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广东宏展科技TC系列温度循环与TS系列温度冲击设备——行业产品场景化选型指南

不同品类电子产品对高低温可靠性测试的差异化需求

在电子元器件、PCBA电路板及终端整机产品的环境可靠性测试中,温度循环与温度冲击是两类核心的高低温加速老化测试项目。但实际生产中常见的问题是:用温度循环箱做冲击试验,或用冲击箱跑循环测试——设备选型不对,测试数据失真,产品可靠性验证失效

问题的根源不在于设备性能不足,而在于不同品类的电子产品对温度应力的响应机理完全不同。普通消费电子长期处于室内环境,温度变化平缓;而车载电子可能一夜之间从-40℃的寒区驶入+85℃的酷暑地区,温差切换发生在数小时内;至于发动机舱内的控制器,点火瞬间就要承受从环境温度到100℃以上的剧烈温升。不同的使用场景,决定了不同的测试逻辑和设备选型。

广东宏展科技深耕环境可靠性试验设备领域,其TC系列温度循环测试箱与TS系列温度冲击测试箱分别针对“缓变循环”与“瞬时冲击”两种截然不同的测试需求而设计。本文从行业产品视角出发,明确“什么产品做温循、什么产品做温冲”,提供场景化的设备选型与测试方案参考。

一、宏展TC系列温度循环测试——适配消费电子与通用元器件的缓变老化测试

1.1 适配产品:普通消费电子、通用元器件、PCBA板卡

TC系列温度循环测试箱适用于无需湿度控制的电子元器件、PCB板、消费电子产品等快速温变可靠性验证。具体包括:

  • 消费电子整机:智能手机、平板电脑、智能手表、TWS耳机等日常消费电子产品

  • 通用元器件:电阻、电容、电感、连接器、继电器等被动元件

  • PCBA板卡:各类印制电路板组装件,包括主板、电源板、控制板等

  • 工业级器件:工控模块、传感器、仪表等非车规级工业电子产品

行业通用执行标准为JESD22-A104,宏展TC系列为该测试的专用适配设备

1.2 适配逻辑:缓变特性匹配产品日常老化场景,温和累积热应力

温度循环测试的核心逻辑是模拟产品长期处于日常高低温缓慢切换的使用、储存场景。TC系列采用单槽一体式腔体设计,整个测试在同一工作室内完成,样品无需移动,依靠设备温控系统实现匀速升降温。设备温度范围为-70℃~+150℃,可满足消费电子、工业器件的全品类温度循环测试需求

测试通过材料热膨胀系数不匹配产生的周期性热机械应力,提前暴露产品焊接虚焊、结构开裂、元器件老化等潜在失效缺陷。TC系列搭载自主研发的PID温控算法与C100智能控制系统,温度波动度≤0.5℃,温度偏差±1.5℃,测试精度远超行业基础标准。设备在整个循环过程中不存在腔体切换动作,温变过程连续无断层,能够精准模拟产品在实际使用中所经历的自然温度交替环境

1.3 定制化方案:标准工况+企业企标自定义参数设置

TC系列设备支持灵活的参数编程,可适配全行业主流工况

  • 标准工况适配:普通消费电子产品适配Condition A(-55℃~+85℃);车载规级产品适配Condition G(-40℃~+125℃)。TC系列提供5℃/min、10℃/min、15℃/min三档基础温变速率,**机型可扩展20℃/min、25℃/min。以经典Condition A工况为例,标准要求最小切换时长≥9.33min,宏展设备可精准锁定温变速率,杜绝过快切换导致的违规操作

  • 企业自定义参数:TC系列支持企业自定义温度范围、温变速率、保温时间、循环次数等全部测试参数。设备可灵活编程存储多组测试程序,适配不同产品线的差异化测试需求

  • 循环次数灵活配置:工业/消费级芯片通常采用100~300次循环。宏展设备支持自定义循环次数、自动启停、数据全程记录

在实际应用中,某头部手机厂商采用宏展快速温变箱,以10℃/min速率开展-40℃~85℃循环测试,将传统48小时的测试周期缩短至24小时

二、宏展LTS/STS系列温度冲击测试——适配车载电子与高可靠器件的极端应力考核

2.1 适配产品:车机座舱、车载电子、户外工业终端、高可靠器件

LTS/STS系列温度冲击测试箱适用于需要在极端温度突变条件下验证可靠性的产品类别:

