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電子產品的工作環境及其對產品的影響

作者： salmon范(fan) 編輯：瑞凱儀器來源： bibil.cn 發布日(ri)期： 2020.10.08

  電子產(chan)品所處(chu)的(de)環境雖然復雜多樣，但按其對產(chan)品的(de)影響劃(hua)分，歸(gui)納起(qi)來不(bu)外乎(hu)三個方面(mian)，即氣(qi)候因素、機械因素、電磁干擾(也稱噪聲(sheng)干擾)。

(一(yi))氣候(hou)因(yin)素

    氣候因素除溫度、濕度、氣壓等主要因素外，還包含鹽(yan)霧、灰(hui)塵、霉菌、日光照射等。
    1、溫(wen)(wen)(wen)度：隨(sui)著電(dian)(dian)子(zi)技術的(de)迅(xun)速發展，電(dian)(dian)子(zi)設備內元(yuan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)小型(xing)(xing)化(hua)(hua)、微型(xing)(xing)化(hua)(hua)和集成(cheng)技術的(de)應(ying)用(yong)，使(shi)得電(dian)(dian)子(zi)產品的(de)組裝密度不(bu)斷提高(gao)，單位面(mian)積產生的(de)熱量迅(xun)速增加。為(wei)保證機(ji)器(qi)(qi)在給定條件(jian)下可靠運行(xing)，進行(xing)有效的(de)熱設計(ji)，控(kong)制元(yuan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)環境(jing)溫(wen)(wen)(wen)度就顯(xian)得非常(chang)(chang)必要。另外，機(ji)器(qi)(qi)在運輸(shu)中(尤其(qi)長(chang)距離(li)海運、陸(lu)運)，會(hui)(hui)受到高(gao)溫(wen)(wen)(wen)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)、高(gao)低(di)溫(wen)(wen)(wen)循(xun)環變(bian)化(hua)(hua)的(de)影響，溫(wen)(wen)(wen)度的(de)變(bian)化(hua)(hua)會(hui)(hui)引起機(ji)器(qi)(qi)內部(bu)元(yuan)器(qi)(qi)件(jian)和零件(jian)的(de)參數變(bian)化(hua)(hua)，直(zhi)接影響機(ji)器(qi)(qi)正常(chang)(chang)工(gong)作，甚至損害機(ji)器(qi)(qi)，而(er)高(gao)低(di)溫(wen)(wen)(wen)循(xun)環比僅高(gao)溫(wen)(wen)(wen)或(huo)低(di)溫(wen)(wen)(wen)的(de)影響大(da)的(de)多，對電(dian)(dian)子(zi)產品的(de)危害更大(da)。
    2、濕(shi)度(du)(du)：大(da)氣(qi)中含(han)有水(shui)蒸氣(qi)的(de)微粒，含(han)水(shui)多少常(chang)(chang)用對濕(shi)度(du)(du)和(he)(he)(he)相(xiang)對濕(shi)度(du)(du)兩種方式表(biao)示。濕(shi)度(du)(du)指(zhi)在一定(ding)溫度(du)(du)下(xia)，單位體積(1dm^3)空(kong)氣(qi)中的(de)含(han)水(shui)量(liang)，單位是(shi)(shi)(shi)g/dm^3。空(kong)氣(qi)中的(de)水(shui)汽能(neng)凝聚成(cheng)霧或小水(shui)滴時(shi)的(de)狀態(tai)成(cheng)為飽和(he)(he)(he)狀態(tai)。隨溫度(du)(du)不(bu)同，單位體積空(kong)氣(qi)中飽和(he)(he)(he)含(han)水(shui)量(liang)是(shi)(shi)(shi)不(bu)同，隨溫度(du)(du)增加(jia)而增加(jia)，降低(di)而降低(di)，事實上這也是(shi)(shi)(shi)春(chun)、夏季節露(lu)水(shui)形成(cheng)的(de)原因。相(xiang)對濕(shi)度(du)(du)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)在一定(ding)溫度(du)(du)下(xia)空(kong)氣(qi)中實際(ji)含(han)水(shui)量(liang)與飽和(he)(he)(he)值之(zhi)比，常(chang)(chang)用百分率標識。