大气环境对材料的影响是多方面的,包括温度、湿度、氧气以及各种气体污染物。这些因素可以与金属表面的水分子反应,形成化合物,对电子产品的元器件、整机或材料造成腐蚀,尤其是接触件和连接件等关键部分。这种腐蚀会严重影响产品的电性能和可靠性。为了评估产品在大气环境下的性能,气体腐蚀试验成为了环境气候可靠性试验的重要组成部分。
腐蚀气体的来源与机理
腐蚀气体,如二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、硫化氢(H2S)和氯气(Cl2),在自然界中都有其来源,但在特定工作环境中,某些气体可能更为显著。检测请联系18148990106。
1、二氧化硫的腐蚀机理:
1)二氧化硫(SO2)是一种强还原剂,对一般非金属表面涂覆层和非金属材料具有很强的腐蚀能力。
2)SO2易溶于水,它水溶性好、吸附性强、易产生亚硫酸、空气氧化后可产生硫酸等特点,对于金属涂覆层也同样产生强烈的化学腐蚀。
SO2 + H2O → H2SO3
H2SO3 → H+ + HSO3-
HSO3- + 【O】 → HSO4-
2、二氧化氮的腐蚀机理:
1)NO2氧化性强,对普通橡胶腐蚀性大,特别适用于天然胶,顺丁胶,丁苯胶和二烯类橡胶。
2)NO2易溶于水,生成硝酸,有较强的腐蚀性。
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
3、硫化氢的腐蚀机理:
1)H2S对许多金属材料都有强烈的腐蚀作用,尤其是银和铜。
2)H2S易溶于水,水溶液具有弱酸性。
H2S ? H+ + HS-
HS- ? H+ + S2-
4、氯气的腐蚀机理:
1)Cl2部分起氧化剂作用,部分起氯化物作用,由氯气还原产生的氯化物可渗透金属表面氧化物保护层。
2)由于双重作用,氯气与硫化氢混合时,氯有很强的协同作用,加速腐蚀。
3)Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸。
Cl2 + H2O = HCl + HClO
H2S + Cl2 = 2HCl + S
气体腐蚀的常用标准
自1990年代初,EIA、IEC、ISO等组织开始制定气体腐蚀试验的标准和规范。这些标准通常按产品类别分类,以确保产品在特定环境下的适应性和抗腐蚀能力。
气体腐蚀的主要参数
AEC-Q102中的气体腐蚀
AEC-Q102是车用光电半导体的认证规范,特别关注LED等光电产品在各种环境下的性能和可靠性。LED产品在通用照明、显示背光、医疗照明和汽车照明等领域的应用日益广泛,对高品质LED的需求也随之增加。
然而,LED产品也面临着失效的风险,其中变色是最常见的失效模式之一。AEC-Q102规范中包含了对车用光电半导体进行气体腐蚀试验的要求,以评估产品在实际使用环境中的耐腐蚀性能。
气体腐蚀试验方法
1.硫化氢气体(H2S)腐蚀试验
由于银具有优良的反射性和成熟可靠的电镀工艺,目前许多光源都使用电镀银作为金属基材的支架,并采用银浆粘接工艺。然而,银是一种极活泼的金属。当银与含硫气体、酸性氯或溴气体接触时,可能会生成黑色硫化银或对光线敏感的卤化银,导致光源变色并失效。
AEC-Q102车用光电半导体认证规范中的H2S气体腐蚀试验参考了IEC 60068-2-43标准,针对银和银合金的变色提供了加速试验方法。下面是可选择的两种腐蚀条件。
2. 流动混合气体腐蚀
AEC-Q102 流动混合气体腐蚀方法的选择
所有气体都有其自然界的来源,但在不同工作环境中占主导地位的气体污染物不同。

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