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1、电子元器件、设备的气候环境试验种类现代工业中，各种电子仪器设备在各个领域都被广泛运用着。任何电子设备在其制造、运输、储存和使用过程中，都会受到周围气候环境因素的有害影响。随着科学技术的进步， 特别是航空航天技术的发展，各种产品所处的环境可能更复杂更严苛。这就要求在开始研发时就应该考虑预期的环境因素对电子元器件和设备的影响，并采取相应的防护措施。为此， 环境模拟试验应运而生。电子元器件、设备的环境条件是指其在储存、运输和使用过程中遭受的中环境因素，考察电子元器件、设备使用可靠性和生产经济性所规定的影响程度的等级和数值，是研究设计、制造、选用和鉴定验收的依据。环境试验是将电子元器件、设备暴露在自然
2、环境和人工模拟的环境中，从而对它们在实际可能遇到的储存、运输和使用过程中的性能作出评价。环境试验方法标准是电工电子产品的基础标准，它对保证产品质量， 改进生产工艺，特别是对提高电工电子产品的可靠性，增强产品环境适应性有着重要作用。一、单项气候环境试验和试验原理单项试验是产品在一定时间内，在一定环境条件的极端或瞬间状况下进行的各种性能试验。1 .低温试验目的确定电子元器件、设备在低温条件下能否正常启动和工作。在低温作用后是否有机械损坏和电参数的变化及保持性能的能力，以及在低温储存条件下保持性能的能力低温对电子产品的影响原理主要是要电参数发生变化、材料变脆，润滑性能下降及尺寸发生变化等低温试验方法
3、分为散热和非散热试验样品的温度突变试验与温度渐变试验。所有非工作性的储存、运输及不通电的低温试验，均为非散热试验样品试验。此种试验采用空气强迫循环以提高热交换效率；在工作状态下，稳定温度高于周围大气温度5 c以上的散热试验样品，采用没有强迫空气循环的试验方法2 .高温试验目的限于用来考核或确定电子元器件及设备在高温环境下储存、运输或使用过程中的适应性高温对电子产品的影响原理电子元器件在高温环境中，电参数发生变化，影响整机的工作性能，寿命缩短，可靠性降低，或使其完全破坏；高温使电子元器件的冷却条件恶化，散热困难，绝缘性能下降；有些材料可能在高温条件下发生软化或化学分解和热老化等现象；使弹性元件的
4、弹性和机械强度降低，严重影响产品的使用寿命和安全；对有漆层的零部件，涂层会剥落或起泡，使零部件的抗腐蚀性能降低；元器件间的尺寸发生变化，特别是对于配合元器件，会影响产品的行程和配合间隙高温试验方法分为非散热性实验样品和散热试验样品的温度突变试验和温度渐变试验3,温度变化试验目的稳定电子元器件、设备在储存、运输和使用期间可能遇到温度迅速变化条件下的适应性。在寒冷季节，当设备从室内转移到室外，或从室外转移到室内，就会发生从高温到低温或从低温到高温的冲击。对于机械设备，当飞机从机场起飞迅速爬升或向下俯冲着陆时，就可遇到从极端高温到极端低温或从极端低温到极端高温的大幅度变化温度变化对电子产品的影响原理
5、由温度变化引起的热应力，会使产品膨胀、收缩、断裂等，最后造成性能破坏。温度变化试验方法1）具有规定转换时间的温度变化试验主要考核在规定温度急剧变化后的电气性能，机械部件及材料和组合耐抗温度急剧变化的适应性。采用两箱法2）具有规定温度变化率的温度变化试验主要考核温度变化期间的电气、机械性能。产品放在一个有温度变化的试验箱内3）温度的快速变化，两液槽法试验 主要确定元器件经受温度快速变化的能力。用于玻璃-金属密封或类似试验样品4,湿热试验目的确定材料和电子设备在恒定湿热或交变湿热环境下使用和储存的适应性湿热对电子产品的影响原理潮湿条件对材料的物理性能会有一定的影响。许多材料吸湿后膨胀，造成功能破坏
6、,降低了物理强度，其他重要的机械性能也发生变化。例如膨胀会引起设备尺寸改变，强度和硬度改变及摩擦系数改变等湿热试验方法1）恒定湿热试验2）交变湿热试验 根据不同的吸湿机理，分制定了恒定湿热试验和交变湿热试验。针对产品的材料、工艺、结构等特点，选用了不同的试验方法。对于以扩散、吸收、 吸附现象为主的产品，选用恒定湿热试验较好；对以呼吸为主或伴有凝露，为考核耐腐蚀性时，选用交变湿热试验较好。当两种方法对试验样品影响基本相同时，则以重现性好、经济方便为原则来选择5 .低气压试验目的确定电子元器件、设备在常温低气压条件下储存、运输和使用过程的适应能力低气压环境对电子产品的影响原理低气压使抗电强度降低。
7、以空气为介质的电子元器件抗电强度因气压不同而不同。气压降低，击穿容易，飞弧、电晕现象增加，灭弧困难，会使电接点寿命降低。低气压还导致散热困难。由于气压密度小，散热条件差，使元器件温度增加。低气压还会使密封垫漏气或漏水6 .太阳辐射试验目的考核电子产品和材料在受到太阳辐射条件下产生的热、机械、化学、电等的效应及确定其适应性太阳辐射对电子产品的影响原理日辐射热效应可以引起弯曲，不同程度的膨胀、皱裂、褶皱、破裂、软化、过热、黏合、密封热老化等。太阳辐射、大气气体、温度和湿度变化等综合作用会导致大多数有机材料老化”并最终损坏太阳辐射试验方法根据不同的目的，为评定热效应，劣化效应和光化学效应，有三种试验
