在產(chǎn)品環(huán)境可靠性驗(yàn)證中，低溫測(cè)試（Low Temperature Test）和高低溫循環(huán)測(cè)試（Thermal Cycling Test）常被混為一談。
——兩者目標(biāo)不同、應(yīng)力機(jī)制不同、暴露的失效模式也完全不同。
今天，就帶你徹底厘清這兩類測(cè)試的本質(zhì)區(qū)別與工程價(jià)值，確保你的產(chǎn)品真正無(wú)懼嚴(yán)寒與冷熱交替。
一、核心區(qū)別一句話總結(jié)：
低溫測(cè)試：驗(yàn)證產(chǎn)品在持續(xù)低溫環(huán)境下的靜態(tài)耐受能力；
高低溫循環(huán)測(cè)試：驗(yàn)證產(chǎn)品在反復(fù)冷熱變化下的動(dòng)態(tài)疲勞抗力。
一個(gè)是“凍住看會(huì)不會(huì)壞”，一個(gè)是“反復(fù)凍融看會(huì)不會(huì)裂”。
二、低溫測(cè)試：極寒中的“生存能力”驗(yàn)證
?? 測(cè)試目的
評(píng)估產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間處于低溫狀態(tài)（通常不通電或帶電運(yùn)行）時(shí)：
材料是否脆化開(kāi)裂？
功能是否正常？
啟動(dòng)是否可靠？
?? 典型條件（依據(jù) IEC 60068-2-1）
溫度：-10℃、-25℃、-40℃、-55℃（按產(chǎn)品等級(jí)）；
保溫時(shí)間：2小時(shí) ~ 72小時(shí)（存儲(chǔ)或工作狀態(tài)）；
狀態(tài)：可選擇 不通電（存儲(chǔ)）或 通電運(yùn)行（工作）。
?? 主要失效模式
| 領(lǐng)域 | 失效表現(xiàn) |
|---|---|
| 結(jié)構(gòu)材料 | 塑料外殼/按鍵脆裂（如ABS在-20℃以下易碎） |
| 顯示器件 | LCD響應(yīng)遲滯、黑屏（OLED更耐低溫） |
| 電池系統(tǒng) | 鋰電池容量驟降、無(wú)法充電（<0℃禁止充電） |
| 機(jī)械部件 | 潤(rùn)滑脂凝固 → 電機(jī)卡死、齒輪打滑 |
| 密封件 | 硅膠圈收縮 → IP防護(hù)失效 |
三、高低溫循環(huán)測(cè)試：冷熱交變中的“疲勞壽命”驗(yàn)證
?? 測(cè)試目的
模擬產(chǎn)品在晝夜溫差、季節(jié)變換、運(yùn)輸環(huán)境切換等場(chǎng)景下，因不同材料熱脹冷縮不一致產(chǎn)生的熱應(yīng)力疲勞。
?? 典型條件（依據(jù) IEC 60068-2-14）
溫度范圍：如 -40℃ ? +85℃；
保溫時(shí)間：每段 15–60分鐘；
轉(zhuǎn)換速率：快變（>10℃/min）或 慢變（<1℃/min）；
循環(huán)次數(shù)：50 ~ 1000次（汽車(chē)/軍工要求更高）。
?? 主要失效模式
| 失效類型 | 根本原因 |
|---|---|
| 焊點(diǎn)開(kāi)裂 | PCB與元器件CTE（熱膨脹系數(shù)）不匹配 |
| BGA封裝脫層 | 芯片與基板反復(fù)膨脹收縮 |
| 連接器接觸不良 | 端子與殼體材料膨脹差異導(dǎo)致松動(dòng) |
| 光學(xué)器件脫膠 | 鏡頭與支架粘接界面疲勞分離 |
| PCB分層/翹曲 | FR-4板材Tg值不足，高溫軟化后冷卻變形 |
四、對(duì)比全景表：一目了然
| 維度 | 低溫測(cè)試 | 高低溫循環(huán)測(cè)試 |
|---|---|---|
