Что такое Термоциклирование?
Испытание на циклическое изменение температуры представляет собой испытание, при котором образец подвергается циклическому воздействию определенное количество раз между высокой и низкой температурой с контролируемой скоростью перехода. Он определен как метод Nb в IEC 60068-2-14 и предполагает более медленный переход, чем термический удар.
Термоциклирование: цель
Цель – выявить усталость, вызванную многократным изменением температуры в соединениях материалов с разными коэффициентами расширения.
К каким изделиям применяется Термоциклирование?
- Электронные платы и паяные соединения
- Автомобильные блоки управления
- Батарейные модули
- светодиодное освещение
- Разъем и кабельные соединения
В каких отраслях применяется Термоциклирование?
Стандарты, связанные с Термоциклирование
- IEC 60068-2-14тест на изменение температуры тест
- ISO 16750-4Условия окружающей среды в электрическом/электронном оборудовании автомобиля тест
- MIL-STD-810 Method 503
- JEDEC JESD22-A104
Термоциклирование: условия
- Диапазон температур
- Верхняя и нижняя температура указана в спецификации.
- Скорость перехода
- Контролируется по IEC 60068-2-14 Nb, обычно 1–5 °C/мин.
- Время выдержки
- Время, необходимое для того, чтобы образец уравновесился при каждой экстремальной температуре.
- Количество циклов
- Определено в спецификации (например, 100, 500, 1000 циклов)
Оборудование для Термоциклирование
- Программируемая температурная камера
- Многоканальная регистрация температуры
- Настройка мониторинга функций или сопротивления
- Система регистрации данных
Требования к образцам для Термоциклирование
- Образец должен быть помещен в камеру со свободной циркуляцией воздуха.
- Рекомендуется постоянный контроль сопротивления паяных соединений.
- Функционирование необходимо проверить перед испытанием
- Термопары должны быть подключены в критических точках.
Термоциклирование: продолжительность
Зависит от количества циклов. Программа из 500 циклов может занять несколько недель в зависимости от продолжительности цикла.
Термоциклирование: порядок проведения
- 1Образец помещается в камеру и настраивается мониторинг.
- 2Профиль цикла (температура, скорость перехода, выдержка) загружается.
- 3Выполняется определенное количество циклов.
- 4Промежуточная проверка работоспособности выполняется через определенные промежутки времени.
- 5В конце программы выполняются окончательная проверка работоспособности и визуальный осмотр.
Термоциклирование: критерии приёмки
Критерий приемки определен в спецификации: непрерывность функционирования, отсутствие увеличения сопротивления припоя или соединения сверх установленного предела и отсутствие растрескивания.
Оценка результатов
Если используется непрерывный контроль сопротивления, события обрыва цепи регистрируются вместе с подсчетом циклов. При необходимости делается поперечный разрез для осмотра трещин припоя.
Термоциклирование: протокол
- Стандарт и применяемый метод
- Диапазон температур, скорость перехода и время выдержки
- Количество циклов
- Результаты мониторинга функции/сопротивления
- Визуальный и, при необходимости, металлографический осмотр.
Аккредитация
EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.
Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.
Область применения и разрешенияСоответствующие правила
- Спецификации автомобильных и электронных компонентов
Экологические и климатические испытания — Что охватывает эта область испытаний?
В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Термоциклирование; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.
Экологические испытания показывают, выдерживает ли изделие такие факторы среды, как температура, влажность, давление, солнечное излучение, пыль, вода и коррозионные атмосферы. Цель не сломать изделие, а в УСКОРЕННОЙ форме воспроизвести условия, с которыми оно столкнётся за срок службы.
Профили испытаний выводятся из реального воздействия на изделие, и этот вывод — настоящая инженерная работа в этой области. Устройство, работающее в закрытом офисе, и устройство, установленное на столбе, не испытываются по одному профилю. Серия IEC 60068 определяет общие методы, MIL-STD-810 — военные профили, RTCA DO-160 — авиационные профили, а серия ISO 16750 — автомобильные профили по месту установки. Испытание, проведённое без выбора профиля, приводит как к излишним затратам, так и к ложной уверенности.
