为什么电子元器件车间需要恒温恒湿环境

电子元器件应用广泛 医药 航天航空,汽车等等,电脑,机房,几乎所有的工业领域都有电控系统,所有看到的自动化设备的

根基都是电子元器件,他们负责采集外部信息,分析处理,最终输出控制执行机构,完成自动化操作,自动化主要是在上个世

纪中期发展起来的,随之而来的是很深奥的自控理论。下面我们就来看看电子元器件生产车间不同温度对其影响。

一、高温对电子元器件的影响

(1)温度与平均无故障运行时间的关系——10℃法则

温度与平均无故障运行时间的关系:由于现代电子设备所用的电子元器件的密度越来越高,使元器件之间通过传导、辐射和对流产生热耦合。因此,热应力已经成为影响电子元器件时效的一个最重要的因素。对于某些电路来说,可靠性几乎完全取决于热环境。为了达到与其的可靠性目的,必须将元器件的温度降低到实际可以达到的最低水平。有资料表明:环境温度每提高10℃,元器件寿命约降低30%-50%,影响小的也基本都在10%以上,这就是有名的“10℃”法则。

(2)高温对元器件的影响

1、半导体器件。电子元器件在工作时产生大量的热,如果没有有效的措施及时把热散走,就会使集成电路和晶体管等半导体器件形成结晶,这种结晶是直接影响计算机性能、工作特性和可靠性的重要因素。

2、记录介质。实验表明:当磁带、磁盘、光盘所处温度持续高于37.8℃时,开始出现损坏;当温度持续高于65.6℃时则完全损坏。对于磁介质来说,随着温度的升高,磁导率增大;当温度达到某一个值时,磁介质丢失磁性,磁导率急剧下降。磁性材料失去磁性的温度称为居里温度。

3、绝缘材料。由于高温的影响,用玻璃纤维胶板制成的印制电路板将发生变形甚至软化,结构强度变弱,印制板上的铜箔也会由于高温的影响而使粘贴强度降低甚至剥落,高温还会加速印制插头和插座金属簧卡的腐蚀,使接点的接触电阻增加。

4、电池环境温度与寿命的关系。电池是对环境温度最敏感的器件(设备),温度在工作温度25℃的基础上,每上升10℃,寿命下降50%。

二、湿度对电子元器件和整机的危害:

绝大部分电子产品都要求在干燥条件下作业和存放。据统计,全球每年有1/4 以上的工业 制造不良品与潮湿的危害有关。对于电子工业,潮湿的危害已经成为影响产品质量的主要因素 之一

1.集成电路:潮湿对半导体产业的危害主要表现在潮湿能透过IC 塑料封装从引 脚等缝隙侵入IC 内部,产生IC 吸湿现象。在SMT 过程的加热环节中形成水蒸气,产生的压 力导致IC 树脂封装开裂,并使IC 器件内部金属氧化,导致产品故障。

此外,当器件在PCB 板 的焊接过程中,因水蒸气压力的释放,亦会导致虚焊。根据IPC-M190  J-STD-033 标准,在高湿空气环境暴露后的SMD 元件,必需将其放置 在 10%RH 湿度以下的干燥箱中放置暴露时间的10 倍时间,才能恢复元件的“车间寿命”,避免 报废,保障安全  。

2.液晶器件:液晶显示屏等液晶器件的玻璃基板和偏光片、滤镜片在生产过程中虽然 要进行清洗烘干,但待其降温后仍然会受潮气的影响,降低产品的合格率。因此在清洗烘干后 应存放于40%RH 以下的干燥环境中。

3.其它电子器件:电容器、陶瓷器件、接插件、开关件、焊锡、PCB、晶体、硅晶片、 石英振荡器、SMT 胶、电极材料粘合剂、电子浆料、高亮度器件等,均会受到潮湿的危害。

作业过程中的电子器件:封装中的半成品到下一工序之间;PCB 封装前以及封装后到 通电之间;拆封后但尚未使用完的IC、BGA、PCB 等;等待锡炉焊接的器件;烘烤完毕待回温的 器件;尚未包装的产成品等,均会受到潮湿的危害。

成品电子整机在仓储过程中亦会受到潮湿的危害。如在高湿度环境下存储时间过长, 将导致故障发生,对于计算机板卡CPU 等会使金手指氧化导致接触不良发生故障。电子工业产品的生产和存储环境湿度应该在40%以下。有些品种还要求湿度更低。低温时,绝缘材料会变硬、变脆,使结构强度同样减弱。对于轴承和机械传动部分,由于其自身所带的润滑油受冷凝结,黏度增大而出现黏滞现象。温度过低时,含锡量高的焊剂会发生支解,从而降低电气连接的强度,甚至出现脱焊、短路等故障。

(3)电池环境温度与放电容量的关系

同样,当工作温度为25℃之下时,随着温度的下降,电池放电容量下降。

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