成都中冷低温科技有限公司

      在芯片行业中，HAST测试被广泛应用于各种芯片产品的研发和生产过程中，包括微处理器、存储芯片、传感器芯片等。通过对芯片的HAST测试，可以提高产品的质量和可靠性，降低不良品率和客户维修成本，从而提升企业的竞争力和市场占有率。

     HAST（Highly Accelerated Stress Test）高加速老化试验箱，是一种在芯片行业中广泛应用的测试方法，它专门用于模拟芯片在实际应用中可能遭遇的极端环境和高温高湿的工作条件。通过这种方法，我们能够在短时间内检验芯片的可靠性和寿命，从而确保产品在投入市场后能够稳定运行。

     HAST测试的原理在于将芯片置于一个高温高湿的环境中，并进行一定时间的加速老化测试。这种环境模拟了芯片在长时间使用后可能面临的各种挑战，包括材料老化、性能衰退等潜在问题。通过这样的测试，我们可以迅速识别出芯片中的潜在缺陷，进而在产品研发阶段进行改进和优化。

     在芯片行业中，HAST测试被广泛应用于各种芯片产品的研发和生产过程中，包括但不限于微处理器、存储芯片、传感器芯片等。这种测试方法不仅能够提高产品的质量和可靠性，降低不良品率，还能减少客户维修成本，从而增强企业的竞争力和市场占有率。

使用HAST高加速老化试验箱时，需要按照以下步骤进行：

1.将试验箱放置在安全稳定的台面上，确保周围没有易燃、易爆物品。

2.接通试验箱的电源，打开电源开关。

3.打开试验箱的控制面板，根据需要设置试验参数，如温度、湿度、工作时间等。

4.打开试验箱的门，将待测试的样品放入试验箱内，并确保样品之间有足够的间隔，以免相互影响测试结果。

5.关闭试验箱的门，确保门的密封性良好。

6.按下启动按钮开始试验，试验箱将按照设定的参数开始工作。

7.在试验过程中，可以通过试验箱的控制面板对参数进行调整或监测试验过程中的温度、湿度等数据。

8.当试验时间到达设定值后，试验箱会自动停止工作，此时可以打开试验箱的门，取出样品。

9.关闭试验箱的电源开关，断开电源。

10.清理试验箱内部，确保试验箱干净整洁。

       1、加速试验概念

加速试验是指在保证不改变产品失效机理的前提下，通过强化试验条件，使受试产品加速失效，以便在较短时间内获得必要信息，来评估产品在正常条件下的可靠性或寿命指标。通过加速试验，可迅速查明产品的失效原因，快速评定产品的可靠性指标。

 

2、加速试验的目的与特点

进行加速试验的目的可概括如下：

（1）为了适应日益激烈的竞争环境；

（2）在尽可能短的时间内将产品投入市场；

（3）满足用户预期的需要。

加速试验是一种在给定的试验时间内获得比在正常条件下（可能获得的信息）更多的信息的方法。它是通过采用比设备在正常使用中所经受的环境更为严酷的试验环境来实现这一点的。由于使用更高的应力，在进行加速试验时必须注意不能引入在正常使用中不会发生的故障模式。在加速试验中要单独或者综合使用加速因子，主要包括：更高频率的功率循环；更高的振动水平；高湿度；更严酷的温度循环；更高的温度。

 

3、加速试验分类

加速试验主要分为两类，每一类都有明确的目的：

（1）加速寿命试验--估计寿命；

（2）加速应力试验--确定（或证实）和纠正薄弱环节。

这两类加速试验之间的区别尽管细微，但却很重要，它们的区别主要表现在下述几个方面：作为试验的基础的基本假设、构建试验时所用的模型、所用的试验设备和场所、试验的实施方法、分析和解释试验数据的方法。

试验	目的与方法	注解
加速寿命试验（ALT）	使用与可靠性（或者寿命）有关的模型，通过比正常使用时所预期的更高的应力条件下的试验来度量可靠性（或寿命），以确定寿命多长。	要求：了解预期的失效机理；了解关于加速该失效机理的大量信息，作为加速应力的函数
加速应力试验（AST）	施加加速环境应力使潜在的缺陷或者设计的薄弱环节发展为实际的失效，确认可能导致使用中失效的设计、分配或者制造过程问题。	要求: 充分理解（至少要足够了解）基本的失效机理。对产品寿命的影响问题作出估计。

 

4、加速试验的产品层次要明确进行加速试验的产品层次（级别）是设备级还是零部件级，这一点很重要。某些加速方法只适用于零件级的试验，而有的方法只能用于较高级别的总成（设备），只有少数方法同时适用于零件级和总成（设备）级。对零件级非常合适的基本假设和建模方法在对较高级别的设备进行试验时可能完全不成立，反之亦然。

 

