AEC-Q102中的气体腐蚀试验

 

 

大气环境中含有温度、湿度、氧气和气体污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。在一定条件下，这些气体会与金属表面附着的水分子发生反应产生化合物，对电子产品元器件、整机或材料，特别是接触件和连接件，具有明显的腐蚀作用，严重影响了产品的电性能和使用可靠性。

 

气体腐蚀试验是环境气候可靠性试验中的一种，用于确定产品在大气环境下工作、储存的适应性，特别是接触件与连接件。气体腐蚀试验可以模拟大气中存在的二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氯气等各种腐蚀性气体，可进行单一或多种混合气体腐蚀实验，用于确定电工电子产品元件、设备与材料等抗腐蚀能力。

 

AEC-Q102

 

 

1.腐蚀气体的来源

 

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。

 

 

 

2.腐蚀气体的腐蚀机理

 

1、二氧化硫的腐蚀机理：

1）SO2是一种比较强的还原剂，对一般的非金属表面涂覆层与非金属材料都有很强的腐蚀能力。

2）SO2易溶于水，具有水溶性和吸附性，易生成亚硫酸，经空气氧化可以生成硫酸，对金属涂覆层同样有很强的化学腐蚀作用。

 

SO2 ＋ H2O → H2SO3

H2SO3 → H+ ＋ HSO3-

HSO3- + 【O】 → HSO4-

 

2、二氧化氮的腐蚀机理：

1）NO2有较强的氧化性，对一般的橡胶腐蚀性很大，尤其是二烯类橡胶如天然胶、顺丁胶、丁苯胶等。

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）Cl2一部分用作氧化剂，另一部分作为氯化物，氯气被还原而形成的氯化物能穿透金属表面的氧化物保护层。

2）由于具有双重作用，当氯气与硫化氢混合时，氯具有很强的协同效应，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

 

 

3.气体腐蚀的常用标准

 

在1990年早期，专业组织如EIA、IEC、ISO开始对气体腐蚀试验制定相关的标准和规范。

 

目前常用的气体腐蚀测试标准主要根据产品类别来进行划分。

 

 

 

4.气体腐蚀的主要参数

 

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。

 

 

 

5.AEC-Q102中的气体腐蚀

 

目前LED在通用照明、显示背光、医疗照明及车用照明等不同领域应用广泛，这些领域对高质量LED的需求越来越多。然而LED也经常出现失效现象，变色是LED光源最为常见的失效模式之一。

 

LED在使用环境中受到温度、湿度、气体污染物等外界环境的影响，金属部件会产生腐蚀变色现象，造成性能下降和劣化，劣化程度和速率与外界因素和LED自身的防腐性能息息相关。

 

AEC-Q102车用光电半导体认证规范中对车用光电半导体就有气体腐蚀的试验要求。

 

 

6.AEC-Q102  H2S气体腐蚀

 

由于银具极好的反射性以及成熟可靠的电镀工艺，大多数光源均采用了金属基材电镀银作为支架，以及银浆粘接工艺。然而，银是一种极活泼的金属，当其与含硫气体或酸性的氯、溴气体接触后，会生成黑色的硫化银或对光敏感的卤化银，这些都会导致光源变色失效。

 

AEC-Q102车用光电半导体认证规范标准中H2S气体腐蚀试验，参考IEC 60068-2-43标准，针对银和银合金变色提供了加速试验方法。如下A、B两个腐蚀条件可选择。

 

7.AEC-Q102  流动混合气体腐蚀

 

AEC-Q102车用光电半导体认证规范标准中流动混合气体腐蚀试验，参考IEC 60068-2-60标准，选用方法4，确定产品在大气环境下工作、储存的适应性、抗腐蚀能力。

 

 

8.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。