열 충격 테스트의 주요 실패 지점은 공대공 열 충격 챔버를 선택하는 데서 발생하는 경우가 많습니다. 테스트 대상 장치(DUT)의 실제 열역학적 부하가 아닌 물리적 치수만을 기준으로 샘플은 바스켓 안에 쉽게 들어갈 수 있지만 이는 챔버에 필요한 시간 내에 온도를 복구할 수 있을 만큼 충분한 가열 및 냉각 용량이 있다는 의미는 아닙니다.
EV 배터리 모듈, 고밀도 인쇄 회로 기판 어셈블리 및 중금속 주조와 같은 고열량 샘플은 많은 양의 열 에너지를 흡수하고 방출합니다. 이러한 제품을 소형 에 배치하면 공대공 열충격 챔버 온도 회복에 너무 오랜 시간이 걸릴 수 있으며 잠재적으로 테스트 유효성과 해당 군용, 자동차 또는 전자 제품 테스트 표준 준수에 영향을 줄 수 있습니다.
이러한 이유로 LIB 업계에서는 열부하, 시료 재료, 바스켓 질량, 공기 흐름, 복구 시간 및 시설 유틸리티를 함께 평가하여 제품을 선택할 것을 권장합니다. 공대공 열충격 챔버 .높은 열 질량 테스트를 위한 
1. 열 부하는 챔버 용량을 결정합니다. 물리적 부피만으로는 공대공 열 충격 챔버가 MIL-STD-883 또는 IEC 60068-2-14와 같은 표준에서 요구하는 5~15분 창 내에 복구할 수 있는지 여부를 나타내지 않습니다.
2. 총 테스트 질량에는 고정 장치가 포함됩니다. DUT, 이동 바스켓, 선반 및 고정 장치의 질량과 비열 용량이 모두 포함되어야 합니다.
3. 열전도도는 회복 거동에 영향을 미칩니다. 구리와 알루미늄은 열을 빠르게 전달하는 반면 FR4와 같은 전도성이 낮은 재료는 열을 더 천천히 방출하거나 흡수합니다.
4. 공기 흐름은 가열 및 냉각 능력만큼 중요합니다. 공기 흐름이 조밀한 샘플 배열을 통과할 수 없는 경우 강력한 냉각 용량은 제한적인 이점을 제공합니다.
5. 시설 인프라는 가용 용량에 영향을 미칩니다. 대용량 공대공 열충격 챔버 시스템에는 고전류 전기 서비스, 수냉 또는 보조 LN2 냉각이 필요할 수 있습니다.
환경 테스트에서 열 질량은 열 에너지를 흡수, 저장 및 방출하는 샘플의 능력을 나타냅니다. 이는 
주로 물체의 질량과 비열 용량에 따라 달라집니다.
평가할 때 공기 대 공기 열충격 챔버를 엔지니어는 열 질량을 고려해야 합니다. 열 질량은 빠른 열간에서 냉간 또는 냉간에서 열간 이동 중에 샘플이 챔버에 가하는 추가 부하의 양을 결정하기 때문입니다.
무거운 강철 주물은 가벼운 플라스틱 인클로저와 매우 다르게 작동합니다. 둘 다 비슷한 양의 물리적 공간을 차지하더라도 마찬가지입니다.
금속 부품이나 포팅 재료가 포함된 촘촘하게 포장된 전자 어셈블리는 중요한 열 흡수원 역할을 할 수 있습니다. 150°C의 뜨거운 구역에서 -65°C의 차가운 구역으로 이동할 때 공랭식 열충격 챔버는 챔버 공기의 열뿐만 아니라 DUT 내부에 저장된 열 에너지도 제거해야 합니다.
비열 용량은 재료가 저장하는 에너지의 양을 결정하는 반면, 열전도율은 해당 에너지가 샘플과 주변 공기 사이에서 얼마나 빨리 이동하는지를 결정합니다.