 HAST老化试验箱（Highly Accelerated Stress Test）加速老化技术是一种在芯片行业常用的测试方法，用于模拟芯片在实际使用中可能遇到的极端环境和高温高湿的工作环境，以检验芯片的可靠性和寿命。HAST测试的原理是将芯片放置在高温高湿的环境中，在一定时间内进行加速老化测试，以模拟长时间使用后可能出现的问题。通过这种测试方法，可以在短时间内检验芯片的可靠性和寿命，从而提高产品的质量和可靠性。

HAST老化试验箱的主要作用包括：

加速老化：通过提供高温、高湿和高气压环境，加速产品老化过程，以模拟产品在实际使用环境下的长期老化情况。

验证产品可靠性：测试产品在高温、高湿和高气压条件下是否能够正常运行，并且没有失效或性能下降，有助于产品设计人员了解产品在恶劣环境下的表现，并对产品进行改进和优化。

筛选不合格产品：在高压加速老化试验中，如果产品出现失效或性能下降，那么它们将被视为不合格产品，有助于生产过程中排除不合格产品，提高产品质量。

降低产品开发周期：由于HAST试验箱可以加速产品老化过程，使得产品可靠性和寿命的验证可以更快地完成，有助于缩短产品的研发周期，降低产品开发成本。

HAST老化试验箱的特点：

标准设计更安全：内胆采用圆弧设计防止结露滴水，符合国家安全容器规范；

多重保护功能：各种超压超温、干烧漏电及误操作等多重人机保护；

稳定性更高：内置自研PID控制算法，确保温度、湿度以及压力值准确度。

湿度自由选择：饱和与非饱和自由设定；

智能化高：支持电脑连接，利用usb数据、曲线导出保存。

       浸没式液冷是指将发热的电子元器件（如CPU、GPU、内存和硬盘等）浸没在冷媒（冷却液）中，依靠液体流动循环带走热量。这种技术相比于传统的散热方式（如风冷和水冷）具有更高的散热效率，同时噪音更低。

     根据冷却液在循环散热过程中是否发生相变，分为单相浸没式液冷和双相浸没式液冷。

     单相浸没式液冷：液体通过液-液热交换器传递热量。采用具有高沸点的冷却液，如碳氢化合物（包括矿物油、植物油等）、硅基油，这种液体在循环过程中仅发生温度变化，而不存在相态转变，通过物质的显热变化传递热量。冷却液介质相比空气具有更高的传热系数，因此可以更加充分利用自然冷源进行冷却。根据冷却液的循环方式，单相浸没式液冷可分为泵驱动和自然对流两种类型，但以泵驱动为主。

     两相浸没式液冷：在遇热的情况下由液态转化为气态，然后通过冷凝器将气态冷却液转化回液态。两相浸没式液冷的冷却液以氟化液为主，两相浸没式冷却与单相浸没式冷却在原理上基本一致，但存在一个关键区别：两相浸没式冷却液必须能够在受热时从液态变为气态。这一特性使得两相浸没式液冷技术能够更有效地利用相变潜热进行散热，从而提高散热效率。

     浸没式液冷技术的应用范围广泛，不仅适用于PC、手机、投影仪等消费电子领域，还可用于数据中心、5G基站等商用领域，以及激光雷达等其他领域。

     未来在很长一段时间内还将以冷板式液冷为主，与两相浸没式液冷相比，单相液冷在成本、风险和运维难度方向相对较低，应用相对成熟。尽管浸没式液冷在技术上拥有一些优势，但由于冷却液的限制、解决方案的成熟度不高、运维难度大、成本高以及IT设备兼容性等方面的限制，目前尚未实现大规模推广。

      晶圆背冷是一种冷却技术，主要用于对晶圆的背面进行冷却。基本上用的是氦气冷却，因为气相的氦气具有突出的化学惰性，且热导率、比热容均大于除氢气以外的任何其他气体。

    什么是化学惰性？化学惰性指的是在正常条件下与其他物质反应的能力极低，很难发生化学反应。具有化学惰性的物质通常不易与酸、碱、盐以及其他许多化学试剂反应。氦（He）是一种惰性气体，作为背冷气体不用担心腐蚀晶圆表面膜层。

     什么是热导率？热导率大小决定了物质传导热量的速率，热导率越大，传输热量的速率越大。一般来说，金属的热导率较高，这是因为金属内部自由电子的存在，能有效传导热量；氦气，尽管其热导率相比固体和液体较低，但在气体中属于第二高的，这使得氦气作为背冷气体十分合适。

     什么是比热容？比热（比热容），是指单位质量的物质其温度升高一度所需吸收的热量。比热是衡量物质存储热能能力的一个物理量。比热越大，当物质接收到大量热量时，其温度升高的越少。使用氦气就可以有效防止晶圆温度升的过高而损坏芯片。

