随着新能源汽车、智能驾驶和车联网技术的飞速发展，汽车电子系统的复杂性和集成度不断提升。这些电子元器件长期工作在剧烈变化的温度环境中——从极寒冬季的-40℃到夏季发动机舱内超过+125℃的高温，极易因热胀冷缩引发材料疲劳、焊点开裂、连接失效等可靠性问题。
为验证汽车电子产品在极端温度循环下的耐久性，我国采用国家标准 GB/T 2423.22《环境试验 第2部分：试验方法 试验N：温度变化》（等效于国际标准 IEC 60068-2-14），作为汽车电子领域冷热冲击试验的核心依据。
本文将深入解读该标准在汽车电子行业的应用，涵盖试验原理、参数设置、测试流程、判定标准及实际案例，助力企业提升产品可靠性。
什么是冷热冲击试验？
冷热冲击试验（Thermal Shock Test），又称温度循环试验（Temperature Cycling Test），是通过将样品在两个极端温度箱（高温区与低温区）之间快速切换，模拟产品在实际使用中经历的剧烈温度变化过程。
与“温度循环”（Temperature Cycling）相比，冷热冲击更强调“快速转移”，通常要求在数秒内完成转移，以产生最大的热应力。
为什么汽车电子必须做冷热冲击试验？
汽车电子面临独特的环境挑战：
在这些条件下，不同材料（如硅芯片、铜引线、环氧塑封料、PCB基板）的热膨胀系数（CTE）不同，反复热胀冷缩会导致：
焊点疲劳开裂（BGA、SMT）
塑封料与芯片界面分层
金属引线断裂
PCB微裂纹
功能（间歇性故障）
冷热冲击试验正是为了在产品上市前加速暴露这些潜在缺陷。
试验设备要求
冷热冲击试验需使用双温区冷热冲击试验箱（Two-Chamber Thermal Shock Chamber），主要结构包括：
高温区：电加热系统，最高可达+200℃
低温区：压缩机制冷或液氮制冷，最低可达-80℃
样品转移装置：机械臂或升降平台，实现≤1分钟快速切换
温度监控系统：实时记录样品表面或关键点温度
可选功能：通电监测（In-situ Bias）、数据记录
试验流程
样品准备
选取代表性样品（通常5~10个）
进行初始电性能测试（功能、参数、绝缘）
安装与接线
固定样品于样品架
若需通电测试，连接测试线（使用耐高低温导线）
参数设置
设定T1、T2、驻留时间、循环次数
启动设备，预热/预冷
开始试验
自动循环：低温驻留 → 快速转移 → 高温驻留 → 快速返回
可选：在高温或低温端进行功能检测
试验结束
恢复至23℃±5℃，稳定2小时
进行最终电性能测试
外观检查、X-ray、SAT（超声扫描）等失效分析
结果判定
试验通过的标准通常包括：
功能正常：通电后各项功能符合规格书要求
无开路/短路：关键信号无异常
无物理损伤：无裂纹、变形、脱层
参数漂移在允许范围内
可焊性良好（如需返修）
若任一样品在试验过程中或结束后失效，则判定为不合格，需进行根本原因分析（RCA）。