从火箭穿越大气层时表面温度骤变上千度,
到手机从温暖口袋掏出瞬间遭遇-20℃寒风,
再到新能源汽车电池在快充发热后驶入暴雨冷却……
现实世界从不给产品“慢慢适应”的机会。
而冷热冲击测试(Thermal Shock Test),正是模拟这种极端、瞬时温度剧变的“终极压力测试”——
它不讲情面,只为验证一个核心问题:
你的产品,扛得住“一秒入冬、转眼盛夏”的暴击吗?
一、什么是冷热冲击测试?
冷热冲击测试,又称温度冲击测试,是将样品在极高温与极低温环境之间快速切换(通常在几秒到几分钟内完成),以评估材料、结构或电子组件在剧烈热胀冷缩下的可靠性。
典型条件示例:
高温:+125℃ 或 +150℃
低温:-40℃ 或 -65℃
转换时间:≤10秒(气流式)或 ≤30秒(液体槽式)
循环次数:100次、500次,甚至1000次以上
这不同于缓慢变化的“高低温循环测试”,冷热冲击追求的是速度与落差的极致,专治各种“热应力脆弱症”。
二、为什么需要它?热胀冷缩的“隐形杀手”
当材料经历急速温度变化,不同部件因热膨胀系数(CTE)差异而产生巨大内应力:
焊点开裂:芯片BGA焊球与PCB基板CTE不匹配,反复冲击后疲劳断裂;
玻璃爆裂:手机盖板与内部胶层膨胀率不同,冷热交替下自爆;
密封失效:金属外壳与塑料透镜接缝处因形变不一致,导致IP防护等级下降;
涂层剥落:油漆、阻焊油墨在基材剧烈伸缩中失去附着力。
三、三大主流设备类型,各有“狠招”
| 设备类型 | 工作原理 | 优点 | 局限 |
|---|---|---|---|
| 两箱式 | 样品在高温箱与低温箱间机械转移 | 结构简单,成本较低 | 转换速度较慢(≥30秒) |
| 三箱式 | 高温区、低温区、测试区独立,样品不动,靠风门切换气流 | 转换快(≤10秒),精度高 | 设备昂贵,维护复杂 |
| 液体冲击槽 | 样品浸入高温硅油/低温氟液中 | 热传导极快(≤5秒),应力最严酷 | 仅适用于小型、防水样品 |
📌 军工、航天、车规级芯片常采用液体槽法,因其能复现最接近真实服役的热冲击场景。
四、哪些行业最怕“冷热交加”?
汽车电子:ECU、激光雷达、OBC(车载充电机)需通过AEC-Q100 Grade 0(-40℃~+150℃)冷热冲击;
消费电子:折叠屏手机铰链区域、TWS耳机充电触点;
航空航天:卫星载荷、导弹导引头,经历发射高温→太空深冷→再入高温;
能源电力:光伏逆变器IGBT模块、储能电池管理系统(BMS);
医疗器械:可重复消毒的手术器械(高温蒸汽→室温冲洗)。
尤其在全球气候极端化背景下,产品必须能应对“一天跨越四季”的使用场景。