     因氦气其独特的物理和化学性质，使得它在晶圆背冷应用中具有显著的优势。故选用氦气作为晶圆背面冷却的气体。

         光模块，又称为光收发模块，是现代通信网络中的重要组成部分，它实现了光信号与电信号之间的转换，使得数据能够通过光纤以更高的速度和更远的距离进行传输。

       光模块有多种分类方式，下面介绍几种常见的分类方式：

       根据传输速率：可以分为155M光模块、1.25G光模块、10G光模块、25G光模块、40G光模块、100G光模块、200G光模块、400G光模块、800G光模块。

       根据封装形式：可以分为SFP光模块、SFP+光模块、SFF光模块、QSFP+光模块、QSFP-DD、OSFP光模块等。

       根据传输距离：可以分为短距光模块、中距光模块以及长距光模块。

       在工作会把光模块分为线路侧光模块和客户侧光模块。用于将信号汇聚到主干光纤传输网链路的设备就是线路侧设备了，对应的光模块就叫线路侧光模块。而反之如果是传输网对外接口，用来连接到用户的设备上的话就属于客户侧。

       光模块主要由激光器、ICT、SDK、ICR、光放大器等器件组成。

       光模块主要的性能指标：平均发射光功率、消光比、光信号的中心波长、过载光功率、接收灵敏度、接收光功率、接口速率、传输距离等。

       光模块的应用场景

       数据中心：数据中心是光模块的重要应用场景之一。随着云计算和大数据技术的迅猛发展，数据中心对于高速、高效的光模块需求不断增长。通过采用高速光模块，数据中心可以实现高效的数据传输和备份。同时，数据中心还需要高密度、低功耗的光模块，以满足其高密度部署和节能环保的需求。

       通信网络：通信网络是光模块的主要应用场景之一。从光纤接入、移动通信到宽带网络，都需要用到光模块。在通信网络中，光模块可以实现高速、远距离的光信号传输和转换，提高通信网络的性能和可靠性。同时，随着5G通信技术的发展，对于高速、小型化、低功耗的光模块需求也日益增长。

       工业自动化：在工业自动化领域，传感器和执行器的快速通信和控制需要用到光模块。通过采用光模块，可以实现高速、可靠的数据传输和信号处理，提升工业自动化系统的效率和精度。同时，工业自动化领域还需要高可靠性、耐环境性的光模块，以满足其恶劣的工作环境需求。

       仪器仪表：在物理、化学、生物等科学领域，需要进行高速、精确的测量和测试。通过采用光模块，可以实现高速、可靠的数据采集和传输，广泛应用于各种仪器仪表和测试设备中。同时，仪器仪表领域还需要小型化、低功耗的光模块，以满足其便携式和长时间工作的需求。

       安全监控：在视频监控、机场安全等安全监控领域，需要实现高速、高清的视频传输和处理。通过采用光模块，可以实现高速、可靠的视频采集和传输，提高监控系统的实时性和准确性。同时，安全监控领域还需要低照度、宽动态范围的光模块，以满足其夜间或低光照条件下的监控需求。

       在实际应用中，光模块可能会面临各种复杂的环境条件，包括快速的温度变化。为了确保光模块能够适应这种变化，一些可靠性试验，如温度循环试验、温度冲击试验和热冲击试验等，被用于模拟和评估光模块在高低温冲击下的性能表现。这些试验有助于发现潜在问题并改进设计，从而提高光模块在实际应用中的可靠性。光模块在出厂前会经过严格的高低温测试，以评估其在极端温度环境下的性能表现，并确保在实际应用中能够稳定工作。

       高低温测试用于光模块的优势：

1、在光收发器领域是一个全新的高低温冲击测试理念，已经广泛应用于欧美国家光收发器产品生产线上；

2、可满足在高温或低温条件下带电测试的应用要求，从而有效解决传统烘箱无法达到的带电测试应用条件；

3、可快速与稳定的达到应用温度的要求： -50 ℃ ~ 150℃/ 常规光收发器测试温度要求范围

（设备自身能力为-80 ℃~225℃/ 转换时间约10秒 ）；

4、可在传统光收发器测试领域大大提升生产效率。

         汽车作为复杂的机电一体化产品，其安全性、稳定性和可靠性至关重要。车规级芯片作为汽车的核心组成部分，其性能直接影响到汽车的整体表现。因此，对车规级芯片进行严格的测试，是确保汽车质量和安全性的重要手段。

       汽车零部件的检测是复杂和昂贵的检测。在汽车安全关键部件和系统的设计中，供应链上下的每一个供应商都要完成更多的环节，这就增加了更多的测试时间，继而加大了成本。现在人们都在想办法削减成本，但汽车行业非常谨慎和有条理。解决这个问题有两种完全不同的想法。一种是采用系统级测试，费用比较昂贵，但是允许在实际系统背景中进行测试。但是系统级测试是否真的能增加总体成本还不清楚，因为温度通常需要三个不同的插入点而系统级测试可能只需要一个插入。另一种方法是先关注成本，然后找出哪些测试是必要的，哪些测试是不必要的。

