Thermal shock and thermal cycling 及其相应chamber的区别

抛开测试方法及条件的不同，个人觉得其失效模式存在差异：
温度冲击模拟了慢速变化的温度在加速环境下对产品的热膨胀机械损伤，失效模式为不同的温度膨胀系数对材料和密封器件造成的热老化和开裂，由于主要产生的机械失效机理，故通常不需要通电测试。
温度循环试验确定产品抵御环境温度变化的能力，验证温度疲劳引起的器件失效。

学习一下，但还是没有完全懂，哪位大神有详细资料吗》？谢谢分享

多谢分享

at the same temperature range, Thermal shock might introduce failures you wont be able to observed in the field. Sometimes it is a over kill. But it does help detect failures to increase product robustness.

[quote]davidwang发表于2007-9-2515:52[url=pid=9373&ptid=1548][/url]
Thermalshocktest中的关键点是:transfertimeandrecoverytime,不讲温变速率的,这就是误导我们的地方,…[/quote]

两箱提篮式的温度冲击试验箱是Espec引入中国的，早期国内的温冲箱都是提篮的，上下移动还有水平移动，小的几十升，大到几个m3，甚至几百m3。
现在水平移动实现高温暴露-常温驻留-低温暴露的试验箱也有。

个人觉得温度冲击应该强调突变：规定温度转换的时间时间更合理而不要求线性温度变化
温度循环强调线性的温度变化速率
有交叉的地方吧
模拟的实效模式不同：
冲击倾向于在有空掉的房子里处理打开门那一下
循环倾向于在有空掉的房子里把空掉关了

两种试验对湿度的要求不是很严格，最多是考虑结露，大多数试验箱都能做到。不需要专门的加湿措施。

这两种试验，试验方法相差不大，对试验箱的要求却不同。前一种要求试验箱能够快速降温，而后一种，对于大多数温度试验箱都是要用的。
前一种主要针对元器件，毕竟整机做起来故障更多，且不易发现问题所在，试验箱一般比较小，1m3较多；后一种要以对整机进行试验，试验箱也会大一些。

我也来发谈谈自己的看法。温度温度冲击主要是针对温度变化非常快的应用环境，如机载设备，从地面到飞到几千米的高空，只是几十秒的时间，温度变化由常温快速变为零下几十度。而温度循环更多是应用于ESS，也可以释放加于单元板上的应力，不少设备的印制板会先进行温度循环以施放加工过程中产生的应力。也有用于应力筛选的，主要是剔除早期失效，所以不可能采用很高的温变速率。

来此收录各位前辈的见解，收获不少~

[quote]davidwang发表于2007-9-2515:52[url=pid=9373&ptid=1548][/url]
Thermalshocktest中的关键点是:transfertimeandrecoverytime,不讲温变速率的,这就是误导我们的地方,…[/quote]

受教了！

thermalshock试验箱没有湿度.温度速度快,主要測試產品在溫度急劇變化下的性能變化狀況。
thermalcycling是在一定的溫度和濕度條件下進行一定時間的測試后產品性能的變化狀況。

目前我们做PCBA想验证reflow之后板子可靠性，不知道用thermalshock还是thermalcycling合理？
业界对PCBA的可靠性要求有哪些参考标准是什么？
多谢

[quote]wojiushiheipi发表于2008-10-2213:54[url=pid=31823&ptid=1548][/url]
引用中有句”温度循环试验箱价格略高于温度冲击试验箱”,个人认为恰恰相反[/quote]

统一品牌的温循箱确实比温冲箱贵

[b]回复[url=pid=9668&ptid=1548]18#[/url][i]fancy[/i][/b]

感觉温度冲击和温度循环的本质区别还是在于失效形式，
但是提到的蠕变及疲劳引起的失效和剪切疲劳引起的失效还是不是很明白。。。

谁有thermalshock操作说明书呀，感谢！

个人浅见:

T/C与T/S的区别:

T/C是指:[b][color=red]你驾驶一辆汽车从深圳出发至广州,时速是规定的80公里/小时(这就犹如温变率10c/min),箱子结构一般只有一箱式的.[/b]
目前行业用压缩机制冷最快25c/min左右,用液氮(LN2)制冷30以上亦可,个人建议需要高温变率用液氮加压缩机制冷为佳,犹如现在混合动力汽车一样在完全环保汽车没有出来前混合动力汽车是不错的选择.

