Učinak temperature i vlažnosti na pouzdanost elektroničkih komponenti

Uvod
Elektroničke komponente okosnica su suvremene tehnologije, a mnoga različita područja ovise o njihovoj pouzdanosti i učinkovitosti. Elektroničke komponente su osjetljive na temperatura i vlaga, dva uvjeta okoline koji mogu skratiti njihov životni vijek i ugroziti njihov rad.

U ovom ćemo članku ispitati kako promjene temperature i vlažnosti mogu utjecati na performanse, dugovječnost i funkcioniranje električnih komponenti. Učinkovitost i dugovječnost elektroničkih sustava mogu se zajamčiti ako proizvođači bolje razumiju vezu između temperature i vlažnosti i pouzdanosti elektroničkih komponenti.

Utjecaj temperature na pouzdanost elektroničkih komponenti
Elektroničke komponente osjetljive su na promjene temperature, što može smanjiti njihovu dugovječnost i učinkovitost. Pogledajmo pobliže kako temperatura utječe na rad različitih električnih dijelova:

Toplinsko širenje i skupljanje: Temperaturne fluktuacije koje se javljaju tijekom rada izlažu elektronske komponente opasnosti od toplinskog širenja i skupljanja. Moguće je da ciklički stres uzrokuje mehanički zamor, što zatim može dovesti do zauzimanja ovih spojeva, lomljenja žičanih veza i raslojavanja. Kada se ti procesi ubrzaju toplinom, veća je vjerojatnost da će pojedine komponente pokvariti.

Električna izvedba: Temperatura može uzrokovati varijacije u velikom broju električnih svojstava elektroničkih komponenti, uključujući otpor, kapacitet i induktivitet, da spomenemo samo neke. Kada su komponente izložene temperaturama koje su iznad ili ispod njihovog normalnog raspona rada, moguće je da neke od njihovih električnih karakteristika variraju. Zbog toga se signal može izobličiti, a problematična komponenta se može potpuno pokvariti.

Degradacija materijala: elektroničke komponente osjetljive su na procese razgradnje materijala ubrzane temperaturom. Izolacija, dielektrične karakteristike i električna vodljivost mogu biti oštećeni kao rezultat visokih temperatura zbog difuzije nečistoća, kemijskih reakcija i fizičkih promjena u materijalima. Smanjena izvedba, veća potrošnja energije i rani kvar mogući su ishodi.

Upravljanje toplinom: Nepravilno upravljanje toplinom može ozbiljno utjecati na pouzdanost elektroničkih komponenti. Lokalne vruće točke, toplinski stres i veće temperaturne razlike mogu biti rezultat sustavnog nakupljanja viška topline. Integrirani sklopovi (IC) i energetska elektronika dva su primjera uređaja na koje bi ovo moglo negativno utjecati. Održavanje pouzdanosti komponenti zahtijeva upotrebu hladnjaka, materijala toplinskog sučelja i dovoljnog protoka zraka kao dio sveobuhvatne strategije upravljanja toplinom.

Uloga vlage u pouzdanosti elektroničkih komponenti
Kao i kod temperature, vlaga je glavni element okoliša koji može ugroziti funkcionalnost i trajnost elektroničkih dijelova. Utjecaj vlage na električne komponente nešto je što bismo trebali istražiti:

Apsorpcija vlage: Infiltracija vlage može uzrokovati koroziju, curenje struje i propadanje materijala u mnogim elektroničkim komponentama. Oštećenja, kratki spojevi i smanjena izolacijska svojstva mogu biti uzrokovani materijalima za pakiranje koji prodiru kroz vlagu, tiskanim pločicama (PCB) i drugim površinama komponenti. Uređaji za površinsku montažu (SMD) i kućišta kuglastog rešetkastog niza (BGA) dva su primjera elektronike osjetljive na vlagu koja ima veliku korist od ovoga.

Električno curenje i vodljivost: Zagađivači na površini elektroničkih komponenti mogu poboljšati njihovu električnu vodljivost ako je razina vlage visoka. To može uzrokovati smetnje signala, kratke spojeve i struje curenja. aplikacije sa visokim naponom ili mjesta sa značajnim količinama zagađivača u zraku posebno su osjetljiva na probleme s vodljivošću izazvanom vlagom. LISUN ima veliki izbor vlažnih komora.

Kompatibilnost materijala i degradacija: Prisutnost vlage u zraku može uzrokovati probleme za učinkovit rad električnih komponenti jer onemogućuje učinkovito međusobno povezivanje materijala. Kada su ljepila ili premazi osjetljivi na vlagu izloženi visokim razinama vlage, može doći do raslojavanja ili smanjenja čvrstoće prianjanja. Rast plijesni samo je jedan od mnogih procesa degradacije materijala koji se mogu ubrzati prekomjernom vlagom. Drugi procesi uključuju koroziju metalnih veza i razgradnju polimera. Kao izravna posljedica ovih problema, pouzdanost i performanse komponente mogu biti ugrožene.

Ciklusi temperature i vlažnosti: Pokazalo se da ciklusi na različitim temperaturama i razinama vlažnosti dodatno utječu na pouzdanost elektroničkih komponenti. Kombinacija ciklusa temperature (koja uzrokuje širenje i skupljanje) i ciklusa vlažnosti (koja uzrokuje apsorpciju i gubitak vlage) može ubrzati procese propadanja. Zbog toga se komponente mogu s vremenom pokvariti kao rezultat toplinskog stresa, zamora materijala i stvaranja mikroskopskih pukotina ili šupljina.