       此外，并不是所有的错误都是一样的，也不是所有的错误都是可以预测的。ISO 26262 识别系统故障，系统故障是我们可以发现、预测和修复的故障，而随机故障则属于“发生的事情”。

       要使汽车系统可靠、安全，现在整个汽车供应链必须融入一种安全文化，可靠性是根本，虽然没有 100% 可靠。同时，汽车供应链关系正变得越来越复杂。比如，一方面传统半导体供应商，需要开始和 OEM 制造商开始深入交流，而过去这些交流停留在 Tier1 层面；另一方面，传统半导体供应商还可能需要和 Tier1 或 OEM 进行竞争，而后者则可能自己生产芯片或对半导体供应商合作伙伴提出明确要求。

       这一进程对汽车制造商来说已经变得太慢了，信息沟通不足。许多汽车制造商都开始打破这一传统价值链。他们开始直接接触原始技术供应商，以确保产品生命周期能持续 10 年以上。

       纵观汽车产业，科技是不断变革的，安全可靠的标准也是越来越严。车规级芯片测试的必要性在于确保汽车质量和安全性、验证新技术和工艺的可行性、评估芯片在各种条件下的性能和可靠性、发现和解决问题以及符合相关标准和法规要求。这些测试是汽车芯片研发和生产过程中不可或缺的重要环节。

      光伏背板是位于光伏组件背面，对电池片起保护和支撑作用的重要材料，其性能好坏对光伏组件的性能以及使用寿命影响很大。为了保证光伏组件长期可靠性和耐久性，背板应具备卓越的耐候性、电气绝缘性、水蒸气阻隔性等。其中，高加速湿热测试（HAST）作为一种有效的测试手段，对于评估含氟光伏背板的耐候性能发挥着至关重要的作用。

      HAST测试是一种通过模拟极端湿热环境来评估材料耐候性能的测试方法。在测试过程中（温度120℃，相对湿度RH100％），含氟光伏背板被置于这样的高温高湿的环境中，通过控制温度和湿度，模拟自然环境中的极端条件，以加速背板的老化过程。通过观察和测量背板在测试前后的性能变化，可以评估其耐候性能。

      除了HAST测试外，还有其他多种测试方法可以用于评估含氟光伏背板的耐候性能。这些测试方法可以从不同角度和方面来评估背板的性能，为背板的研究和应用提供更加深入的信息。例如，紫外老化测试可以模拟紫外线对背板的影响，热氧老化测试可以模拟高温条件下背板的老化过程等。

      zonglen HAST高加速寿命试验箱，主要用于评估在湿度环境下产品或者材料的可靠性，是通过在高度受控的压力容器内设定和创建温度、湿度、压力的各种条件来完成的，这些条件加速了水分穿透外部保护性塑料包装并将这些应力条件施加到材料本体或者产品内部。相对于传统的高温高湿测试 ，HAST增加了容器内的压力，使得可以实现超过100℃条件下的温湿度控制，能够加速温湿度的老化效果，大大缩短可靠性评估的测试周期，节约时间成本。

设备特点：

标准设计更安全，内胆圆弧设计防止结露滴水，符合国家安全容器规范 

多重保护功能，两道高温保护装置、湿度用水断水保护、超压保护 

稳定性更高：内置自研PID控制算法，确保温度、湿度以及压力值准确度 

湿度自由选择：饱和与非饱和自由设定 

智能化高：USB数据、曲线导出保存 

 国际功能安全标准：ISO26262

ISO26262由ISO（国际标准化组织）在2011年发布，适用于道路车辆，为整车厂和相关零部件供应商的汽车安全生命周期提供功能安全指南，确保汽车电子电气系统及其组件的功能安全标准规范。版本是ISO26262：2018，涵盖了整个汽车电子电气系统的全开发过程，包括需求分析、安全分析、质量管理、设计、实现、集成、验证、确认和配置等等环节

自动驾驶安全等级：ASIL

ASIL（汽车安全完整性等级）就是由ISO26  262定义的一种风险分类方案，用于汽车工业的安全完整性评级。

汽车电子可靠性标准：AEC-Q100

AEC（Automotive Electronic Council）美国汽车电子委员会的简称。AEC-Q为车用可靠性测试标准，其中AEC-Q100是AEC的一个标准，主要针对车载芯片进行严格的质量和可靠性确认，特别是对产品功能与性能进行标准规范测试。

汽车的制动电子系统的控制单元ECU和传感器为例，必须确保其非常可靠。如果因为电子器件老化或损害，而出现故障，制动系统可能无法正常工作，导致刹车失灵，引发严重的交通事故。

