電子組件溫度循環試驗箱工作機理-瑞凱儀器
作者：
salmon范
編輯：
瑞凱儀器
來源：
www.7950293.net.cn
發布日期： 2020.06.20
溫度循環試驗主要是利用不同材料熱膨脹系數的差異，加強其因溫度快速變化所產生的熱應力對試件所造成的劣化影響。當電子組件經受溫度循環時，內部出現交替膨脹和收縮，使其產生熱應力和應變。如果組件內部鄰接材料的熱膨脹系數不匹配，這些熱應力和應變就會加劇，在具有潛在缺陷的部位會起到應力提升的作用，隨著溫度循環的不斷施加，缺陷長大并終變為故障(如開裂)而被發現，這稱為熱疲勞。對于電子組件而言，其內部元器件一般采用引腳插人式( PTH)或表面貼裝式( SMT)焊接。焊點在溫度循環作用下，因為熱應力和蠕變的交互作用，導致焊點產生粗大條狀組織和孔洞，隨著循環次數的增加，條狀組織持續擴大且孔洞慢慢結合成為微裂縫，從而導致焊點失效。這種熱疲勞失效屬于低周疲勞(
low-cycle fatigue) 失效的一種，多發生于電子組件的內部焊點結合處。圖1是組件內部元器件焊接引腳在進行溫度循環試驗時脫焊的示意圖。
溫度循環試驗溫度的升降一般是在單一溫度循環試驗箱內以冷熱空氣循環加熱或冷卻的方式來達成。試驗所用溫度循環試驗箱效能的優劣對試驗結果的準確性有很大影響。溫度循環試驗箱調節溫度的方式是利用溫度傳感器測得箱內空氣或試件的溫度，經過信號轉換后再經控制器與設定值比較，由比較結果決定加熱系統或冷卻系統是否動作，從而調節至所需溫度。溫度循環試驗箱內通常有風扇，以強迫對流方式，使箱內各點的溫度盡可能達到均一。調節的控制方式有兩種，一種是通過試件的溫度反饋進行控制，另一種是通過溫度循環試驗箱內的空氣溫度進行控制。對于這兩種情況，試件、箱壁都會與箱內空氣交換熱量及水汽。其調節情形可歸納為:
①試件、箱壁與箱內空氣間只要仍有熱量或濕度的交換，箱內各點的狀態將無法達到均一；
②當溫度循環試驗箱內熱量和濕度的交換率一定時，溫度循環試驗箱內各點的狀態差異將與空氣循環速率成反比。
因此，當溫度循環試驗箱內各點環境必須維持較小差異時，應盡可能提供高的空氣循環速率，循環速率越高，對流系數就越大，溫度循環試驗箱內各點的表面溫度就更容易達到均一。
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