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大氣環(huán)境中含有溫度、濕度、氧氣和氣體污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。在一定條件下，這些氣體會(huì)與金屬表面附著的水分子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生化合物，對電子產(chǎn)品元器件、整機(jī)或材料，特別是接觸件和連接件，具有明顯的腐蝕作用，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的電性能和使用可靠性。

 

氣體腐蝕試驗(yàn)是環(huán)境氣候可靠性試驗(yàn)中的一種，用于確定產(chǎn)品在大氣環(huán)境下工作、儲(chǔ)存的適應(yīng)性，特別是接觸件與連接件。氣體腐蝕試驗(yàn)可以模擬大氣中存在的二氧化氮、二氧化硫、硫化氫、氯氣等各種腐蝕性氣體，可進(jìn)行單一或多種混合氣體腐蝕實(shí)驗(yàn)，用于確定電工電子產(chǎn)品元件、設(shè)備與材料等抗腐蝕能力。

 

AEC-Q102

 

1.腐蝕氣體的來源

 

所有氣體都有其自然界的來源，但在不同工作環(huán)境中占主導(dǎo)地位的氣體污染物不同。

 

 

2.腐蝕氣體的腐蝕機(jī)理

 

1、二氧化硫的腐蝕機(jī)理：

 

1）SO2是一種比較強(qiáng)的還原劑，對一般的非金屬表面涂覆層與非金屬材料都有很強(qiáng)的腐蝕能力。

 

2）SO2易溶于水，具有水溶性和吸附性，易生成亞硫酸，經(jīng)空氣氧化可以生成硫酸，對金屬涂覆層同樣有很強(qiáng)的化學(xué)腐蝕作用。

 

SO2 ＋ H2O → H2SO3

 

H2SO3 → H+ ＋ HSO3-

 

HSO3- + 【O】 → HSO4-

 

2、二氧化氮的腐蝕機(jī)理：

 

1）NO2有較強(qiáng)的氧化性，對一般的橡膠腐蝕性很大，尤其是二烯類橡膠如天然膠、順丁膠、丁苯膠等。

 

2）NO2易溶于水，生成硝酸，有較強(qiáng)的腐蝕性。

 

3NO2 + H2O =  2HNO3 + NO

 

4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3

 

3、硫化氫的腐蝕機(jī)理：

 

1）H2S對許多金屬材料都有強(qiáng)烈的腐蝕作用，尤其是銀和銅。

 

2）H2S易溶于水，水溶液具有弱酸性。

 

H2S  ? H+ + HS-

 

HS-  ? H+ + S2-

 

4、氯氣的腐蝕機(jī)理：

 

1）Cl2一部分用作氧化劑，另一部分作為氯化物，氯氣被還原而形成的氯化物能穿透金屬表面的氧化物保護(hù)層。

 

2）由于具有雙重作用，當(dāng)氯氣與硫化氫混合時(shí)，氯具有很強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，加速腐蝕。

 

3）Cl2與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸。

 

Cl2 + H2O = HCl + HClO

 

H2S + Cl2 = 2HCl + S

 

3.氣體腐蝕的常用標(biāo)準(zhǔn)

 

在1990年早期，專業(yè)組織如EIA、IEC、ISO開始對氣體腐蝕試驗(yàn)制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

 

目前常用的氣體腐蝕測試標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)產(chǎn)品類別來進(jìn)行劃分。

 

 

4.氣體腐蝕的主要參數(shù)

 

所有氣體都有其自然界的來源，但在不同工作環(huán)境中占主導(dǎo)地位的氣體污染物不同。

 

 

5.AEC-Q102中的氣體腐蝕

 

目前LED在通用照明、顯示背光、醫(yī)療照明及車用照明等不同領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，這些領(lǐng)域?qū)Ω哔|(zhì)量LED的需求越來越多。然而LED也經(jīng)常出現(xiàn)失效現(xiàn)象，變色是LED光源最為常見的失效模式之一。

 

LED在使用環(huán)境中受到溫度、濕度、氣體污染物等外界環(huán)境的影響，金屬部件會(huì)產(chǎn)生腐蝕變色現(xiàn)象，造成性能下降和劣化，劣化程度和速率與外界因素和LED自身的防腐性能息息相關(guān)。

 

AEC-Q102車用光電半導(dǎo)體認(rèn)證規(guī)范中對車用光電半導(dǎo)體就有氣體腐蝕的試驗(yàn)要求。

 

序號	試驗(yàn)項(xiàng)目	縮寫	檢測方法	樣本數(shù)量/批	批次數(shù)	驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
C12	硫化氫	H2S	IEC 60068-2-43	26	3	0失效
C13	流動(dòng)混合 氣體腐蝕	MFG	IEC 60068-2-60 Test method 4	26	3	0失效

 

6.AEC-Q102  H2S氣體腐蝕

 

由于銀具極好的反射性以及成熟可靠的電鍍工藝，大多數(shù)光源均采用了金屬基材電鍍銀作為支架，以及銀漿粘接工藝。然而，銀是一種極活潑的金屬，當(dāng)其與含硫氣體或酸性的氯、溴氣體接觸后，會(huì)生成黑色的硫化銀或?qū)饷舾械柠u化銀，這些都會(huì)導(dǎo)致光源變色失效。

 

AEC-Q102車用光電半導(dǎo)體認(rèn)證規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中H2S氣體腐蝕試驗(yàn)，參考IEC 60068-2-43標(biāo)準(zhǔn)，針對銀和銀合金變色提供了加速試驗(yàn)方法。如下A、B兩個(gè)腐蝕條件可選擇。

 

試驗(yàn)參數(shù)	腐蝕等級A（首選）	腐蝕等級B
溫度	40℃	25℃
濕度	90%RH	75%RH
H2S氣體濃度	15ppm	10ppm
測試時(shí)間	336h	500h

 

7.AEC-Q102  流動(dòng)混合氣體腐蝕

 

AEC-Q102車用光電半導(dǎo)體認(rèn)證規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)，參考IEC 60068-2-60標(biāo)準(zhǔn)，選用方法4，確定產(chǎn)品在大氣環(huán)境下工作、儲(chǔ)存的適應(yīng)性、抗腐蝕能力。

 

試驗(yàn)參數(shù)	方法1	方法2	方法3	方法4
H2S（ppb）	100±20	10±5	100±20	10±5
NO2（ppb）	/	200±50	200±50	200±20
Cl2（ppb）	/	10±5	20±5	10±5
SO2（ppb）	500±100	/	/	200±20
溫度（℃）	25±1	30±1	30±1	25±1
相對濕度（%RH）	75±3	70±3	75±3	75±3
試驗(yàn)氣體每小時(shí)體積更換數(shù)	3~10	3~10	3~10	3~10
銅片試樣的增重 mg/（dm2*d）	1.0~2.0	0.3~1.3	1.2~2.2	1.2~2.4

 

8.AEC-Q102  流動(dòng)混合氣體腐蝕方法的選擇

 

所有氣體都有其自然界的來源，但在不同工作環(huán)境中占主導(dǎo)地位的氣體污染物不同。