1、電子元器件、設(shè)備的氣候環(huán)境試驗種類現(xiàn)代工業(yè)中，各種電子儀器設(shè)備在各個領(lǐng)域都被廣泛運用著。任何電子設(shè)備在其制造、 運輸、儲存和使用過程中，都會受到周圍氣候環(huán)境因素的有害影響。隨著科學技術(shù)的進步， 特別是航空航天技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品所處的環(huán)境可能更復雜更嚴苛。這就要求在開始研發(fā) 時就應該考慮預期的環(huán)境因素對電子元器件和設(shè)備的影響，并采取相應的防護措施。為此， 環(huán)境模擬試驗應運而生。電子元器件、設(shè)備的環(huán)境條件是指其在儲存、運輸和使用過程中遭受的中環(huán)境因素，考 察電子元器件、設(shè)備使用可靠性和生產(chǎn)經(jīng)濟性所規(guī)定的影響程度的等級和數(shù)值，是研究設(shè)計、 制造、選用和鑒定驗收的依據(jù)。環(huán)境試驗是將電子元器件、設(shè)備暴

2、露在自然環(huán)境和人工模擬的環(huán)境中，從而對它們在實 際可能遇到的儲存、運輸和使用過程中的性能作出評價。環(huán)境試驗方法標準是電工電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)標準，它對保證產(chǎn)品質(zhì)量，改進生產(chǎn)工藝，特 別是對提高電工電子產(chǎn)品的可靠性，增強產(chǎn)品環(huán)境適應性有著重要作用。一、單項氣候環(huán)境試驗和試驗原理單項試驗是產(chǎn)品在一定時間內(nèi)，在一定環(huán)境條件的極端或瞬間狀況下進行的各種性能試 驗。低溫試驗目的確定電子元器件、設(shè)備在低溫條件下能否正常啟動和工作。在低溫作用后是否有機 械損壞和電參數(shù)的變化及保持性能的能力，以及在低溫儲存條件下保持性能的能力 低溫對電子產(chǎn)品的影響原理主要是要電參數(shù)發(fā)生變化、材料變脆，潤滑性能下降及尺寸發(fā)生變化等低

3、溫試驗方法分為散熱和非散熱試驗樣品的溫度突變試驗與溫度漸變試驗。所有非工作性的儲存、 運輸及不通電的低溫試驗，均為非散熱試驗樣品試驗。此種試驗采用空氣強迫循環(huán) 以提高熱交換效率；在工作狀態(tài)下，穩(wěn)定溫度高于周圍大氣溫度5C以上的散熱試 驗樣品，采用沒有強迫空氣循環(huán)的試驗方法高溫試驗目的限于用來考核或確定電子元器件及設(shè)備在高溫環(huán)境下儲存、運輸或使用過程中的適 應性高溫對電子產(chǎn)品的影響原理電子元器件在高溫環(huán)境中，電參數(shù)發(fā)生變化，影響整機的工作性能，壽命縮短，可 靠性降低，或使其完全破壞；高溫使電子元器件的冷卻條件惡化，散熱困難，絕緣 性能下降；有些材料可能在高溫條件下發(fā)生軟化或化學分解和熱老化等現(xiàn)象

4、；使彈 性元件的彈性和機械強度降低，嚴重影響產(chǎn)品的使用壽命和安全；對有漆層的零部 件，涂層會剝落或起泡，使零部件的抗腐蝕性能降低；元器件間的尺寸發(fā)生變化， 特別是對于配合元器件，會影響產(chǎn)品的行程和配合間隙高溫試驗方法分為非散熱性實驗樣品和散熱試驗樣品的溫度突變試驗和溫度漸變試驗溫度變化試驗目的穩(wěn)定電子元器件、設(shè)備在儲存、運輸和使用期間可能遇到溫度迅速變化條件下的適 應性。在寒冷季節(jié)，當設(shè)備從室內(nèi)轉(zhuǎn)移到室外，或從室外轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，就會發(fā)生從 高溫到低溫或從低溫到高溫的沖擊。對于機械設(shè)備，當飛機從機場起飛迅速爬升或 向下俯沖著陸時，就可遇到從極端高溫到極端低溫或從極端低溫到極端高溫的大幅 度變化溫度

