兩種應(yīng)用廣泛的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備分別為溫度試驗(yàn)箱與溫濕度試驗(yàn)箱。盡管兩類試驗(yàn)箱外觀較為相似，但在測(cè)試能力、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場(chǎng)景以及環(huán)境模擬功能方面有著明顯區(qū)別。對(duì)于工程技術(shù)人員、實(shí)驗(yàn)室管理人員和采購團(tuán)隊(duì)而言，了解這些差異，有助于挑選適配產(chǎn)品驗(yàn)證、可靠性檢測(cè)以及滿足行業(yè)合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)設(shè)備。本文結(jié)合KOMEG 科明設(shè)備，梳理溫度試驗(yàn)箱與溫濕度試驗(yàn)箱的主要區(qū)別、應(yīng)用范圍、設(shè)備特點(diǎn)、使用局限以及選型相關(guān)注意事項(xiàng)。

什么是溫度試驗(yàn)箱？

溫度試驗(yàn)箱屬于專用環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)，主要用于搭建可控的高溫、低溫以及溫度循環(huán)環(huán)境，設(shè)備不具備濕度調(diào)節(jié)功能。

KOMEG 科明溫度試驗(yàn)箱常被應(yīng)用于以下測(cè)試場(chǎng)景：

· 高溫老化試驗(yàn)

· 低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)

· 熱循環(huán)測(cè)試

· 熱沖擊前置試驗(yàn)

· 材料熱膨脹特性研究

· 半導(dǎo)體老化測(cè)試

· 環(huán)境應(yīng)力篩查（ESS）

溫度試驗(yàn)箱以精準(zhǔn)控溫、快速響應(yīng)溫度變化為設(shè)計(jì)核心。

設(shè)備常規(guī)可實(shí)現(xiàn)的測(cè)試條件包含：高溫環(huán)境暴露、低溫環(huán)境暴露、溫度快速切換、長時(shí)間熱老化等。和氣候類試驗(yàn)設(shè)備不同，溫度試驗(yàn)箱不會(huì)對(duì)箱內(nèi)空間的濕度進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控。

什么是溫濕度試驗(yàn)箱？

溫濕度試驗(yàn)箱也常被稱作氣候箱、恒溫恒濕箱，KOMEG 科明該類設(shè)備可同時(shí)完成溫度與相對(duì)濕度的調(diào)控工作。

設(shè)備能夠模擬多種復(fù)雜環(huán)境條件，涵蓋高溫、低溫、潮濕、凝露、濕熱交替、濕度循環(huán)等場(chǎng)景。

溫濕度試驗(yàn)箱常見應(yīng)用場(chǎng)景：

· 85℃ / 85% RH 常規(guī)測(cè)試

· 濕熱環(huán)境試驗(yàn)

· 耐濕性能檢測(cè)

· 產(chǎn)品可靠性測(cè)試

· 材料腐蝕特性研究

· 產(chǎn)品穩(wěn)定性檢測(cè)

· 加速老化試驗(yàn)

潮濕環(huán)境是引發(fā)電子類產(chǎn)品故障的常見因素之一，因此濕度調(diào)控功能在當(dāng)下的可靠性工程領(lǐng)域，應(yīng)用價(jià)值逐步提升。

為什么濕度測(cè)試很重要

不少產(chǎn)品可以承受單一溫度帶來的應(yīng)力影響，但長期處于高溫高濕環(huán)境中，容易出現(xiàn)提前失效的情況。

水汽會(huì)逐步滲入產(chǎn)品材料內(nèi)部，進(jìn)而引發(fā)各類問題：材料腐蝕、結(jié)構(gòu)分層、電化學(xué)遷移、絕緣性能下降、光學(xué)部件起霧、接插件氧化、漏電流增大、霉菌滋生等。

對(duì)于現(xiàn)代電子產(chǎn)品以及半導(dǎo)體器件來說，由濕度引發(fā)的故障，造成的影響往往大于單純溫度應(yīng)力帶來的問題。

這也是汽車電子、光伏產(chǎn)品、半導(dǎo)體、消費(fèi)電子等眾多行業(yè)，普遍使用 KOMEG 科明溫濕度試驗(yàn)箱開展檢測(cè)工作的主要原因。