ThermoTST TS560高低温冲击设备，具有更广泛的温度范围-70℃到+225℃，提供了很强的温度转换测试能力。温度转换从-55℃到+125℃之间转换约10秒 ; 经长期的多工况验证，满足各类生产环境和工程环境的要求。TS560是纯机械制冷，无需液氮或任何其他消耗性制冷剂。

在汽车芯片老化测试中，高低温冲击设备可用于测试芯片在不同温度下的性能表现，以评估其在不同温度环境下的可靠性和稳定性。这种测试可以帮助确定芯片在不同温度条件下的工作寿命和性能变化，从而为芯片的设计和优化提供有价值的信息。测试后需要评估芯片的性能和可靠性，以确保测试的有效性和安全性。同时，在使用高低温冲击设备进行测试时，需要遵循相关的测试标准和规范，确保测试结果的准确性和可靠性。

        高低温试验箱适用于工矿企业、化验室、科研单位等做干燥烘焙灭菌作用。高低温试验箱试验步骤，一般分为以下几步：

       启动准备：在启动试验箱前，先检查试验箱密封是否良好，电气元件是否完整，是否损坏，水箱水位是否正常，内箱湿球传感器是否挂湿布。检查没问题后再开启试验箱。

       打开机器：在启动机器后，不要立即进行加热和冷却试验。在机器预工作30秒后，再进行加热操作，然后进行冷却操作。操作时，手应佩戴绝缘设备，如绝缘手套，防止静电损坏电路。

       试验完成：加热冷却试验完成后，不要急于关闭电源开关，应使用笔记录试验箱的数据，然后让试验箱静置，防止静电损坏。10-15分钟后关闭电源，有效延长试验箱的使用寿命。

高低温试验箱零配件各维护保养方式

       高低温试验箱零配件维护保养在全部维护保养中占十分关键的一部分，要想让高低温试验箱保持情况，那高低温试验箱零配件的日常维护保养不可忽视。不一样的零配件维护保养的方式不一样，具体有哪些呢？

1.为何要定期维护高低温试验箱压缩空气管网是不是泄漏？

压缩空气管网电焊焊接、相接处，非常容易造成空气压缩泄漏。尤其是较老的管道因其法兰连接处密封环浸蚀而泄漏﹑电焊焊接处生锈， 废旧管道漏汽容易产生，解决这种位置定期维护，立即清除泄漏点，防止消耗空气压缩。

2.高低温试验箱压缩机配件集中化、分散化气路的标准怎样？

同样用气工作压力级别、用气点集中化适合于阿特拉斯压缩机配件集中化气路。用气工作压力级别相距比较大、用气点较分散化适合于阿特拉斯压缩机配件分散化(就地)气路。

 两箱式冷热冲击试验箱（又名高低温冲击试验箱）是一种用于测试产品耐受能力的设备，通过不断变换温度，检测产品是否出现受损情况，产生的热效应和冷却效应都会模拟各种极端场景中的气候变化。在研制阶段可用于发现产品设计和工艺缺陷，也可用于环境应力筛选，剔除产品的早期故障，试验的严苛程度取决于高低温范围、驻留时间、温度转换时间、循环数等因素。 那么使用高低温冲击试验箱需要注意什么呢？

 接触式高低温冲击机ATC系列采用先进的设计和技术，具有广泛的温度范围：- 75℃至+200℃，通过与接触头直接接触，精确地持续刺激DUT达到所需的温度。

 可靠性测试的种类 (Kinds of Reliability Test)

 温度管理是半导体制造中的一个关键因素。一个微小的温度变化就可能导致晶圆工艺参数的巨大偏差，进一步影响芯片的性能。晶圆背冷技术作为一种有效的温度管理手段，不仅保证了晶圆温度的均匀性，还增强了晶圆处理过程中的稳定性。

 HASS（High Accelerated Stress Screen）也称高加速应力筛选实验，产品通过HALT试验得出操作或破坏极限值后在生产线上做高加速应力筛选，一般要求100％的产品参加筛选。其目的是为了使得生产的产品不存在任何隐含的缺陷或者在产品还没出厂前找到并解决这些缺陷，HASS就是通过加速应力方式以期在短时间内找到有缺陷的产品,缩短纠正措施的周期，并找到具有同样问题的产品。