5、變化對電子產(chǎn)品的影響原理由溫度變化引起的熱應力，會使產(chǎn)品膨脹、收縮、斷裂等，最后造成性能破壞。溫度變化試驗方法1）具有規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的溫度變化試驗 主要考核在規(guī)定溫度急劇變化后的電氣性 能，機械部件及材料和組合耐抗溫度急劇變化的適應性。采用兩箱法2）具有規(guī)定溫度變化率的溫度變化試驗主要考核溫度變化期間的電氣、機械性能。產(chǎn)品放在一個有溫度變化的試驗箱內(nèi)3）溫度的快速變化，兩液槽法試驗 主要確定元器件經(jīng)受溫度快速變化的能力。用 于玻璃-金屬密封或類似試驗樣品濕熱試驗目的確定材料和電子設(shè)備在恒定濕熱或交變濕熱環(huán)境下使用和儲存的適應性濕熱對電子產(chǎn)品的影響原理潮濕條件對材料的物理性能會有一定的影響。許多材

6、料吸濕后膨脹，造成功能破壞， 降低了物理強度，其他重要的機械性能也發(fā)生變化。例如膨脹會引起設(shè)備尺寸改變， 強度和硬度改變及摩擦系數(shù)改變等濕熱試驗方法1）恒定濕熱試驗2）交變濕熱試驗 根據(jù)不同的吸濕機理，分制定了恒定濕熱試驗和交變濕熱試驗。 針對產(chǎn)品的材料、工藝、結(jié)構(gòu)等特點，選用了不同的試驗方法。對于以擴散、吸收、 吸附現(xiàn)象為主的產(chǎn)品，選用恒定濕熱試驗較好；對以呼吸為主或伴有凝露，為考核 耐腐蝕性時，選用交變濕熱試驗較好。當兩種方法對試驗樣品影響基本相同時，則 以重現(xiàn)性好、經(jīng)濟方便為原則來選擇低氣壓試驗目的確定電子元器件、設(shè)備在常溫低氣壓條件下儲存、運輸和使用過程的適應能力 低氣壓環(huán)境對電子產(chǎn)品

7、的影響原理低氣壓使抗電強度降低。以空氣為介質(zhì)的電子元器件抗電強度因氣壓不同而不同。氣壓降低，擊穿容易，飛弧、電暈現(xiàn)象增加，滅弧困難，會使電接點壽命降低。低 氣壓還導致散熱困難。由于氣壓密度小，散熱條件差，使元器件溫度增加。低氣壓 還會使密封墊漏氣或漏水太陽輻射試驗目的考核電子產(chǎn)品和材料在受到太陽輻射條件下產(chǎn)生的熱、機械、化學、電等的效應及 確定其適應性太陽輻射對電子產(chǎn)品的影響原理日輻射熱效應可以引起彎曲，不同程度的膨脹、皸裂、褶皺、破裂、軟化、過熱、 黏合、密封熱老化等。太陽輻射、大氣氣體、溫度和濕度變化等綜合作用會導致大 多數(shù)有機材料“老化”并最終損壞太陽輻射試驗方法根據(jù)不同的目的，為評定熱

8、效應，劣化效應和光化學效應，有三種試驗方法可選擇鹽霧試驗目的用于考核材料及其防護層以及某些產(chǎn)品的抗腐蝕能力鹽霧試驗對電子產(chǎn)品的影響原理鹽霧對金屬材料及其鍍層的腐蝕影響比較大，鹽霧落在絕緣材料上能增大絕緣材料 的表面導電性。當它滲透到絕緣材料內(nèi)部時，又增大其體積導電性，同時腐蝕絕緣 材料，產(chǎn)生凹點，降低表面電阻和抗電強度。鹽霧對金屬腐蝕的原理是基于電化學 腐蝕。因為Nacl是強電介質(zhì)，電導很大，又具有較高的活化性能，它能加速電極反 應，使陽極活化。同時由于氯離子的直徑比氧原子小，更能穿透金屬晶格，破壞金 屬狀態(tài)，加速腐蝕作用鹽霧試驗方法有連續(xù)霧化和間歇霧化兩種。間歇霧化更接近于實際工作和儲存條件

9、，能反映腐蝕 產(chǎn)物的吸濕性對腐蝕的作用。但是這種模擬條件很難保證，因為腐蝕膜的不斷溶解 更新，也是影響腐蝕連續(xù)性的重要因素。為了獲得穩(wěn)定的試驗條件，國標中規(guī)定的 是連續(xù)霧化二、綜合環(huán)境試驗綜合環(huán)境試驗是在經(jīng)濟和技術(shù)條件允許的情況下，盡可能做到在試驗箱（室）內(nèi)再 現(xiàn)產(chǎn)品在實際工作條件下所經(jīng)歷的各種環(huán)境及變化情況。因此，通過試驗后的試件在實 際工作中不再發(fā)生或很少發(fā)生新的失效，從而達到最高的可靠性。對于電子產(chǎn)品，單純的溫度試驗主要以熱應力的形式造成材料或機械的損壞，也可 印極端的溫度而使靈敏件直接損壞;單純的濕度試驗進能使部件產(chǎn)生腐蝕和電介質(zhì)變質(zhì); 若只有低氣壓條件，則只造成機械變形，放電和冷焊等

