從北極科考站到撒哈拉沙漠,從青藏高原到熱帶雨林,現代電子產品正被部署在越來越極端的環境中。
而高低溫可靠性測試,正是驗證產品能否在-40℃嚴寒或+85℃酷熱中依然穩定工作的關鍵手段。
它不只是“放進冷熱箱看能不能開機”,而是對材料、結構、電子系統在熱應力下的綜合考驗。
今天,就帶你深入高低溫測試的核心邏輯——從標準解讀到失效分析,看懂如何讓產品無懼“冰與火”的洗禮。
一、高低溫測試 ≠ 簡單“冷熱循環”
很多人以為高低溫測試就是把產品放進溫箱,調到高溫再調到低溫。
但真正的可靠性驗證,需區分三種典型模式:
| 測試類型 | 目的 | 典型標準 |
|---|---|---|
| 高溫存儲(Storage) | 驗證材料耐熱老化能力 | IEC 60068-2-2 |
| 低溫存儲(Storage) | 驗證脆化、收縮風險 | IEC 60068-2-1 |
| 高低溫工作(Operating) | 驗證功能在極端溫度下是否正常 | IEC 60068-2-1/2 |
| 溫度循環(Thermal Cycling) | 模擬反復熱脹冷縮導致的疲勞失效 | IEC 60068-2-14 |
? 關鍵區別:
存儲測試:產品不通電,只看材料是否劣化;
工作測試:產品帶電運行,驗證功能是否穩定。
二、極端溫度如何“殺死”產品?
?? 低溫(-40℃ ~ 0℃)主要風險:
塑料脆化:外殼、按鍵開裂(如ABS在-20℃以下易碎);
液晶屏響應遲滯或黑屏(LCD工作下限通常為-20℃);
電池容量驟降:鋰離子電池在-20℃容量損失超50%;
潤滑脂凝固:電機、齒輪卡滯;
焊點微裂:不同材料收縮率差異引發應力。
?? 高溫(+60℃ ~ +125℃)主要風險:
電解電容干涸:壽命每升高10℃縮短一半(Arrhenius定律);
芯片結溫超標:導致邏輯錯誤或永久損壞;
PCB分層:FR-4基材Tg值不足時軟化變形;
橡膠密封圈老化:失去彈性,導致IP防護失效;
光學器件黃變:LED封裝硅膠高溫氧化。
三、行業典型測試要求
| 行業 | 溫度范圍(工作) | 特殊要求 |
|---|---|---|
| 消費電子(手機/耳機) | -10℃ ~ +55℃ | 用戶可接觸表面溫升≤25K |
| 車載電子(AEC-Q100) | -40℃ ~ +125℃(Grade 1) | 高溫高濕偏壓(HAST)+ 溫度循環 |
| 工業設備 | -25℃ ~ +70℃ | 連續72小時高溫運行無故障 |
| 軍工/航天 | -55℃ ~ +125℃ | 快速溫變(>10℃/min)+ 低氣壓 |
| 光伏逆變器 | -25℃ ~ +60℃(環境) | 內部熱點可能達+85℃ |
?? 溫度循環參數示例(IEC 60068-2-14):
溫度范圍:-40℃ ? +85℃
保溫時間:30分鐘/段
轉換時間:<3分鐘
循環次數:200–1000次


