大气环境涵盖了温度、湿度、氧气、气体污染物以及其他腐蚀因素和成分。这些气体在特定条件下会与金属表面吸附的水分子发生反应,形成化合物。对于电子产品的元器件、整机或材料,尤其是接触件和连接件等部分,这种腐蚀作用显著,严重影响产品的电性能和使用可靠性。
气体腐蚀试验是环境气候可靠性试验中的一种方法,用于确定产品在大气环境下的工作和储存适应性,特别是接触件和连接件的适应性。气体腐蚀试验可以模拟大气中存在的二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氯气等各种腐蚀性气体,可以进行单一或多种混合气体的腐蚀实验,以评估电工电子产品元件、设备和材料等的抗腐蚀能力。
AEC-Q102
腐蚀气体的来源
所有气体都有其自然界的来源,但在不同工作环境中占主导地位的气体污染物不同。
腐蚀气体的腐蚀机理
1、二氧化硫的腐蚀机理:
1)二氧化硫(SO2)是一种强还原剂,对一般非金属表面涂覆层和非金属材料具有很强的腐蚀能力。
2)SO2易溶于水,它水溶性好、吸附性强、易产生亚硫酸、空气氧化后可产生硫酸等特点,对于金属涂覆层也同样产生强烈的化学腐蚀。
SO2 + H2O → H2SO3
H2SO3 → H+ + HSO3-
HSO3- + 【O】 → HSO4-
2、二氧化氮的腐蚀机理:
1)NO2氧化性强,对普通橡胶腐蚀性大,特别适用于天然胶,顺丁胶,丁苯胶和二烯类橡胶。
2)NO2易溶于水,生成硝酸,有较强的腐蚀性。
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
3、硫化氢的腐蚀机理:
1)H2S对许多金属材料都有强烈的腐蚀作用,尤其是银和铜。
2)H2S易溶于水,水溶液具有弱酸性。
H2S ? H+ + HS-
HS- ? H+ + S2-
4、氯气的腐蚀机理:
1)Cl2部分起氧化剂作用,部分起氯化物作用,由氯气还原产生的氯化物可渗透金属表面氧化物保护层。
2)由于双重作用,氯气与硫化氢混合时,氯有很强的协同作用,加速腐蚀。
3)Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸。
Cl2 + H2O = HCl + HClO
H2S + Cl2 = 2HCl + S
气体腐蚀的常用标准
1990年初,EIA、IEC、ISO等专业组织开始制定气体腐蚀试验的相关标准和规范。当前日常采用的气体腐蚀测试标准多按产品类别分类。
气体腐蚀的主要参数
一切气体均具有自然界的起源,只是不同工作环境下占优势的气体污染物有所不同而已。
AEC-Q102中的气体腐蚀
目前,LED广泛应用于通用照明、显示背光、医疗照明和汽车照明等各种领域,这些领域对高品质LED的要求更高。然而,LED也常出现失效现象,其中变色是LED光源最常见的失效模式之一。
LED的使用环境受到温度、湿度和气体污染物等外部环境因素的影响。金属部件的腐蚀变色会导致性能下降、质量变差,而这种变化程度和速率与外部因素以及LED本身的防腐性能密切相关。
AEC-Q102是车用光电半导体认证规范,其中包含对车用光电半导体进行气体腐蚀试验的要求。
AEC-Q102 H2S气体腐蚀
由于银具有优良的反射性和成熟可靠的电镀工艺,目前许多光源都使用电镀银作为金属基材的支架,并采用银浆粘接工艺。然而,银是一种极活泼的金属。当银与含硫气体、酸性氯或溴气体接触时,可能会生成黑色硫化银或对光线敏感的卤化银,导致光源变色并失效。
AEC-Q102车用光电半导体认证规范中的H2S气体腐蚀试验参考了IEC 60068-2-43标准,针对银和银合金的变色提供了加速试验方法。下面是可选择的两种腐蚀条件:
AEC-Q102 流动混合气体腐蚀
AEC-Q102车用光电半导体认证规范标准中流动混合气体腐蚀试验,参考IEC 60068-2-60标准,选用方法4,确定产品在大气环境下工作、储存的适应性、抗腐蚀能力。
AEC-Q102 流动混合气体腐蚀方法的选择
所有气体都有其自然界的来源,但在不同工作环境中占主导地位的气体污染物不同。
金鉴实验室提供多系列认证与检测服务,包括AECQ-100、AECQ-101、AECQ-102、AECQ-103、AECQ-104、AECQ-200等。
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