清華大學(xué)微納加工中心的實(shí)驗(yàn)室里，一臺(tái)ESPEC TSD-101-W冷熱沖擊試驗(yàn)箱正在安靜運(yùn)行，內(nèi)部承載著的半導(dǎo)體芯片，在10秒內(nèi)完成-77℃到205℃的溫度劇變。

在溫度變化中驗(yàn)證材料的可靠性和電子元件的穩(wěn)定性，已成為現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的必經(jīng)之路。從航天器在-65℃至+150℃瞬間跨越中驗(yàn)證結(jié)構(gòu)韌性，到車規(guī)級(jí)芯片承受15秒內(nèi)200℃溫差的嚴(yán)酷考驗(yàn)，冷熱沖擊試驗(yàn)箱正以“溫度驟變"這把最嚴(yán)苛的標(biāo)尺，衡量工業(yè)產(chǎn)品的極限可靠性。

在眾多試驗(yàn)設(shè)備品牌中，日本愛斯佩克(ESPEC)憑借其的技術(shù)實(shí)力和廣泛的應(yīng)用案例，成為這一領(lǐng)域的品牌。

01 技術(shù)演進(jìn)：從基礎(chǔ)溫變到智能控制

冷熱沖擊試驗(yàn)是驗(yàn)證產(chǎn)品在溫度變化下可靠性的關(guān)鍵測(cè)試方法。它模擬產(chǎn)品在快速溫度變化環(huán)境下的耐受能力，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、汽車電子、航空航天等高科技領(lǐng)域。

傳統(tǒng)冷熱沖擊試驗(yàn)箱主要依賴液氮或液態(tài)二氧化碳輔助冷卻，而ESPEC則在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新。

ESPEC的TSD系列試驗(yàn)箱采用純氣態(tài)沖擊技術(shù)，可以在-70℃到+200℃之間快速轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間僅需10秒以內(nèi)。這種技術(shù)避免了使用危險(xiǎn)冷卻介質(zhì)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提高了操作安全性。

在控制系統(tǒng)方面，ESPEC投入大量研發(fā)力量。TSD-101-W型號(hào)配備了新觸摸屏控制器，包括一個(gè)7英寸的屏幕和以太網(wǎng)接入功能。

這一升級(jí)讓用戶可以輕松通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行程序和數(shù)據(jù)的上傳與下載，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。控制器還支持預(yù)設(shè)多達(dá)40個(gè)程序操作模式，極大方便了用戶的操作管理。

02 核心優(yōu)勢(shì)：精準(zhǔn)、高效、可靠

ESPEC冷熱沖擊試驗(yàn)箱的樣品溫度觸發(fā)功能(STT) 是一項(xiàng)技術(shù)突破。這項(xiàng)功能主動(dòng)監(jiān)控產(chǎn)品的溫度，只有當(dāng)產(chǎn)品達(dá)到所需溫度時(shí)，程序才會(huì)進(jìn)入下一步。

與傳統(tǒng)的基于時(shí)間觸發(fā)的模式不同，STT功能根據(jù)實(shí)際測(cè)試的產(chǎn)品數(shù)量動(dòng)態(tài)調(diào)整浸泡時(shí)間，從而顯著減少整體測(cè)試時(shí)間。

針對(duì)不同應(yīng)用需求，ESPEC設(shè)計(jì)了多樣化的產(chǎn)品系列。TSE系列適用于小型樣品測(cè)試，如TSE-11-A型號(hào)具有10.9升的內(nèi)部容積，溫度恢復(fù)時(shí)間小于5分鐘，并且采用電子膨脹閥設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了控制精細(xì)和省耗節(jié)能。

而對(duì)于需要大容量測(cè)試的場(chǎng)景，ESPEC提供了TSA-502EL-W系列，提供600升、1，000升及2，000升三種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，試驗(yàn)區(qū)大承載可達(dá)50公斤，滿足各種通訊、汽車、新能源、工控等行業(yè)大型組件的檢測(cè)需求。

ESPEC冷熱沖擊試驗(yàn)箱的控溫精度也極為出色。TSD-101-W型號(hào)的高溫區(qū)溫度范圍為+60℃～+205℃，精度可達(dá)±1℃；低溫區(qū)為-77℃～0℃，精度同樣為±1℃。

03 產(chǎn)品系列：從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)應(yīng)用

ESPEC針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)了多樣化的產(chǎn)品系列，形成了覆蓋從研發(fā)到生產(chǎn)的完整測(cè)試解決方案。

TSD系列是ESPEC的經(jīng)典產(chǎn)品，如TSD-101-W型號(hào)具有100升的內(nèi)部空間，外部尺寸卻比傳統(tǒng)設(shè)備減少了40%，電力需求降低了60%。

