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高低溫試驗對電子元器件的性能影響分析

作者: salmon范 编辑: 尊龙新版手机app儀器 来源: www.zk6462.com 发布日期: 2020.03.23

    1、簡述高低溫試驗

    目前,我國有不少的産品的零部件和材料當中都具有電子元器件,這些産品所牽扯到的行業也較多,例如:電子電工、汽車摩托、航天航空、橡膠、金屬、船舶兵器、科研單位等,這些單位所生産的相關電子産品的零部件和材料都需要在不同溫度的情況下來檢驗其零部件和材料的性能是否達標,通常我們將這一行爲稱之爲高低溫試驗。
    在高低溫試驗的过程当中,其需要通过三项高低溫試驗,这三项高低溫試驗分别为:低温高低溫試驗、高温高低溫試驗以及交变湿热试验。三项试验分别有其相关的符合标准,其标准主要为:GB2423.1-89 《电工电子产品基本环境试验规程》试验A:低温试验方法、GB2423.2-89 《电工电子产品基本环境试验规程》试验B:高温试验方法和GB2423.4-93《电工电子产 品基本环境试验规程》试验Db:交变湿热试验方法外一般情况下对电子产品的零部件及材料进行高低溫試驗都是通过高低溫試驗箱来进行试验的。高低溫試驗箱是一種操作較爲簡單、智能的高低溫試驗機器,能夠准確地檢測出電子産品的零部件或者是材料是否達標。但是在對電子産品的零部件和材料進行高低溫試驗時,電子産品的電子元器件需要經過溫度變化的影響,很有可能導致電子元器件原本的性能受到很大的損害。

    2、溫度對電子元器件的損害

    对于电子产品来说,温度是影响其内部元器件性能的最为重要的因数。电子产品有分为:民用消费类、工业类和军品类。三种不同类型的电器所需要的工作温度都是不同的,而工作温度又分之为环境温度和元器件温度,随着产品等级的升高其对产品的温度要求也是不同的。例如:民用消费类的电子产品所能接受的环境温度为0℃至40℃,元器件所能接受的温度在0℃至55℃;工业类别的电子产品所能接受的环境温度区间为零下25℃至55℃,元器件所能接受的温度一般在零 下25℃至85℃;军温级别的电子产品所能接受的环境温度为零下40℃至55℃,元器件所能接受的温度为零下40℃至85℃:普军级别的电子产品所能接受的环境温度为零下40℃至70℃,元器件所能接受的温度为零下40℃至95℃:企军标级别的电子产品所能接受的环境温度为零下40℃至85℃,元器件所能接受的温度为零下40℃至105℃;企军标加严级别的电子产品所能接受的环境温度为零下55℃至85℃,元器件所能接受的温度为零下55℃至105℃:航天级别的电子产品所能接受的环境温度为零下55℃至100℃,元器件所能接受的温度为零下55℃至125℃。

    溫度主要是通過對電子産品電源當中的電容和半導體元器件進行影響,由此來影響電子産品的性能。在高低溫試驗當中,由于電子元器件受到溫度的變化,導致電子産品輸出電壓也隨之變化。那麽爲什麽溫度會對電子器件産生這麽大的影響呢?這與電子元器件的制成材料是脫不了關系的。目前大部分的電子元器件所使用的都是鋁電解電容,因爲這類電容的容量大,且耐高壓,但是這類材質所受到溫度的影響是非常大的小由此我們可以知道,當我們將電子産品進行高低溫試驗時,高低溫試驗將會給電子産品當中的電子元器件的性能帶來多大的影響。

温度等级

    3、相關措施

    3.1輻射換熱
    輻射換熱主要針對的是當電子元器件處在一個空氣較爲稀薄、環境溫度較高或者是較低的一個情況下時,該環境內輻射換熱在其中所占的比重加大,而輻射換熱的換熱量主要是與換熱體之間的溫度水平以及溫度差、換熱體之間的相對關系等等。我們以航空級別電子産品的電子元器件的溫度控制爲例,當電子元器件處在一個空氣較爲稀薄、環境溫度較高或者是較低的地方時,輻射換熱這一技術能夠最大程度地減少溫度對電子元器件的性能所帶來的損害。
    3.2相變蓄熱的應用
    相變蓄熱的應用這一溫度控制技術的原理主要爲:當物質發生相變時,通常在相變的過程當中會有大量的相變潛熱一起隨之出現,那麽我們就可以利用這一特性,利用相變材料潛熱吸收一定時段內的電子元器件産生的熱量,由此來保護電子産品當中電子元器件的性能。
    3.3對電子元器件進行自然散熱或者是冷卻
    自然散熱或冷卻方法是指不使用任何外部輔助能量的情況下,實現局部發熱器件向周圍環境散熱達到溫度控制的目的,這其中通常都包含了導熱、對流和輻射三種主要傳熱方式,其中對流以自然對流方式爲主,自然散熱或冷卻往往適用對溫度控制要求不高、器件發熱的熱流密度不大的低功耗器件和部件,以及密封或密集組裝的器件不宜(或不需要)采用其它冷卻技術的情況下。有時,也因地制宜利用被控部件自身特點增強與鄰近熱沈的導熱或輻射、通過結構設計強化自然對流,在一定程度上提高系統向環境散熱能力。
    3.4使用熱隔離
    可能不少人會認爲熱隔離就是對電子元器件進行絕熱,但是事實上並不是如此,熱隔離主要所指的就是對電子産品的關鍵部分來滿足其對溫度控制的需要,以此來減輕溫度對電子産品核心部件的影響,避免電子産品的性能被高低溫試驗所影響。而這類的方法主要是對電子産品的部分器件進行溫度控制,這類的做法能夠有效地保證特殊受元件的可靠、正常工作,也能夠延長電子産品的工作壽命。

    4、結語

    綜上所述,電子産品在進行高低溫試驗時,由于電子産品部分材料爲鋁電解電容,導致其在高低溫試驗的過程中受到溫度的影響比較大,導致電子元器件的性能受到很大的影響。因此,我們需要相關的解決措施來解決這一問題,避免電子元器件的性能爲此下降。而相關的電子器件溫度控制技術則能夠很好地解決這一問題。
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