8、方法可选择7 .盐雾试验目的用于考核材料及其防护层以及某些产品的抗腐蚀能力盐雾试验对电子产品的影响原理盐雾对金属材料及其镀层的腐蚀影响比较大，盐雾落在绝缘材料上能增大绝缘材料的表面导电性。当它渗透到绝缘材料内部时，又增大其体积导电性，同时腐蚀绝缘 材料，产生凹点，降低表面电阻和抗电强度。盐雾对金属腐蚀的原理是基于电化学 腐蚀。因为Nacl是强电介质，电导很大，又具有较高的活化性能，它能加速电极反应，使阳极活化。同时由于氯离子的直径比氧原子小，更能穿透金属晶格，破坏金 属状态，加速腐蚀作用 盐雾试验方法有连续雾化和间歇雾化两种。间歇雾化更接近于实际工作和储存条件，能反映腐蚀产物的吸湿性对腐蚀的作
9、用。但是这种模拟条件很难保证，因为腐蚀膜的不断溶解更新，也是影响腐蚀连续性的重要因素。为了获得稳定的试验条件，国标中规定的是连续雾化综合环境试验综合环境试验是在经济和技术条件允许的情况下，尽可能做到在试验箱（室）内再现产品在实际工作条件下所经历的各种环境及变化情况。因此，通过试验后的试件在实际工作中不再发生或很少发生新的失效，从而达到最高的可靠性。对于电子产品，单纯的温度试验主要以热应力的形式造成材料或机械的损坏，也可印极端的温度而使灵敏件直接损坏；单纯的湿度试验进能使部件产生腐蚀和电介质变质； 若只有低气压条件，则只造成机械变形，放电和冷焊等效应。除了以机械应力出现的拉 伸、压缩和疲劳等外，
10、还有因零件对加速度、位移或频率敏感而造成失效。但如果将这几种环境条件综合起来，则除了出现上述的失效形式外，还将发生一些新的失效形式， 也可使原有的失效形式加速。此处介绍两种综合环境试验： 温度和低气压综合试验； 温度、湿度和振动综合试验。 温度和低气压综合试验又分为两种：低温和低气压综合试验，高温和低气压综合试验。1 .高（低）温和低气压综合试验目的稳定在实际使用高温（或低温）和低气压变化条件下电子产品的使用适应能力影响原理由于空气的介电性质随气压和温度而变，电子产品的功能或安全特性也将发生改变。在低气压条件下，特别是伴随高温条件下时，由于空气介电强度显著降低，导致电弧、表面放电或电晕放电的危
11、险增加。低温或高温所产生的材料特性会增加密封设 备或密封件在低压时的变形和开裂危险，增加了漏气和卡死的可能性，还会使增塑 剂和塑料分解产物挥发，造就电子产品各个零部件的机械和电气特性变化2,温度、湿度和振动综合试验目的确定电子产品在温度、湿度和振动的条件下的使用性和储存性影响原理首先，由于摩擦力的减少而使摩擦阻尼降低，其次，当湿气进人连接处时，由于膨胀系数不同，在高温处将引起连接分离。 另外，由于连接处摩擦系数的严重减小 ，使 得对特定振动的响应增加。有人观测到由于连接处表面变湿，其表面状态的振动响应增加两倍。在连续的高温和振动情况，若再加上潮湿，不但可以使腐蚀和疲劳加速，而且还使金属脆裂或损
12、坏。 一般认为，只是振动引起疲芳，现在看来在综合环境 下，温度的增加将使疲劳寿命降低，而湿度则因造成表面腐蚀也降低疲劳寿命。温、湿度和振动试验方法还有一个重要功能，就是应用于电子产品环境高效应力筛选，尽早激发出因元器件和工艺缺陷造成故障，以保证产品在使用中的可靠性。但是，温、湿度和振动综合环境试验和高效应力筛选的区别在于，前者是考核电子产品在模拟实际环境中的性能 ，后者是诱导出组装整机前的零、部件所存在的各种 隐患，三、看法和建议近几年来，我国在对内搞活，对外开放的政策指导下，电子产品无论在数量上或在 质量上，都有了长足的进步，初步摆脱了过去由于电子元器件及设备质量过不了关而影 响了其它领域事
13、业发展的被动局面，这是与开展了电子产品的环境试验分不开年。但是,我国目前的环境成验设备技术尚不属先进，它加应用还远远没有普及，其重要性也没有被所有人所接受。所以，为了使环境试验技术在国民经济建设中的作用充分发挥出来，笔者在此提出一些粗浅的建议，以供参考。1.要加强电子元器件和材料的环境模拟试验,摸清环境因素对产品的影响规律拟定出提高产品质量的改进措施 ，要加强对电子设备的组件、部件进行筛选试 验，清除隐含的缺陷，保证设备的可靠性。2 .为了提供高质量的环境试验设备 ，应引进先进技术，采用新工艺、新材料，进口 短期内我国难以完善的关键零、部件，以延长易损件的寿命，降低能源消耗，减小噪音，从而在根本上改进设备性能。3 .在选用设备时要注意合理flEo既要注意实用性，满足现有试验要求，又要考虑经济性，为今后增加试验要求提供基础，防止购买具有重复功能的设备，尽可能地使用综合环境试验箱，提高试验设备的利用率。4 .必须对国内外有关试验标准进行详细的分析研究。在考虑建设气候环境试验室或添置研究试验设备时，要根据具体产品的实际需要 ，正确应用环境条件和环 境试验等条款，切勿盲目增加试验的严酷程度，造成无谓的浪费。（以上文章引用、摘录自航天工业部北京强度与环境研究所张卫“电子元器件、设备的气候环境试验”）