什么是冷热冲击试验 发布时间：2025-07-25
1.试验目的
冷热冲击试验主要用于考核产品对周围环境温度急剧变化的适应性。通过模拟高温和低温环境的快速交替变化，观察产品是否能在温度急剧变化的情况下保持正常功能，或者是否出现材料开裂、电子元件损坏等问题等。金鉴实验室作为专注于材料分析领域的科研检测机构，能够对样品进行严格的冷热冲击试验，致力于为客户提供高质量的测试服务，为样品在各个领域的可靠应用提供坚实的质量保障。
2.作用机理
金鉴实验室拥有专业的冷热冲击测试设备和技术团队，能够确保冷热冲击测试的准确性和可靠性，如需进行专业的检测，可联系金鉴检测顾问181-4899-0106。从物理层面看，冷热冲击的本质是“瞬态热应力—材料响应—失效触发”的耦合过程。当温度变化率≥20 °C/min 时，材料表层与芯部形成陡峭温度梯度，产生瞬态热应力σ_t：
σ_t ≈ E·α·ΔT
其中E为弹性模量，α为线膨胀系数，ΔT为瞬时温差。若σ_t超过材料屈服强度或界面结合强度，便会诱发裂纹萌生、扩展，直至功能丧失。对电子器件而言，焊球、键合线、塑封料之间的CTE（热膨胀系数）差异还会造成剪切疲劳，最终导致开路或短路。
3.参考标准
冷热冲击试验的常见参考标准包括GB/T 2423.22-2012、IEC 60068-2-14:2009、GJB 150.5A-2009、GB/T 28046.4-2011等。
1.失效模式
• 金属件：低温脆断、高温蠕变、焊缝热疲劳；
• 高分子：玻璃化转变区脆化、填料-基体脱粘；
• 电子组件：焊点微裂、导线断裂、芯片分层；
• 光学器件：胶合界面气泡、镀膜龟裂。
金鉴实验室不仅拥有专业的技术团队，还配备了先进的测试设备，能够为您提供精确的冷热冲击测试和快速温度变化测试服务。这些测试对于确保您的电子产品在极端温度变化下的性能和可靠性至关重要。
2.关键试验参数
• 温度极值：通常选取产品工作极限的110 %，确保覆盖最坏工况；
• 驻留时间：需大于试件热容平衡时间，一般5~30 min；
• 转换时间：两箱式设备≤10 s，三箱式设备≤30 s；
• 循环次数：根据加速因子计算，常见100~1000 次；
• 温度均匀性：±2 °C以内，避免局部过热/过冷。
1.两箱式（提篮式）
由高温仓、低温仓及可上下移动的提篮组成。提篮在10 s内完成仓间转移，实现瞬时冲击。针对高温仓、低温仓领域，
优点：转换时间极短；
缺点：试件体积受限，大质量样品会导致温度过冲。
2.三箱式（静止式）
增设常温过渡仓，样品在高低温仓之间通过风门切换，避免机械移动冲击。
优点：可容纳大尺寸、异形样品；
缺点：转换时间略长，需额外控制风门密封性。
3.应用实例
金鉴实验室作为一家专注于光电半导体失效分析的科研检测机构，在冷热冲击试验方面拥有丰富的经验和卓越的技术实力。实验室配备了先进的测试设备和严格的质量控制流程，能够为客户提供高标准的冷热冲击试验服务。
温度曲线图
1.航空航天
高超声速飞行器蒙皮需承受-55 °C至+300 °C的瞬时冲击，试验已扩展至“温度-振动-气压”三综合应力，以模拟真实再入过程。
2.新能源汽车
动力电池包从漠河-40 °C到吐鲁番+60 °C的冷热循环，需结合湿度与电应力，验证热管理系统与密封胶的耐久性。
3.先进封装
3D IC、Chiplet等微缩结构对翘曲极度敏感，冷热冲击试验正与DIC（数字图像相关）应变测量、声发射技术结合，实现μm级变形在线监测。
冷热冲击试验并非简单的“高低温循环”，而是融合热力学、材料学、可靠性工程的系统工程。只有深刻把握瞬态热应力与失效机理的耦合关系，结合精准设备与科学流程，才能真正把试验室结果转化为产品在实际极端环境下的稳健表现。金鉴实验室的专业服务不仅限于测试和认证，还包括失效分析、技术咨询和人才培养，为客户提供一站式的解决方案，金鉴将继续秉承着专业的服务态度，不断提升自身的技术水平和服务质量，为检测行业贡献我们的力量。