10、效應。除了以機械應力出現(xiàn)的拉 伸、壓縮和疲勞等外，還有因零件對加速度、位移或頻率敏感而造成失效。但如果將這 幾種環(huán)境條件綜合起來，則除了出現(xiàn)上述的失效形式外，還將發(fā)生一些新的失效形式， 也可使原有的失效形式加速。此處介紹兩種綜合環(huán)境試驗:溫度和低氣壓綜合試驗;溫度、濕度和振動綜合試驗。 溫度和低氣壓綜合試驗又分為兩種：低溫和低氣壓綜合試驗，高溫和低氣壓綜合試驗。高（低）溫和低氣壓綜合試驗目的穩(wěn)定在實際使用高溫（或低溫）和低氣壓變化條件下電子產(chǎn)品的使用適應能力影響原理由于空氣的介電性質(zhì)隨氣壓和溫度而變，電子產(chǎn)品的功能或安全特性也將發(fā)生改變。 在低氣壓條件下，特別是伴隨高溫條件下時，由于空氣介電強

11、度顯著降低，導致電 弧、表面放電或電暈放電的危險增加。低溫或高溫所產(chǎn)生的材料特性會增加密封設(shè) 備或密封件在低壓時的變形和開裂危險，增加了漏氣和卡死的可能性，還會使增塑 劑和塑料分解產(chǎn)物揮發(fā)，造就電子產(chǎn)品各個零部件的機械和電氣特性變化溫度、濕度和振動綜合試驗目的確定電子產(chǎn)品在溫度、濕度和振動的條件下的使用性和儲存性影響原理首先，由于摩擦力的減少而使摩擦阻尼降低，其次，當濕氣進人連接處時，由于膨 脹系數(shù)不同，在高溫處將引起連接分離。另外，由于連接處摩擦系數(shù)的嚴重減小，使 得對特定振動的響應增加。有人觀測到由于連接處表面變濕，其表面狀態(tài)的振動響 應增加兩倍。在連續(xù)的高溫和振動情況，若再加上潮濕，不但

12、可以使腐蝕和疲勞加 速，而且還使金屬脆裂或損壞。一般認為，只是振動引起疲芳，現(xiàn)在看來在綜合環(huán)境 下，溫度的增加將使疲勞壽命降低，而濕度則因造成表面腐蝕也降低疲勞壽命。溫、濕度和振動試驗方法還有一個重要功能，就是應用于電子產(chǎn)品環(huán)境高效應力篩 選,盡早激發(fā)出因元器件和工藝缺陷造成故障 以保證產(chǎn)品在使用中的可靠性。但是，溫、濕度和振動綜合環(huán)境試驗和高效應力篩選的區(qū)別在于，前者是考核電子 產(chǎn)品在模擬實際環(huán)境中的性能，后者是誘導出組裝整機前的零、部件所存在的各種 隱患，三、看法和建議近幾年來，我國在對內(nèi)搞活，對外開放的政策指導下，電子產(chǎn)品無論在數(shù)量上或在 質(zhì)量上，都有了長足的進步，初步擺脫了過去由于電子

13、元器件及設(shè)備質(zhì)量過不了關(guān)而影 響了其它領(lǐng)域事業(yè)發(fā)展的被動局面，這是與開展了電子產(chǎn)品的環(huán)境試驗分不開年。但是， 我國目前的環(huán)境成驗設(shè)備技術(shù)尚不屬先進，它加應用還遠遠沒有普及，其重要性也沒有 被所有人所接受。所以，為了使環(huán)境試驗技術(shù)在國民經(jīng)濟建設(shè)中的作用充分發(fā)揮出來 筆者在此提出 一些粗淺的建議，以供參考。要加強電子元器件和材料的環(huán)境模擬試驗，摸清環(huán)境因素對產(chǎn)品的影響規(guī)律, 擬定出提高產(chǎn)品質(zhì)量的改進措施，要加強對電子設(shè)備的組件、部件進行篩選試 驗，清除隱含的缺陷，保證設(shè)備的可靠性。為了提供高質(zhì)量的環(huán)境試驗設(shè)備，應引進先進技術(shù)，采用新工藝、新材料，進口 短期內(nèi)我國難以完善的關(guān)鍵零、部件，以延長易損件的壽命，降低能源消耗，減 小噪音，從而在根本上改進設(shè)備性能。在選用設(shè)備時要注意合理性。既要注意實用性，滿足現(xiàn)有試驗要求，又要