ผลกระทบของอุณหภูมิและความชื้นต่อความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

บทนำ
ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เป็นแกนหลักของเทคโนโลยีร่วมสมัย และสาขาต่างๆ มากมายขึ้นอยู่กับความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีความอ่อนไหวต่อ อุณหภูมิและความชื้น, สภาพแวดล้อม XNUMX ประการที่อาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลงและส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน

ในบทความนี้ เราจะตรวจสอบว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน อายุการใช้งานที่ยาวนาน และอย่างไร การทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า. ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนานของระบบอิเล็กทรอนิกส์อาจรับประกันได้หากผู้ผลิตมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและความชื้นและความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ผลกระทบของอุณหภูมิต่อความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งอาจทำให้อายุการใช้งานและประสิทธิภาพลดลง มาดูกันดีกว่าว่าอุณหภูมิส่งผลต่อการทำงานของชิ้นส่วนไฟฟ้าต่างๆ อย่างไร:

การขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อน: ความผันผวนของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ตกอยู่ในอันตรายจากการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อน เป็นไปได้ที่ความเครียดแบบวนรอบจะทำให้เกิดความล้าทางกล ซึ่งอาจนำไปสู่การยึดข้อต่อนี้ การยึดลวดหัก และการหลุดร่อน เมื่อกระบวนการเหล่านี้เร่งขึ้นด้วยความร้อน มีโอกาสมากขึ้นที่ส่วนประกอบแต่ละชิ้นอาจล้มเหลว

ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า: อุณหภูมิอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่หลากหลายของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงความต้านทาน ความจุ และความเหนี่ยวนำ เป็นต้น เมื่อส่วนประกอบสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำกว่าช่วงการทำงานปกติ เป็นไปได้ว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าบางอย่างอาจแตกต่างกันไป ด้วยเหตุนี้ สัญญาณอาจผิดเพี้ยน และส่วนประกอบที่มีปัญหาอาจเสียหายโดยสิ้นเชิง

การเสื่อมสภาพของวัสดุ: ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีความอ่อนไหวต่อกระบวนการสลายตัวของวัสดุที่มีการเร่งอุณหภูมิ ความเป็นฉนวน ลักษณะไดอิเล็กตริก และการนำไฟฟ้าทั้งหมดอาจได้รับผลกระทบอันเป็นผลมาจากอุณหภูมิสูงเนื่องจากการแพร่กระจายของสิ่งเจือปน ปฏิกิริยาเคมี และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของวัสดุ ประสิทธิภาพที่ลดลง การใช้พลังงานที่สูงขึ้น และความล้มเหลวตั้งแต่เนิ่นๆ ล้วนเป็นผลลัพธ์ที่เป็นไปได้

การจัดการระบายความร้อน: ความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อาจได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากการจัดการความร้อนที่ไม่เหมาะสม ฮอตสปอตที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น ความเค้นจากความร้อน และความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้นอาจเป็นผลมาจากการสะสมความร้อนส่วนเกินอย่างเป็นระบบ วงจรรวม (IC) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นสองตัวอย่างของอุปกรณ์ที่อาจได้รับผลกระทบในทางลบจากสิ่งนี้ การรักษาความเชื่อถือได้ของส่วนประกอบจำเป็นต้องใช้ตัวระบายความร้อน วัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อน และการไหลเวียนของอากาศที่เพียงพอ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การจัดการระบายความร้อนที่ครอบคลุม

บทบาทของความชื้นในความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
เช่นเดียวกับอุณหภูมิ ความชื้นเป็นองค์ประกอบด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่อาจส่งผลต่อการทำงานและความทนทานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ผลกระทบของความชื้นต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นสิ่งที่เราควรตรวจสอบ:

การดูดซับความชื้น: การแทรกซึมของความชื้นอาจทำให้เกิดการกัดกร่อน ไฟฟ้ารั่ว และการเสื่อมสภาพของวัสดุในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ความเสียหาย การลัดวงจร และคุณสมบัติการเป็นฉนวนที่ลดลงอาจเกิดจากความชื้นที่ซึมผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) และพื้นผิวอื่นๆ ของส่วนประกอบ แพ็คเกจอุปกรณ์ยึดพื้นผิว (SMD) และแพ็คเกจ ball grid array (BGA) เป็นสองตัวอย่างของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อความชื้นซึ่งได้รับประโยชน์อย่างมากจากสิ่งนี้

การรั่วไหลของไฟฟ้าและการนำไฟฟ้า: สารปนเปื้อนบนพื้นผิวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อาจทำให้การนำไฟฟ้าดีขึ้นหากระดับความชื้นสูง อาจทำให้สัญญาณรบกวน ลัดวงจร และกระแสไฟรั่ว การใช้งานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงหรือสถานที่ที่มีมลพิษทางอากาศจำนวนมากจะมีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อปัญหาการนำไฟฟ้าที่เกิดจากความชื้น LISUN มีห้องความชื้นที่หลากหลาย