구리와 같은 전도성이 높은 재료는 열을 빠르게 전달합니다. 공대공 열 충격 챔버의 차가운 구역으로 이동하면 날카롭고 즉각적인 냉동 부하가 발생할 수 있습니다.
열전도율이 낮은 재료는 열을 더 천천히 전달합니다. 이러한 경우, 제품 중심부가 목표 온도에서 멀리 떨어져 있는 동안 챔버 공기가 상대적으로 빨리 회복될 수 있습니다.
| 재료 | 비열 용량 (J/kg·K) | 열전도율 (W/m·K) | 챔버 복구에 미치는 영향 |
|---|---|---|---|
| 알류미늄 | 897 | 237 | 급속한 열 전달로 인해 즉각적인 냉동 부하 스파이크가 발생할 수 있습니다. |
| 구리 | 385 | 401 | 매우 빠른 열 전달에는 높은 순간 냉각 용량이 필요합니다. |
| 강철(탄소) | 490 | 50 | 복구 중에 보다 지속적인 열 부하를 생성합니다. |
| FR4(PCB 재질) | 1300 | 0.25 | 열이 천천히 전달되어 제품 중심부 온도 회복이 지연될 수 있습니다. |
이러한 차이점을 이해하면 엔지니어는 특정 DUT가 온도 영역 간에 이동할 때 공대공 열 충격 챔버가 어떻게 반응할지 예측하는 데 도움이 됩니다.
다량의 구리가 포함된 조립품은 냉동 시스템에 즉각적인 최대 부하를 가할 수 있습니다. FR4, 단열재 또는 포팅 화합물이 주로 사용되는 조립품은 내부 온도가 필요한 값에 도달하기 전에 더 긴 담금 기간이 필요할 수 있습니다.
높은 열 질량 샘플은 뜨거운 구역에 들어갈 때 방열판 역할을 하고 차가운 구역에 들어갈 때 열원으로 작용합니다. 공대공 열충격 챔버에 구역 용량이 충분하지 않으면 들어오는 샘플이 장기간 동안 챔버 온도를 설정점에서 멀어지게 만들 수 있습니다. 추운 지역으로 옮겨진 50kg의 EV 배터리 모듈을 생각해 보십시오. 배터리는 저장된 열을 주변 공기로 계속 방출합니다. 챔버 냉각 시스템은 테스트 영역을 지정된 온도로 되돌릴 수 있을 만큼 신속하게 이 에너지를 제거해야 합니다. 냉각 용량이 충분하지 않으면 공기 온도가 10~15분 동안 필요한 설정점보다 훨씬 높게 유지될 수 있습니다. 이는 의도된 열충격 프로파일을 변경합니다.
LIB산업의 공대공 열충격 챔버는 5분 이내의 온도 회복 시간을 달성하여 빠른 온도 안정화를 가능하게 합니다. 이 성능은 MIL-STD-883 또는 IEC 60068-2-14와 같은 표준에서 요구하는 5~15분 범위 내에서 챔버가 테스트 영역을 설정점으로 빠르게 되돌리는 것을 보장합니다. 이는 느린 온도 사이클링으로 변질되지 않고 진정한 열 충격 효과를 보존하고 제품 인증 테스트의 엄격한 요구 사항을 효과적으로 충족합니다.
