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研发测芯片温循环,压缩机选涡旋式还是活塞式?差别在哪?

点击次数:17 发布时间:2025/10/22
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详细介绍:

一、核心性能差异:直击快速温变测试箱需求痛点

1. 运行稳定性与控温精度

涡旋式压缩机通过静涡旋盘与动涡旋盘的啮合运动压缩制冷剂,无往复运动部件,压力脉动≤3%,配合快速温变测试箱的 PID 控温算法,可将温度波动控制在 ±0.3℃以内,满足精密芯片测试对温场均匀性的要求。活塞式压缩机依赖活塞往复运动,机械冲击大,压力脉动可达 15%-20%,易导致箱体温度波动超 ±1℃,可能引发芯片引脚应力开裂或参数漂移。

2. 制冷效率与温变速率

涡旋式压缩机的容积效率达 90%-98%,较活塞式(75%-85%)更高,搭配快速温变测试箱的双级制冷系统,制冷量可提升 60%。在芯片温循环的降温阶段,能支持 5℃/min 以上的速率,如从 85℃降至 - 40℃仅需 30 分钟;活塞式压缩机效率偏低,相同工况下需延长 40% 时间,难以匹配高频次芯片循环测试需求。

3. 寿命与维护成本

涡旋式压缩机运动部件少,磨损极小,平均时间(MTBF)可达 12000-15000 小时,适配快速温变测试箱连续 72 小时以上的芯片老化测试;活塞式压缩机因活塞环、阀门等易损件多,MTBF 仅 5000-8000 小时,每运行 6 个月需停机维护,增加测试中断风险。

4. 噪音与环境适配

涡旋式运行噪音≤65dB,适合实验室环境;活塞式因机械撞击噪音可达 75-85dB,需额外加装隔音装置,否则可能干扰芯片测试中的信号采集。

 

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二、场景化适配:匹配不同芯片测试需求

1. 涡旋式压缩机适配场景

  • 车规级 / 航空航天芯片测试:需 - 60℃至 150℃宽温域循环,涡旋式配合二元复叠制冷技术,可稳定输出超低温且温度波动小,满足芯片环境验证需求。

  • 量产型芯片高频测试:快速温变测试箱需每日完成 20 + 轮循环,涡旋式的长寿命与低维护性可保障设备利用率达 95% 以上。

  • 精密 MEMS 芯片测试:对温度波动敏感(需 ±0.1℃),涡旋式的平稳输出能避免温差引发的结构形变。

2. 活塞式压缩机适配场景

  • 消费电子芯片常规测试:温域窄(-20℃至 85℃)、循环频率低,活塞式可满足基础测试需求,且采购成本较涡旋式低 30%-50%。

  • 实验室小批量验证:测试频次低(每日≤5 轮),可接受定期维护,适合预算有限的研发场景

 

 


三、选型决策建议

  1. 优先选涡旋式的核心场景:车规级、航空航天芯片测试,或要求温变速率≥5℃/min、年运行时间超 3000 小时的快速温变测试箱,建议搭配涡旋式压缩机,可降低测试数据偏差率至 0.1% 以下。

  2. 可选活塞式的适配场景:消费电子芯片常规高低温验证,且测试频率低、预算有时,可选用活塞式,但需预留维护停机时间。

  3. 系统协同关键:无论选型哪种,需确保压缩机与快速温变测试箱的换热结构、控温算法深度匹配。涡旋式可通过定制排量优化适配性,匹配度达 95%;活塞式需强化气流循环设计以抵消压力脉动影响。

 

 

 
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