Температурные испытания моделируют три отдельных явления, и все три создают разные виды отказов. Постоянная высокая/низкая температура проверяет, может ли материал работать при этой температуре. Термоциклирование создаёт усталость в соединениях материалов с разными коэффициентами расширения — здесь появляются трещины пайки. Термоудар усиливает этот эффект за счёт резкого перехода.
Есть различие и в испытаниях на влажность. Постоянная влажная теплота показывает диффузию влаги в материал и её влияние на изоляционные свойства. Циклическая влажная теплота создаёт конденсацию: на охлаждающейся поверхности образуются капли воды, что гораздо агрессивнее сухой влажности. Проникновение воды в корпус, увеличение тока утечки и коррозия обычно проявляются именно в циклическом испытании.
Защита от пыли и воды представляет собой отдельную область работы и выражается кодом IP. Важно отметить, что испытание IP не является испытанием на ДОЛГОВЕЧНОСТЬ: оно показывает, что защита обеспечивается в определённых кратковременных условиях, а не стойкость к длительному погружению или мойке под давлением.
Наиболее частая ошибка в этой области — прямой перевод результата испытания в ПРОГНОЗ СРОКА СЛУЖБЫ. Ускоренные испытания предназначены для сравнения и верификации конструкции; надёжное преобразование часов в камере в годы эксплуатации можно установить только с помощью специфичной для материала модели ускорения, откалиброванной по полевым данным.
Функциональный мониторинг определяет ценность испытания. Простое удержание изделия в температурной камере с последующим включением не показывает, что происходило ВО ВРЕМЯ испытания. В критических применениях изделие работает на протяжении всего испытания, а его параметры контролируются; только так можно выявить перемежающиеся неисправности, которые появляются и исчезают.
Группы методов в этой области
Температура
Сухое тепло, холод, изменение температуры и температурный удар; стационарные и циклические профили.
Влажность
Стационарная влажная теплота и циклическая влажная теплота; циклы с конденсацией более агрессивны.
Вода и пыль
Испытания на защиту по IP: капание, разбрызгивание, струи, погружение и пылезащищённость.
Излучение и старение
Ускоренное старение с помощью ксеноновой дуги и люминесцентного УФ, имитация солнечного излучения.
Давление и высота
Испытания на пониженное давление (высота) и быстрое изменение давления.
Коррозионная атмосфера
Соляной туман, коррозия смешанным потоком газов (имитация промышленной атмосферы), испытания на плесень и грибок.
Часто путаемое в этой области
- Продолжительность испытания нельзя пересчитать в срок службы в эксплуатации; пересчёт без модели ускорения вводит в заблуждение.
- Термоциклирование и постоянная температура создают разные режимы отказа; ни один не заменяет другой.
- Если изделие не работает во время испытания, перемежающиеся неисправности остаются незамеченными; функциональный мониторинг определяет ценность испытания.
- Защита по IP не является доказательством долговечности; она показывает защиту в определённых кратковременных условиях.
- Испытание, проведённое без выбора профиля, увеличивает затраты и создаёт ложную уверенность.
- Схема крепления и ориентации влияет на результат; отчёт должен это документировать.
Какие решения подкрепляют эти результаты
- Верификация конструкции и квалификация
- Декларация класса защиты и диапазона рабочих температур
- Воспроизведение полевых отказов в лаборатории и анализ первопричин
- Одобрение компонентов поставщика
- Решения о сроке гарантии и условиях хранения
Связанные тесты
Термоциклирование: частые вопросы
В чем разница между циклическим изменением температуры и тепловым ударом?
При циклическом изменении температуры переход является контролируемым и медленным (IEC 60068-2-14 Nb). При термическом ударе образец перемещается между двумя камерами за очень короткое время (метод Na), и напряжения становятся более серьезными.









