫試驗應在振動和沖擊等力學環境試驗之后進行。

(3)在研制試驗中，為盡量多地暴露問題，以便將產品設計得更好，高溫試驗可在低氣壓試驗前進行，因為高溫會顯著影響密封產品的低氣壓試驗的結果。

5、溫度監控

在對試驗溫度進行監測時，溫度傳感器的位置應確保其所受到的熱擴散的影響小到可以不計，并應注意避免受熱輻射的影響。

6、相對濕度

高溫試驗通常不需要控制相對濕度，如溫度在+70℃上穩定后，其相對濕度大約為14%。若使用環境中會遇到極低的相對濕度，并且這種極低的相對濕度會影響裝備的某些特殊性能，試驗時就應控制相對濕度，具體要求可按標準和規范中的要求進行。

7、試驗過程中的溫度穩定

樣品工作以外的任何動作，如打開箱門，會引起樣品溫度或試驗箱溫度產生顯著變化(大于2℃) ，則繼續試驗前應使樣品重新穩定到規定的溫度。

若15min內不能完成樣品工作性能檢測，則繼續檢測之前應使樣品的溫度(必要包含濕度)恢復到規定的條件。