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快速温变试验(ESS)与冷热冲击的区别
发布时间:2019-12-04   点击次数:164次

最近几年我们跟很多客户交流,谈到冷热冲击试验和快速温变试验两者之间的区别时,由于每个用户测试产品不同,测试的阶段目的也不相同,以至于对两种测试方法存在很多不同的见解。我们收集了一些大家比较认同的见解做为参考,下面是对比表,相信大家以后对这两种试验方法和试验设备会更了解。

 

项目

冷热冲击试验

 快速温变(环境应力筛选ESS 

备注

试验目的

 主要考核试件在温度瞬间急剧变化一定次数后,检测试样因热胀冷缩(CTE见注释#1)所引起的化学变化或物理破坏

 利用外加的环境应力,使潜存于电子产品研发、设计、生产制程中,因不良元器件、制造工艺和其它原因等所造成的早期故障提早发生而暴露出来,给予修正和更换 

 试验目的不一样

测试阶段

 主要在研发设计阶段,试制阶段 

 主要在量产阶段

 阶段不一样

测试对象

 主要用于测试材料结构或复合材料,现在用的zui多的还是电子产品的元器件或者组件级PCBA,IC

 主要适用于电子产品的元器件级,组件级和设备级

冷热冲击很少用于做设备级

温度变化速率要求

 无温变速率指标,要求温度恢复时间,参考点一般在出风口,国内外标准都要求5min以内,越快越好;也有标准要求在产品表面量测,温度恢复时间在15min以内 

 为了增强筛选效果,常见快速温变箱建议选择温变速率10~25/min温变速率可控

 

样品失效模式

 由于材料蠕变(见注释#2)及疲劳损伤引起的失效,也称脆性失效

 

 由于材料疲劳见注释#3)引起的失效

 失效模式不一样

常见故障现象

 如零部件的变形或破裂,绝缘保护层失效,运动部件的卡紧或松弛电气和电子元器件的变化,快速冷凝水或结霜引起电子或机械故障

 涂层、材料或线头上各种微裂纹扩大;使粘结不好的接头松驰;使螺钉连接或铆接不当的接头松驰;材料热膨胀系数不同产生的变形和应力引起的故障,使固封材料绝缘下降;使机械张力不足的压配接头松驰;使质差的钎焊接触电阻加大或造成开路;使运动件及密封件故障 

 从故障现象看上看者有一些相同之处

参考标准

JESD22-A106B

GJB-150-A

MIL-STD-810G

MIL-STD-202G 

JEDEC JESD22-A104-b 

IEC68-2-1 

MIL-STD-2164-85

IEC60749-25

 

设备选择

a.对元器件(电容、电感、IC),板卡的中小尺寸产品,zui优选择提篮式冷热冲击,测试效果更严苛

b.对超大尺寸产品,如液晶电视或者重型产品,建议选择三箱式会更适合

c.如果遇到重型产品而且尺寸也比较大,同时要求过冲小,可选择水平式提篮冷热冲击箱做参考

d.除霜周期要求

a.设备尺寸大小,常见尺寸 SE-400 L, SE-600 L, SE-1000 L或定制

b.实际测试温度范围(如: -40~85℃),同时也要求设备全程温度范围(如:-70~180℃)

c.温变速率要求;是线性温变速率还是平均温变速率;如有带载温变速率要求,要明确带载情况,包括静态负载(通常拿铝锭做参考)和热负载(产品带电发热) 

d.验收标准(如: IEC-60068-3-5 GB/T 5170

 

 

专业名词解释:

#1 CTE: 材料的热膨胀系统

#2蠕变:在低于屈服强度的长时间恒定应力下,随时间延长而应变增加的现象

#3 剪切疲劳:机器构件反复受剪切力的作用而产生的疲劳性损坏

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