兩類設(shè)備的主要區(qū)別

1. 環(huán)境模擬能力

這是兩類設(shè)備最核心的區(qū)別。

溫度試驗(yàn)箱可模擬工況：高溫環(huán)境、低溫環(huán)境、溫度循環(huán)、熱老化環(huán)境無法實(shí)現(xiàn)：濕度調(diào)節(jié)、凝露模擬、潮濕環(huán)境模擬

溫濕度試驗(yàn)箱可模擬工況：高低溫與濕度同步環(huán)境、濕熱交替環(huán)境、凝露效果、水汽老化、濕度循環(huán)等。更廣的環(huán)境模擬能力，也讓該設(shè)備可適配更多類型的可靠性檢測(cè)項(xiàng)目。

2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)差異

溫濕度試驗(yàn)箱的內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)更為復(fù)雜。

溫度試驗(yàn)箱主要組成：制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、溫度傳感器、保溫隔熱結(jié)構(gòu)。

溫濕度試驗(yàn)箱在以上結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，額外配置加濕系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、除濕控制模塊、濕度傳感器、蒸汽發(fā)生裝置、排水系統(tǒng)、防凝露防護(hù)結(jié)構(gòu)。

依托這些額外配套結(jié)構(gòu)，KOMEG 科明溫濕度試驗(yàn)箱在機(jī)械設(shè)計(jì)與電控匹配上有著更高的要求。

3. 濕度控制的技術(shù)難點(diǎn)

相比單一溫度調(diào)控，濕度調(diào)控的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度更高。

濕度控制需要綜合平衡空氣溫度、水汽含量、露點(diǎn)、氣流速度以及表面凝露等多項(xiàng)指標(biāo)。以低溫環(huán)境下的濕度測(cè)試為例，低溫空氣本身含水汽量偏低，會(huì)進(jìn)一步增加調(diào)控難度。

性能完善的溫濕度試驗(yàn)箱，一般會(huì)搭載精密蒸汽加濕組件、智能 PID 運(yùn)算程序、動(dòng)態(tài)氣流調(diào)控系統(tǒng)以及高精度濕度傳感器。

若濕度調(diào)控狀態(tài)異常，容易出現(xiàn)樣品表面凝露、相對(duì)濕度數(shù)值偏差、傳感器參數(shù)偏移、測(cè)試環(huán)境不穩(wěn)定等問題，這也是溫濕度試驗(yàn)箱整體造價(jià)高于普通溫度試驗(yàn)箱的原因之一。

4. 溫度運(yùn)行范圍對(duì)比

溫度試驗(yàn)箱設(shè)備僅聚焦溫度調(diào)控性能，普遍擁有更寬的溫度區(qū)間，同時(shí)升降溫速率表現(xiàn)更佳。常規(guī)運(yùn)行區(qū)間：-70℃ 至 +180℃；部分機(jī)型可支持 - 80℃超低溫工況。升降溫速率最高可達(dá) 15℃/ 分鐘及以上，適合高強(qiáng)度熱循環(huán)類測(cè)試。

溫濕度試驗(yàn)箱濕度調(diào)控功能會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行區(qū)間形成一定限制，低溫工況下濕度很難維持穩(wěn)定狀態(tài)。常規(guī)運(yùn)行區(qū)間：-40℃ 至 +150℃，相對(duì)濕度調(diào)控范圍 20% 至 98%；標(biāo)準(zhǔn)濕度穩(wěn)定區(qū)間集中在 + 20℃ 至 +85℃。部分升級(jí)款設(shè)備搭載專用除濕系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)低濕度環(huán)境模擬。

溫度試驗(yàn)箱應(yīng)用領(lǐng)域

溫度試驗(yàn)箱多用于濕度不會(huì)對(duì)產(chǎn)品可靠性造成明顯影響的行業(yè)。

常規(guī)應(yīng)用方向：半導(dǎo)體相關(guān)測(cè)試、產(chǎn)品老化試驗(yàn)、熱循環(huán)檢測(cè)、集成電路環(huán)境應(yīng)力篩查、金屬及各類材料性能測(cè)試、材料耐熱性檢測(cè)、低溫倉儲(chǔ)環(huán)境模擬、航空航天零部件檢測(cè)、高空熱環(huán)境模擬、設(shè)備低溫運(yùn)行測(cè)試、電池相關(guān)測(cè)試、熱失控工況研究、成品倉儲(chǔ)模擬、電子類產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩查等。