모델 |
TS-162 |
TS-340 |
TS-500 |
TS-1000 |
|
내부 치수(mm) |
300*300*250 |
450*450*360 |
650*650*500 |
850*850*700 |
|
전체 치수(mm) |
1560*870*1545 |
1710*1020*1845 |
1910*1220*2265 |
2110*1420*2665 |
|
내부 부피(mm) |
22L |
72L |
211L |
505L |
|
적재 능력 |
20kg |
30kg |
50kg |
60kg |
|
예열실 |
상한 온도 |
+220℃ |
|||
가열시간 |
주위온도 ~ + 200℃, 30분 이내 |
||||
프리쿨룸 |
하한 온도 |
-75℃ |
|||
냉각 시간 |
주변온도 ~ -70℃, 30분 이내 |
||||
테스트룸 |
고온 노출 범위 |
주변 +20 ~ +200°C |
|||
저온 노출 범위 |
–65 ~ -5°C |
||||
온도 변동 |
≤±0.5℃ |
||||
온도 편차 |
≤±3℃ |
||||
온도 회복 시간 |
5분 이내 |
||||
냉각 시스템 |
기계식 압축 냉동 시스템 |
||||
냉동 장치 |
프랑스 TECUMSEH 압축기 |
||||
제어 장치 |
프로그래밍 가능한 컬러 LCD 터치 스크린 컨트롤러 이더넷 연결, PC 링크 |
||||
안전장치 |
과열 보호, 과전류 보호; 냉매 고압 보호; 누전 방지 |
||||
외장재 |
보호 코팅이 된 강판 |
||||
내장재 |
SUS304 스테인레스 스틸 |
||||
LIB산업의 2개 구역 온도 충격 테스터는 일반적으로 전동식 바구니 또는 엘리베이터를 사용하여 독립적으로 조절된 고온 구역과 저온 구역 사이에서 DUT를 이동합니다. 두 구역 모두 이동 전에 이미 목표 온도에 도달했기 때문에 이 설계는 샘플에 급격한 온도 변화를 제공할 수 있습니다. 높은 열 질량 테스트를 위해 공대공 열충격 챔버의 미리 조절된 고온 및 저온 구역은 들어오는 부하를 흡수하는 데 필요한 초기 열 예비를 제공하는 데 도움이 됩니다. 그러나 샘플이 무거우면 열적 한계뿐 아니라 기계적 한계도 발생합니다.
전송 메커니즘은 다음을 수행해야 합니다.
DUT
전송 바구니
장착 설비
센서 배선
지원 하드웨어
무거운 배터리 모듈이나 밀도가 높은 주조물의 경우 엔지니어는 공대공 열충격 챔버 바스켓 
과 이송 메커니즘의 최대 부하 용량을 확인해야 합니다. 기계적 부하 제한을 초과하면 열 용량이 적절하더라도 전송 성능이 저하되거나 시스템이 손상될 수 있습니다.
일부 열 충격 시스템은 DUT를 고정 상태로 유지하고 조절된 뜨거운 공기와 차가운 공기를 단일 테스트 공간으로 전환합니다. 이 구성을 사용하면 무거운 샘플을 물리적으로 이동할 필요가 없습니다. 평가할 때 급속 이송 열 챔버를 엔지니어는 이동 바구니와 고정 공기 흐름 설계의 장점과 한계를 비교해야 합니다.
이동 바구니 공대공 열충격 챔버 시스템은 사전 조정된 구역 간에 직접 전달을 제공할 수 있지만 DUT에 기계적 응력을 가할 수 있습니다. 고정식 시스템은 물리적 전달을 제거하지만 테스트 공간을 퍼지하고 새로운 온도를 신속하게 설정하려면 매우 높은 공기 흐름이 필요합니다.
중요한 평가 포인트는
DUT가 물리적 전송을 허용할 수 있는지 확인합니다.
DUT, 바스켓 및 고정 장치의 총 질량을 계산합니다.
공기 흐름 시스템이 필요한 복구 시간을 충족할 수 있는지 확인하십시오.
기계적 전달과 댐퍼 기반 시스템 간의 유지 관리 요구 사항을 비교합니다.
