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气体腐蚀试验之 AEC-Q102

kaikai 2024-4-11 09:50:14
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 → H2SO3H2SO3 → 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。
此外,金鉴实验室还提供集成电路、PCB/PCBA、电子辅料等的全面性能检测、可靠性验证和失效分析等服务。
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