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高低温试验对电子元器件的性能影响分析

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: www.riukai.com 发布日期: 2020.03.23

    1、简述高低温试验

    目前,我国有不少的产品的零部件和材料当中都具有电子元器件,这些产品所牵扯到的行业也较多,例如:电子电工、汽车摩托、航天航空、橡胶、金属、船舶兵器、科研单位等,这些单位所生产的相关电子产品的零部件和材料都需要在不同温度的情况下来检验其零部件和材料的性能是否达标,通常我们将这一行为称之为高低温试验。
    在高低温试验的过程当中,其需要通过三项高低温试验,这三项高低温试验分别为:低温高低温试验、高温高低温试验以及交变湿热试验。三项试验分别有其相关的符合标准,其标准主要为:GB2423.1-89 《电工电子产品基本环境试验规程》试验A:低温试验方法、GB2423.2-89 《电工电子产品基本环境试验规程》试验B:高温试验方法和GB2423.4-93《电工电子产 品基本环境试验规程》试验Db:交变湿热试验方法外一般情况下对电子产品的零部件及材料进行高低温试验都是通过高低温试验箱来进行试验的。高低温试验箱是一种操作较为简单、智能的高低温试验机器,能够准确地检测出电子产品的零部件或者是材料是否达标。但是在对电子产品的零部件和材料进行高低温试验时,电子产品的电子元器件需要经过温度变化的影响,很有可能导致电子元器件原本的性能受到很大的损害。

    2、温度对电子元器件的损害

    对于电子产品来说,温度是影响其内部元器件性能的最为重要的因数。电子产品有分为:民用消费类、工业类和军品类。三种不同类型的电器所需要的工作温度都是不同的,而工作温度又分之为环境温度和元器件温度,随着产品等级的升高其对产品的温度要求也是不同的。例如:民用消费类的电子产品所能接受的环境温度为0℃至40℃,元器件所能接受的温度在0℃至55℃;工业类别的电子产品所能接受的环境温度区间为零下25℃至55℃,元器件所能接受的温度一般在零 下25℃至85℃;军温级别的电子产品所能接受的环境温度为零下40℃至55℃,元器件所能接受的温度为零下40℃至85℃:普军级别的电子产品所能接受的环境温度为零下40℃至70℃,元器件所能接受的温度为零下40℃至95℃:企军标级别的电子产品所能接受的环境温度为零下40℃至85℃,元器件所能接受的温度为零下40℃至105℃;企军标加严级别的电子产品所能接受的环境温度为零下55℃至85℃,元器件所能接受的温度为零下55℃至105℃:航天级别的电子产品所能接受的环境温度为零下55℃至100℃,元器件所能接受的温度为零下55℃至125℃。

    温度主要是通过对电子产品电源当中的电容和半导体元器件进行影响,由此来影响电子产品的性能。在高低温试验当中,由于电子元器件受到温度的变化,导致电子产品输出电压也随之变化。那么为什么温度会对电子器件产生这么大的影响呢?这与电子元器件的制成材料是脱不了关系的。目前大部分的电子元器件所使用的都是铝电解电容,因为这类电容的容量大,且耐高压,但是这类材质所受到温度的影响是非常大的小由此我们可以知道,当我们将电子产品进行高低温试验时,高低温试验将会给电子产品当中的电子元器件的性能带来多大的影响。

温度等级

    3、相关措施

    3.1辐射换热
    辐射换热主要针对的是当电子元器件处在一个空气较为稀薄、环境温度较高或者是较低的一个情况下时,该环境内辐射换热在其中所占的比重加大,而辐射换热的换热量主要是与换热体之间的温度水平以及温度差、换热体之间的相对关系等等。我们以航空级别电子产品的电子元器件的温度控制为例,当电子元器件处在一个空气较为稀薄、环境温度较高或者是较低的地方时,辐射换热这一技术能够最大程度地减少温度对电子元器件的性能所带来的损害。
    3.2相变蓄热的应用
    相变蓄热的应用这一温度控制技术的原理主要为:当物质发生相变时,通常在相变的过程当中会有大量的相变潜热一起随之出现,那么我们就可以利用这一特性,利用相变材料潜热吸收一定时段内的电子元器件产生的热量,由此来保护电子产品当中电子元器件的性能。
    3.3对电子元器件进行自然散热或者是冷却
    自然散热或冷却方法是指不使用任何外部辅助能量的情况下,实现局部发热器件向周围环境散热达到温度控制的目的,这其中通常都包含了导热、对流和辐射三种主要传热方式,其中对流以自然对流方式为主,自然散热或冷却往往适用对温度控制要求不高、器件发热的热流密度不大的低功耗器件和部件,以及密封或密集组装的器件不宜(或不需要)采用其它冷却技术的情况下。有时,也因地制宜利用被控部件自身特点增强与邻近热沉的导热或辐射、通过结构设计强化自然对流,在一定程度上提高系统向环境散热能力。
    3.4使用热隔离
    可能不少人会认为热隔离就是对电子元器件进行绝热,但是事实上并不是如此,热隔离主要所指的就是对电子产品的关键部分来满足其对温度控制的需要,以此来减轻温度对电子产品核心部件的影响,避免电子产品的性能被高低温试验所影响。而这类的方法主要是对电子产品的部分器件进行温度控制,这类的做法能够有效地保证特殊受元件的可靠、正常工作,也能够延长电子产品的工作寿命。

    4、结语

    综上所述,电子产品在进行高低温试验时,由于电子产品部分材料为铝电解电容,导致其在高低温试验的过程中受到温度的影响比较大,导致电子元器件的性能受到很大的影响。因此,我们需要相关的解决措施来解决这一问题,避免电子元器件的性能为此下降。而相关的电子器件温度控制技术则能够很好地解决这一问题。
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