溫度循環(huán)試驗(yàn)，又稱高低溫循環(huán)試驗(yàn)，是將晶振暴露在高低溫交替的試驗(yàn)環(huán)境中，測試其在高低溫變化下的抗沖擊能力。該試驗(yàn)?zāi)M溫度交替變化對電子元器件的機(jī)械性能和電氣性能的影響，以及元器件在短期內(nèi)反復(fù)承受溫度變化的能力。
溫度循環(huán)試驗(yàn)的重要性
溫度循環(huán)試驗(yàn)旨在揭示晶振在極端溫度條件下的潛在問題，如芯片裂紋、密封性不足、接觸不良和材料熱脹冷縮等制造缺陷。通過這一試驗(yàn)，能夠有效地評估元器件在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性，確保其在嚴(yán)苛環(huán)境下的正常工作。
試驗(yàn)設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)
溫度循環(huán)試驗(yàn)通常使用高低溫交變試驗(yàn)箱進(jìn)行。試驗(yàn)箱能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度變化曲線，精確地完成試驗(yàn)過程。參考的測試標(biāo)準(zhǔn)包括：
- MIL-STD-810F
- JESD22 Method JA-104
- GJB 360B.107
試驗(yàn)條件與步驟
試驗(yàn)說明
- 低溫：-40±5°C
- 高溫：125±5°C
- 循環(huán)次數(shù)：1000次
- 高低溫度保持時(shí)間：最長30分鐘
- 高低溫切換時(shí)間：最長1分鐘
- 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后：24±2小時(shí)進(jìn)行電性能測試
試驗(yàn)過程
1. 預(yù)設(shè)溫度曲線：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品要求設(shè)定溫度變化曲線。
2. 放置樣品：將晶振樣品放置在高低溫交變試驗(yàn)箱內(nèi)。
3. 執(zhí)行循環(huán)測試：進(jìn)行高低溫循環(huán)，按照設(shè)定的低溫和高溫條件進(jìn)行反復(fù)切換，每次保持時(shí)間不超過30分鐘，切換時(shí)間不超過1分鐘。
4. 測試結(jié)束：完成1000次循環(huán)后，取出樣品并在常溫下放置24±2小時(shí)。
5. 電性能測試：對樣品進(jìn)行電性能測試，評估其在溫度循環(huán)后的表現(xiàn)。
試驗(yàn)對晶振的影響
溫度循環(huán)試驗(yàn)后，晶振的電性能會(huì)發(fā)生一定的變化：
- 晶體諧振器頻率：降低約2.5ppm（最大5ppm）。
- 諧振阻抗：增大約3Ω（最大5Ω），或變化在±10%范圍內(nèi)。
- 晶體振蕩器頻率：降低約3ppm（最大5ppm）。
這些變化反映了晶振在極端溫度條件下的穩(wěn)定性，對于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和可靠性評估提供了重要的參考數(shù)據(jù)。
溫度循環(huán)試驗(yàn)是評估晶振可靠性的重要手段，通過模擬高低溫交替環(huán)境，揭示其潛在的制造缺陷和電性能變化。
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