一、行業應用背景

半導體芯片、動力鋰電池、汽車電子零部件是新能源與電子產業核心產品，產品在倉儲、運輸、戶外、車載機艙等場景長期使用，持續承受高低溫交替、高濕凝露、長期恒溫濕熱等環境應力，易出現芯片參數漂移、電池脹氣漏液、汽車線束塑膠開裂、電控模塊絕緣失效等問題。

行業檢測需遵循 GB/T 2423、IEC 60068、AEC-Q100、GB 38031、ISO 16750 等通用環境試驗標準，開展溫濕度循環、雙 85 濕熱老化、恒定溫濕度存儲、交變濕熱等可靠性驗證。傳統單一功能設備僅適配單一品類樣品，采購與運維成本較高。通用型恒溫恒濕老化設備針對芯片、鋰電池、汽車零部件三類樣品測試需求做一體化結構優化，兼顧常規電子老化與電池安全防護，適配半導體實驗室、動力電池企業、整車零部件廠、第三方檢測機構多場景共用需求，減少多臺設備投入，提升試驗室空間利用率。

二、整機系統架構與基礎控溫控濕原理

設備采用平衡式溫濕度調控（BTHC）系統，由制冷單元、加熱單元、加濕除濕單元、全域循環風道、智能程控系統、多功能安全防護模塊六大系統協同運行。

整機依靠 PT100 鉑電阻溫度傳感器、電容式濕度傳感器實時采集內腔環境數據，通過分段 PID 算法動態調節制冷、加熱、加濕輸出功率，穩定復刻恒定濕熱、高低溫循環、溫濕度交變等多種環境工況，保障長時間老化過程溫濕度波動穩定，試驗數據具備可重復性。

制冷系統：標準機型采用單級壓縮制冷，低溫拓展款配備復疊式雙級制冷，依靠制冷劑氣液相變轉移箱內熱量，同時通過蒸發器冷凝水汽完成基礎除濕；

加熱系統：分級可控加熱組件，緩慢升降溫，規避芯片、塑膠件、電池因溫度驟變產生內應力損傷；

加濕除濕系統：純水淺槽蒸汽加濕，配合蒸發器凝露除濕，濕度區間覆蓋 20% RH~98% RH，可穩定維持 85℃/85% RH 雙 85 老化條件；

循環風道：立體循環風路搭配可拆卸導流板，箱內氣流均勻覆蓋各個區域，縮小溫濕度均勻差值，避免樣品局部受熱受潮不均。

三、適配多品類樣品的通用化結構設計

（一）耐腐蝕通用內膽結構

內腔采用 SUS304 不銹鋼一體折彎滿焊成型，內壁圓弧wu死角，可耐受電池微量電解液滲漏、塑膠揮發物、芯片助焊劑析出物腐蝕，便于清潔維護；箱體底部設置導流集水槽，統一收集冷凝水，防止積水浸泡線束端子、電芯、PCB 基板。

雙層腔體填充高密度阻燃保溫層，減少冷熱損耗，適配 7×24 小時不間斷老化測試；箱門采用雙層氟橡膠密封結構，降低外界環境干擾，保障腔體溫濕度穩定。配備多層可拆卸置物網架，可靈活調整層間距：薄層托盤放置芯片晶圓、PCB 板；懸掛支架收納整捆車載線束；寬大空間放置電芯、小型電池模組、車載電控外殼。

（二）多工況適配風道防滴水設計

風道頂部增設斜向導水槽，抑制冷凝水滴落樣品表面，避免芯片短路、電池外殼水印、塑膠件局部加速老化；大流量防爆循環風機提供均勻氣流，滿載放置芯片、電池、汽車零部件時，箱內全域溫濕度差值保持穩定，滿足多批次樣品同步測試需求。

