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高温低湿试验的必要性

2019年10月20日 点击:

如题,前段时间在微信群里和各位讨论了下面几个问题:

1)低湿试验的失效机理;

2)对电路板而言,高温低湿试验是否可以取消,或者直接用现有的高温高湿测试取代?

3)哪些场景高温低湿试验是不能被高温高湿取代的?

今天写下这篇分享继续和大家讨论,欢迎留言~

我们这里聊的都是相对湿度,先来说下低湿,这个目前没找到具体的数值定义,有说20%RH以下是低湿,有说10%RH以下是低湿,这里对数值不讨论,先暂定20%RH以下的湿度为低湿(如果有谁有相关标准定义的数值请留言分享),因为目前大部分温箱不加除湿干燥箱也能做到20%RH@40C。我们知道现实世界中通常是存在高温低湿的环境的,例如MIL-STD-810H明确统计了一些干燥地区的相对湿度,能达到3%RH左右,而ASHRAE的机房标准也提到了8%RH的低湿环境;如果需要测试这就需要特殊的除湿箱进行低湿测试了;继续讨论上面的几个问题~

1)低湿试验的失效机理;

  1. 很多人都知道低湿环境很容易产生静电,根据IEC61000-4-2的描述如下第一张图,随着湿度降低,产生的静电等级会逐渐升高,这里也交代下ESD测试中空气放电15Kv的由来,当湿度为10%RH时,根据下面曲线对应的静电等级为15Kv.

  2. 找到一家由低湿测试温箱厂家的文章如下截图2,里面提到了一些医疗消毒设备尤其需要做低湿测试,因为低湿会增加细菌和病毒的传播和生存能力,解释了下冬季流感的最主要原因不是因为寒冷而是因为低湿(这里因为我没有医疗设备相关经验,如果有错误还请指正

  3. ???这里打三个问号,是因为我查看了MIL-STD 810H和其他一些文章标准,都没有找到低湿其他的失效机理...欢迎留言补充


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2)对电路板而言,高温低湿试验是否可以取消,或者直接用现有的高温高湿测试取代?

我们讨论一个测试能不能被其他测试取代,首先出发点就是看失效机理是不是相同。这两个测试都是高温条件,而810H只提到了高温测试的失效机理,并未区分低湿和高湿对于电路板的影响;根据Peck温湿度加速模型如下可知,湿度越高,加速因子越大,也就是说高湿相对低湿能更快的暴露电子产品存在的问题,如电迁移,腐蚀,电介质击穿,锡须生长等;如果按照这个理论是完全可以用高温高湿取代高温低湿的测试,这里有人可能会说那静电呢?明确一下这里的电路板指的是测试自行运行过程中不会受静电干扰的电路板,例如笔记本或手机或服务器放在温箱里测试,因为没有人为接触和其他干扰就可以不必考虑静电对其造成的影响;而实际使用过程中因为人体放电的静电影响,这些产品都会有单独的ESD测试,所以不必担心,因为没有发现其他失效机理,所以这里感觉是可以用高温高湿测试取代高温低湿;

补充:这个理论并非一定正确,只是一个尝试,因为在从业的这些年没有发现一起电路板失效是直接相关于高温低湿的,绝大部分是强相关于高温高湿;而如果能取代能够有2个好处,一个是项目进度,目前能做到5%RH低湿的箱子很少,预定很麻烦,另外成本,一个低湿箱子市面上不管是设备价格还是测试价格差不多都是普通高湿箱子的1.5倍左右;欢迎有不同意见的朋友补充;


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3)哪些场景高温低湿试验是不能被高温高湿取代的?

  1. 这里感谢群里一些同行的分享,目前已知打印机应该还是需要进行高温低湿测试,因为实际测试时打印机在温箱中也在工作,而打印机本身在打印时也会产生静电,会影响其内部电子元器件的正常工作,另外里面的油墨等也会受低湿的影响;

  2. 另外正常风扇轴承里的润滑油也会受低湿影响,但影响基本忽略不计...

  3. 欢迎补充~


备注:因为哪些材料会明确受低湿影响并未有相关文件统计,而高温低湿的失效机理也没有明确的文章澄清,如果实际工作也没有足够的产品返修数据支撑,如果担心测试过程中没有低湿会漏掉将来实际可能中遇到的失效,条件允许的情况下还是建议继续进行高温低湿测试~

文章来源于公众号:Andy的可靠性笔记,如有侵权联系删除.