 定义：

晶圆真空吸盘通常由坚硬的表面构成，表面上有许多小孔或通道。通过这些小孔，吸盘可以与真空泵连接，从而产生真空效应。当晶圆放置在吸盘上时，真空泵被打开，通过小孔抽取空气，从而在晶圆和吸盘之间产生真空。这个真空效应产生了足够的吸力，将晶圆牢固地吸附到吸盘表面上。
晶圆真空吸盘通常是圆形的，并且比晶圆尺寸稍大。常见尺寸范围为直径50毫米至300毫米以上，大多数真空吸盘采用同心圆环真空设计。真空吸盘通常与晶圆的标准尺寸相匹配，且不同尺寸的晶圆对应对应尺寸的吸盘，一般不能混用。例如，150 毫米（6 inch）吸盘可以固定150 毫米晶圆，如果要兼容4inch晶圆，可能需要安装夹具。

 等离子体蚀刻可能是半导体制造中重要的工艺，也可能是仅次于光刻的所有晶圆厂操作中是复杂的。几乎一半的晶圆制造步骤都依赖于等离子体，一种高能电离气体来完成它们的工作。

 在芯片设计阶段，就需要考虑如何支撑芯片的测试要求，测试人员需要在芯片设计之初就准备好TestPlan，根据各自芯片的规格参数规划好测试内容和测试方法，并和DFT工程师及其他设计人员讨论；而DFT逻辑通常包含SCAN、Boundary SCAN、各类BIST、各类Function Test Mode以及一些Debug Mode。

AEC-Q100标准的推出对汽车行业具有重要意义。首先，它提供了一套统一的测试标准，使得芯片供应商和汽车制造商可以在相同的基准下进行芯片评估和选择。这有助于提高整个供应链的效率和准确性。

其次，AEC-Q100标准的要求严苛，旨在确保芯片在恶劣的汽车环境中能够长期稳定运行。这对提高汽车的可靠性和安全性至关重要。通过符合AEC-Q100标准，芯片制造商能够证明其产品具备在汽车应用中的高可靠性和稳定性。

此外，AEC-Q100标准的使用还有助于提高芯片行业的整体水平和技术水平。芯片制造商为了满足AEC-Q100的要求，需要不断改进其设计和制造工艺，提升产品质量和可靠性。这推动了芯片技术的创新和进步，进而推动了整个汽车电子行业的发展。

AEC-Q100标准分为5个产品等级，其中第 0级的环境工作温度范围为-40~150°C；第1级的环境工作温度范围为-40~125°C：第2级的环境工作温度范围为-40~105°C：第3级的环境工作温度范围为-40~85°C；第4级的环境工作温度范围为 0~70°C。

ThermoTST TS560是一台精密的高低温热流仪，具有更广泛的温度范围-70℃到+225℃，提供了很强的温度转换测试能力。温度转换从-55℃到+125℃之间转换约10秒 ; 满足AEC-Q100标准的各个等级环境工作温度范围。TS560是纯机械制冷，无需液氮或任何其他消耗性制冷剂。高低温热流仪针对 PCB 电路板上众多元器件中的某一单个IC(模块), 可单独进行高低温冲击, 而不影响周边其它器件；对测试机平台load board上的IC进行温度循环/冲击；实时监测待测元件真实温度，可随时调整冲击气流温度，让芯片测试实现高效和经济。

ThermoTST 系列高低温循环冲击机的设计和制造是为了给客户提供多年的无故障服务。通过遵循日常维护计划的指导方针，操作人员可以对 ThermoTST 系列高低温循环冲击机的使用寿命产生显著的积极影响。

ThermoTST高低温循环冲击机建议每 12 个月进行一次保养及温度校准工作，更换如滤芯之类的耗材，时间间隔也取决于设备的应用环境和使用时间。

准备工作

● 内六角螺丝刀 1把

● 清洁布一张

● 购买的优质空气滤芯5个

Step.1

提前断开气源和电源开关。

取下机箱外部螺丝防尘盖，使用内六角螺丝刀，依次取下机箱正面、右侧盖板。

*注意：阻对设备进行清洁前，务必拔掉气源、电源。

Step.2

准备拆卸空调滤清器滤芯，注意遮挡的空调主机线束。

将线束向左侧拨开，露出空气滤清器滤芯。

将滤芯限位卡扣向下取出插槽，同时顺时针旋转取出滤芯

取下后可更换或清理空气滤清器滤芯。

换上全新的空气滤芯
 

*注意：更换滤芯时，一定请使用本公司的原装零部件。切勿购买劣质滤芯。在安装滤芯时，要注意正反面，如果滤芯装反，可能起不到过滤空气的作用，购买时记得咨询一下商家。

Step.3

完成更换后，装配过程与拆卸过程步骤相反，装配中需注意零部件避免损坏。

Step.4

连接干燥空气和电源，测试各功能是否正常，若无异常情况则设备可以正常使用。

        近年来，随着超导技术的发展、太空探索等科学项目的需要，氦制冷/液化系统发挥着越来越重要的作用。大型氦制冷系统由于结构部件较多，流程复杂且功耗大，因此建造的较少，这方面的理论模拟和研究工作也相对较少，并且很多研究成果和结论只适用于特定的流程结构，不具备通用性。为了减少系统热力计算量，且快速找到使得系统性能优的组合解，本文采用遗传算法对一台已有的氦制冷机进行优化分析，得到了对实际系统有指导意义的结论。