觀察窗采用雙層鋼化隔熱玻璃，搭配內部照明，全程直觀觀測樣品老化狀態，玻璃具備防結霜功能，高低溫工況下不遮擋觀測視線。

（三）可拓展多功能選配接口，兼顧三類樣品測試

標準信號引線孔：預留密封引線孔，芯片、車載電控可外接測試儀器，實現帶載通電同步老化；

電池防護拓展組件：可加裝可燃氣體監測、獨立排風泄壓接口，適配鋰電池溫濕度預測試，降低產氣積聚風險；

分層工裝套件：配套芯片托盤、線束懸掛桿、電池定位支架，無需更換箱體即可切換不同品類樣品測試。

四、分級安全防護體系（兼顧電子件與電池測試）

設備搭載多重聯鎖保護程序，適配芯片精密測試、電池安全測試、汽車零部件長期老化三類不同風險等級工況：

基礎通用保護（芯片 / 汽車件標配）

雙重獨立超溫保護、缺水報警、風機過載、漏電保護、相序缺相保護，溫度、水位、設備運行異常時自動切斷加熱回路并聲光報警，同步記錄故障日志。

電池專項安全拓展防護（可選配）

內置可燃氣體傳感器，實時監測氫氣、一氧化碳濃度，氣體超標自動啟動強力排風、切斷加熱；配備泄壓緩沖結構，應對電芯產氣壓力波動；可搭配二氧化碳滅火接口，用于大容量電池樣品測試。

數據溯源安全機制

控制系統自動存儲全程溫濕度曲線、報警記錄、運行時長，支持 USB 本地導出、上位機通訊，試驗數據可用于產品認證、出廠質檢存檔。

五、通用機型常規技術參數（可按需非標調整）

溫度區間：標準 - 40℃~+85℃；車載機艙零部件、功率芯片可定制至 125℃；深低溫研發款拓展至 - 70℃

濕度區間：20% RH~98% RH，低濕工況可定制 5% RH 起控

溫度波動度：±0.5℃，內腔均勻度≤±1.5℃

濕度波動度：±2% RH，內腔均勻度≤±3% RH

升降溫速率：0.5~3℃/min 分段可調，快速溫變需求可定制變速方案

標準容積：80L/150L/225L/500L；大批量電池包、整車電控總成可選用步入式恒溫恒濕艙

連續運行：支持全天候不間斷濕熱老化試驗

六、三大品類樣品主流測試項目與驗證目的

1. 半導體芯片、PCB 電路板測試項目

雙 85 濕熱老化：85℃、85% RH 長期存儲，驗證芯片封裝防潮能力，評估絕緣電阻、信號傳輸穩定性；

高低溫循環測試：模擬設備四季溫差，檢測 IC、BMS 芯片冷熱交替下參數漂移、封裝開裂風險；

恒溫存儲老化：模擬倉儲環境，預判元器件長期靜置失效概率。

2. 鋰電池、儲能電芯測試項目

高低溫恒溫循環：模擬車輛行駛溫差，考核電芯容量衰減、密封防脹氣性能；

濕熱老化測試：加速水汽侵入電芯外殼，驗證 PACK 密封、線束端子防銹能力；

極限溫濕度預測試：研發階段排查電芯熱失控溫濕度臨界條件，輔助材料配方優化。

3. 汽車零部件（線束、塑膠、電控模塊）測試項目

交變濕熱循環：還原戶外晝夜干濕交替，檢測塑膠護套水解開裂、端子氧化、線束絕緣層脫落問題；

高低溫耐久測試：模擬機艙高溫、冬季低溫，驗證卡扣鎖緊力、電控外殼形變、接插件連接可靠性；

長期恒溫老化：評估車載電子整機長期使用后的性能衰減程度。

七、設備選型與使用規范建議

容積匹配：芯片、小型元器件選用 80L/150L；整捆線束、單節電芯選用 225L；電池模組、多套車載電控同步測試選用 500L 及以上；整車電池包、大型電控總成選用步入式恒溫恒濕艙。

配置按需選配：僅芯片、汽車件常規檢測選用基礎款；涉及鋰電池測試，建議加裝氣體監測、強制排風組件；帶載通電測試配套密封引線孔。

日常運維要點：測試完成及時清理內腔塑膠析出物、電池殘留電解液；加濕水源使用純水，減少管路水垢；電池測試后充分置換內腔空氣，再放入精密芯片樣品，避免可燃氣體殘留干擾。

標準適配：設備運行參數可匹配國內、國際主流環境試驗規范，產出的溫濕度老化數據可用于產品研發驗證、出廠質檢、第三方檢測認證。

八、總結

芯片、電池、汽車零部件通用恒溫恒濕老化設備以寬域溫濕度調控、模塊化通用工裝、分級安全防護為核心設計特點，單臺設備可覆蓋半導體、新能源鋰電、汽車電子三大行業主流溫濕度老化測試需求。設備通過穩定模擬各類自然環境應力，加速暴露產品潛在失效缺陷，幫助企業完成材料改良、結構優化與出廠品質管控，降低多品類測試設備采購與場地占用成本，適配綜合型研發實驗室、多品類零部件生產企業的一站式可靠性檢測需求。