電子(zǐ)元器件的(de)濕熱試驗分為恒(héng)定濕熱試驗和交變(biàn)濕熱試驗兩類。
恒定濕(shī)熱試驗是為了確(què)定元器件在高溫、高濕條件下工作或貯存適應能力。而交變濕熱試驗是(shì)用加速方式評估元(yuán)器件及所(suǒ)用材料在炎熱和高(gāo)濕條件(典型的(de)熱帶環境(jìng))下抗退化效應的能力(lì)。
下麵我們就來聊聊兩種元器件濕(shī)熱試驗的原理,試驗設(shè)備,可(kě)能暴露的缺陷及關鍵點。
1、氣體分子(指水蒸(zhēng)氣分子)在(zài)空間運動可能碰撞固體物質(受試產品)的表麵,當一定數量的氣體分子(zǐ)“停留”在(zài)受試產品表麵上的濃度高於它在氣相中的濃度(dù),從而產(chǎn)生凝結,這種氣體在固體表麵上“停(tíng)留”的(de)現象稱之為吸附(fù)。
2、凝露實際上(shàng)是水(shuǐ)分子在受試產品上吸附的一種現象(xiàng),但它是在(zài)試驗溫度變化時產(chǎn)生的。在(zài)升溫階段,受試產品表麵溫度低於周圍空氣露點溫度時,水蒸氣便會在受試產品表麵凝結成液體形成(chéng)水珠。在交變(biàn)濕(shī)熱試驗的升(shēng)溫階段,由於(yú)受試產品的熱慣性,使它的溫度上升滯後於試驗箱的溫度(dù)。因此,表麵便產生了凝露現象。表麵凝露量(liàng)的(de)多少取決於受試(shì)產品本身的熱容量大小以及升溫速度和(hé)升溫階(jiē)段的相對濕度。在交變濕(shī)熱試驗的降溫階段,封閉外殼的內壁比殼內空氣降溫快、因此也會出(chū)現凝露現象。
3、擴(kuò)散是分(fèn)子運動的(de)一(yī)種物理(lǐ)現象。在擴散(sàn)過程中,分(fèn)子總是從濃度大的(de)地方向濃度小的地方遷移(yí)。濕熱試驗中水蒸氣(qì)向(xiàng)濃度較低的材料內部擴散的(de)。擴散與濕度、溫度及(jí)材質有關。
4、吸收是指水蒸氣與空氣混合通過(guò)材料的間隙進入材料內部,它可以由(yóu)擴散、滲透或毛細管凝結三種物理過程綜合形成。擴散和(hé)滲透(tòu)除了與試驗條件中的濕度(決定了水蒸氣壓力)和溫度有關外還與(yǔ)材(cái)料的擴散或滲透係數有關,這也就是說與(yǔ)受試產品的材質有關。
5、具有封閉外(wài)殼的(de)設備,若內部有較大(dà)容積的空腔,當(dāng)試驗溫度變化時,空腔內的空氣壓力隨之變化,由(yóu)於這種壓力變化引起(qǐ)空腔內外空氣(qì)的交(jiāo)流稱之為呼(hū)吸作用。這種呼吸(xī)作用進(jìn)入空腔內的潮氣量除與空氣中的濕度(dù)有關外(wài)還(hái)與試驗(yàn)條件的溫度變化速率和溫度變化範圍有關。
高溫和高(gāo)濕度的同時作用,會加(jiā)速(sù)金屬件的腐蝕和絕緣材料的(de)老化(huà)。對於(yú)半導體(tǐ)器件,如果水汽滲透進管芯,還會引起電參數的變化。尤其在兩種不同金屬材料(liào)的鍵合處或連接處,由於水汽滲入會產生電(diàn)化學反應,從(cóng)而使(shǐ)腐蝕速度大大(dà)加快(kuài)。此外,在濕熱環境中,管殼(ké)的電鍍層可能會(huì)剝落(luò),外引線可能生鏽或鏽斷(duàn)。因此,高溫高濕(shī)度的環境條件(jiàn)是考核器件穩定性和可靠性的重要試驗之一。
2、交變濕熱試(shì)驗交變(biàn)濕熱試驗與(yǔ)恒定濕熱(rè)試驗不同,它采用溫度循環來提高試驗(yàn)效果(guǒ),其目(mù)的在於提供一(yī)個凝露和幹燥的交(jiāo)替(tì)過程,使進入密封外殼內的水汽(qì)產生(shēng)“呼吸”作用(yòng),從而使腐蝕過程加速。在高溫下,潮氣的影響將更加明顯。試驗包括(kuò)一個低(dī)溫子循(xún)環,它能使在其他情況(kuàng)下不易發現的退化作(zuò)用加速顯(xiǎn)現。這樣,通過測量(liàng)電(diàn)特性(包括擊穿電壓和絕緣電阻)或進行密封(fēng)試驗就可以揭示該退化(huà)現象。如果需要,交變濕熱試驗還可以對某些元件(jiàn)施加一定的電負荷,從而確定(dìng)載流元件特別是(shì)細導線和接點的抗電化學腐蝕的能力。
1、濕熱試驗的設備為濕熱試驗箱,恒定濕熱試驗采用恒定濕熱試驗箱,交變濕熱試驗需采用高低溫濕熱試驗箱。
相關標準參(cān)見G82423.22,GB2423.34,GJBl50.9等。
在試驗箱中產生潮濕條件的方法(fǎ)常有:a.水揮(huī)發加(jiā)濕b.氣泡加濕c.噴霧加(jiā)濕d.蒸氣加濕。
交變濕熱試驗箱組成示意圖
1、濕度測量是保證(zhèng)濕熱試驗準確的基礎,常用的兩種類型,一種是用幹濕球溫度計原理,另一種是用濕敏元件。目前在濕(shī)熱試驗設備中用得較多的(de)還是采用幹濕球溫度計原理(lǐ)的測濕方法。
2、選用溫度計作幹濕球測量元件時,要注意選擇形狀(zhuàng)、規格和性能一致的溫度計組成(chéng)對。
3、溫濕度誤差包(bāo)括了箱溫(wēn)的(de)波動度(由控製造(zào)成的),均勻度(由箱體通風和結構造成的)及(jí)測試儀器三方麵誤差之和。
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