          研究的系统流程简图在图1中给出。该流程采用液氮预冷，一个制冷级含有一台透平膨胀机和节流阀，这里节流阀的安装是必须的，首先可以在变工况的情况下调节进入膨胀机的工质流量以控制膨胀机的叶轮转速，从而使系统稳定运行；其次是可以通过调节阀门的开度来调节膨胀机的进口压力，从而可以很好地适应系统有无液氮预冷的工况。 

 

热力学计算：

系统假设：

（1）换热器热端压降为2 kPa，冷端压降为1 kPa；

（2）透平等熵效率为70%，且不随压力和温度等变化；

（3）系统处于稳定状态。

        系统的制冷系数定义为：

式中：Q为制冷量，kW；W为压缩机功耗，kW。

工质的比定义为：

式中：h和s分别为工质的比焓和比熵，T0是参考温度（300 K），h0和s0分别为参考状态下工质的比焓和比熵（T=300 K，P0=101 kPa）。

压缩机、冷箱以及系统的效率分别为：

式中：m为压缩机入口流量，mLN为液氮耗量。

 

主要参数的热力学分析：        

（1）膨胀比对系统效率的影响

 

 

（2）系统入口压力对系统效率的影响

 

      

遗传算法优化参数

        遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的随机搜索算法。遗传算法模拟了自然选择和遗传中发生的复制、交叉和变异等现象，从任一初始种群出发，通过随机选择、交叉和变异操作，产生一群更适应环境的个体，使群体进化到搜索空间中越来越好的区域，这样一代一代地不断繁衍进化，收敛到一群适应环境的个体，求得问题的优解。

 

 

 

 

主要结论

 

增加膨胀机入口压力可使系统的制冷系数和效率增大，膨胀机的膨胀比增大使得焓降增大，因此系统制冷量增大，但增大膨胀比会使膨胀机内部不可逆损失增大，因此膨胀机的效率下降。对于节流阀而言，压力降的减小使其效率大大增加，因此整个系统的效率也是增加的。

 

压缩机入口压力提高，即提高系统压力水平，系统的制冷系数增大，然而整体的效率却降低了，这是因为压缩比减小带来压缩机功耗减低，但提高压缩机入口压力会使压缩机的等温压缩效率降低，从而导致系统效率降低。

 

采用遗传算法对压缩机和透平膨胀机的入口压力进行优化，以制冷机制冷系数和效率的加权值作为目标函数，得到了优组合参数。一方面证明了将遗传算法应用于流程优化中是可实现的，另外优化计算结果可用作大型氦制冷/液化流程参数选取的对照。

 

采用遗传算法优化在理论设计阶段具有重要的指导和参考意义，实际工程应用中还需要根据工程需求和工艺制造水平等限制因素做出符合实际的决定。

 

     BEPCII（北京正负电子对撞机重大改造项目）低温系统采用2台Linde公司制造的TCF50S制冷机，每套低温系统分别由1台ESD441 SFC型螺杆压缩机、1台TCF50S型500 W/4.5 K氦制冷机以及连接制冷机与超导设备之间的低温传输管线和分配阀箱等组成。其中一台制冷机(制冷机A)为超导磁体提供冷量，另一台制冷机(制冷机B)为超导腔提供冷量，这两套制冷机从2005年开始投入使用,到目前为止已经运行了12年之久。

        制冷机主压缩机采用的是双螺杆变频调速压缩机。考虑BEPCII低温系统每年需要连续运行10个月，压缩机故障停机后处理的时间较长，严重的影响BEPCII的运行。所以2009年夏季检修期间，增加了一台备用压缩机，备用压缩机可以代替压缩机A，也可以代替压缩机B运行，所以目前两套系统有3台压缩机可交替运行，大大提高了系统运行的可靠性。但冷箱还是两套，没有备件。

        冷箱包括：换热器、吸附器、透平、阀门和管道等部件。透平、阀门都可以从冷箱顶部取出进行维护。运行这些年，更换过透平几次，更换过阀门垫圈。但冷箱内部到目前为止还没有维护过。图1为冷箱外观图，从外观看冷箱的体积比较庞大，要维护一次需要大量的人力和物力。

 

 

        故障分析：

制冷机在运行中发现控制液氮预冷的阀门CV3615A在自动控制下开度变小，同时级换热器的温度TI3610A无法维持在设定值而温度升高，使得制冷能力降低。液氮供应阀门CV3615A采用的PID控制，主要用来控制级换热器的温度TI3610A和氮气出口管道温度TI3605A，分别如图3、图4所示。

 

 

 

