電子元器件溫濕度影響
一、高溫對電子元器件的影響
(1)溫度與平均運行時間的關系——10℃法則溫度與平均運行時間的關系:由于現代電子設備所用的電子元器件的密度越來越高,使元器件之間通過傳導、輻射和對流產生熱耦合。因此,熱應力已經成為影響電子元器件時效的一個最重要的因素。對于某些電路來說,可靠性幾乎取決于熱環境。為了達到與其的可靠性目的,必須將元器件的溫度降低到實際可以達到的水平。有資料表明:環境溫度每提高10℃,元器件壽命約降低30%-50%,影響小的也基本都在10%以上,這就是有名的“10℃”法則。
(2)高溫對元器件的影響1、半導體器件。電子元器件在工作時產生大量的熱,如果沒有有效的措施及時把熱散走,就會使集成電路和晶體管等半導體器件形成結晶,這種結晶是直接影響計算機性能、工作特性和可靠性的重要因素。
2、記錄介質。實驗表明:當磁帶、磁盤、光盤所處溫度持續高于37.8℃時,開始出現損壞;當溫度持續高于65.6℃時則損壞。對于磁介質來說,隨著溫度的升高,磁導率增大;當溫度達到某一個值時,磁介質丟失磁性,磁導率急劇下降。磁性材料失去磁性的溫度稱為居里溫度。
3、絕緣材料。由于高溫的影響,用玻璃纖維膠板制成的印制電路板
將發生變形甚至軟化,結構強度變弱,印制板上的銅箔也會由于高溫的影響而使粘貼強度降低甚至剝落,高溫還會加速印制插頭和插座金屬簧卡的腐蝕,使接點的接觸電阻增加。4、電池環境溫度與壽命的關系。電池是對環境溫度最敏感的器件(設備),溫度在工作溫度25℃的基礎上,每上升10℃,壽命下降50%。
二、濕度對電子元器件和整機的危害:絕大部分電子產品都要求在干燥條件下作業和存放。據統計,每年有1/4以上的工業制造不良品與潮濕的危害有關。對于電子工業,潮濕的危害已經成為影響產品質量的主要因素之一。
1.集成電路:潮濕對半導體產業的危害主要表現在潮濕能透過IC塑料封裝從引腳等縫隙侵入IC內部,產生IC吸濕現象。在SMT過程的加熱環節中形成水蒸氣,產生的壓力導致IC樹脂封裝開裂,并使IC器件內部金屬氧化,導致產品故障。此外,當器件在PCB板的焊接過程中,因水蒸氣壓力的釋放,亦會導致虛焊。潮濕對元器件的危害根據IPC-M190J-STD-033標準,在高濕空氣環境暴露后的SMD元件,必需將其放置在10%RH濕度以下的干燥箱中放置暴露時間的10倍時間,才能恢復元件的“車間壽命”,避免報廢,保障安全。
2.液晶器件:液晶顯示屏等液晶器件的玻璃基板和偏光片、濾鏡片在生產過程中雖然要進行清洗烘干,但待其降溫后仍然會受潮氣的影響,降低產品的合格率。因此在清洗烘干后應存放于40%RH以下的干燥環境中。
3.其它電子器件:電容器、陶瓷器件、接插件、開關件、焊錫、PCB、晶體、硅晶片、石英振蕩器、SMT膠、電極材料粘合劑、電子漿料、高亮度器件等,均會受到潮濕的危害。
作業過程中的電子器件:封裝中的半成品到下一工序之間;PCB封裝前以及封裝后到通電之間;拆封后但尚未使用完的IC、BGA、PCB等;等待錫爐焊接的器件;烘烤完畢待回溫的器件;尚未包裝的產成品等,均會受到潮濕的危害。成品電子整機在倉儲過程中亦會受到潮濕的危害。如在高濕度環境下存儲時間過長,將導致故障發生,對于計算機板卡CPU等會使金手指氧化導致接觸不良發生故障。電子工業產品的生產和存儲環境濕度應該在40%以下。有些品種還要求濕度更低。低溫時,絕緣材料會變硬、變脆,使結構強度同樣減弱。對于軸承和機械傳動部分,由于其自身所帶的潤滑油受冷凝結,黏度增大而出現黏滯現象。溫度過低時,含錫量高的焊劑會發生支解,從而降低電氣連接的強度,甚至出現脫焊、短路等故障。
(3)電池環境溫度與放電容量的關系
同樣,當工作溫度為25℃之下時,隨著溫度的下降,電池放電容量下降。
綜上所述,我們不難看出,為什么電子產品需要做恒溫恒濕環境試驗了,也就是需要步入式恒溫恒濕房!