T/S是指:[color=red][b]你驾驶一辆汽车从深圳出发至广州,整个时间是规定的,时速是多少是不确定,整个车子性能好快的可以到120公里,差的90也有,到后面越来越慢(这就犹如温变率40c/min,而它不是全程这个速率的).[/b]
目前行业里有用二箱式和三箱式的T/S箱子,要说谁好就好去提了,个人建议根据你的产品去选择,一般而言,汽车电子,零件类等做T/S用二箱式的较多一些,此外欧美国家用二箱式较多一下,当然在国内三箱式是最多的.毕竟每个公司或每个国家的认识不同嘛!三箱式许多人用来做带电T/S测试,样品比较重的试验,试验方法问题这里就不做评价了.

引用中有句”温度循环试验箱价格略高于温度冲击试验箱”,个人认为恰恰相反:D

请教各路高手，我们公司是做光通信产品的，有些标准要求温度循环的温变率为1℃/分，而GR-468要求温度循环试验温变率〉10℃/分，同是温度循环试验，为什么会有如此大的差别，是不是两个标准要求考核的产品失效机理不同，那慢速和快速温度循环试验分别考察产品哪些方面的特性呢？

温度冲击试验：温度变化范围很大，同时试验严酷度还随着温度变化率的增加而增加。

温度冲击试验与温度循环试验的差异主要是应力负荷机理不同。温度冲击试验主要考察由于蠕变及疲劳损伤引起的失效，而温度循环主要考察由于剪切疲劳引起的失效。

温度冲击试验容许使用二槽式试验装置；温度循环试验使用单槽式试验装置。在二槽式箱体内，温度变化率要大于50℃/分钟。
引起温度冲击的原因：回流焊，干燥，再加工，修理等制造、修理工艺中剧烈的温度变化。

加速应力试验：加速试验是使用比在实际环境中更短的时间，对试验样品进行的加速试验，以考察其失效机理。试验的加速就是采用加大应力的方法促使试验样品在短期内失效，。但是必须注意避免其它应力原因引起的失效机理。

温度循环试验：
温度循环就是将试验样品曝露于予设的高低温交替的试验环境中。为避开温度冲击影响，试验时的温度变化率必须小于20℃/分钟。

[[i]本帖最后由fancy于2007-9-2910:32编辑[/i]]

[quote]原帖由[i]esc[/i]于2007-9-2618:04发表[url=pid=9453&ptid=1548][/url]
请教一下：
thermalcycling和temperaturecycling是一种试验的两种称呼还是它们有两个不同的试验原理？[/quote]
二者其实是一样的.

我觉得两者指的应该指的同是温度循环.

可能只是翻译上区别吧.

请教一下：
thermalcycling和temperaturecycling是一种试验的两种称呼还是它们有两个不同的试验原理？

:)向高手們學習!!!

Transfertime是指提篮从hotzonetocoldzone或coldzonetohotzone的时间.
Recoverytime有两种,可以要求为样品表面的温度恢复时间,也可以要求为出风口的温度恢复时间,前者的要求比后者的要求高.通常指后者.

transfertime指的是提篮从hotzone降到coldzone的时间吗？
recoverytime指的是样品表面的恢复温度吗？还是指sensor的感应温度？

[url=http://www.kekaoxing.com/home/space.php?uid=1600]fjd6581前辈的贴子,摘录出来大家一起讨论讨论[/url]
http://www.kekaoxing.com/home/space.php?uid=1600

[quote]
LZ提出的问题是许多可靠性试验人员都需要了解的，温度循环和温度冲击这是两种不同的试验，这两种试验分别针对两种失效机理进行。
如果需要了解产品的耐环境应力能力，可以用温度冲击试验，当然其快速变化的温度条件，是使互连缺陷变为故障的主要试验方法，机理是两种材料在快速温变的情况下的应力不匹配造成的失效。因此在试验方法的选择上常将温度冲击作为筛选试验的一种试验方法。
如果需要了解产品在工作过程中由疲劳引起的失效，往往采用温度循环试验，这种可控的温度变化在互连部分由于局部的热不平衡，导致互连部分疲劳失效，这种试验用于快速模拟设备开关机时设备工作温度的上升和下降过程对产品影响，和工作时气候条件变化变化对产品的影响。这个试验也常用于评价产品的可靠性和耐久性。
温度冲击可采用专用设备，也可采用两个箱子用人工转换做试验，如果温度不能在5分钟内平衡，可以适当增加循环次数。需要注意的是温度冲击的温变率大于20℃/分钟。中间过程不要考虑。
温度循环只能使用专用设备，因为温度的变化率在上升和下降过程中是可控制的，目前国内已有温变率15℃/分钟的箱子，一般的温度循环试验箱约为5～8/分钟。温度循环试验箱价格略高于温度冲击试验箱，温变率越高价格越高。[/quote]