環(huán)境應(yīng)力篩查可借助快速溫度切換，排查產(chǎn)品生產(chǎn)階段產(chǎn)生的早期缺陷。

溫濕度試驗(yàn)箱應(yīng)用領(lǐng)域

如果產(chǎn)品在實(shí)際使用場(chǎng)景中會(huì)接觸水汽，溫濕度試驗(yàn)箱便是配套檢測(cè)的重要設(shè)備。

常規(guī)應(yīng)用方向：

1. 汽車電子：ECU 可靠性檢測(cè)、各類傳感器測(cè)試、ADAS 模塊耐久試驗(yàn)

2. 消費(fèi)電子：智能手機(jī)、穿戴設(shè)備、平板產(chǎn)品、智能家居設(shè)備檢測(cè)

3. 光學(xué)與 LED 產(chǎn)品：濕度會(huì)影響光學(xué)鍍膜、鏡片以及封裝材料性能，需專項(xiàng)檢測(cè)

4. 光伏組件：通過濕熱試驗(yàn)，評(píng)估光伏產(chǎn)品戶外長期使用耐久度

5. 醫(yī)療器械：針對(duì)濕度敏感的醫(yī)用電子產(chǎn)品，開展環(huán)境穩(wěn)定性驗(yàn)證

6. 半導(dǎo)體封裝：檢測(cè)封裝結(jié)構(gòu)密封性能與電化學(xué)運(yùn)行可靠性

成本對(duì)比

溫度試驗(yàn)箱

設(shè)備整體采購?fù)度胂鄬?duì)適中，日常運(yùn)行能耗較低，配套維護(hù)項(xiàng)目少，運(yùn)維成本更低。得益于簡(jiǎn)潔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，設(shè)備檢修與保養(yǎng)工作開展更為便捷，長期使用的綜合成本更具優(yōu)勢(shì)。

溫濕度試驗(yàn)箱

設(shè)備采購?fù)度肫撸褂眠^程中需要配套供水設(shè)施，日常維護(hù)項(xiàng)目更多，能耗也相對(duì)更高。日常運(yùn)維包含濕度傳感器定期校準(zhǔn)、水質(zhì)管控等工作。該類設(shè)備雖綜合投入更高，但可實(shí)現(xiàn)的測(cè)試項(xiàng)目更為全面。

維護(hù)工作差異

溫濕度調(diào)控相關(guān)組件，需要定期開展維護(hù)，保障設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。

溫濕度試驗(yàn)箱額外的維護(hù)內(nèi)容：水箱清潔、加濕組件檢查、排水管路養(yǎng)護(hù)、濕度傳感器校準(zhǔn)、規(guī)避管路礦物質(zhì)堆積、日常水質(zhì)管理。行業(yè)內(nèi)普遍建議搭配純凈水或去離子水使用。若維護(hù)工作不到位，設(shè)備的濕度調(diào)控效果容易出現(xiàn)波動(dòng)。

如何挑選適配可靠性測(cè)試的試驗(yàn)箱

設(shè)備選型核心依據(jù)，是產(chǎn)品實(shí)際所處的運(yùn)行環(huán)境。

優(yōu)先選擇溫度試驗(yàn)箱的情況

1. 產(chǎn)品使用環(huán)境中，潮濕并非主要影響因素

2. 測(cè)試項(xiàng)目需要較快的升降溫速率

3. 以熱循環(huán)測(cè)試為核心需求

4. 綜合成本管控為主要考量方向

5. 測(cè)試工況相對(duì)簡(jiǎn)單

優(yōu)先選擇溫濕度試驗(yàn)箱的情況

1. 產(chǎn)品會(huì)長期處于潮濕環(huán)境中使用

2. 需要驗(yàn)證產(chǎn)品耐濕性能

3. 所屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)明確要求開展?jié)穸认嚓P(guān)測(cè)試

