冷熱衝撃試験

試験の概要・特長

冷熱衝撃試験は供試品に高温と低温を短時間で交互に繰り返し与え、供試品の信頼性を評価する試験です。
温度変化に伴う膨張と収縮により、異種材料が接合された部分では膨張率の違いから応力を生じ、さらに機器を構成する要素ごとの熱容量や熱時定数の違いによっても応力が生じます。これが繰り返されることでクラック・破壊につながります。繰り返し応力が作用することで、材料の疲労が蓄積され静的強度より低い強度で破壊に至る場合があります。繰り返し応力は接合部の割れ、塗膜の剥離、ネジの緩みなどの原因にもなります。

冷熱衝撃試験・用途事例

はんだクラック・はんだ割れなどの市場不良の再現試験
鉛フリーはんだなどの接続材料の変更に伴う基板実装信頼性評価
BGA、CSPなど実装形状の変更に伴う信頼性評価
各種コネクタの温度変化による、接続抵抗評価
樹脂成型品の熱歪みによるワレの確認
接合材料のひび割れ・剥離、シール漏れの確認
樹脂＋インサートナットなどのような異種材料の組合せ成型品の評価
製品出荷前のスクリーニング処理

冷熱衝撃試験によるはんだ接続評価事例

試験設備のご紹介

冷熱衝撃試験装置 TSAシリーズ

試験装置は下図のような3槽で構成され、テストエリア部に吹き込む風をダンパーで切り替える事で自動で連続的に熱衝撃を与えます。
ダンパーの切り替え方法により
2ゾーン試験：低温~高温
3ゾーン試験：低温~常温~高温
二通りの熱衝撃が選択できます。

テストエリアは常に固定し吹き込む風の温度を切り替えるため、供試品への通電・測定配線が容易にできます。
配線の引き出しはテストエリア左側面のケーブル孔を通じて行います。

冷熱衝撃装置 TSAシリーズ（ダンパ切替による2ゾーンおよび3ゾーン方式）

300℃高温冷熱衝撃試験装置を設置

ハイブリッド自動車などのモータ制御や家電製品の電源制御など、電力変換回路に必要なパワー半導体には、大容量の電流による高温ストレスへの耐熱性が求められます。そのため、それらのパワー半導体には200℃を超える高温さらし試験条件での冷熱衝撃試験が求められます。
当社ではこのご要望にお応えして、高温さらしが300℃まで設定可能な冷熱衝撃試験装置をご用意しています。

設置状況

冷熱衝撃装置

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冷熱衝撃試験装置 TSAシリーズ
温度範囲	高温さらし	+60~+200（250）℃				+60~+300℃
温度範囲	低温さらし	-70~0℃			-65~0℃	-70~0℃
テストエリア（W×H×D）		410×460× 370mm	650×460× 370mm	650×460× 670mm	970×460× 670mm	650×460× 670mm

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冷熱衝撃試験装置 TSDシリーズ（昇降式2ゾーン試験）
温度範囲	高温さらし	+60~+205℃	+60~+300℃
温度範囲	低温さらし	-77~0℃	-77~0℃
テストエリア（W×H×D）		710×345×410mm

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冷熱衝撃試験装置 TSEシリーズ（昇降式2ゾーン試験）
温度範囲	高温さらし	+60~+200℃
温度範囲	低温さらし	-65~0℃
試料カゴ寸法（W×H×D）		320×35×230mm

※他にも、要求される温度変化能力、テストエリアサイズ（容量）などにあわせて、種々の試験設備を用意しております。