Thermalshocktest中的关键点是:transfertimeandrecoverytime,不讲温变速率的,这就是误导我们的地方,至于MIL-STD里面提及的10C/min是要求transfertimeandrecoverytime不要太长,否则达不到shock的作用.请参考以下文章:

Ofcourse,sometestspecificationsonlymaketheconfusionbetweenthermalshockandthermalcyclingworse.OneexampleisTelcordia(Bellcore)GR-468thatstates”Method1010ofMil-Std883Cwithaminimumtemperatureramprateof10C/min.”Manypeopleassumethata*cycling*chamberthatdoes10C/min.issufficient,althoughtheMil-Stdclearlydefinesthetransfertimeandrecovertime,which,ifyouhavebeenpayingattentiona*thermalshock*test.

若大家对thermalshockchamber很了解的话,就会非常清晰了.目前欧美的thermalshockchamber都采用吊篮式,有两个温区:hotzoneandcoldzone,吊篮在两个温区内移动,具体方式请参考4楼的说明.由于目前国内设备生产厂家由于技术原因,还不能生产类似的设备,所以只能采用能量存储的方式(三箱式)来完成.
以下是关于thermalshock的一些标准规定,请注意其中是否涉及温度变化速率.
欢迎探讨!

还是CLARK观察仔细，在810里面确实有关温度冲击（TEMPERATURESHOCK）介绍，不过thermalcycling(温度循环)暂时好像没看过哪个标准有详细介绍，下面是810里的，摘录出部分大家一起讨论讨论：

[quote]METHOD503.4TEMPERATURESHOCK英文版第99页
1.SCOPE.
1.1Purpose.
Usetemperatureshockteststodetermineifmaterielcanwithstandsuddenchangesinthetemperatureofthesurroundingatmospherewithoutexperiencingphysicaldamageordeteriorationinperformance.Forthepurposeofthisdocument,”suddenchanges”isdefinedas”greaterthan10Cperminute.”

方法503.4温度冲击中文版第74页!

1范围
1.1目的

温度冲击试验用于确定装备能否经受其周围大气温度的急剧变化,而不产生物理损坏或性能下降.本标准将”急剧变化”定义为10C/min”.[/quote]

温度冲击,楼主可以参考美军标810F里面方法503.4
里面对温度冲击定义的很详细.

它的测试目的是温度冲击试验用于确定装备能否经受其周围大气温度的急剧变化,而不产生物理损坏或性能下降,本标准将”急剧变化”定义为”大于10C/Min.

5楼的clack整理了一下，比较简明扼要说了一些区别，但是在6楼davidwang所介绍的一样，可能我们是误解了温度循环是指低变化速率的试验方式，这里davidwang指出了是因为国内生产相关设备厂商由于技术的原因提供不出可达不到高变化速率的设备。

davidwang楼上的贴子从两种试验设备的原理上和两种试验类型上进行了区分。让我也大概明白了一些两者的区别在哪里。但是这两个确实是仍有点难以轻易的把不同之处的区别搞明白。愿更多的高手一起来讨论交流。

其实冷热冲击试验和温度循环试验的目的是不一样的.冷热冲击试验主要用于鉴定产品在高温和低温剧烈变化(冲击)情况下的承受能力,可能在实际情况(环境)下会出现的,正于Clark所讲,该情况下是不会进行湿度控制的;温度循环通常用来对产品进行可靠性筛选,剔除产品的早期失效,主要用于产品量产阶段,有时也用于研发阶段作为激发产品中潜在故障的工具,温度循环中可以加入湿度控制,即为温湿度交变试验.
据国外权威机构统计,对电子产品的筛选效果最好的单应力是温度循环,温度循环中又以温度变化为重,温度变化速率越快,其应力强度越大.由于在温度循环箱中温度的变化速率是类线性,所以能够计算出其加速因子(从下面筛选度的公式中可以鲜明地看出),目前温度循环试验箱所能够达到的温度变化速率为:采用机械制冷方式可以达到25C/min,若采用LN2制冷可以达到60C/min以上.而冷热冲击试验箱的温度变化速率是不规律的,不能计算其加速因子(不知是否有朋友见过?),所以不能利用冷热冲击试验箱来做可靠性的筛选,虽然有一些公司仍然采用这种方式来做筛选,其实是很危险的.