4. 產(chǎn)品存在被腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)

5. 需開展長周期可靠性檢測(cè)

6. 需要模擬凝露工況

目前多數(shù)行業(yè)中，濕度相關(guān)測(cè)試已逐步成為產(chǎn)品檢測(cè)里的常規(guī)項(xiàng)目。

設(shè)備選型常見誤區(qū)

1. 只關(guān)注溫度區(qū)間，忽略濕度需求不少采購人員選型時(shí)僅參考溫度參數(shù)，未結(jié)合實(shí)際測(cè)試要求考量濕度功能，后續(xù)容易出現(xiàn)測(cè)試能力不足的問題。

2. 忽略遠(yuǎn)期測(cè)試需求產(chǎn)品迭代升級(jí)后，往往會(huì)新增濕度相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目，優(yōu)先選擇功能可拓展的設(shè)備，能夠降低長期投入成本。

3. 低估現(xiàn)場(chǎng)安裝條件溫濕度試驗(yàn)箱需要配套供水、排水管路，同時(shí)對(duì)場(chǎng)地通風(fēng)、周邊環(huán)境穩(wěn)定性有一定要求，前期需做好安裝規(guī)劃。

4. 忽視箱內(nèi)環(huán)境均勻性與穩(wěn)定性箱內(nèi)環(huán)境的均勻程度，直接決定測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可復(fù)現(xiàn)性，環(huán)境參數(shù)波動(dòng)較大的設(shè)備，會(huì)造成測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)偏差。

溫度試驗(yàn)箱與氣候試驗(yàn)箱：該如何選擇？

選型階段可參考以下問題逐一判斷：

1. 產(chǎn)品在實(shí)際使用中，是否會(huì)接觸潮濕環(huán)境？若答案為是，建議配置具備濕度測(cè)試功能的設(shè)備。

2. 測(cè)試對(duì)象是否為電子產(chǎn)品、半導(dǎo)體產(chǎn)品？這類產(chǎn)品大多需要開展?jié)穸瓤煽啃詸z測(cè)。

3. 測(cè)試工作是否需要匹配對(duì)應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)？IEC 60068、JESD22、AEC-Q100、ICH 穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)等多項(xiàng)規(guī)范，均包含濕度測(cè)試要求。

4. 產(chǎn)品使用過程中，凝露現(xiàn)象是否會(huì)引發(fā)故障？如有相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，需選用溫濕度試驗(yàn)箱。

環(huán)境測(cè)試行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

環(huán)境檢測(cè)相關(guān)技術(shù)仍處在持續(xù)更新發(fā)展的階段，當(dāng)下主流發(fā)展方向包含：智能診斷系統(tǒng)應(yīng)用、設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控、節(jié)能型制冷技術(shù)、智能濕度調(diào)控算法、多應(yīng)力復(fù)合環(huán)境模擬、新能源汽車電池可靠性檢測(cè)、半導(dǎo)體先進(jìn)封裝驗(yàn)證等。

伴隨各類產(chǎn)品可靠性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)完善，以 KOMEG 科明為代表的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，也在朝著智能化、多功能化方向升級(jí)。

溫度試驗(yàn)箱與溫濕度試驗(yàn)箱外觀相似度較高，但在產(chǎn)品可靠性檢測(cè)工作中，承擔(dān)著不同的作用。

溫度試驗(yàn)箱適配僅需考量溫度影響的測(cè)試場(chǎng)景，例如熱循環(huán)、儲(chǔ)能設(shè)備檢測(cè)、材料性能評(píng)估等，設(shè)備具備升降溫速度快、溫度區(qū)間廣、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。

溫濕度試驗(yàn)箱可同步實(shí)現(xiàn)高低溫與濕度調(diào)控，模擬的環(huán)境工況更加全面。在濕度易引發(fā)安全問題、縮短產(chǎn)品使用壽命的行業(yè)中，該類設(shè)備有著不可替代的作用。

結(jié)合自身產(chǎn)品品類、行業(yè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)際使用環(huán)境以及長期測(cè)試規(guī)劃，才能選出適配的試驗(yàn)設(shè)備。