| 다음과 같습니다. |
|
3존 챔버(3TS 시리즈) |
|---|---|---|
| 구역 구조 | Hot zone + Cold zone (2개의 독립된 Zone) | 핫 존 + 앰비언트 존 + 콜드 존(3개 존) |
| 시험방법 | 표본이 고온 영역과 저온 영역 사이를 직접 전환합니다. | 2존 또는 3존 충격을 선택할 수 있습니다. 주변 구역은 버퍼로서 체류 기간을 허용합니다. |
| 모델 | TS-162 / TS-340 / TS-500 / TS-1000 | 3TS-100 / 3TS-210 / 3TS-300 / 3TS-500 |
| 내부 볼륨 | 22L~505L | 100L~500L |
| 적재 능력 | 20~60kg | 10~35kg |
| 고온 상한 | +220°C | +220°C(동일) |
| 저온 하한 | -75°C | -70~-75°C(유사) |
| 온도 변동/편차 | ±0.5°C / ±3°C | ±0.5°C / ±3°C (동일) |
| 환승 시간 | 3초 이하 | 지정되지 않음 |
| 컨트롤러 프로그램 용량 | 지정되지 않음 | 120개 패턴, 9999사이클 |
| 보증 | 36개월 + 평생 추적 관찰 | 1년 무상 부품 유지보수(표준) |
| 주요 특징 | 제상 시스템, 케이블 홀(실시간 테스트), 이동식 선반 | 전환 가능한 2구역/3구역 모드, 실제 조건에 더 가까운 완충 구역 |
필요한 열 부하는 질량(kg) × 비열(J/kg·K) × 온도 변화(ΔT) ¼ 목표 복구 시간(초)을 사용하여 추정할 수 있습니다. 이는 필요한 가열 또는 냉각 용량을 추정하기 위한 엔지니어링 기반을 제공합니다. 계산에서는 일반적으로 최악의 경우 전환을 사용해야 합니다. 
공대공 열 충격 챔버에 많은 응용 분야에서 뜨거운 고질량 샘플을 차가운 구역으로 옮기는 것은 가장 큰 냉장 수요를 창출합니다.
계산에는 DUT만 포함되어서는 안 됩니다.
엔지니어는 다음 사항도 포함해야 합니다.
① 환승바구니
② 선반
③ 테스트 설비
④ 장착 하드웨어
⑤ 제품 운반자
무거운 스테인리스 스틸 바스켓은 상당한 열 질량을 제공할 수 있으므로 필요한 공대공 열충격 챔버 용량이 늘어납니다.
일부 DUT에는 추가적인 열 효과를 발생시키는 재료가 포함되어 있습니다. 배터리, 상변화 물질 및 기타 어셈블리는 내부 상전이 중에 잠열을 흡수하거나 방출할 수 있습니다. 이 에너지는 간단한 현열 계산만으로는 항상 정확하게 표시할 수 없습니다. 전력 전자 장치는 지속적인 열 부하를 생성할 수도 있습니다.
예를 들어, 활성 DUT가 차가운 구역에서 작동하는 동안 500W의 내부 열을 생성하는 경우 공랭식 열 충격 챔버 냉동 시스템은 뜨거운 구역에서 전달되는 열 에너지 외에도 이 지속적인 열을 제거해야 합니다.
패시브 금속 주조는 저장된 열 에너지를 챔버와 점차적으로 교환합니다.
활성 전자 어셈블리는 동시에 다음을 수행할 수 있습니다.
저장된 열에너지 방출
전기열을 발생시키다
공기 흐름 제한
지역화된 핫스팟 생성
능동형 장치의 경우 LIB 업계에서는 공대공 열충격 챔버 용량을 평가할 때 작동 전력 손실 데이터를 제공할 것을 권장합니다. 이는 제조업체에게 온도 회복 성능을 추정하기 위한 보다 현실적인 기반을 제공합니다.
높은 냉동 능력만으로는 빠른 회복을 보장할 수 없습니다. 공기가 DUT 주위를 효율적으로 이동해야 합니다 . 
제품과 조절된 환경 사이에 열을 전달하려면 고속 기류는 높은 열 질량 샘플을 둘러싼 공기의 경계층을 제거하는 데 도움이 됩니다. 공기 흐름이 약하면 강력한 공대공 열 충격 챔버 냉동 시스템이라도 DUT와 효율적으로 열을 교환하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 조밀한 샘플 배열은 공기 흐름 그림자를 생성할 수도 있습니다. 외부 표면은 내부 또는 차단된 영역보다 훨씬 빠르게 목표 온도에 도달할 수 있습니다.