        正常情况下TI3610A，TI3605A都能工作在设定值，前几年运行中发现TI3610A温度低于设定值，PID的控制CV3615A开度，使液氮流量减小，TI3610A温度升高。即在原来流量下，液氮与级换热器换热不充分，导致液氮的冷量没被换热器带走，被带到液氮出口管道，所以液氮出口管道温度降低，为了保证TI3610A达到设定值，PID要求CV3615A阀门开度变小，流量减小，然而这样引起TI3605A温度高于设定值，TI3605A的PID控制逻辑又要求阀门CV3615A开度增大。两个矛盾的控制逻辑，CV3615的开度只能取两个控制逻辑的小值，所以在自动控制下出现级换热器温度升高(如图2)的现象。液氮管道与换热器的换热不充分，也就是说换热器换热效率降低，导致级换热器温度升高，制冷能力下降。导致换热器换热效率降低的因素有3点：（1）管道严重泄漏（2）管道堵塞（3）管道“结垢”。

 

        同样在运行维护时，发现CV3130阀杆上存在活性炭粉末，2014年有一台TGL16透平出现问题，寄回厂家返修时，发现透平内部很多活性炭粉末。级换热器后端有两个80 K吸附器，主要成分为活性炭，其主要功能是吸附氦气中的杂质气体氮和水。吸附器经过长时间的运行，由于高压氦气的冲刷，一部分活性炭变成了粉末，并随着高压气流流入透平和冷箱后端。活性碳粉末的存在严重威胁了透平的可靠运行，同时吸附器也不能起到它应有的吸附效果，无法保证系统的稳定运行。

        冷箱的维护：

        针对冷箱出现的这些现象，根据厂商提供的说明及压缩机油的性质，决定选择比较环保的Enasolv 365AZ清洗剂。在清洗前，先用干燥空气吹扫每个管道，尤其吹扫二三级换热器，有大量的活性炭粉末被吹出。首先清洗剂循环清洗2 h后，换新的清洗剂清洗，直到清洗完的清洗剂没有分层，无油。清洗完的管道用热氮气吹扫，保证入口温度在70 ℃，出口温度超过溶剂的沸点温度到50 ℃后，继续吹扫几个小时，确保所有的清洗剂挥发掉。更换了两个新的80 K吸附器，同时考虑运行时间将20 K的吸附器也一并更换。

 

 

结论：

        经过测试，当有液氮预冷时测试制冷能力为553 W，液化率215.8 L/h，如图9所示，达到初图9制冷机制冷能力和液化能力的验收指标。改造后效果良好，目前制冷机运行稳定。

    基于磁热效应的固态制冷技术-磁制冷技术，具有绿色环保、潜在高效、噪音小、振动小等特点，有望成为竞争力和有应用前景的制冷技术之一。由于空间探测器等技术的需求，绝热去磁低温技术得以快速地发展，随后室温磁制冷技术逐渐兴起。本文结合旋转式Halbach磁路技术与多轴同步控制技术，搭建出一台小体积、旋转内磁体式室温磁制冷系统，并进行了初步实验研究。

 

        在变化磁场中某些磁性材料存在励磁放热、去磁吸热的特性，这种特性被称为磁热效应。通常磁热效应有两种表征参数，绝热温变ΔTad与等温磁熵变ΔSM。磁制冷循环是基于材料的磁热物性来实现的。类似于蒸汽压缩式制冷循环，拥有磁热效应的工质在低温环境下去磁吸收热量，并在高温环境下磁化释放热量，从而形成了一个完整的制冷循环。主动磁制冷循环是磁制冷中重要的应用循环之一，由主动磁回热器(Active Magnetic Regenerator，缩写AMR)与基本磁制冷循环构成，如两个等磁场过程和两个等熵过程构成的主动磁Brayton循环，循环运行过程如图1所示。小型室温磁制冷系统由同心Halbach永磁体组、主动磁回热器、高低温换热器及换热流体、驱动控制与采集系统等组成。

总  结：

         搭建了一台小型旋转式室温磁制冷系统并进行了初步性能实验研究。样机选用了同轴Halbach永磁组，对主动回热器端盖处进行了双通道设计，其多轴伺服驱动器分别对磁体和水力活塞进行时序相位控制。系统采用了0.55—0.80 mm的钆球作为磁制冷工质、pH值11的NaOH溶液为换热流体，在运行频率0.6 Hz下，获得13.3 K的大无负荷制冷温跨，在0.40 Hz运行频率下，获得佳利用系数0.35，此时无负荷大制冷温跨为12.1 K。通过对高低温端制冷温跨、利用系数等参数的初步研究，考察了室温磁制冷系统运行特性，寻找室温样机的优工作参数，为下一步实验样机的改造和扩大实验参数测试提供指导，为其它磁制冷样机的研究提供借鉴。