冷热冲击试验（Thermal Shock Test），又称温度循环冲击试验（Temperature Cycling Shock Test），与普通温度循环（Temperature Cycling）的主要区别在于温变速率和转换时间。冷热冲击要求极高的温变速率，使产品在极短时间内暴露在极端高温和极端低温下，这对半导体封装材料的兼容性（如不同材料的热膨胀系数CTE不匹配）是极大的考验。
以下是冷热冲击试验箱的核心要求参数：
冷热冲击试验箱核心参数要求
试验箱必须能够满足相关测试标准（如JESD22-A104J）并实现所需的测试条件。
1. 温度范围
这是最基础的参数，定义了试验箱能达到的最高和最低温度。
· 高温槽范围：通常至少 +125℃至 +200℃。对于更严苛的测试，可能需要高达+225℃。
· 低温槽范围：通常至少 -55℃ 至 -65℃。对于军工或航天级应用，可能需要-65℃甚至更低（如-100℃）。
常见组合：-65℃ ~ +150℃， -55℃~ +125℃。
2. 恢复时间 / 转换时间
这是冷热冲击试验箱的灵魂参数。它指的是样品从高温槽暴露结束到完全进入低温槽（或反之）并达到目标温度所需的时间。
· 要求：标准通常要求 ≤ 5分钟。更严苛的标准（如GJB）可能要求 ≤ 1分钟。
· 注意：这个时间越短，对样品的 thermal shock 效应就越剧烈，测试也更严苛。试验箱制造商通常会标明“空载”时的转换时间，实际带载（有一定热容量的产品）时时间会稍长。
3. 温度稳定时间
样品进入槽体后，试验箱需要多快使样品所在区域的温度重新稳定到设定值。
· 要求：通常在 ≤ 5分钟 内稳定在设定值的公差范围内。
4. 温度偏差 / 均匀度
在样品区域内，温度的波动范围。
· 要求：通常要求 ≤ ±2.0℃或更小（如±1.5℃）。这确保了所有样品经受的温度条件一致。
5. 槽体容积
需要根据被测产品（通常是带PCB的模块或整机）的尺寸和数量来确定。
· 要求：确保有足够的空间放置样品，并且空气能够充分流通，以保证温变速率和均匀度。
6. 提篮 / 吊篮系统
这是两槽式冷热冲击箱的核心部件，用于在高温槽和低温槽之间机械式移动样品。
· 要求：运行平稳、可靠，转换时间快。篮子的设计应能最大限度地减少气流阻力。
7. 控制系统
· 要求：能够精确设定和控制高低温温度、驻留时间、循环次数、转换时间等参数。应具备数据记录功能，能生成完整的测试报告（温度曲线、循环次数等）。
对应的测试条件参数（以JESD22-A104为例）
试验箱的规格是为了满足以下测试条件而设定的：
| 参数 |
常见条件 |
严苛条件 |
说明 |
| 高温 (Thigh) |
+125℃ |
+175℃ |
根据产品应用领域选择 |
| 低温 (Tlow) |
55℃ |
-65℃ |
根据产品应用领域选择 |
| 驻留时间 |
10 ~ 15min |
5 ~ 30 min |
样品在极端温度下保持的时间，需足够长使温度稳定 |
| 转换时间 |
≤ 5 min |
≤ 1 min |
核心参数，模拟急剧温度变化 |
| 循环次数 |
100、500 cycles |
1000 cycles， |
根据可靠性目标而定，通常TS认证进行100次 |
一个典型的TS冷热冲击条件可能是：
· 条件G：-55°C (10分钟) ⇄ +125°C (10分钟)
· 转换时间：< 5分钟
· 循环次数：100次
试验箱选型建议
1. 确认测试标准：首先明确您需要遵循的测试标准（如JESD22-A104, IEC 60068-2-14, GJB 150等），其中会规定详细的测试方法。
2. 确定测试条件：根据产品规格书或客户要求，确定具体的温度范围、驻留时间、转换时间和循环次数。
3. 选择箱体类型：
· 两槽式：最经典和常见的设计，通过机械移动提篮实现快速转换。最适合做真正的冲击测试。
· 三槽式（冷热冲击/温度循环两用箱）：包含高温区、低温区和测试区，通过阀门切换气流。转换时间可能稍慢于两槽式，但功能更多。
4. 考虑样品负载：将样品的尺寸、重量和热容量（材料、是否通电）告知设备供应商，以确保实际测试时能达到要求的转换时间和温度稳定时间。
5. 数据记录与验证：在首次使用或定期校验时，必须使用经过计量的温度传感器放置在样品附近进行实测，以验证箱体性能是否真正满足≤5分钟等关键参数要求。
总结： 对于半导体TS试验，冷热冲击试验箱的核心要求是宽广的温度范围和极快的转换时间（≤5分钟）。在选择设备时，务必以确保“转换时间”和“温度均匀度”为首要目标，并确保其能满足JEDEC等行业标准的要求。
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