SS=1-exp{-0.0017(R+0.6)^0.6[Ln(e+v)]^3N}

式中：
SS——筛选度
R——温度循环的变化范围（℃）
V——温变率（℃/min）
N——温度循环次数

还有一些人对温度循环有一些误解,那就是温度循环是指温度变化速率低的试验方式,其实是因为目前国内生产相关设备的厂商由于技术水平的原因只能提供温度变化速率较慢的设备,且市场上这类设备的占有率非常高,所以给很多从事可靠性的朋友带来误导.通常温湿度交变试验箱(大家经常讲的标箱)是用来进行产品环境适应性和鉴定试验的,不适合做可靠性的试验(可靠性增长和可靠性筛选).但是环境试验是非常重要的试验,是可靠性试验的基础,所以我们又不能不重视环境试验,二者是相辅相成的.
以上是本人关于二者的一些劣见,欢迎大家的指正与批评!

[[i]本帖最后由davidwang于2007-9-2510:08编辑[/i]]

thermalshock试验箱没有湿度.其实温度速度快,不然就不叫温度冲击了.
thermalcycling有温度和湿度,模拟enduser常见的一些温湿度,温度变化斜率变化小,有湿度要求.

其他欢迎补充.

Unfortunatelymanypeopleusethesamenametorefertodifferenttests.
Thermalshockisoneofthose.Letmeelaborate:

***Definitions:
1.Alternatelydippingtheproductinhotandcoldliquids.Moreprecisely,thisshouldbereferredto”liquid-to-liquidthermalshock”.
2.Changingtheairtemperatureasquicklyaspossibleinasinglechamber.Thiswewouldrecommendcalling”thermalcycling”or”stressscreening”andisn’ttrulythermalshock.
3.Movingtheproductfromahottoacoldchamberorothersuddenchangeoftheairtemperature.Thisis”air-to-airthermalshock”or”two-zonethermalshock”.

***
Sometimesduringtransferasdescribedin3,thereisanintermediatestepofexposuretoroomtemperature.Thisisdonetoallowmanualtransferoftheproduct.Thisiscalleda”three-zonethermalshock”.Mil-Std202Fmethod107Gallowssuchastep,forexample.

So,fromtheabovelist,youcanseethevariationsinwhatpeoplecommonlycall”thermalshock”.Itshouldalsobenotedthatsomespecificationscallfor”thermalcycling”whichisactually”air-to-airthermalshock”.

Withthermalshocktests,therearealsoseveralwaystodefineandmeasuretheperformance.Thermalshocktestsfocuson”recoverytime”,orhowlongittakestostabilizeaftertheswitch.

***Recoverytimecanalsobedefinedseveralways:
1.Timeittakesfortheproducttomovefromzonetozone.Truename:”transfertime”
2.Timefortheairtemperaturetorecoverinthenewzone.Thiscanbemeasuredintheairstreambeforeorafterthetestload.Thiscanbecalled”upstreamrecoverytime”or”downstreamrecoverytime”.
3.Timeforthephysicalproducttorecover,called”productrecovery”.Thistimeisdependentonwherethesensorisplacedontheload.Mil-Std883method1010.7definestheirrequirementas”worst-case”productrecovery,whichisforasensorembeddedinasampleburiedamongothersamples.

***
Ofcourse,sometestspecificationsonlymaketheconfusionbetweenthermalshockandthermalcyclingworse.OneexampleisTelcordia(Bellcore)GR-468thatstates”Method1010ofMil-Std883Cwithaminimumtemperatureramprateof10C/min.”Manypeopleassumethata*cycling*chamberthatdoes10C/min.issufficient,althoughtheMil-Stdclearlydefinesthetransfertimeandrecovertime,which,ifyouhavebeenpayingattentiona*thermalshock*test.

Sowhenyouareaskedtodoathermalshocktest,besurethatyouhaveacleardefinitionoftherequirements,otherwiseitiseasytodoincorrectly,orbuythewrongequipment.

我觉得是温度变化速率的区别,温度循环的变化速率可能是0.5℃/min,3℃/min或是5℃/min.而冷热冲击的温度变化速率要在20-30℃/min左右.
所以我认为两者的区别在于试验的温度变化速率.
不知道我说的对吗?还要请教下高手指点!

[[i]本帖最后由oyboooooooo于2007-9-2413:12编辑[/i]]

支持,希望比较内行的高手分享一下.