이러한 이유로 공대공 열충격 챔버 설계에서는 다음 사항을 고려해야 합니다.
팬 용량
풍속
배플 디자인
샘플 간격
바구니 개방성
DUT 방향
천공된 바스켓과 제품 주변의 충분한 공간은 열 전달을 향상시키고 복구 시간을 단축할 수 있습니다.
LIB Industry의 공기 순환 시스템은 정방향 및 역방향 공기 흐름 기능을 갖추고 있어 최적화된 팬 용량, 공기 속도, 배플 설계, 샘플 간격 및 바스켓 개방성을 통해 효율적인 공기 순환을 보장합니다. 열 질량이 높은 시료의 경우 강력한 냉장만으로는 빠른 복구를 보장할 수 없습니다. 충분하고 잘 분산된 공기 흐름은 제품 주변의 정체된 공기층을 효과적으로 제거하고, 촘촘하게 포장된 샘플로 인해 발생하는 공기 흐름 막힘을 줄여, 샘플과 조절된 환경 간의 열 교환을 개선하여 복구 시간을 크게 단축합니다.
| LIB 인기 온도 습도 챔버 |
|||
정확한 기후 시뮬레이션, 신뢰할 수 있는 장기 안정성 테스트 |
한 번의 테스트로 온도, 습도 및 진동 응력을 시뮬레이션합니다. |
컴팩트한 설치 공간 설계, 고정밀 환경 제어 |
대용량 테스트 공간, 대형 제품에 적합 |
균일한 열 분포, 효율적인 재료 건조 |
극한의 열 응력 시뮬레이션, 빠른 고장 감지 기능 |
초저온 성능, 신뢰성 있는 내한성 평가 |
ICH 준수 안정성 테스트, 정확한 온도 및 습도 제어 |
극한 온도 사이의 반복적인 이동으로 인해 차가운 지역에 습기가 유입될 수 있습니다. 여러 주기에 걸쳐 이 수분이 증발기 코일에서 얼어붙을 수 있습니다. 서리는 단열재 역할을 하며 공기 흐름을 제한할 수도 있습니다. 두 가지 효과 모두 공대공 열충격 챔버 냉각 성능을 감소시킵니다.
서리가 쌓이면:
복구 시간이 증가합니다.
기류 감소
압축기 부하 상승
테스트 일관성이 저하될 수 있음
따라서 장기간의 열충격 테스트를 위해 챔버는 자동화된 제상 주기를 사용할 수 있습니다. 건조 공기 퍼지 또는 질소 퍼지 시스템은 테스트 공간으로 유입되는 수분의 양을 줄일 수도 있습니다. 낮은 수분 수준은 공대공 열충격 챔버가 반복되는 사이클에서 안정적인 냉각 성능을 유지하는 데 도움이 됩니다.
LIB 산업에서는 자동화된 제상 사이클을 사용하여 추운 지역에 쌓인 성에를 처리합니다. 샘플이 뜨거운 구역과 차가운 구역 사이를 이동할 때 습기가 냉각 코일에 유입되어 동결될 수 있습니다. 이 서리는 냉각 능력을 감소시키고 공기 흐름을 차단합니다. 제상 주기를 정기적으로 실행함으로써 LIB 챔버는 여러 주기의 장기 테스트 중에도 안정적인 냉각 성능을 유지합니다. 이렇게 하면 복구 시간이 길어지는 것을 방지하고 테스트 결과를 일관성 있게 유지할 수 있습니다.
높은 열 질량 샘플에 적합한 선택하려면 공대공 열 충격 챔버를 제품이 테스트 바스켓 내부에 물리적으로 맞는지 확인하는 것 이상이 필요합니다. 챔버에는 필요한 온도 회복 시간을 충족하면서 전체 열 부하를 처리할 수 있는 충분한 가열, 냉각, 공기 흐름 및 기계적 전달 용량이 있어야 합니다.
