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高低温循环测试是一项至关重要的环境可靠性测试，用于评估产品在极端温度交替变化环境下的耐受性和功能稳定性。
高低温循环测试标准化操作指南：
一、核心概念与测试目的
核心概念：
高低温循环测试通过模拟产品在储存、运输、使用过程中所经历的日常及极端温度变化，来激发产品的潜在缺陷。
它与冷热冲击测试的区别：
高低温循环：缓慢的温度变化，包含高低温保温时间，主要评估温度疲劳效应。
冷热冲击：瞬时的温度转换，主要评估热应力的机械冲击效应。
测试目的：
发现设计缺陷：识别因不同材料热膨胀系数不匹配导致的开裂、脱层、机械卡死等。
验证工艺质量：暴露虚焊、粘接不良、密封失效等制造工艺问题。
评估性能稳定性：检验产品在严苛温度环境下功能与参数的漂移和可靠性。
预估使用寿命：通过加速老化，为产品寿命建模提供数据。
二、测试关键参数与设备
| 参数/设备 | 说明与要求 |
|---|---|
| 温度范围 | 根据产品应用场景设定，常见如 -40℃ ~ +85℃（工业级）、-55℃ ~ +125℃（车规/军工级）。必须高于产品规格书的极限值。 |
| 温变率 | 关键参数。通常为 3℃/min ~ 15℃/min。更高的温变率测试更严苛，能更快激发缺陷。 |
| 停留时间 | 产品在高温点和低温点保持恒温的时间。必须确保产品整体温度达到稳定并持续足够时间，通常为 1至4小时，或直到功能测试完成。 |
| 循环次数 | 根据产品可靠性要求设定，从 10次 到 1000次 不等。 |
| 试验箱 | 单箱式温（湿）度试验箱。需具备精准的程控功能和良好的温度均匀性（通常±2℃以内）。 |
三、标准测试流程
预处理：样品在标准大气条件下（如23±5℃， 50±10%RH）进行稳定。
初始检测：进行全面的外观、机械和电气性能检查，记录基线数据。
安装样品：
将样品置于试验箱中，确保不阻碍空气流通。
若需在测试中监控功能，需布置好传感器和线缆，并注意开孔密封。
执行测试：运行预先编好的温度剖面，一个典型循环如下：
升温：从室温以规定温变率升至目标高温（如+85℃）。
高温保温：在高温下保持规定时间（如2小时）。
降温：以规定温变率降至目标低温（如-40℃）。
低温保温：在低温下保持规定时间（如2小时）。
返回：升至室温或直接开始下一个循环。重复直至达到设定循环次数。
中间检测（可选）：在特定循环节点，可在高温或低温保温阶段对样品进行功能监测。
恢复：测试结束后，将样品在标准大气条件下恢复 1-2小时，以消除凝露。
最终检测：
外观检查：检查开裂、变形、起泡、脱落。
机械检查：检查螺丝是否松动，结构是否松动。
性能测试：进行全面功能测试，对比初始数据，判断是否合格。
四、常见失效模式
PCB/PCBA：铜箔与基材分离、通孔裂纹、阻焊膜起泡、BGA焊点疲劳断裂。
半导体器件：芯片开裂、封装材料脱层。
连接器：接触不良、绝缘电阻下降。
塑胶件/金属件：因热胀冷缩导致卡死、断裂、应力开裂。
密封件：密封胶老化、O型圈失效导致泄漏。
涂层：油漆、镀层起泡或剥落。
五、适用标准
基础标准：
IEC 60068-2-1：低温试验。
IEC 60068-2-2：高温试验。
IEC 60068-2-14：温度变化试验。
行业标准：
汽车电子：ISO 16750-4（气候负荷）。
军工：MIL-STD-810H。
消费电子：各大公司（如苹果、华为）均有内部标准。
六、注意事项
样品负载：样品总质量及发热量不应超过试验箱的允许负载，否则会影响温变速率和均匀性。
热惯性：大质量样品的温度滞后于箱体空气温度，保温时间需相应延长，或使用热电偶监控样品实际温度。
凝露控制：在升温阶段，若样品表面温度低于箱内空气的露点温度，会凝结水珠。可通过降低湿度或控制升温速率来缓解。
测试剖面设计：测试条件应基于产品的实际应用环境，而非盲目追求极端。