ความเข้ากันได้ของวัสดุและการเสื่อมสภาพ: การมีความชื้นในอากาศอาจทำให้เกิดปัญหาในการทำงานที่มีประสิทธิภาพของชิ้นส่วนไฟฟ้า เพราะจะทำให้วัสดุไม่สามารถเชื่อมต่อกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อกาวหรือสารเคลือบที่ไวต่อความชื้นได้รับความชื้นสูง ตัวอย่างเช่น อาจเกิดการหลุดร่อนหรือแรงยึดเกาะลดลง การเจริญเติบโตของราเป็นเพียงหนึ่งในกระบวนการย่อยสลายวัสดุหลายอย่างที่อาจถูกเร่งด้วยความชื้นที่มากเกินไป กระบวนการอื่นๆ ได้แก่ การกัดกร่อนของจุดต่อโลหะและการแตกตัวของโพลิเมอร์ ผลที่ตามมาโดยตรงจากปัญหาเหล่านี้ ความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของส่วนประกอบอาจลดลง

วงจรอุณหภูมิและความชื้น: วงจรที่อุณหภูมิและความชื้นที่แตกต่างกันได้แสดงให้เห็นว่ามีผลกระทบเพิ่มเติมต่อความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ การรวมกันของวงจรอุณหภูมิ (ซึ่งทำให้เกิดการขยายตัวและหดตัว) และวงจรความชื้น (ซึ่งทำให้เกิดการดูดซับและการสูญเสียความชื้น) อาจทำให้กระบวนการเสื่อมสภาพเร็วขึ้น ด้วยเหตุนี้ ส่วนประกอบต่างๆ อาจเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไปอันเป็นผลมาจากความเครียดจากความร้อน ความล้าของวัสดุ และการก่อตัวของการแตกหักหรือช่องว่างด้วยกล้องจุลทรรศน์

กลยุทธ์การลดผลกระทบและการทดสอบ
เพื่อรับประกันความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แม้จะมีการเปลี่ยนแปลง อุณหภูมิและความชื้นผู้ผลิตนำผลิตภัณฑ์ของตนผ่านการทดสอบที่ครอบคลุมซึ่งใช้วิธีการต่างๆ มากมาย ลองมาดูวิธีการทั่วไปบางส่วนกัน:

การเลือกส่วนประกอบ: สิ่งสำคัญที่สุดคือการเลือกส่วนประกอบไฟฟ้าด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่งให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านอุณหภูมิและความชื้น เมื่อเลือกส่วนประกอบ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงช่วงอุณหภูมิและความชื้นที่คาดการณ์ไว้ ส่วนประกอบที่มีระดับความทนทานต่อความชื้นสูงและทนทานต่อความชื้นสูงอาจเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน เนื่องจากคุณลักษณะเหล่านี้ทำให้ส่วนประกอบทนต่อการสึกหรอในปริมาณที่มากขึ้นได้

การห่อหุ้มและบรรจุภัณฑ์: เพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นเข้าไปภายใน ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จะถูกห่อหุ้มและบรรจุโดยใช้ขั้นตอนที่เชื่อถือได้ สิ่งนี้ช่วยป้องกันไม่ให้ความชื้นออกจากส่วนประกอบ ความล้มเหลวที่เกิดจากความชื้นอาจป้องกันได้โดยใช้วัสดุและขั้นตอนที่ทนความชื้น เช่น การปิดผนึกแบบปิดสนิท การเคลือบตามรูปแบบ และการห่อหุ้ม วิธีการเหล่านี้เป็นวิธีการอื่นๆ มาตรการความปลอดภัยเหล่านี้รับประกันว่าส่วนประกอบต่างๆ จะยังคงทำงานได้อย่างถูกต้องและเชื่อถือได้นานที่สุด

การทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม: เพื่อกำหนดว่าชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จะทำงานได้ดีและเชื่อถือได้เพียงใดในช่วงอุณหภูมิและความชื้นที่หลากหลาย จะต้องผ่านการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมอย่างครอบคลุม การทดสอบเหล่านี้จะประเมินความยืดหยุ่นของส่วนประกอบ อุณหภูมิและความชื้น แกว่งโดยจำลองสภาพการทำงานจริง ผู้ผลิตอาจปรับปรุงการออกแบบและแก้ไขความเสี่ยงโดยใช้ผลการทดสอบความเครียดแบบเร่ง ซึ่งช่วยตรวจหาข้อบกพร่องที่เป็นไปได้