공대공 열충격 챔버를 선택하기 전에:
바구니, 고정 장치 및 선반을 포함하여 최악의 경우 DUT의 열 질량을 계산합니다.
가능한 경우 샘플 재료와 비열 정보를 제공하십시오.
필요한 고온 및 저온 온도를 정의합니다.
최대 허용 복구 시간을 확인하십시오.
전원이 공급되는 DUT에 대한 활성 열 방출을 포함합니다.
바구니 무게 제한과 이동 메커니즘을 평가합니다.
설비 전기 및 냉각수 용량을 확인합니다.
실제 담금 상태를 확인하려면 제품 온도 열전대를 사용하십시오.
무거운 배터리, 밀도가 높은 전자 조립품, 금속 부품 및 기타 고열 질량 제품의 경우 LIB 산업은 필요한 테스트 프로필에 대해 공대공 열 충격 챔버를 구성할 때 이러한 요소를 평가할 수 있습니다.
2구역 시스템은 전용 고온 환경과 저온 환경 간에 DUT를 직접 전송합니다. 3구역 시스템은 극한 온도 사이에 중간 주변 구역을 도입합니다. 적절한 구성은 필요한 테스트 방법에 따라 다릅니다.
질량이 클수록 각 이동 중에 더 많은 열 에너지가 제거되거나 추가되어야 함을 의미합니다. 공대공 열 충격 챔버의 가열 또는 냉각 용량이 충분하지 않은 경우 해당 구역이 필요한 온도로 돌아가는 데 더 오랜 시간이 걸립니다.
전도성이 높은 재료는 열을 빠르게 전달하고 공대공 열 충격 챔버에 날카로운 초기 부하를 생성할 수 있습니다. 전도성이 낮은 재료는 열을 더 천천히 방출하거나 흡수하므로 DUT의 코어 온도를 크게 지연시킬 수 있습니다.
이는 기계적 부하 한계와 열용량에 따라 달라집니다. 바스켓은 DUT와 고정 장치를 안전하게 지지해야 하며, 공대공 열 충격 챔버는 필요한 복구 시간을 충족할 만큼 충분한 가열 또는 냉각 용량을 갖추고 있어야 합니다.
비열은 물질이 얼마나 많은 열에너지를 저장하는지를 나타냅니다. 동일한 질량을 가진 두 제품이 비열 용량이 다른 재료로 만들어진 경우 공대공 열충격 챔버에 서로 다른 하중을 가할 수 있습니다.
LN2 부스트(boost)는 기계식 다단계 냉동만으로는 필요한 시간 내에 저온 구역을 복구할 수 없는 경우 유용할 수 있습니다. 필요한지 여부는 DUT 질량, 재료 특성, 극한 온도 및 적용 가능한 테스트 표준에 따라 다릅니다.
건조 공기 또는 질소 퍼지 시스템은 공대공 열 충격 챔버 내부의 습기를 줄일 수 있습니다. 자동 제상 주기는 반복 테스트 중에 증발기 코일에 발생하는 성에도 제거할 수 있습니다.
당신이 열충격 테스트 챔버 시장에 있다면, 2구역 열충격 테스트 챔버 3존 열충격 테스트 챔버 또는 공기-액체 열충격 챔버에 주저하지 말고 문의하세요. EV 배터리 모듈이나 고밀도 PCB 어셈블리와 같은 고열량 샘플을 위한 우리는 귀하의 DUT 크기, 무게, 재료 구성, 필요한 온도 범위, 복구 시간 요구 사항 및 적용 가능한 테스트 표준에 대해 논의하고 귀하의 실험실에 적합한 열 충격 솔루션을 찾는 데 도움을 드릴 준비가 되어 있습니다.
LIB산업기술팀(info@lib-industry.com ), 열 충격 및 환경 테스트 장비에 대한 기술 정보, 테스트 방법, 제품 사양 및 응용 지침.
