试验 A（冷）和 B（干热）将产品固定到位一温度。 N 试验不同：它评估温度发生的变化改变——这就是现实中造成焊点、连接材料和结构损伤的因素。
本文解释了根据 IEC 60068-2-14 进行的 N 试验、Na 和 Nb 之间的区别、必须记录的参数以及要观察的故障机制。
1. 试验 N 回答什么问题？
N（温度变化）试验评估两个水平之间重复温度变化的影响。具体问题：
- 产品能否承受不同材料之间不同的膨胀和收缩应力？
- 经过多次循环后，焊点、接头或涂层是否破裂或暴露？
- 当温度变化时，结构是否会卡住或失去接触？
- 电气参数会随着热循环而漂移吗？
与 A/B 试验相比的核心区别：这里的失败来自于循环次数和温度变化率，不仅仅是来自绝对温度值。
2.Na 和 Nb 有什么区别？
| 特点 | 钠 | 铌 |
|---|---|---|
| 温度变化率 | 快速 — 当需要模拟温度突然变化时使用 | 缓慢、受控的速度 — 模拟逐渐的热量变化 |
| 评价目标 | 接头和材料的热应力和热冲击 | 热疲劳累积，改变材料状态 |
| 严重程度 | 相同温度幅值下更高 | 较低，但通常持续更多周期 |
| 设备要求 | 需要快速传热能力，这可能需要两个试验箱或样品传输系统 | 试验箱具有斜坡速度控制 |
结果：Na 结果不能用于推断 Nb 要求，反之亦然。在相同的温度范围内，Na 的速度明显更苛刻。
3. 请求和报告中必须记录参数
| 参数 | 含义 | 为什么它很重要？ |
|---|---|---|
| 低温（T一个）和高（T乙） | 循环的两个温度级别 | 确定温度范围 — 引起应力的主要因素 |
| 每个级别维持的时间 | T 处的样品保持时间一个和 T乙 | 确保样品在切换水平之前达到热平衡 |
| 温度变化率 | 从一个级别过渡到另一个级别的速度 | 确定热冲击和瞬时应力的水平 |
| 循环次数 | 重复次数 | 确定检测热疲劳的能力 |
| 样品转移时间 | 对于 Na，样品在两台试验箱之间移动所需的时间 | 直接影响结果 |
| 样品状态 | 无动力/有动力/带负载 | 保证重现结果 |
4. 需要观察失效机理
| 详情 | 机制 | 标志 |
|---|---|---|
| SMD 焊点 | 元件和电路板之间的膨胀系数差异导致疲劳 | 焊点破裂、接触电阻增大、间歇功能丧失 |
| 通孔元件引脚 | 循环拉压应力 | 销周围裂纹、焊环破裂 |
| 涂料、油漆、胶水 | 膨胀不同导致剥落 | 边缘剥落、表面裂纹、失去保护 |
| 连接器、插孔 | 温度变化时间隙损失 | 闪烁触点，增加插入力 |
| 玻璃、屏幕、透明塑料 | 局部热应力 | 破裂、破裂、模糊 |
| 垫圈，密封 | 多次循环后失去弹性 | 泄漏、密封失效、接头开裂 |
5. 实施顺序
- 初始稳定性和里程碑试验：外观、功能、电气参数。
- 样品安装：按照规定，记录样品上的温度传感器位置。
- 转到第一个温度级别，保持足够的时间让样品达到热平衡。
- 切换到第二个温度级别按照规定的速度和时间，保持足够的稳定时间。
- 重复指定的循环次数。
- 功能试验：根据需要，可能在多个循环之后和终止之后。
- 回收、目视检查和结论根据商定的标准。
通常建议在中间点（例如一小部分循环后）检查外观和功能，以确定恶化趋势，而不仅仅是最终结果。
6. 决定试验结果的因素
- 样品的热质量：确定样品实际温度变化的速率，而不是室内空气温度变化的速率。
- 传感器位置：将其放置在有代表性的受热位置，而不是有利的位置。
- 通电时自热：导致样品的实际温度与试验箱温度存在偏差。
- 如何安装：支架可以创建一条热路径，模拟异常快/慢的热变化。
- 样品转移时间（含 Na）：如果长度超过规定，则试验不再有效。
7. 常见错误
- 写“温度变化试验”，不写 Na/Nb并且没有说明循环次数 — 记录无法进行比较。
- 根据室温度得出结论无需测量样品温度。
- 不要等待样品达到热平衡在移动到另一个级别之前。
- 将试验箱升温速率误认为是样品的温度变化速率。
- 不检查中间基准，导致不知道产品在哪个周期出现故障。
- 使用试验 N 替换试验 A/B当目标是评估承受长期稳定温度的能力时。
8. 常见问题
N 试验是“热冲击”吗？
术语不完全一致。 Na 具有快速传热速率，通常用于热冲击目的。请参阅有关热冲击和温度变化有何不同的文章，以清楚地区分。
多少个周期就足够了？
根据要求或行业标准，基于评估目标（筛选、疲劳评估或生命周期模拟）。没有一般数字。
如果没有特殊要求，应该选择 Na 还是 Nb？
根据目标选择：如果要评价承受温度突变的能力，那就 Na；如果你想模拟温度缓慢变化的生命周期，那么 Nb。应以书面形式与客户达成一致。
N 试验需要两台试验箱吗？
不需要。这可以通过在两台试验箱之间转移样品或使用能够快速温度变化的室来完成。达到所需的热变化率非常重要。
动力模型是否需要持续的功能监控？
取决于目标。对于安全装置或间歇性故障的装置，建议连续监测，因为故障可能只出现在传热阶段。
试验 N 后，我还需要选取其他试验吗？
通常是的。在许多系列中，试验 N 之前都会进行振动/冲击，以便在承受机械负载时暴露出潜在的接头故障。
9. 结论
N 试验是循环应力试验，而不是极端温度试验。结果的值取决于变化 (Na/Nb)、温度幅度、变化率、保留时间和循环次数的正确记录。
要做三件事：测量样品上代表性点的温度以证明达到热平衡；记录整个周期随时间变化的温度数据；并检查中间标记是否有下降趋势。
参考资料
- IEC 60068-2-14 — 试验 N：温度变化，包括 Na 和 Nb。
- IEC 60068-1 — 一般规定和指南。
- IEC 60068-3-7 — 在负载温度室中进行测量。
- IEC 60068-3-5 — 温度室承受能力的确认。
- TCVN 7699-2-14 — 相应的国家版本。
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