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环境湿度对产品的影响

发布日期:2012-04-06 08:51:37

湿度对产品的主要影响有:

(1)物理性能的变化

    潮湿环境可以引起材料的机械性能和化学性能的变化,如体积膨胀、机械强度降低等。由于吸潮,使密封产品的密封性降低或遭破坏、产品表面涂敷层剥落、产品标记模糊不等。

 (2)电性能变化

    由于凝露和吸附作用,使绝缘材料的表面绝缘电阻下降。另外,由于水分的吸收和扩散(渗透)作用,使绝缘材料的体积电阻下降,损耗角增大,从而产生漏电流。对于整机设备,将会导致灵敏度降低、频率漂移等。

 (3)腐蚀作用

    湿热试验一般不能作为腐蚀试验。湿热的腐蚀作用是由于空气中含有少量的酸、碱性杂质,或由于产品表面附着如焊渣、汗渍等污染物质而引起间接的化学和电化学腐蚀作用。为了防止由于样品表面污染而引起间接腐蚀作用,试验前,可以对试验样品进行清洁处理。

    对于不同的金属材料、金属和非金属材料之间,即使在没有污染物质存在的条件下,只要有适宜的湿度条件或有凝露,由于化学或电化学作用的结果,也会引起不同程度的腐蚀。

    高温高湿条件作用试验样品上,可以构成水气吸附、吸收和扩散等作用。许多材料在吸湿后膨胀、性能变坏、引起物质强度降低及其他主要机械性能的下降,吸附了水气的绝缘材料不但会引起电性能下降,在一定条件下还会引发各种不同的失效,是影响电子产品最主要的失效环境。

    湿度对产品的影响:腐蚀、离子迁移、扩散、水解、爆裂、霉菌等

湿度引起塑封半导体器件腐蚀的失效:

    在硅片上集成有大量电子元件的集成电路芯片及其元件通过导线连接起来构成电路。由于铝和铝合金价格便宜,加工工艺简单,因此通常被使用为集成电路的金属线。从进行集成电路塑封工序开始,水气便会通过环氧树脂渗入引起铝金属导线产生腐蚀进而产生开路现象,成为品质工程最为头痛的问题。人们虽然通过各种改善包括采用不同环氧树脂材料、改进塑封技术和提高非活性塑封膜为提高产品质量进行了各种努力,但是随着日新月异的半导体电子器件小型化发展,塑封铝金属导线腐蚀问题至今仍然是电子行业非常重要的技术课题。

    铝线中产生腐蚀过程:

 ① 水气渗透入塑封壳内→湿气渗透到树脂和导线间隙之中
 ② 水气渗透到晶片表面引起铝化学反应

    加速铝腐蚀的一些因素铝金属导线腐蚀反应随着是否施加偏压而变化):

    ①树脂材料与晶片框架接口之间连接不够好(由于各种材料之间存在膨胀率的差异)。
    ②封装时,封装材料掺有杂质或者杂质离子的污染(由于杂质离子的出现)。
    ③非活性塑封膜中所使用的高浓度磷。
    ④非活性塑封膜中存在的缺陷。