一般，常(chang)(chang)溫(15-35℃)下(xia)正常(chang)(chang)的(de)相(xiang)對濕(shi)度(du)(du)為50%~80%。小于(yu)40%時(shi)，認為空(kong)氣(qi)是(shi)(shi)(shi)干(gan)燥的(de)；大(da)于(yu)80%時(shi)，認為空(kong)氣(qi)是(shi)(shi)(shi)潮濕(shi)的(de)。當濕(shi)度(du)(du)高(gao)于(yu)90%時(shi)，濕(shi)度(du)(du)增加(jia)1%對電(dian)子產(chan)品的(de)影(ying)(ying)響要比溫度(du)(du)增高(gao)1-2℃的(de)影(ying)(ying)響大(da)。高(gao)濕(shi)持續時(shi)間越長，產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)(ying)響越大(da)。潮濕(shi)會引(yin)起金(jin)屬腐(fu)蝕(shi)，降低(di)介(jie)質材料的(de)絕緣(yuan)性能(neng)，嚴重時(shi)產(chan)品會失效或損(sun)壞。特別是(shi)(shi)(shi)當濕(shi)熱在一定(ding)范圍內交替變(bian)化是(shi)(shi)(shi)，會加(jia)速材料的(de)吸潮和(he)(he)(he)腐(fu)蝕(shi)，造成(cheng)嚴重后果(guo)。
    3、氣(qi)壓(ya)：在(zai)地(di)球的(de)大氣(qi)中(zhong)，氣(qi)壓(ya)隨海拔的(de)增高而減小，空氣(qi)密度(du)降低，依靠(kao)空氣(qi)對(dui)流(liu)的(de)散熱(re)條件變(bian)差，從而使設備的(de)溫(wen)升提(ti)高。據測試，在(zai)5000m高度(du)以下，每升高100m，設備溫(wen)升將提(ti)高0.4%-0.5%。另(ling)外，隨著高度(du)增加(jia)，氣(qi)壓(ya)降低，用空氣(qi)做介質的(de)帶電(dian)(dian)體之間(jian)的(de)抗(kang)電(dian)(dian)強度(du)下降。實驗表(biao)面，在(zai)5000m以下，每升高100m擊(ji)穿(chuan)電(dian)(dian)壓(ya)降低1%。低氣(qi)壓(ya)對(dui)電(dian)(dian)子產品的(de)影響表(biao)現為：容易(yi)擊(ji)穿(chuan)；飛弧、電(dian)(dian)暈(yun)現象增多；滅弧困難，燃弧時(shi)間(jian)延長(chang)，影響電(dian)(dian)接點(dian)壽(shou)命。
    4、鹽霧：海水中含有(you)(you)鹽分，鹽霧是(shi)由于海水中的(de)(de)浪花涌動時(shi)噴(pen)散(san)而形成的(de)(de)，顆粒直徑在1-5微(wei)米。鹽霧對(dui)設備(bei)的(de)(de)主要影響(xiang)是(shi)對(dui)金屬材料和(he)金屬鍍層的(de)(de)腐蝕，其(qi)對(dui)某些絕緣材料也有(you)(you)影響(xiang)，使材料的(de)(de)表面電阻(zu)和(he)抗電強度降低。
    5、霉菌(jun)(jun)和灰塵：在溫(wen)度、濕度適宜的(de)環境中霉菌(jun)(jun)很容(rong)易繁殖，會(hui)(hui)吸附水分并(bing)分泌有(you)害物(wu)質，引起腐蝕的(de)加強、有(you)機(ji)(ji)物(wu)的(de)損壞、性能的(de)改變，同(tong)時阻(zu)塞(sai)活(huo)動(dong)部分；灰塵進(jin)入(ru)機(ji)(ji)器后，會(hui)(hui)引起活(huo)動(dong)部分加速(su)磨損(如機(ji)(ji)芯)并(bing)影響電性能。
    6、日(ri)光照射：太陽光除(chu)可(ke)見光外(wai)(wai)，紅外(wai)(wai)線(xian)占(zhan)50%，紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)占(zhan)6%。紅外(wai)(wai)線(xian)和紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)如直接(jie)照射到機(ji)器(qi)上，將產生光化學反應使有機(ji)物老化分解，油漆(qi)退色剝落，同(tong)時會引起溫升問題。