| 應(yīng)力類型 | 靜態(tài)低溫應(yīng)力 | 動(dòng)態(tài)熱疲勞應(yīng)力 |
| 關(guān)鍵機(jī)制 | 材料脆化、功能凍結(jié) | 熱膨脹失配、循環(huán)疲勞 |
| 時(shí)間特性 | 長(zhǎng)時(shí)間恒溫 | 反復(fù)溫度切換 |
| 關(guān)注焦點(diǎn) | “能不能活下來(lái)” | “能扛多少次冷熱交替” |
| 典型標(biāo)準(zhǔn) | IEC 60068-2-1 | IEC 60068-2-14 |
| 是否替代 | ? 不能互相替代 | ? 不能互相替代 |
? 黃金原則：
低溫測(cè)試保“極端環(huán)境可用性”，高低溫循環(huán)?！伴L(zhǎng)期服役可靠性”。
五、哪些產(chǎn)品必須同時(shí)做兩項(xiàng)測(cè)試？
| 產(chǎn)品類型 | 低溫測(cè)試必要性 | 高低溫循環(huán)必要性 |
|---|---|---|
| 車(chē)載電子（ECU、傳感器） | 必須（-40℃啟動(dòng)） | 必須（晝夜+季節(jié)溫變） |
| 戶外通信設(shè)備（5G基站） | 必須（高寒地區(qū)部署） | 必須（日溫差>30℃） |
| 航空航天設(shè)備 | 極高（-55℃） | 極高（軌道進(jìn)出日照區(qū)） |
| 消費(fèi)電子（手機(jī)、手表） | 建議（北方用戶） | 建議（從室內(nèi)到室外） |
| 工業(yè)手持終端 | 必須（冷庫(kù)使用） | 必須（室內(nèi)外頻繁切換） |
?? 行業(yè)規(guī)范示例：
AEC-Q100（車(chē)規(guī)芯片）：要求 Grade 1（-40℃~125℃）同時(shí)通過(guò)高溫工作壽命（HTOL）和溫度循環(huán)（TC）；
MIL-STD-810H：Method 502.6（低溫） + Method 503.6（溫度沖擊/循環(huán)）。
結(jié)語(yǔ)：寒冷不可怕，可怕的是“以為自己扛得住”
低溫測(cè)試，考驗(yàn)的是產(chǎn)品的極限生存力；
高低溫循環(huán)測(cè)試，考驗(yàn)的是產(chǎn)品的持久韌性。
真正的環(huán)境可靠性，
不在于通過(guò)某一項(xiàng)測(cè)試，
而在于——
無(wú)論置身極寒，還是經(jīng)歷千次冷暖交替，
你的產(chǎn)品始終穩(wěn)定如初，值得信賴。
下一篇：溫度沖擊可靠性測(cè)試：冷熱驟變環(huán)境的產(chǎn)品抗沖擊驗(yàn)證
- 抗沖擊測(cè)試：突發(fā)外力下的產(chǎn)品“生存能力”驗(yàn)證
- 負(fù)載耐久可靠性測(cè)試：真實(shí)工況下的“持久戰(zhàn)”驗(yàn)證
- 振動(dòng)疲勞測(cè)試：顛簸世界中的產(chǎn)品“耐久力”驗(yàn)證
- 交變濕熱測(cè)試：溫濕度交替下的產(chǎn)品“隱形殺手”驗(yàn)證
- 壽命測(cè)試：科學(xué)預(yù)測(cè)產(chǎn)品服役周期與可靠性的核心手段
- 加速老化測(cè)試：多應(yīng)力疊加快速驗(yàn)證產(chǎn)品耐久性能
- 材料測(cè)試：保障性能、安全與創(chuàng)新的基石
- 彎曲蠕變測(cè)試：持續(xù)彎曲載荷的抗變形耐久驗(yàn)證
- 涂層耐濕熱老化測(cè)試：濕熱環(huán)境下涂層的附著力與耐蝕驗(yàn)證
- GB/T 4857 包裝測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)解讀：跌落、堆碼與振動(dòng)測(cè)試核心要求