GJB 150.9A-2009軍用裝備實驗室環境試驗方(fāng)法 第9部分:濕熱試驗
4.1.2 環境效應
潮濕(shī)會對裝備產生物理和化學影(yǐng)響;溫濕度的變化可以導致裝備內(nèi)部出現凝露現象。與濕度有關的物理現象見附(fù)錄A。考慮下列典(diǎn)型問題(未包(bāo)括所有問題),有助於確定(dìng)本試驗是否適用(yòng)於受試裝備:
a)表(biǎo)麵效應,如
1)金屬氧化/電(diàn)化(huà)學腐蝕;
2)加速化學反(fǎn)應;
3)有機和無機表麵(miàn)覆蓋層的化學或電化學破壞;
4)表麵水氣(qì)和外來附(fù)著物相互作用產生的腐蝕層;
5)摩擦係數的改變導致的粘結或粘附。
b) 材料性質的改變,如:
1)因吸收效應產生的材料膨脹;
2)其他性質變化,如(rú)物理強度降低、電氣(qì)絕(jué)緣和隔熱特性的改變、複合材料的分層(céng)、塑性或彈性的改變、吸濕材料性能降低、炸藥和推進(jìn)劑因吸濕而性能降低、光學元(yuán)件圖像(xiàng)傳輸質量降低、潤滑劑性能降低。
c) 凝露和(hé)遊(yóu)離水產生的影響,如
1)電氣短路;
2)光學(xué)表麵模糊;
3)熱傳導特性變化。
GB/T 2424.2-2005 電工電子產品環境試驗 濕熱試驗導則
7 試驗環境對試驗樣(yàng)品的影響
7.1 物理性能的變化
潮濕大氣可(kě)能(néng)會改變(biàn)材料的機械性能和光學性能,例如由膨脹引起的尺寸變化、摩(mó)擦係數等表麵性能的變化和強度的變化(huà)等等(děng)。
上述(shù)性能的改變取決於是采用恒定(dìng)濕熱試驗還是交變濕(shī)熱試驗,或是否需要凝露。
7.2 電氣性能的變化(huà)
7.2.1 表麵受潮
如果絕緣材料的(de)表麵有凝露或吸附了一定量的潮氣(qì),某些電氣(qì)特性可能會變化,如表麵電(diàn)阻降低、損耗角增大,甚至會產生泄漏電流(liú)。
一般來說,上述情況應選用試驗Db,而假如無凝露(lù)產生,則應(yīng)選用試驗Cab。
在某些情況下,大條件試驗(yàn)期間,有些樣品需要(yào)接通、負載或進行測(cè)量。
一般來說,由表麵受潮而引起的電氣性能的變化在幾分鍾之後就很明顯顯示(shì)出來了。
7.2.2 體積吸潮
絕緣材料的(de)吸潮(cháo)能(néng)使其許多電氣性能發生(shēng)變化,如(rú)電介質(zhì)強度降低、絕緣電阻下降(jiàng)、損耗角增大、電容量增大等。
由(yóu)於吸收和擴散過(guò)程需要一段很長時間,要經過幾百甚至幾(jǐ)千小時後才能達到平衡狀態,因此應選取較長的試(shì)驗時間。隻有知道潮氣滲入量與時間的依從關係才能推算出試驗結果。例如(rú),塑料(liào)封裝件在(zài)經過56天Cab恒定濕熱試驗後,看(kàn)來還良好的,但在更長階段之後,由於吸收和擴散作用,大量水汽(qì)滲入材料內部(bù),該塑料封(fēng)裝件的性能惡(è)化(huà)。
在(zài)對封裝件(jiàn)中的主要零件另加防潮處理後,如半導體的鈍化處理、封入幹燥劑等,評價吸潮(cháo)對電氣(qì)性能的影響可能變得很困難。
7.3 腐蝕
有很多種腐(fǔ)蝕隻有在濕度相當大時才能發生。溫度和濕度越高,腐蝕速度越快。一(yī)般(bān)來說,當存在反複蒸發、多次凝(níng)露時腐蝕嚴重。
濕熱試驗通常不用於確定腐蝕效果,但當有雜(zá)質附著於金屬表麵時,如殘留的(de)焊(hàn)劑、其他加工過程的殘餘物、灰塵、指紋等時,潮濕環境可(kě)能會(huì)誘發腐蝕或(huò)加速腐蝕過程。
在相(xiàng)對濕度很高或存在凝露時(shí),不同金屬之間或金屬與非金屬材料的連接處也會是一種腐蝕源(yuán)。
當使用偏置電壓時(shí),腐(fǔ)蝕有可能加劇(見試驗(yàn)Cx和(hé)試(shì)驗Cy)。
微評:兩相比較,似乎GB/T 2424.2的描述比較概括和條理清晰(xī),物理性能、電氣性能、腐蝕(化學)三(sān)個方麵,逐一道來。
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附錄A
(資料性附錄)
與潮濕相關的物理(lǐ)現象
A.1 凝露
水蒸氣在溫度低於周圍空氣露點的表麵凝結的現象,稱為(wéi)凝露。凝露會使水蒸氣轉變成(chéng)液態水。
空氣中的(de)水蒸氣量決定著露點的高(gāo)低。露點、濕(shī)度和水蒸氣壓力相互關聯。在試驗箱內(nèi)的試件,當其表麵溫度低於試驗(yàn)箱內空氣露點時,就會產生凝露(lù)。因此,為了防止凝(níng)露產生,試件應先預熱。
通常,凝露隻用目測測定,但不包括所有(yǒu)的情況,特別是表麵粗糙的小(xiǎo)試件難以用目測來判別。若試件的熱容(róng)量很小(xiǎo),隻有在空氣溫度快速(sù)上升,或相對濕度接(jiē)近(jìn)100%時(shí)才會產生凝露。可以觀察到(dào)由於試件(jiàn)周圍空氣溫度(dù)的降低,而使箱體(tǐ)結構內表麵產生輕微凝露。
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2.1
凝露 condensation
試驗樣品的表麵溫度低於周圍空氣的露溫度時,水蒸汽在該表麵上析出(chū)的(de)現象,即(jí)水由(yóu)氣態轉變(biàn)為聚集的液態。