(二(er))機械因素

電子產品在使(shi)用(yong)和(he)運(yun)輸過程中，會(hui)受到各種類(lei)型的機(ji)(ji)(ji)械(xie)作用(yong)。這些機(ji)(ji)(ji)械(xie)作用(yong)分為2類(lei)：一(yi) 類(lei)是(shi)正常的機(ji)(ji)(ji)械(xie)磨損(sun)，它是(shi)設備工(gong)作時所固(gu)有的，將(jiang)使(shi)設備壽命(ming)縮短(duan)；另一(yi)類(lei)是(shi)在使(shi)用(yong)和(he)運(yun)輸工(gong)具中所承受的外部(bu)機(ji)(ji)(ji)械(xie)力作用(yong)，這個作用(yong)是(shi)隨(sui)機(ji)(ji)(ji)的，主要有振動、碰撞、沖擊、離心(xin)加速度等(deng)，會(hui)對機(ji)(ji)(ji)器產生(sheng)不可(ke)逆(ni)的損(sun)害。

(三)電(dian)磁(ci)干擾

在(zai)電(dian)(dian)子(zi)產品(pin)的(de)內部(bu)和外(wai)部(bu)存在(zai)著各種(zhong)原因產生的(de)電(dian)(dian)磁(ci)波，除設(she)備(bei)所欲接收的(de)信號(hao)外(wai)，其余電(dian)(dian)磁(ci)波均屬干(gan)(gan)擾。電(dian)(dian)磁(ci)干(gan)(gan)擾可分為外(wai)部(bu)干(gan)(gan)擾和內部(bu)干(gan)(gan)擾，其存在(zai)將使機器(qi)的(de)性能參數發生變化，如工作失穩，噪聲增大，嚴(yan)重時會造(zao)成機器(qi)無法正常工作。需(xu)設(she)法避免此(ci)問題發生，即EMC問題的(de)處理。
總結：好的結構工程師在設計電(dian)子產(chan)品時應以(yi)使用為本，要深入了解其(qi)工作環(huan)境對機(ji)器的影響并進行有效的預防，知其(qi)然也(ye)要知其(qi)所以(yi)然，如此才能(neng)提(ti)高(gao)產(chan)品的可靠性(xing)及健壯性(xing)，贏得(de)消費(fei)者信(xin)賴，提(ti)升品牌價值。同(tong)時實現(xian)個人的自我(wo)價值。

參考(kao)標準

    GB/T 4796-2001電工電子產(chan)品(pin)環境(jing)參數(shu)分(fen)類及其嚴酷(ku)程度分(fen)級(ji)(IEC60721-1：1990)
    GB/T 4797.1-2005電工電子(zi)產品自(zi)然環境(jing)條件(jian)溫(wen)度和濕度(IEC60721-2-1：2002， MOD )
    GB/T 4798.3-2007電工(gong)電子產品(pin)環境條件要求(qiu)標準
    GB/T 4798.10-2006電工電子產品應用環境條件
    GB/T 11804-2005電(dian)工電(dian)子產(chan)品(pin)環境條件術語
    IEC 60721-2-8： 1994 環境條(tiao)件(jian)分類