超小型熔斷體耐久性試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)研究

超小型熔斷體作為電路過流保護(hù)的核心元件，其耐久性直接關(guān)系到整個(gè)電子電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性與安全性。耐久性試驗(yàn)旨在模擬熔斷體在實(shí)際使用環(huán)境中，承受長(zhǎng)期工作電流及周期性過載應(yīng)力下的性能穩(wěn)定性與壽命，是評(píng)估其質(zhì)量等級(jí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

一、 檢測(cè)項(xiàng)目

耐久性試驗(yàn)是一個(gè)系統(tǒng)性評(píng)估過程，主要包含以下檢測(cè)項(xiàng)目：

1. 初始電阻測(cè)量：

   • 項(xiàng)目解釋： 在施加任何電流應(yīng)力之前，使用微歐表或低阻測(cè)量?jī)x在規(guī)定的條件下（如環(huán)境溫度、測(cè)量點(diǎn)）精確測(cè)量熔斷體的冷態(tài)電阻。該值是后續(xù)試驗(yàn)的基準(zhǔn)，用于計(jì)算試驗(yàn)過程中的溫升和電阻變化率，其穩(wěn)定性直接反映了熔斷體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性。

2. 長(zhǎng)期滿載耐久試驗(yàn)：

   • 項(xiàng)目解釋： 將熔斷體置于基準(zhǔn)環(huán)境溫度（如25℃）的試驗(yàn)箱中，持續(xù)施加其額定電流（100% In），持續(xù)時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時(shí)間（如1000小時(shí)）。此項(xiàng)目考核熔斷體在持續(xù)額定負(fù)荷下的老化特性、熱穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)耐受能力。

3. 脈沖電流耐久試驗(yàn)（電流循環(huán)）：

   • 項(xiàng)目解釋： 模擬電路中頻繁出現(xiàn)的瞬時(shí)過載或脈沖電流。試驗(yàn)通常包含多個(gè)循環(huán)周期，每個(gè)周期包括一段通電時(shí)間和一段斷電時(shí)間。例如，施加規(guī)定倍數(shù)的額定電流（如150% In）持續(xù)規(guī)定時(shí)間（如1小時(shí)），然后斷電冷卻至室溫，如此循環(huán)數(shù)百次。該試驗(yàn)旨在評(píng)估熔斷體在熱脹冷縮應(yīng)力下的抗疲勞性能、接觸穩(wěn)定性以及材料劣化情況。

4. 中間電阻監(jiān)測(cè)：

   • 項(xiàng)目解釋： 在長(zhǎng)期滿載或脈沖電流試驗(yàn)的特定時(shí)間間隔點(diǎn)（如第24小時(shí)、168小時(shí)、500小時(shí)、1000小時(shí)），中斷試驗(yàn)，待樣品冷卻至室溫后，再次測(cè)量其電阻。通過與初始電阻的比較，計(jì)算電阻變化率。過大的電阻增長(zhǎng)可能預(yù)示著內(nèi)部連接松動(dòng)、電化學(xué)腐蝕或電弧侵蝕。

5. 最終電阻測(cè)量與變化率計(jì)算：

   • 項(xiàng)目解釋： 全部耐久性試驗(yàn)結(jié)束后，在標(biāo)準(zhǔn)條件下再次精確測(cè)量熔斷體的電阻。計(jì)算最終電阻相對(duì)于初始電阻的變化率。通常標(biāo)準(zhǔn)會(huì)規(guī)定一個(gè)最大允許變化率（如±10%），超出此范圍則判定為不合格。

6. 最終驗(yàn)證測(cè)試：

   • 項(xiàng)目解釋： 耐久性試驗(yàn)結(jié)束后，為確認(rèn)熔斷體的保護(hù)功能未因老化而失效，需進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)的驗(yàn)證測(cè)試。最常用的是過載能力測(cè)試，即對(duì)完成耐久試驗(yàn)的樣品施加一個(gè)低于分?jǐn)嗄芰Φ哂陬~定電流的過電流（如2.1倍額定電流），要求熔斷體必須在規(guī)定的最長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可靠熔斷。此項(xiàng)目是驗(yàn)證其保護(hù)性能保持性的終極考核。