這一設(shè)計(jì)使得它特別適合空間有限的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。它的提籃式緩動(dòng)機(jī)構(gòu)可以防止給樣件帶來多余的顫動(dòng)影響，而常溫恢復(fù)結(jié)束功能則防止樣件受到劇烈的外界溫度沖擊。

對(duì)于同時(shí)需要溫度沖擊和濕度循環(huán)測(cè)試的應(yīng)用，ESPEC推出了TSA系列混合型試驗(yàn)箱。這類設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)冷熱沖擊和濕度循環(huán)的一機(jī)兩用，特別適用于實(shí)施歐美及日韓系汽車組件企業(yè)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

下表比較了ESPEC幾款代表性冷熱沖擊試驗(yàn)箱的主要技術(shù)參數(shù)：

04 應(yīng)用場(chǎng)景：從半導(dǎo)體到航空航天

在半導(dǎo)體行業(yè)，ESPEC冷熱沖擊試驗(yàn)箱發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。2025年，ESPEC液氮輔助機(jī)型實(shí)現(xiàn)了-196℃至+200℃的超寬溫域，平均工作時(shí)間(MTBF)達(dá)到20000小時(shí)，為臺(tái)積電7nm制程芯片提供了高低溫沖擊驗(yàn)證服務(wù)，符合SEMI S2標(biāo)準(zhǔn)。

ESPEC為江波龍存儲(chǔ)芯片測(cè)試需求定制了數(shù)據(jù)同步采集功能，確保在-40℃至85℃工況下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性。

汽車工業(yè)是ESPEC冷熱沖擊試驗(yàn)箱的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域。汽車電子產(chǎn)品需要在溫度條件下保持穩(wěn)定性能，ESPEC設(shè)備可以精確模擬這些環(huán)境條件。

特別值得一提的是，TSA系列濕度循環(huán)/冷熱沖擊混合型試驗(yàn)箱，專門針對(duì)歐美及日韓系汽車組件企業(yè)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，可同時(shí)滿足濕度循環(huán)試驗(yàn)的快速溫度轉(zhuǎn)換要求。

在航空航天領(lǐng)域，ESPEC的冷熱沖擊試驗(yàn)箱獲得了高度認(rèn)可，其技術(shù)已通過NASA宇航元器件測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(SMC-S-016)，曾為SpaceX星載計(jì)算機(jī)提供驗(yàn)證服務(wù)。

ESPEC產(chǎn)品內(nèi)置MIL-STD-810H、ECSS、GB/T 2423等20多種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序，測(cè)試數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)出對(duì)應(yīng)格式，無需二次轉(zhuǎn)換，極大方便了跨國(guó)合作項(xiàng)目。

05 行業(yè)地位與未來展望

在2025年高低溫沖擊試驗(yàn)箱市場(chǎng)的評(píng)選中，ESPEC憑借其在半導(dǎo)體深冷測(cè)試領(lǐng)域的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，被評(píng)為行業(yè)品牌之一。它在半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)超過28%，這一數(shù)據(jù)充分證明了其在測(cè)試領(lǐng)域的地位。

ESPEC在服務(wù)支持方面同樣表現(xiàn)出色。其蘇州生產(chǎn)基地年產(chǎn)8000臺(tái)設(shè)備，深圳備件庫(kù)能夠?qū)崿F(xiàn)48小時(shí)快速響應(yīng)，核心部件更換效率提升30%。

對(duì)于大型航天集團(tuán)，ESPEC提供“專屬技術(shù)團(tuán)隊(duì)"服務(wù)，從需求調(diào)研到設(shè)備退役(平均15年)，提供每年2次上門校準(zhǔn)、每5年1次全面維護(hù)，確保設(shè)備全生命周期的精度。

隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，ESPEC也在積極拓展該領(lǐng)域的應(yīng)用。它提供超大容量的冷熱沖擊試驗(yàn)箱，可以滿足各種通訊、汽車、新能源、工控等行業(yè)大型組件的檢測(cè)需求。

對(duì)于氫能儲(chǔ)氫罐等新興領(lǐng)域產(chǎn)品，ESPEC還能提供-70℃至200℃加防泄漏功能的定制化解決方案。

清華大學(xué)微納加工中心已將ESPEC的TSD-101-W冷熱沖擊試驗(yàn)箱納入共享設(shè)備平臺(tái)，供校內(nèi)研究人員預(yù)約使用。而在范圍內(nèi)，從臺(tái)積電的7納米芯片到SpaceX的星載計(jì)算機(jī)，從寶馬汽車電池包到中國(guó)商飛的復(fù)合材料，都在ESPEC模擬的溫度變化中驗(yàn)證著自己的可靠性。

溫度沖擊箱內(nèi)，一把芯片正經(jīng)歷從零下196攝氏度的極寒到200攝氏度高溫的10秒驟變。這個(gè)嚴(yán)酷的微觀世界，是現(xiàn)代工業(yè)可靠性體系的基石。