Was ist eine Thermoschock-Prüfkammer?
Thermoschock-Prüfkammern werden verwendet, um die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf Produkte zu bewerten.
Das Prüfgerät ist mit einer Funktion ausgestattet, mit der der zu prüfende Prüfling wiederholt hohen und niedrigen Temperaturen ausgesetzt wird, um zu beurteilen, wie der Prüfling durch wiederholte willkürliche Temperaturzyklen beeinflusst wird.
Die verschiedenen im Prüfmuster verwendeten Materialien dehnen sich infolge von Temperaturänderungen aus und ziehen sich zusammen und in den Bereichen, in denen die verschiedenen Materialien miteinander in Berührung kommen, entstehen Spannungen aufgrund von Unterschieden im linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (ein numerischer Wert, der das Verhältnis zwischen Temperaturänderung und Volumenänderung ausdrückt, bezeichnet als CTE).
Bei der Wiederholung von Temperaturzyklen, die aus hohen und niedrigen Temperaturen bestehen, werden in verschiedenen Teilen des Materials Spannungen erzeugt, akkumuliert und ermüdet, was zu Rissen, Delaminationen und Brüchen führt. Durch die Prüfung dieses Phänomens ist es möglich, die Zuverlässigkeit eines Probekörpers in Bezug auf seine Widerstandsfähigkeit und Festigkeit gegenüber Temperaturänderungen zu bewerten.
Mit Thermoschock-Prüfkammern wird getestet, wie sich die Spannung in einer Probe bei Temperaturänderungen entwickelt und welche Art von Schäden dabei entstehen.
Anwendungen von Thermoschock-Prüfkammern
Thermoschock-Prüfkammern werden hauptsächlich eingesetzt, um die Zuverlässigkeit von Produkten zu beurteilen. Im Bereich der elektronischen Werkstoffe werden sie beispielsweise bei der Auslieferung elektronischer Substrate auf Defekte durch Risse und Sprünge in den laminierten Schaltungen und Lötbereichen untersucht.
Sie werden auch zur Durchführung beschleunigter Tests verwendet, um die Leiterplatte in rauen Temperaturumgebungen zu bewerten und die Lebensdauer der Leiterplatte vorherzusagen. Weitere Anwendungen sind die Zuverlässigkeitsbewertung von Temperaturänderungen, die durch wechselnde Materialien verursacht werden, die Prüfung von Zustandsänderungen, die durch unterschiedliche Ausdehnungs- und Kontraktionsraten der Kontaktflächen verschiedener Materialien verursacht werden sowie die Prüfung auf Verformungen und Risse, die durch thermische Verformung verursacht werden.
Funktionsweise der Thermoschock-Prüfkammer
Die Thermoschock-Prüfkammer erzeugt mit Hilfe eines Mediums (Gas oder Flüssigkeit) eine niedrige oder hohe Temperaturumgebung, die der Temperaturumgebung im Prüfbereich entspricht. Die eingestellte Temperaturumgebung wird durch die Temperatur, das Volumen, die Geschwindigkeit und die Richtung des Mediums geregelt.
Durch die Veränderung der Temperaturumgebung im Prüfbereich mit Hilfe des Mediums wird der Einfluss von Vibrationen und Berührungen auf die Bewertungsergebnisse reduziert, da das Prüfobjekt nicht bewegt werden muss. Es ist daher möglich, genaue Zuverlässigkeitsbewertungen durchzuführen, die nur von der Temperaturumgebung beeinflusst werden.
Der einstellbare Temperaturbereich reicht im Allgemeinen von etwa -80 °C bis +300 °C, so dass die Tests in einer für den jeweiligen Zweck geeigneten Temperaturumgebung durchgeführt werden können.
Auswahl einer Thermoschock-Prüfkammer
Der Preis von Thermoschock-Prüfkammern variiert je nach Temperaturbereich und Größe der zu prüfenden Probe. Vor allem große Geräte, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen, sind in der Regel teurer.
Die Größe des zu prüfenden Prüfkörpers bestimmt auch die Größe des erforderlichen Prüfbereichs. Je größer das Gerät, desto höher der Preis und desto länger die Zeit, die für die Änderung der Temperaturumgebung (Auswertezeit) benötigt wird. Daher benötigen Geräte mit einem im Vergleich zum Prüfobjekt sehr großen Prüfbereich mehr Zeit als nötig, was sich ebenfalls negativ auf die Kosten auswirkt.
Es ist wichtig, im Vorfeld eine klare Vorstellung über den Temperaturbereich des zu bewertenden Prüfkörpers und die erforderliche Größe zu haben.
Weitere Informationen zu Thermoschock-Prüfkammern
Zu beachtende Punkte bei der Verwendung einer Thermoschock-Prüfkammer
Je nach dem Bereich der Temperaturzyklen und der Anzahl der Wiederholungen werden die meisten Zuverlässigkeitsbewertungen über einen Zeitraum von mehreren Monaten durchgeführt. Insbesondere wenn die Thermoschock-Prüfkammer mitten in einem beschleunigten Test ausfällt, wird die Bewertung selbst stark beeinträchtigt.
Es ist daher wichtig, im Voraus an Notstromversorgungseinrichtungen wie Batterien zu denken. Fällt der Strom wegen eines durch ein Naturereignis wie einen Blitzschlag oder ein Erdbeben verursachten Stromausfalls aus, kommt die Auswertung des Geräts zum Erliegen. Es ist ratsam, eine stabile Notstromversorgung in Kombination mit einer stabilen Notstromversorgung zu verwenden, um zu vermeiden, dass man nach monatelanger Auswertung mitten in der Auswertung wieder von vorne anfangen muss.