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電子產(chǎn)品的工作環(huán)境及其對產(chǎn)品的影響

作者： salmon范編輯：瑞凱儀器來源： litaoweb.cn 發(fā)布日期： 2020.10.08

電子產(chǎn)品所處的環(huán)境雖然復(fù)雜多樣，但按其對產(chǎn)品的影響劃分，歸納起來不外乎三個(gè)方面，即氣候因素、機(jī)械因素、電磁干擾(也稱噪聲干擾)。

(一)氣候因素

    氣候因素除溫度、濕度、氣壓等主要因素外，還包含鹽霧、灰塵、霉菌、日光照射等。
    1、溫度：隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子設(shè)備內(nèi)元器件的小型化、微型化和集成技術(shù)的應(yīng)用，使得電子產(chǎn)品的組裝密度不斷提高，單位面積產(chǎn)生的熱量迅速增加。為保證機(jī)器在給定條件下可靠運(yùn)行，進(jìn)行有效的熱設(shè)計(jì)，控制元器件的環(huán)境溫度就顯得非常必要。另外，機(jī)器在運(yùn)輸中(尤其長距離海運(yùn)、陸運(yùn))，會(huì)受到高溫、低溫、高低溫循環(huán)變化的影響，溫度的變化會(huì)引起機(jī)器內(nèi)部元器件和零件的參數(shù)變化，直接影響機(jī)器正常工作，甚至損害機(jī)器，而高低溫循環(huán)比僅高溫或低溫的影響大的多，對電子產(chǎn)品的危害更大。
    2、濕度：大氣中含有水蒸氣的微粒，含水多少常用對濕度和相對濕度兩種方式表示。濕度指在一定溫度下，單位體積(1dm^3)空氣中的含水量，單位是g/dm^3。空氣中的水汽能凝聚成霧或小水滴時(shí)的狀態(tài)成為飽和狀態(tài)。隨溫度不同，單位體積空氣中飽和含水量是不同，隨溫度增加而增加，降低而降低，事實(shí)上這也是春、夏季節(jié)露水形成的原因。相對濕度是指在一定溫度下空氣中實(shí)際含水量與飽和值之比，常用百分率標(biāo)識(shí)。一般，常溫(15-35℃)下正常的相對濕度為50%~80%。小于40%時(shí)，認(rèn)為空氣是干燥的；大于80%時(shí)，認(rèn)為空氣是潮濕的。當(dāng)濕度高于90%時(shí)，濕度增加1%對電子產(chǎn)品的影響要比溫度增高1-2℃的影響大。高濕持續(xù)時(shí)間越長，產(chǎn)生的影響越大。潮濕會(huì)引起金屬腐蝕，降低介質(zhì)材料的絕緣性能，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)品會(huì)失效或損壞。特別是當(dāng)濕熱在一定范圍內(nèi)交替變化是，會(huì)加速材料的吸潮和腐蝕，造成嚴(yán)重后果。
    3、氣壓：在地球的大氣中，氣壓隨海拔的增高而減小，空氣密度降低，依靠空氣對流的散熱條件變差，從而使設(shè)備的溫升提高。據(jù)測試，在5000m高度以下，每升高100m，設(shè)備溫升將提高0.4%-0.5%。另外，隨著高度增加，氣壓降低，用空氣做介質(zhì)的帶電體之間的抗電強(qiáng)度下降。實(shí)驗(yàn)表面，在5000m以下，每升高100m擊穿電壓降低1%。低氣壓對電子產(chǎn)品的影響表現(xiàn)為：容易擊穿；飛弧、電暈現(xiàn)象增多；滅弧困難，燃弧時(shí)間延長，影響電接點(diǎn)壽命。
    4、鹽霧：海水中含有鹽分，鹽霧是由于海水中的浪花涌動(dòng)時(shí)噴散而形成的，顆粒直徑在1-5微米。鹽霧對設(shè)備的主要影響是對金屬材料和金屬鍍層的腐蝕，其對某些絕緣材料也有影響，使材料的表面電阻和抗電強(qiáng)度降低。
    5、霉菌和灰塵：在溫度、濕度適宜的環(huán)境中霉菌很容易繁殖，會(huì)吸附水分并分泌有害物質(zhì)，引起腐蝕的加強(qiáng)、有機(jī)物的損壞、性能的改變，同時(shí)阻塞活動(dòng)部分；灰塵進(jìn)入機(jī)器后，會(huì)引起活動(dòng)部分加速磨損(如機(jī)芯)并影響電性能。
    6、日光照射：太陽光除可見光外，紅外線占50%，紫外線占6%。紅外線和紫外線如直接照射到機(jī)器上，將產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)使有機(jī)物老化分解，油漆退色剝落，同時(shí)會(huì)引起溫升問題。

(二)機(jī)械因素

電子產(chǎn)品在使用和運(yùn)輸過程中，會(huì)受到各種類型的機(jī)械作用。這些機(jī)械作用分為2類：一類是正常的機(jī)械磨損，它是設(shè)備工作時(shí)所固有的，將使設(shè)備壽命縮短；另一類是在使用和運(yùn)輸工具中所承受的外部機(jī)械力作用，這個(gè)作用是隨機(jī)的，主要有振動(dòng)、碰撞、沖擊、離心加速度等，會(huì)對機(jī)器產(chǎn)生不可逆的損害。

(三)電磁干擾

在電子產(chǎn)品的內(nèi)部和外部存在著各種原因產(chǎn)生的電磁波，除設(shè)備所欲接收的信號(hào)外，其余電磁波均屬干擾。電磁干擾可分為外部干擾和內(nèi)部干擾，其存在將使機(jī)器的性能參數(shù)發(fā)生變化，如工作失穩(wěn)，噪聲增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)器無法正常工作。需設(shè)法避免此問題發(fā)生，即EMC問題的處理。
總結(jié)：好的結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品時(shí)應(yīng)以使用為本，要深入了解其工作環(huán)境對機(jī)器的影響并進(jìn)行有效的預(yù)防，知其然也要知其所以然，如此才能提高產(chǎn)品的可靠性及健壯性，贏得消費(fèi)者信賴，提升品牌價(jià)值。同時(shí)實(shí)現(xiàn)個(gè)人的自我價(jià)值。

參考標(biāo)準(zhǔn)

    GB/T 4796-2001電工電子產(chǎn)品環(huán)境參數(shù)分類及其嚴(yán)酷程度分級(jí)(IEC60721-1：1990)
    GB/T 4797.1-2005電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件溫度和濕度(IEC60721-2-1：2002， MOD )
    GB/T 4798.3-2007電工電子產(chǎn)品環(huán)境條件要求標(biāo)準(zhǔn)
    GB/T 4798.10-2006電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件
    GB/T 11804-2005電工電子產(chǎn)品環(huán)境條件術(shù)語
    IEC 60721-2-8： 1994 環(huán)境條件分類