1. 什么是耐高温测试？

耐高温测试是一种环境可靠性测试，旨在评估材料、元器件、设备或结构在高于常规工作温度的环境下，其物理、化学、电气及机械性能的稳定性和耐受能力。简单来说，就是检验产品在高温下“会不会坏、能撑多久、性能会不会变差”。

2. 测试的主要目的

• 验证产品设计： 确保产品在设计的高温极限下仍能正常工作。

• 评估寿命和可靠性： 通过高温加速材料的老化过程，预测产品的使用寿命（即进行高加速寿命测试，HALT）。

• 筛选缺陷品： 在生产环节，通过高温测试快速筛选出有潜在缺陷的早期失效产品。

• 满足标准和法规： 许多行业（如汽车、航空航天、军工、电子）都有强制性的耐高温测试标准。

• 保障安全： 防止因高温导致的产品故障，从而引发火灾、短路等安全事故。

3. 主要的测试方法

根据测试目的和条件的不同，主要分为以下几类：

3.1 高温工作测试

• 目的： 评估产品在高温环境下通电工作时的性能。

• 方法： 将样品置于高温箱中，在规定的温度下（如产品最高工作温度）持续通电运行并监测其功能性能参数。

• 判断标准： 产品功能是否正常，性能参数是否在允许的偏差范围内。

3.2 高温贮存测试

• 目的： 评估产品在高温环境下不通电储存后的性能及可靠性。主要考察材料的老化、变形等。

• 方法： 将样品置于高温箱中，在规定的温度下（通常高于工作温度）储存一段时间，然后恢复到室温后再进行功能和性能测试。

• 判断标准： 恢复常温后，产品外观无损坏，功能性能正常。

3.3 高温老化测试 / 烧机测试

• 目的： 主要用于电子元器件和PCBA的早期失效筛选。

• 方法： 在高温（通常是极限温度）下对产品长时间通电工作，使其潜在缺陷迅速暴露。

• 判断标准： 在测试期间是否发生失效。

3.4 温度循环 & 热冲击测试

• 目的： 评估产品在剧烈温度变化下的耐受能力，主要检验不同材料热膨胀系数不匹配导致的问题（如焊点开裂、涂层脱落）。

• 方法：

• 温度循环： 在高低温之间以较慢的速率循环变化。

• 热冲击： 在高低温之间以极快的速率转换（通常<1分钟）。

• 判断标准： 测试后产品功能、结构完整性是否完好。

4. 关键测试参数

在进行耐高温测试时，必须明确定义以下参数：

• 测试温度： 具体的温度值（如85°C, 125°C, 200°C等）。

• 测试持续时间： 样品在高温下保持的时间（如48小时, 500小时, 1000小时等）。

• 温变速率： 温度升高或降低的速度（对于温度循环测试尤为重要）。

• 样品状态： 测试时样品是处于工作状态还是非工作状态。

• 性能监测点： 在测试的哪个阶段（如高温中、恢复后）对哪些性能参数进行测量。

5. 常用测试标准

不同行业有各自通用的测试标准，例如：

• 电子电工：

• IEC 60068-2-2: 电工电子产品环境试验 第2-2部分：试验方法 试验B：高温。

• JESD22-A104: 温度循环。

• JESD22-A108: 高温贮存寿命。

• 汽车：

• ISO 16750-4: 道路车辆 电气和电子设备的环境条件和试验 第4部分：气候负荷。

• USCAR-2: 汽车电气连接系统性能标准。

• 军工/航空航天：

• MIL-STD-810G: 环境工程考虑和实验室试验。

• GJB 150A: 军用装备实验室环境试验方法。

6. 测试设备

• 恒温恒湿箱/高低温试验箱： 最常用的设备，可精确控制箱内温度。

• 高温烘箱： 用于对温度精度要求不高的贮存或老化测试。

• 热冲击试验箱： 包含两个或多个温区，用于实现快速温度变化。

7. 应用领域

• 电子行业： 芯片、半导体、PCB、消费电子（手机、电脑）、家电。

• 汽车行业： 发动机舱内零部件、电池包、电机、车载电子设备。

• 航空航天： 发动机叶片、机载设备、航天器材料。

• 材料科学： 塑料、橡胶、涂料、复合材料、金属。

• 能源行业： 太阳能电池板、锂电池、核电设备。

总结

耐高温测试是现代工业中不可或缺的一环，它贯穿于产品的研发、生产到质量控制的整个生命周期。通过模拟产品在实际使用中可能遇到的高温环境，可以有效地发现设计缺陷、提升产品质量、预测产品寿命，最终确保产品的可靠性和安全性。