Strategije ublažavanja i testiranje
Zajamčiti pouzdanost elektroničkih komponenti unatoč izmjenama temperatura i vlaga, proizvođači podvrgavaju svoje proizvode opsežnoj seriji testova koji koriste širok raspon pristupa. Pogledajmo neke od najčešćih pristupa:

Odabir komponenti: Od najveće je važnosti odabrati električne komponente s velikom pažnjom u skladu s njihovim zahtjevima za temperaturu i vlažnost. Prilikom odabira komponenti važno je uzeti u obzir predviđene raspone temperature i vlažnosti. Komponente s višim razinama tolerancije i povećanom otpornošću na vlagu mogu biti poželjne za aplikacije koje rade u oštrijim uvjetima. To je zato što te karakteristike omogućuju komponenti da izdrži veće količine trošenja i habanja.

Enkapsulacija i pakiranje: Kako bi se spriječio prodor vlage unutra, elektroničke komponente su kapsulirane i pakirane pomoću provjerenih postupaka. Ovo sprječava vlagu u komponentama. Kvarovi uzrokovani vlagom mogu se spriječiti upotrebom materijala i postupaka otpornih na vlagu, kao što su hermetičko brtvljenje, konformna prevlaka i inkapsulacija. Ove metode su između ostalih. Ove sigurnosne mjere jamče da će komponente nastaviti raditi ispravno i pouzdano što je dulje moguće.

Ispitivanje utjecaja na okoliš: Kako bi se utvrdilo koliko će dobro i pouzdano elektronička komponenta funkcionirati u širokom rasponu temperatura i razina vlažnosti, mora proći opsežno ispitivanje utjecaja na okoliš. Ovi testovi procjenjuju otpornost komponente na temperatura i vlaga ljuljačke simulirajući radne uvjete u stvarnom svijetu. Proizvođači mogu poboljšati dizajn i popraviti rizike korištenjem rezultata ubrzanog testiranja otpornosti na stres, koji pomažu u otkrivanju mogućih nedostataka.

Upravljanje toplinom: Kako bi se temperatura držala pod kontrolom i smanjio toplinski stres na elektroničkim komponentama, potrebne su metode upravljanja toplinom. Visoka toplinska vodljivost u materijalima toplinskog sučelja i učinkoviti sustavi hlađenja su bitni. Upravljanje toplinom poboljšava pouzdanost i dugovječnost komponenti održavajući ih unutar sigurnih radnih temperatura.

Kontrola vlažnosti i prevencija vlage: Moguće je smanjiti pojavu problema uzrokovanih vlagom tijekom proizvodnje, sastavljanja i skladištenja komponenti upotrebom tehnika kontrole vlažnosti, kao što su senzori vlažnosti, pakiranja sredstva za sušenje ili postavke skladištenja kontrolirane vlažnosti. Održavanje pouzdanosti komponente i izbjegavanje pogoršanja performansi zbog upijanja vlage može se postići upotrebom mjera za izbjegavanje vlage.

Analiza kvara i testiranje pouzdanosti: Kada komponenta zakaže, stručnjaci primjenjuju metode analize kvara kako bi otkrili zašto. Mikroskopski pregled neispravnih dijelova, karakterizacija materijala i eliminacija okolišnih varijabli (kao što je prekomjerna toplina ili vlaga) dio su ovog procesa. Potencijalni mehanizmi kvara mogu se identificirati i izvedba komponenti tijekom vremena može se procijeniti korištenjem testiranja pouzdanosti, kao što su ubrzani testovi starenja.

Zaključak
Elektroničke komponente vrlo su osjetljive na promjene temperature i vlage. Proizvođači ne mogu jamčiti robusnost, funkcionalnost i životni vijek elektroničkih sustava bez prethodnog razumijevanja utjecaja ovih okolišnih uvjeta.

Proizvođači mogu projektirati i izraditi elektroničke komponente koje se mogu oduprijeti poteškoćama koje nude promjenjivi uvjeti okoline uzimanjem temperatura i vlaga uzimanje u obzir ograničenja, korištenje odgovarajućih mjera za ublažavanje i provođenje temeljitog testiranja.

Opasnosti povezane s temperaturom i vlagom mogu se smanjiti pažljivim odabirom komponenti, inkapsulacijom, upravljanjem toplinom i kontrolom vlažnosti. Ključno je da proizvođači daju prioritet procjeni pouzdanosti elektroničkih komponenti pod varijacijama temperature i vlažnosti kako bi u konačnici isporučili proizvode koji ispunjavaju očekivanja industrije i potrošača kako tehnologija nastavlja napredovati i zahtijeva se sve pouzdanija elektronika.

Lisun Instruments Limited osnovao je LISUN GROUP u 2003. LISUN sustav kvalitete je strogo certificiran prema ISO9001:2015. Kao član CIE, LISUN proizvodi su dizajnirani na temelju CIE, IEC i drugih međunarodnih ili nacionalnih standarda. Svi proizvodi prošli su CE certifikat i ovjereni od strane laboratorija treće strane.

Naši glavni proizvodi su Goniofotometar, Integrirajući sferu, spektroradiometra, Napredni generator, ESD simulator oružja, EMI prijemnik, EMC test oprema, Električni sigurnosni ispitivač, Komora za zaštitu okoliša, temperatura komore, Klimatska komora, Toplinska komora, Ispitivanje soli, Komora za ispitivanje prašine, Vodootporno ispitivanje, RoHS test (EDXRF), Test žarne žice i Test iglica plamenom.

Slobodno nas kontaktirajte ako vam treba podrška.
Tehnički odjel: Service@Lisungroup.com, Mobitel / WhatsApp: +8615317907381
Odjel prodaje: Sales@Lisungroup.com, Mobitel / WhatsApp: +8618117273997

Oznake:GDJS-015B