การจัดการระบายความร้อน: เพื่อให้อุณหภูมิอยู่ภายใต้การควบคุมและลดความเค้นจากความร้อนบนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ วิธีการจัดการระบายความร้อนจึงเป็นสิ่งจำเป็น การนำความร้อนสูงในวัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อนและระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็น การจัดการระบายความร้อนช่วยเพิ่มความเชื่อถือได้ของส่วนประกอบและอายุการใช้งานที่ยาวนาน โดยการรักษาให้อยู่ภายในอุณหภูมิการทำงานที่ปลอดภัย

การควบคุมความชื้นและการป้องกันความชื้น: เป็นไปได้ที่จะลดการเกิดปัญหาที่เกิดจากความชื้นในระหว่างการผลิต การประกอบ และการจัดเก็บส่วนประกอบโดยใช้เทคนิคการควบคุมความชื้น เช่น เซ็นเซอร์ความชื้น ชุดสารดูดความชื้น หรือการตั้งค่าการจัดเก็บแบบควบคุมความชื้น การรักษาความเชื่อถือได้ของส่วนประกอบและหลีกเลี่ยงการเสื่อมประสิทธิภาพเนื่องจากการดูดซับความชื้นอาจทำได้โดยใช้มาตรการหลีกเลี่ยงความชื้น

การวิเคราะห์ความล้มเหลวและการทดสอบความน่าเชื่อถือ: เมื่อส่วนประกอบล้มเหลว ผู้เชี่ยวชาญจะใช้วิธีการวิเคราะห์ความล้มเหลวเพื่อหาสาเหตุ การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ของชิ้นส่วนที่มีข้อบกพร่อง การระบุลักษณะของวัสดุ และการกำจัดตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อม (เช่น ความร้อนหรือความชื้นที่มากเกินไป) ล้วนเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการนี้ อาจมีการระบุกลไกความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นและประสิทธิภาพของส่วนประกอบเมื่อเวลาผ่านไปสามารถประเมินได้โดยใช้การทดสอบความน่าเชื่อถือ เช่น การทดสอบการเสื่อมสภาพแบบเร่ง

สรุป
ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีความเสี่ยงสูงต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้น ผู้ผลิตไม่สามารถรับประกันความทนทาน ฟังก์ชันการทำงาน และอายุการใช้งานของระบบอิเล็กทรอนิกส์ หากไม่เข้าใจถึงผลกระทบของสภาพแวดล้อมเหล่านี้ก่อน

ผู้ผลิตอาจออกแบบและสร้างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถต้านทานความยากลำบากที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้โดยการ อุณหภูมิและความชื้น คำนึงถึงข้อจำกัด ใช้มาตรการลดผลกระทบที่เหมาะสม และดำเนินการทดสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วน

อันตรายที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิและความชื้นอาจลดลงได้โดยการเลือกส่วนประกอบอย่างระมัดระวัง การห่อหุ้ม การจัดการความร้อน และการควบคุมความชื้น เป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ผลิตที่จะต้องจัดลำดับความสำคัญของการประเมินความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้น เพื่อส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่ตอบสนองความคาดหวังของภาคอุตสาหกรรมและผู้บริโภคในท้ายที่สุด เนื่องจากเทคโนโลยียังคงก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง และจำเป็นต้องมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อถือได้มากขึ้นเรื่อยๆ

Lisun Instruments Limited ถูกค้นพบโดย LISUN GROUP ใน 2003 LISUN ระบบคุณภาพได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO9001:2015 อย่างเคร่งครัด ในฐานะสมาชิก CIE LISUN ผลิตภัณฑ์ได้รับการออกแบบตาม CIE, IEC และมาตรฐานสากลหรือระดับชาติอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดผ่านใบรับรอง CE และรับรองความถูกต้องโดยห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สาม

ผลิตภัณฑ์หลักของเราคือ โกนิโอโฟโตมิเตอร์, การบูรณาการ Sphere, สเปกโตรเรดิโอมิเตอร์, เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระชาก, ปืนจำลอง ESD, รับ EMI, อุปกรณ์ทดสอบ EMC, เครื่องทดสอบความปลอดภัยทางไฟฟ้า, หอการค้าสิ่งแวดล้อม, หอการค้าอุณหภูมิ, ห้องสภาพภูมิอากาศ, ห้องเก็บความร้อน, การทดสอบสเปรย์เกลือ, ห้องทดสอบฝุ่น, ทดสอบการกันน้ำ, การทดสอบ RoHS (EDXRF), การทดสอบลวดเรืองแสง และ  เข็มทดสอบเปลวไฟ.

โปรดติดต่อเราหากคุณต้องการความช่วยเหลือใด ๆ
เทคโนโลยี Dep: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
ฝ่ายขาย: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tags:GDJS-015B