GB/T 2424.2-2005電工電子產品環境試驗 濕熱試驗導則 4 濕度的(de)物理(lǐ)現(xiàn)象
4.1 凝露
露點(diǎn)溫(wēn)度(dù)取決於空氣中水汽(qì)的含量。露點(diǎn)溫(wēn)度、濕度和水汽壓力三者之(zhī)間存在(zài)著直(zhí)接關係。
當把試驗樣品放進試驗箱(室)中(zhōng)時,如果試驗(yàn)樣品的表麵溫度低於試驗箱(室)中(zhōng)空氣的露點溫度,樣品表麵上就會出(chū)現凝露,因此,如欲避免凝露,必須對試驗樣品進(jìn)行預熱。
在條件試驗期間,如要求試驗樣品表麵產生凝露,就必須(xū)迅速提高空氣中水(shuǐ)分的(de)含量和空氣溫度,使空氣露點溫度(dù)和試驗樣品表麵溫度之(zhī)前達到某一差值。
如果試驗(yàn)樣品的熱時間常數比較小,則隻有在(zài)升溫速(sù)率極(jí)快(kuài)或相對濕度接近100%時才會出現凝露。對(duì)於很(hěn)小的(de)試驗樣品,即使滿足試(shì)驗Db所規定的升溫速率(lǜ),也可能不會出現凝露。
在溫度下降到周圍溫度後,殼(ké)體內表麵上可能會有少量凝露。
通常,凝露(lù)的情況可以(yǐ)用肉眼觀察的方法來檢查,但不一定(dìng)十分有效(xiào),對表麵粗糙的小試驗(yàn)樣品尤其是這樣。
微評:對於凝露(lù)的產生,GJB的表述略晦澀,要產生凝露,溫(wēn)度不變時,加濕;濕度不變時,快速升溫。
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A.2 吸附
水分子在(zài)溫度比露點高的表麵粘附的現象,就是(shì)吸附。粘附在試件表麵的水(shuǐ)分子的量,取決於(yú)材料(liào)的類型(xíng)、表麵結構和周圍(wéi)空氣中的水蒸氣壓力。單獨評價吸附的(de)影響是不(bú)容易(yì)的,因為與吸附同時發生的吸收的影響通(tōng)常會更(gèng)明顯。
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2.2
吸附 adsorption
試驗樣品的表麵(miàn)溫(wēn)度高於周圍空(kōng)氣的露點溫度時,水(shuǐ)汽分子附著在試驗樣(yàng)品表麵的現象。
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4.2 吸附
吸附在(zài)試驗樣品表麵上的水汽分子的量取決於材料的類型(xíng)、材料的表(biǎo)麵結構和水汽壓力的大小。由於(yú)吸(xī)附和(hé)吸收同時發生,而吸收效(xiào)應通常更(gèng)明顯。因(yīn)此,不容易單獨評定吸附量的大小。
微評:兩者描述差不(bú)多。
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A.3 吸收
水分子在材料內部的積聚稱為吸收。吸收水氣的量部分取決於周圍空氣中水的含量。吸收過程一直持續到平衡為止。水分子滲透的速度(dù)隨溫度的上升而提高(gāo)。
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2.3
吸收 absorption
水分子在材料內的聚集。
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4.3 吸收
材料吸收潮(cháo)氣的量在很大程度上取(qǔ)決(jué)於周圍空氣的含濕量、吸收過程在達到平衡前始終穩定地進行著。水分子滲入的速度一般隨(suí)溫度升高而增(zēng)大。
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A.4 擴(kuò)散
由於局部壓力不同而造成的(de)水分子在材料中的移動,稱為擴(kuò)散。電子產(chǎn)品中常遇(yù)到的擴散現(xiàn)象的例子是:水氣通過電容器或半導體上的有機覆蓋,或通過密封膩子滲透到電子產品內部。
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2.4
擴散 diffusion
由分壓力差引起的水分子穿過(guò)材料遷移的現象。
注:擴散導致分(fèn)壓力平衡,流動(如水分子穿過足夠大縫(féng)隙時形成的粘滯流或層流)終導致總壓力平衡。
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4.4 擴散
在電子元器件中經常出現的擴散實例就是水蒸(zhēng)汽透過有機密封材料進(jìn)入殼體內部,例如進入電容器或半導體器件內部。
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A.5呼吸
由於溫度變化而引起的試件空腔內外空氣交換的現象稱為(wéi)呼吸。呼吸作用通常會(huì)使試件空腔內產生凝露現象。
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2.5
呼吸(xī)breathing
由溫度變化(huà)引起的空腔內的空氣與空腔外的空氣之間(jiān)的交換現象。
原文出自: 可靠性與環境試驗