快速溫變?cè)囼?yàn)箱的升降溫速率分為線性速率與非線性(平均)速率,二者在硬件配置、控制邏輯、試驗(yàn)效果上存在本質(zhì)區(qū)別,也是設(shè)備選型中最容易混淆的技術(shù)點(diǎn),直接影響 ESS 環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)合規(guī)性。
非線性速率,即平均升降溫速率,是行業(yè)常見標(biāo)稱方式。它計(jì)算整個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)的總時(shí)間,用總溫差除以總時(shí)長得出平均數(shù)值。實(shí)際運(yùn)行過程中,設(shè)備初期溫度變化快,臨近設(shè)定溫度時(shí)速率大幅放緩,速率全程不恒定。該模式對(duì)制冷、加熱功率冗余要求較低,設(shè)備成本更低,適合對(duì)溫度斜率無強(qiáng)制要求的一般性溫度循環(huán)試驗(yàn),但無法保證全程按設(shè)定斜率變化,部分標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)不能采用此模式。
線性速率要求全程恒定升降溫斜率,從起始溫度到終點(diǎn)溫度,每一分鐘溫度變化嚴(yán)格保持設(shè)定值,不允許前期快、后期衰減。想要實(shí)現(xiàn)真正線性控溫,需要充足的冷熱功率儲(chǔ)備,依靠 BTCH 冷熱平衡調(diào)溫方式,制冷系統(tǒng)持續(xù)工作,控制器通過 PID 前饋算法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加熱輸出,抵消多余冷量,精準(zhǔn)約束溫度變化速度。同時(shí)需要大流量循環(huán)風(fēng)道與高頻采樣傳感器,減少溫度滯后,硬件成本遠(yuǎn)高于非線性機(jī)型。
兩者試驗(yàn)效果差距明顯。線性速率下,試件持續(xù)承受穩(wěn)定的熱應(yīng)力,能夠有效激發(fā)元器件焊接、結(jié)構(gòu)的潛在缺陷,滿足 GB/T2423.22、IEC60068?2?14 嚴(yán)苛篩選要求。非線性模式僅整體平均達(dá)標(biāo),實(shí)際熱應(yīng)力忽大忽小,應(yīng)力篩選效果有限。采購時(shí)需要分清空載、滿載條件,部分設(shè)備僅空載可實(shí)現(xiàn)線性,帶載后斜率會(huì)衰減,選型時(shí)應(yīng)當(dāng)明確滿載線性速率指標(biāo),避免試驗(yàn)不達(dá)標(biāo)。