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環(huán)境濕度對產(chǎn)品有哪些影響
空氣中含有一定量的水蒸氣,來自江河湖海和土壤水分的不斷蒸發(fā)。空氣中的水蒸氣含量越多,就越潮濕,反之就越干燥。空氣中的干燥和潮濕程度,就叫空氣的濕度。濕度對產(chǎn)品的影響:腐蝕、離子遷移、擴散、水解、爆裂、霉菌等,
濕度對產(chǎn)品的主要影響有:
(1)物理性能的變化
潮濕環(huán)境可以引起材料的機械性能和化學(xué)性能的變化,如體積膨脹、機械強度降低等。由于吸潮,使密封產(chǎn)品的密封性降低或遭破壞、產(chǎn)品表面涂敷層剝落、產(chǎn)品標(biāo)記模糊不等。
(2)電性能變化
由于凝露和吸附作用,使絕緣材料的表面絕緣電阻下降。另外,由于水分的吸收和擴散(滲透)作用,使絕緣材料的體積電阻下降,損耗角增大,從而產(chǎn)生漏電流。對于整機設(shè)備,將會導(dǎo)致靈敏度降低、頻率漂移等。
(3)腐蝕作用
濕熱試驗一般不能作為腐蝕試驗。濕熱的腐蝕作用是由于空氣中含有少量的酸、堿性雜質(zhì),或由于產(chǎn)品表面附著如焊渣、汗?jié)n等污染物質(zhì)而引起間接的化學(xué)和電化學(xué)腐蝕作用。為了防止由于樣品表面污染而引起間接腐蝕作用,試驗前,可以對試驗樣品進行清潔處理。
對于不同的金屬材料、金屬和非金屬材料之間,即使在沒有污染物質(zhì)存在的條件下,只要有適宜的濕度條件或有凝露,由于化學(xué)或電化學(xué)作用的結(jié)果,也會引起不同程度的腐蝕。
高溫高濕條件作用試驗樣品上,可以構(gòu)成水氣吸附、吸收和擴散等作用。許多材料在吸濕后膨脹、性能變壞、引起物質(zhì)強度降低及其他主要機械性能的下降,吸附了水氣的絕緣材料不但會引起電性能下降,在一定條件下還會引發(fā)各種不同的失效,是影響電子產(chǎn)品最主要的失效環(huán)境。
濕度引起塑封半導(dǎo)體器件腐蝕的失效:
在硅片上集成有大量電子元件的集成電路芯片及其元件通過導(dǎo)線連接起來構(gòu)成電路。由于鋁和鋁合金價格便宜,加工工藝簡單,因此通常被使用為集成電路的金屬線。從進行集成電路塑封工序開始,水氣便會通過環(huán)氧樹脂滲入引起鋁金屬導(dǎo)線產(chǎn)生腐蝕進而產(chǎn)生開路現(xiàn)象,成為品質(zhì)工程最為頭痛的問題。人們雖然通過各種改善包括采用不同環(huán)氧樹脂材料、改進塑封技術(shù)和提高非活性塑封膜為提高產(chǎn)品質(zhì)量進行了各種努力,但是隨著日新月異的半導(dǎo)體電子器件小型化發(fā)展,塑封鋁金屬導(dǎo)線腐蝕問題至今仍然是電子行業(yè)非常重要的技術(shù)課題。
鋁線中產(chǎn)生腐蝕過程:
① 水氣滲透入塑封殼內(nèi)→濕氣滲透到樹脂和導(dǎo)線間隙之中
② 水氣滲透到晶片表面引起鋁化學(xué)反應(yīng)
加速鋁腐蝕的一些因素(鋁金屬導(dǎo)線腐蝕反應(yīng)隨著是否施加偏壓而變化):
①樹脂材料與晶片框架接口之間連接不夠好(由于各種材料之間存在膨脹率的差異)。
②封裝時,封裝材料摻有雜質(zhì)或者雜質(zhì)離子的污染(由于雜質(zhì)離子的出現(xiàn))。
③非活性塑封膜中所使用的高濃度磷。
④非活性塑封膜中存在的缺陷。