高温与低温快速切换，验证产品结构强度

冷热冲击试验箱设有独立的高温区和低温区。测试时，样品通过吊篮移动（两箱式）或气流切换（三箱式）的方式，在高温区与低温区之间快速转移，完成一次温度冲击。每次冲击过程中，样品的表面和内部经历快速的膨胀与收缩，产生热应力。

常见应用包括：

电子元器件焊点、封装材料在温差条件下的可靠性验证

PCB板在温度快速变化条件下的分层或开裂检查

塑料、橡胶、密封件等材料在冷热交替环境中的性能变化

汽车零部件在不同气候条件下的功能检查

电池包在温度变化条件下的安全性验证

工作原理

设备由高温区、低温区、测试区（或吊篮）和控制系统组成。

组成部分功能说明

高温区通过加热器维持设定高温（如+150℃）

低温区通过压缩机制冷维持设定低温（如-60℃）

吊篮或气动机构将样品在高温区与低温区之间转移

控制系统设定冲击温度、保持时间、循环次数等参数

两箱式结构：样品放置在吊篮中，通过上下移动切换温区。结构紧凑，转换时间短，适用于小批量或研发测试。

三箱式结构：样品固定在测试区不动，通过风门切换气流来源（高温区或低温区）。样品无需移动，适用于重型样品或批量测试。

温度冲击参数说明

项目常见范围

高温区温度+60℃ ～ +200℃

低温区温度-70℃ ～ 0℃

转换时间≤10秒（样品从一个温区到另一个温区的时间）

温度恢复时间≤5分钟（样品表面温度恢复到设定值的时间）

保持时间15分钟 ～ 60分钟（可根据标准或要求设定）

循环次数1次 ～ 1000次及以上

转换时间与恢复时间是两个不同的概念。转换时间指样品在温区之间移动的时间，通常在10秒以内；恢复时间指样品进入另一温区后，其表面温度重新达到该温区设定值的时间。恢复时间较短意味着温度冲击效果更明显。

与快速温变箱的区别

对比项冷热冲击箱快速温变箱

箱体结构两箱或三箱（高低温分离）单箱体

温度变化方式样品在温区之间快速转移同一箱体内升降温

转换/恢复时间转换时间≤10秒，恢复≤5分钟按温变速率计算（如5℃/min）

主要应用研发阶段结构验证量产阶段环境应力筛选

测试特点温差大、变化快温变速率可控、范围更宽

适用标准

标准编号名称说明

GB/T 2423.22环境试验 第2部分：试验方法 试验Na：温度变化两温区法

IEC 60068-2-14环境试验 第2-14部分：试验 试验N：温度变化国际通用标准

JESD22-A106温度冲击半导体行业

AEC-Q100汽车电子集成电路应力测试认证汽车电子

GJB 150.5A装备实验室环境试验方法 第5部分：温度冲击试验特定行业

测试流程示例

以下是一个常见的温度冲击测试程序：

步骤温区温度保持时间

1高温区+125℃30分钟

2低温区-40℃30分钟

重复步骤1～2，循环次数可根据产品要求设定（如10次、50次、100次）。

部分标准要求的转换时间更短，例如从高温区取出后需在5秒内进入低温区。

选型参考

使用场景推荐考虑因素

研发阶段、小批量测试两箱式吊篮结构，转换快、占用空间小

生产线、批量测试三箱式气动结构，样品无需移动

芯片封装测试参考JESD22-A106标准，关注温度范围

汽车电子测试参考AEC-Q100标准，关注循环次数设定

重型或大尺寸样品三箱式结构更合适，避免样品移动风险

薄型精密件关注箱内风速均匀度及凝露控制

常见失效模式

通过冷热冲击测试，可以发现产品在设计或材料选用上的薄弱环节。常见失效模式包括：

失效类型具体表现

焊点开裂PCB板上元器件焊点出现裂纹或脱落

封装分层芯片封装材料与基板之间出现分离

材料脆化塑料、橡胶在冷热交替后出现开裂或断裂

密封失效密封圈、胶黏剂在温差条件下失去密封性能

电气性能下降接触不良、阻值变化、信号中断等

使用价值

通过冷热冲击测试，工程人员可以：

在较短时间内验证产品在温度快速变化条件下的结构强度

识别设计或材料选用上的薄弱环节

在产品定型前发现潜在问题，减少后期整改成本

满足行业标准或客户对温度冲击测试的合规要求