  • 车机座舱与车载电子:智能座舱显示屏、域控制器、车载MCU、BMS电池管理系统、车载传感器等

  • 户外工业终端:户外基站设备、工业控制终端、光伏逆变器、充电桩模块等

  • 高可靠器件:车规级芯片、半导体封装、功率模块(IGBT)、光模块等

  • 材料与组件:金属、塑胶、高分子材料在热胀冷缩条件下的物理性变化测试

2.2 适配逻辑:极速冲击特性匹配极端温变工况,暴露隐性失效缺陷

温度冲击测试的核心逻辑是模拟产品在极短时间内经历的极端高低温交替冲击,考核产品在温度急剧交替变化时的耐受性。STS系列采用多腔体分离式结构

  • TS2系列(两箱式) :分高温区、低温区两部分,样品放置于移动吊篮中,由气缸带动吊篮在冷热槽中上下移动,完成冷热温度冲击测试

  • TS3系列(三箱式) :分高温区、低温区、测试区三部分,样品放置于测试区且保持静止,通过强制冷热风路切换方式将冷、热温度导入测试区

高温室预热范围60~+200℃,低温室预冷范围-55~-10℃(或-65~-10℃),温度切换时间≤10秒,温度恢复时间≤5分钟。宏展机型高低温区温差可达150℃以上。样品经历的是“稳态→瞬时切换→新稳态”的冲击式温变,而非连续渐变。这种瞬时冲击能够快速暴露材料结构或电子元器件在热胀冷缩条件下的潜在缺陷——BGA焊球或QFN引脚在反复冲击后极易出现裂纹,大尺寸芯片的硅基与塑封材料热失配则可能导致芯片翘曲

2.3 车规专属方案:Condition A工况、300次循环、10min稳态保温规范

针对汽车电子行业的严苛要求,宏展TS系列可提供完整的车规级测试方案:

  • AEC-Q100标准适配:设备**覆盖AEC-Q100对车规芯片-40℃~+125℃的考核要求。温度冲击范围可选-40℃~+150℃或-55℃~+150℃两个等级

  • 典型测试工况:以Condition A工况为例,低温-55℃、高温+85℃,温度切换时间≤10秒。循环次数方面,车规级要求500~1000次循环,部分场景可达2000次。极值温度下保持10~20分钟,确保样品温度均匀

  • 行业应用实践:宏展科技深度服务于汽车产业链,为芯片厂商与Tier 1供应商提供通往车规级认证的可靠测试方案。在新能源动力电池设计验证中,宏展TS系列可设定高温150℃、低温-65℃,温度切换时间≤10秒,完成冷热冲击测试,验证电池在极端温差突变下的结构稳定性

三、高低温测试组合策略:常规老化+极端冲击的复合验证方案

产品的可靠性测试从来不是单一温变或冲击测试就能完成的,而是需要从研发到量产的全流程测试。广东宏展科技推出“快速温变试验箱+高低温冲击箱”组合测试方案,覆盖研发筛选、设计验证、批量品控全环节

研发筛选阶段:用TC系列快速温变试验箱高效筛选产品潜在缺陷。设备温变速率5~25℃/min,可快速完成多组温变循环测试,高效筛选产品在连续温变环境中的潜在缺陷

设计验证阶段:两款设备协同测试——先用TC系列验证产品在连续温变环境中的长期稳定性,再用TS系列验证产品在极端温差突变下的抗冲击能力,**覆盖产品实际使用中的各类温变场景

批量品控阶段:用TS系列高低温冲击箱高效完成批量测试,设备温度切换时间≤10秒,温度恢复时间≤5分钟,单次冲击测试耗时短,可高效完成批量产品测试

对于发动机舱控制器等部件,建议采用非线性快温变(如温度冲击)来模拟发动机启动/停止带来的剧烈温度冲击;而对于车载信息娱乐系统,则更多采用线性温变循环来验证其在长期四季交替温度变化下的可靠性

四、行业产品-测试项目-宏展设备精准匹配对照表

产品类别 推荐测试项目 适配宏展设备 核心参数要求

智能手机、平板等消费电子整机

温度循环

TC系列

Condition A(-55℃~+85℃),5~15℃/min

电阻、电容等通用元器件

温度循环

TC系列

依产品规格书定义,100~300次循环

PCBA板卡

温度循环

TC系列

JESD22-A104标准,温变速率可调

车载信息娱乐系统、座舱显示屏

温度循环

TC系列

Condition G(-40℃~+125℃),10~15℃/min

车规级芯片、域控制器

温度冲击

TS系列

AEC-Q100,-40/ -55℃~+150℃,≤10秒切换

发动机舱控制器、功率模块

温度冲击

TS系列

非线性快温变,模拟点火/停机热冲击

户外工业终端、光伏逆变器

温度冲击

TS系列

-40℃~+150℃冲击范围,300~1000次循环

半导体封装、光模块

温度冲击

TS系列

JESD22-A106B,5分钟温度恢复

选型的核心判断依据不是“温度能到多少度”,而是“产品实际使用中经历的是渐变温变还是瞬时温变”。TC系列温度循环测试箱适用于模拟自然温度交替的渐变场景;TS系列温度冲击测试箱适用于模拟极端温差突变的瞬时冲击场景。只有根据产品实际使用工况选择对应的测试设备与测试方案,才能获得真正有效的可靠性验证数据。