浅析大气污染物对电子产品的腐蚀作用及相关测试
2013-09-19 10:14:40
作者：华测检测来源：
据世界卫生组织公布的《空气质量标准》，二氧化硫、二氧化氮等污染物对人和户外产品均有较高程度的危害。大多数产品所使用的环境都是在大气中，并且大多数腐蚀也发生在大气环境中。而大气中含有氧气和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。
1 大气污染物的种类
空气中含有100多种不同来源的杂质，主要有二氧化硫、二氧化碳各种碳氢化合物、氮氧化物、飞灰（粉煤灰）、金属和矿物粉尘、灰尘、烟尘、其它有害气体等。
这些杂质与空气中的潮气共同作用，构成了大气腐蚀的主要原因。
大气环境导致金属表面形成水膜，在大气中存在H2S、SO2、NO2、Cl2等有害气体溶入金属表面上所形成的水膜中，作为腐蚀性离子从而加速腐蚀进程。
2 重要的大气污染物
大气污染物中H2S的危害
H2S水溶液叫氢硫酸，是一种二元弱酸。H2S具有较强的还原性，很容易被SO2、Cl2、O2等氧化。H2S在1×10-9数量级时，它们会很快附着在铜、银、铝、和铁合金上，水和少量无机氯化物会加速硫的腐蚀作用。虽然在相对湿度低的环境下会发生腐蚀，但活性硫和无机氯化物的共同作用才是加速大气腐蚀作用的主要原因。
大气污染物中SO2的危害
当SO2溶于水中，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分）。若把SO2进一步氧化，通常在催化剂如二氧化氮的存在下，便会生成硫酸，会破坏金属、橡胶和塑料。
大气污染物中Cl2的危害
氯气常温常压下为黄绿色气体， 1体积水在常温下可溶解2体积氯气，形成氯水（通常情况下氯水呈黄绿色），氯气遇水会产生盐酸和次氯酸。 1×10-9数量级，在有水存在时，会与铜、镍、银及合金反应。
大气污染物中NO2的危害
NO2是一种强氧化剂，溶于水并与水反应生成硝酸 ,硝酸能使铁钝化而不致继续被腐蚀。浓盐酸和浓硝酸生成王水，它是少数几种能够溶解Au物质之一 .
3 电子产品耐腐蚀试验方法
耐腐蚀试验的必要性
电子产品受环境的影响程度取决于多种因素，如大气的类型（酸性或碱性）、大气中二氧化硫的含量等。电子产品质量保证只是在一定的环境条件下、一定的时间范围内有效，也就是说，不能笼统地保证多少年不生锈，只能保证在标准测试条件下持续多长时间。抗腐蚀性能通常是在腐蚀性综合试验箱上进行长期试验，模拟出具有极强侵蚀性和腐蚀性的气候条件。
试验方法的分类
在一定的温度和湿度的环境下，利用H2S、SO2、NO2、Cl2等大气污染物对材料或产品进行加速腐蚀，重现材料或产品在一定时间范围内所遭受的破坏程度。
混合气体腐蚀测试
适用于电工电子产品元件、设备与材料，接触件与连接件。用混合气体腐蚀箱测试，温湿度稳定后通测试气体，测试需放铜监测片。其中风扇冷却设备会加快潜在的腐蚀。应采取预防措施，以确保风扇冷却设备不会影响其他检测设备。标准强烈推荐类似设备单独测试。如果设备与风扇一起测试时，必须证明，在试验箱的气体浓度符合本规范规定的要求。
例如，在沿海地区使用的户外电子产品，由于大气污染物引起的腐蚀，使得单板坏板率是全国平均值的10倍。大气污染物对电路板的主要危害包括：
①由于电路板、元器件许多引角是镀银的，大气污染物会使银变黑；
②大气污染物加速电路板银离子迁移，导致电路引线短路、电阻失效等；
③大气污染物加速电路板电镀层的损坏，对镀镍、镀铬、金银等镀层腐蚀或通过镀层孔隙进入，导致漏电、加速腐蚀；
④大气污染物还有可能导致电路板短路、产生电弧和成为潜在的失火源；
硫化氢、二氧化硫单种气体测试
适用于电工电子产品元件、接触件与连接器。用混合气体腐蚀箱测试，温湿度稳定后通测试气体，测试不用放铜监测片。测试标准：
随着各行各业信息化、智能化发展，电子信息技术的应用日益广泛，连接器作为电子系统的基础和核心部件，其可靠性在极大程度上决定了整机的可靠性。大多数连接器所使用的环境都是在大气中，大气污染物对连接器以及对整机会产生极大的影响，最直观的效果就是连接器表面镀镍、镀锡、金银等镀层的腐蚀导致引线短路、电阻失效等缺陷。
除了表面腐蚀，还有打底电镀层腐蚀和基材腐蚀。很多时候打底电镀层腐蚀和基材露在外面，如表面电镀质量不好或镀得薄。还有边缘、边界棱角的暴露以及电镀前在放置时的暴露受到腐蚀、磨损同样暴露打底电镀层或基材。
二氧化硫气体腐蚀（饱和环境）
适用于电工电子产品元件、设备与材料，接触件与连接件。用二氧化硫盐雾箱测试，利用试验箱底部水加热，水蒸气在样品表面冷凝，按标准要求在1.5小时内通入理论浓度的二氧化硫后形成酸雾，进而腐蚀产品。
4 混合气体腐蚀试验设备简介
用于制造腐蚀性综合试验箱的材料为外壳耐腐蚀塑料板材，不与二氧化硫及其他几种气体起反应，不吸收几种混合气体，不影响试验结果。混合气体在箱体内匀速流动。箱门与箱体采用耐腐硅橡胶强效密封，防止气体外溢，从而影响试验结果和腐蚀室内其它设备，甚至可能对试验操作人员造成的伤害。
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