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冷熱衝撃試験(気槽式)

試験の概要・特長

冷熱衝撃試験(気槽式)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

TSAシリーズ(試料静止型)

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。

300℃高温冷熱衝撃装置を設置

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。

  • TSAシリーズ
    (標準品)
  • TSA-303
    テストエリア
  • TSAシリーズの構造
  • TSAシリーズ
    動作原理動画
  • TSAシリーズ
    イメージ動画

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型式 TSA-7xS TSA-10xS TSA-20xES TSA-30xEL
温度範囲 高温さらし +60~+200℃ +60~+200(300)℃ 外囲温度+50~+200℃
低温さらし -70~0℃ -70~0℃ -65~0℃
テストエリア(mm) W410 W650 W650 W970
H460 H460 H460 H460
D370 D370 D670 D670

TSAシリーズ 大型
(試料静止型)

従来器にない大容量を有していますので、今までサイズや重量的に無理があった比較的大きな製品や自動車に使用されるような大型部品(例えば、車載用Li-Ionバッテリーモジュール、電動ターボチャージャー、インタークーラー、ラジエター、車載インバーター)、また大画面化が進む大型フラットパネルディスプレイなどに対しても熱衝撃試験を実施できます。

  • TSA-2900H
    (豊田試験所)
  • TSA-6615
    (とちぎバッテリー)
  • TSA-8820H
    (あいちバッテリー)
  • TSA-2900H
    (豊田試験所)
  • TSA-8820H
    (あいちバッテリー)

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型式 TSA-2900H TSA-6615 TSA-8820H TSA-9800
設置場所 豊田試験所 とちぎバッテリー
安全認証センター
あいちバッテリー
安全認証センター
とちぎバッテリー
安全認証センター
温度範囲 高温さらし +60~+180℃ +60~+150℃
低温さらし -60~-10℃ -60~-10℃
テストエリア(mm) W2000 W2100 W2800 W3100
H1200 H1500 H1500 H1500
D1200 D2100 D2100 D2100

TSE・TSD(昇降式)

JIS C 60068-2-14 試験Na、MIL-STD-883、JASO D 902など国内外の規格試験にジャストフィットした2ゾーン式の冷熱衝撃装置もご用意しております。
テストエリアが高温槽⇔低温槽へと昇降移動でさらしに切り替わるために、設定温度への到達が早く、試験時間を短縮できます。
また、海外ではテストエリアが上下に移動する2ゾーン式冷熱衝撃装置がより多く使用されており、海外向け案件でのご要望にお応えすることができます。

  • TSE-12
  • TSD-101
  • TSD-301
    (豊田試験所)
  • TSD動作原理動画
  • TSDテストエリア
    移動動画

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型式 TSE-12 TSD-101 TSD-301
温度範囲 高温さらし +60~+200℃ +60~+205(300)℃ +65~+200℃
低温さらし -65~0℃ -77~0℃ -65~0℃
テストエリア(mm) W320 W710 W650
H148 H345 H650
D230 D410 D650