一、 依據產品安裝地點確定溫度上限與下限
試驗溫度的嚴酷等級首先取決于產品最終部署的地理區域及微氣候環境。依據GB/T 4798 / IEC 60721系列環境條件分類標準:
- 室內固定式智能硬件(如智能音箱、網關):高溫設定值通常為+40℃(對應有空調環境的辦公室)至+55℃(對應無空調的密閉空間如閣樓)。低溫下限設為+5℃(有供暖)或-5℃(無供暖)。
- 室外或半室外智能硬件(如智能門鎖、戶外攝像頭):高溫上限設為+70℃(考慮太陽輻射引起的表面溫升),低溫下限設為-25℃(中國北方地區)或-40℃(極端寒冷地區)。
- 便攜式智能硬件(如智能手環、AR眼鏡):需考慮人體皮膚接觸溫度(通常上限不超過+45℃以避免低溫燙傷),但內部元器件耐受溫度按+60℃設定,低溫按-10℃設定。
設定依據須在產品規格書中明確標出工作溫度范圍,高低溫試驗的極限值即以此范圍為基準,再預留±5℃的裕量作為測試條件。
二、 確定溫度變化速率(漸變與突變的區分)
高低溫試驗分為漸變溫度試驗(溫度循環)和突變溫度試驗(熱沖擊)。智能硬件中,兩者依據產品結構復雜度選擇:
- 漸變試驗(速率≤3℃/min):適用于整機級可靠性篩選。依據GB/T 2423.22,推薦變化速率為1℃/min ± 0.5℃/min。此速率下,產品內部溫度梯度較小,主要考核元器件在不同溫度下的參數漂移及焊點的緩慢應力累積。
- 熱沖擊試驗(速率≥15℃/min):僅適用于元器件級或PCB裸板級測試。對于塑封結構的智能硬件整機,不應采用此速率,否則外殼密封膠圈會因瞬間應力而失效,導致虛假失效現象。若有特殊要求(如車載智能硬件),則按ISO 16750-4規定,在-40℃~+85℃之間以≥4℃/min速率進行切換。
三、 設定駐留時間(保溫時長)
駐留時間(Dwell Time)的設定取決于智能硬件的熱時間常數。判定方法如下:
- 若智能硬件內部含有大熱容組件(如鋰電池、大尺寸LCD屏幕),駐留時間應設為樣品表面熱電偶溫度達到設定值±2℃范圍后再額外持續2小時
- 若硬件內部無大熱容組件,且產品為自然散熱(無風扇),則駐留時間可按標準推薦值2小時執行。
- 對于可穿戴設備,鑒于其體積小(熱時間常數<20分鐘),駐留時間可縮短至1小時,但必須在報告中注明熱穩定驗證數據(即最后10分鐘內溫度變化率不超過1℃/h)。
![]()
四、 循環次數的工程統計學依據
高低溫交變循環次數并非固定值,而是基于產品預期使用壽命內的環境應力頻次計算得出:
- 一般消費級智能硬件(壽命預期2~3年):推薦進行10次完整的高低溫循環(低溫→高溫→低溫)。
- 工業級或車載智能硬件(壽命預期10年以上):依據IEC 60068-2-30的變嚴方案,需進行100次循環,以暴露因不同材料熱膨脹系數(CTE)不匹配導致的焊點疲勞斷裂。
- 研發階段摸底試驗:通常按5次循環執行,重點觀察每次循環后產品功能是否退化(如Wi-Fi連接靈敏度下降、屏幕觸摸偏移),而非單純追求通過性。
五、 試驗中的通電狀態與負載設定
智能硬件在試驗過程中的通電狀態直接影響其內部溫升,進而改變實際承受的溫度應力:
- 非工作狀態(貯存試驗):產品不通電,模擬運輸或倉儲環境。此條件下,環境試驗箱的設定溫度即等于產品承受的絕對溫度。
- 工作狀態(運行試驗):產品通電并運行典型負載程序(如Wi-Fi滿速率收發、傳感器全速采樣)。需注意,通電后產品自身發熱會使內部結溫(Tj)高于環境溫度。設定環境溫度時應降額:若產品宣稱最高工作環境溫度為40℃,芯片結溫限值為85℃,且內部溫升實測為15℃,則環境試驗箱設定值應調整為40℃ - 15℃ = 25℃,以避免結溫超標導致非考核性損壞。該降額計算須記錄在試驗方案中。
訊科標準檢測
ISTA認可實驗室 | CMA | CNAS
地址:深圳寶安區航城街道
訊科標準檢測是一家專業的第三方檢測機構,已獲得CNAS、CMA及ISTA等多項資質認可。實驗室可提供離心加速度測試、測試方案制定、數據處理分析等技術服務,協助企業精準評估各類精密器件在離心應力下的可靠性,排查潛在失效風險,優化產品設計與生產工藝。
咨詢熱線:0755-27909791 / 15017918025(同微)
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.