二、 檢測(cè)范圍

本檢測(cè)方法適用于各類超小型電路保護(hù)用熔斷體，主要包括：

• 按安裝形式分： 表面貼裝（SMD）熔斷體、引線式（軸向/徑向）熔斷體、芯片式熔斷體。

• 按封裝材料分： 陶瓷管熔斷體、玻璃管熔斷體、塑料外殼熔斷體。

• 按特性分： 快速動(dòng)作型、延時(shí)型（抗浪涌）、特快斷型。

• 具體應(yīng)用樣品： 用于智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備的熔斷體；汽車電子控制單元（ECU）中的熔斷體；通信模塊、電源適配器、小型家電控制板、工業(yè)自動(dòng)化控制器等精密電子設(shè)備中的熔斷體。

三、 標(biāo)準(zhǔn)方法

耐久性試驗(yàn)的實(shí)施嚴(yán)格遵循國(guó)內(nèi)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以確保檢測(cè)結(jié)果的一致性和可比性。主要引用標(biāo)準(zhǔn)包括：

• GB/T 9364.1 / IEC 60127-1： 《小型熔斷器 第1部分：小型熔斷器定義和小型熔斷體通用要求》。該標(biāo)準(zhǔn)是基礎(chǔ)性規(guī)范，定義了耐久性測(cè)試的通用條件和要求。

• GB/T 9364.2 / IEC 60127-2： 《小型熔斷器 第2部分：管狀熔斷體》。此部分針對(duì)管狀超小型熔斷體，詳細(xì)規(guī)定了耐久性試驗(yàn)的電流值、持續(xù)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)和合格判據(jù)。

• UL 248-14： 《低壓熔斷器 第14部分：補(bǔ)充熔斷體》。北美市場(chǎng)廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)熔斷體的耐久性（壽命）測(cè)試有專門章節(jié)規(guī)定。

• JIS C 6575： 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)小型熔斷體的耐久試驗(yàn)方法有具體描述。

• AEC-Q200： 《汽車電子委員會(huì)無(wú)源元件應(yīng)力測(cè)試資格》。針對(duì)車規(guī)級(jí)熔斷體，其耐久性（壽命）測(cè)試要求在嚴(yán)苛的車載環(huán)境下進(jìn)行，條件通常高于通用標(biāo)準(zhǔn)。

四、 檢測(cè)儀器

完成高精度的耐久性試驗(yàn)需要一套專業(yè)的檢測(cè)系統(tǒng)，主要設(shè)備包括：

1. 耐久性試驗(yàn)系統(tǒng)：

   • 功能： 該系統(tǒng)的核心功能是提供高穩(wěn)定度、可編程的電流輸出，并能精確控制通電時(shí)間和斷電間隔。它通常集成多路輸出通道，可同時(shí)對(duì)大量樣品進(jìn)行長(zhǎng)期滿載或脈沖電流試驗(yàn)。系統(tǒng)具備自動(dòng)記錄試驗(yàn)時(shí)間、電流、電壓等參數(shù)，并能根據(jù)預(yù)設(shè)程序自動(dòng)執(zhí)行循環(huán)測(cè)試。

2. 恒溫恒濕試驗(yàn)箱：

   • 功能： 為耐久性試驗(yàn)提供基準(zhǔn)的、穩(wěn)定的環(huán)境溫度條件（如25±2℃），排除環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。對(duì)于部分高要求的測(cè)試（如AEC-Q200），可能需要在高溫環(huán)境下（如85℃）進(jìn)行耐久性考核。

3. 低電阻測(cè)量?jī)x（微歐表）：

   • 功能： 用于精確測(cè)量熔斷體的初始、中間及最終電阻。其測(cè)量精度通常需達(dá)到微歐（μΩ）級(jí)別，并采用四線制開爾文夾連接法，以消除引線電阻和接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4. 校準(zhǔn)用直流電源與高精度數(shù)字萬(wàn)用表：

   • 功能： 用于對(duì)耐久性試驗(yàn)系統(tǒng)的輸出電流進(jìn)行定期校準(zhǔn)，確保施加到樣品上的電流值與設(shè)定值一致，誤差在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)（通常≤±1%）。

5. 時(shí)間-電流特性測(cè)試儀：

   • 功能： 用于執(zhí)行最終的驗(yàn)證測(cè)試（過載能力測(cè)試）。該設(shè)備能產(chǎn)生一個(gè)恒定的過載電流，并高精度地測(cè)量從電流施加到熔斷體熔斷所經(jīng)過的時(shí)間（熔斷時(shí)間），以驗(yàn)證其是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

通過上述檢測(cè)項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)儀器構(gòu)成的完整體系，能夠全面、客觀地評(píng)價(jià)超小型熔斷體的長(zhǎng)期工作可靠性，為元器件的選型、質(zhì)量控制和產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支撐。