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高低溫試驗機的設計原理及應用

更新日期: 2020-04-13
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1、溫度選擇

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

了解產(chǎn)品的使用地域的氣候區;

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?chē)諝?、太?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)采用標準中提供的數據。例如對存儲溫度,可采用+85℃和+71℃兩個(gè)溫度;對工作溫度,通常是采用高工作環(huán)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(shí)間

下面給出確定試驗時(shí)間的一些原則。值得注意的是:在進(jìn)行溫度試驗時(shí),樣品在嚴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

恒溫存儲:樣品在高溫環(huán)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(cháng)可為48h。如果存儲時(shí)間采用48h,將包含溫度穩度時(shí)間。

循環(huán)存儲: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,應適當增加循環(huán)數。

 

(2)高溫工作

恒溫工作:樣品在高溫工作環(huán)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(guān)鍵部件每小時(shí)溫度變化不超過(guò)2℃ ,若內部元(部)件的溫度無(wú)法測量,則應根據熱分析確定溫度時(shí)間,以確保整個(gè)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(kāi)始進(jìn)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(jìn)行全面的外觀(guān)、功能和性能檢測。

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),均要達到高響應溫度(由于樣品的熱滯后效應,高溫度響應時(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)足以使樣品達到其高響應溫度。高峰值響應溫度的判定方法為:后一循環(huán)峰值響應溫度和前一循環(huán)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(shí)間按標準和規范中的等級要求來(lái)確定。

 

3、溫度變化速率

為避免造成溫度沖擊,溫度變化速率不應超過(guò)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(jiǎn)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(gè)可以遵循的原則:

(1)為使一個(gè)樣品能做多個(gè)試驗,可首先施加使樣品損傷小的環(huán)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(jìn)行。

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

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

 

5、溫度監控

在對試驗溫度進(jìn)行監測時(shí),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(huán)境中會(huì )遇到極低的相對濕度,并且這種極低的相對濕度會(huì )影響裝備的某些特殊性能,試驗時(shí)就應控制相對濕度,具體要求可按標準和規范中的要求進(jìn)行。

 

7、試驗過(guò)程中的溫度穩定

樣品工作以外的任何動(dòng)作,如打開(kāi)箱門(mén),會(huì )引起樣品溫度或試驗箱溫度產(chǎn)生顯著(zhù)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。

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