大氣環(huán)境中含有溫度、濕度、氧氣和氣體污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。在一定條件下,這些氣體會與金屬表面附著的水分子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生化合物,對電子產(chǎn)品元器件、整機或材料,特別是接觸件和連接件,具有明顯的腐蝕作用,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的電性能和使用可靠性。
氣體腐蝕試驗是環(huán)境氣候可靠性試驗中的一種,用于確定產(chǎn)品在大氣環(huán)境下工作、儲存的適應(yīng)性,特別是接觸件與連接件。氣體腐蝕試驗可以模擬大氣中存在的二氧化氮、二氧化硫、硫化氫、氯氣等各種腐蝕性氣體,可進行單一或多種混合氣體腐蝕實驗,用于確定電工電子產(chǎn)品元件、設(shè)備與材料等抗腐蝕能力。
AEC-Q102
1.腐蝕氣體的來源
所有氣體都有其自然界的來源,但在不同工作環(huán)境中占主導(dǎo)地位的氣體污染物不同。
2.腐蝕氣體的腐蝕機理
1、二氧化硫的腐蝕機理:
1)SO2是一種比較強的還原劑,對一般的非金屬表面涂覆層與非金屬材料都有很強的腐蝕能力。
2)SO2易溶于水,具有水溶性和吸附性,易生成亞硫酸,經(jīng)空氣氧化可以生成硫酸,對金屬涂覆層同樣有很強的化學(xué)腐蝕作用。
SO2+ H2O → H2SO3
H2SO3→ H++ HSO3-
HSO3-+ 【O】 → HSO4-
2、二氧化氮的腐蝕機理:
1)NO2有較強的氧化性,對一般的橡膠腐蝕性很大,尤其是二烯類橡膠如天然膠、順丁膠、丁苯膠等。
2)NO2易溶于水,生成硝酸,有較強的腐蝕性。
3NO2+ H2O = 2HNO3+ NO
4NO2+ 2H2O + O2= 4HNO3
3、硫化氫的腐蝕機理:
1)H2S對許多金屬材料都有強烈的腐蝕作用,尤其是銀和銅。
2)H2S易溶于水,水溶液具有弱酸性。
H2S ? H++ HS-
HS- ? H++ S2-
4、氯氣的腐蝕機理:
1)Cl2一部分用作氧化劑,另一部分作為氯化物,氯氣被還原而形成的氯化物能穿透金屬表面的氧化物保護層。
2)由于具有雙重作用,當(dāng)氯氣與硫化氫混合時,氯具有很強的協(xié)同效應(yīng),加速腐蝕。
3)Cl2與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸。
Cl2+ H2O = HCl + HClO
H2S + Cl2= 2HCl + S
3.氣體腐蝕的常用標(biāo)準(zhǔn)
在1990年早期,專業(yè)組織如EIA、IEC、ISO開始對氣體腐蝕試驗制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
目前常用的氣體腐蝕測試標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)產(chǎn)品類別來進行劃分。
4.氣體腐蝕的主要參數(shù)
所有氣體都有其自然界的來源,但在不同工作環(huán)境中占主導(dǎo)地位的氣體污染物不同。
5.AEC-Q102中的氣體腐蝕
目前LED在通用照明、顯示背光、醫(yī)療照明及車用照明等不同領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,這些領(lǐng)域?qū)Ω哔|(zhì)量LED的需求越來越多。然而LED也經(jīng)常出現(xiàn)失效現(xiàn)象,變色是LED光源最為常見的失效模式之一。
LED在使用環(huán)境中受到溫度、濕度、氣體污染物等外界環(huán)境的影響,金屬部件會產(chǎn)生腐蝕變色現(xiàn)象,造成性能下降和劣化,劣化程度和速率與外界因素和LED自身的防腐性能息息相關(guān)。
AEC-Q102車用光電半導(dǎo)體認證規(guī)范中對車用光電半導(dǎo)體就有氣體腐蝕的試驗要求。
6.AEC-Q102 H2S氣體腐蝕
由于銀具極好的反射性以及成熟可靠的電鍍工藝,大多數(shù)光源均采用了金屬基材電鍍銀作為支架,以及銀漿粘接工藝。然而,銀是一種極活潑的金屬,當(dāng)其與含硫氣體或酸性的氯、溴氣體接觸后,會生成黑色的硫化銀或?qū)饷舾械柠u化銀,這些都會導(dǎo)致光源變色失效。
AEC-Q102車用光電半導(dǎo)體認證規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中H2S氣體腐蝕試驗,參考IEC 60068-2-43標(biāo)準(zhǔn),針對銀和銀合金變色提供了加速試驗方法。如下A、B兩個腐蝕條件可選擇。
7.AEC-Q102 流動混合氣體腐蝕
AEC-Q102車用光電半導(dǎo)體認證規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中流動混合氣體腐蝕試驗,參考IEC 60068-2-60標(biāo)準(zhǔn),選用方法4,確定產(chǎn)品在大氣環(huán)境下工作、儲存的適應(yīng)性、抗腐蝕能力。
8.AEC-Q102 流動混合氣體腐蝕方法的選擇
所有氣體都有其自然界的來源,但在不同工作環(huán)境中占主導(dǎo)地位的氣體污染物不同。
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led
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