【环境可靠性试验】来谈谈混合气体腐蚀试验及标准

金鉴实验室邵工

' O% T4 ~6 j. A7 p0 I
; I! j. a, X/ F, Z* X7 Y+ m, {( W

: h4 }- R# h! F7 @% c% P

通过腐蚀试验，我们可以掌握材料与环境所构成的腐蚀体系的特性，从而进一步了解腐蚀机制，然后对产品的腐蚀过程进行控制，达到延长产品寿命的目的 。腐蚀试验可以用来分析一些工程责任事故发生的原因，还有为解决问题提供必要的数据支撑。同时，腐蚀试验可以对产品可能造成的环境污染进行模拟分析，从而指导企业改进生产工艺，达到环保要求。

7 _5 Z" p$ `7 p3 q% O

气体腐蚀试验项目介绍：

6 ]( m. S) R# A

本环境试验，气体腐蚀试验，主要用于评估电工电子产品元件、器件、通讯模组、设备、材料，特别是接触件、连接件的腐蚀影响，来帮助评估在特定大气环境下存储、运转工作的适应性、可靠性。

本环境试验通过模拟温度、湿度、混合腐蚀气体成分、时间长短等因素，设置一系列严苛的试验，控制混合腐蚀性气体的成分比例、气氛中曝持续露时间，来评估样的抗腐蚀能力。

本环境试验方法有助于，在耐腐蚀性方面，对材料、制造工艺和元件设计，进行对比工艺改进评估参考。

! o, R8 W/ Z# k

气体腐蚀测试所用气体种类：

二氧化硫SO₂、硫化氢H2S、氯气Cl2、二氧化氮NO2

该试验可以模拟大气中存在的H2S、SO2、Cl2、NO2等各种腐蚀性气体，可进行单一气体、多种混合气体腐蚀测试试验。

, g; J- F$ \6 j

% l+ Z( a* t( O

金鉴实验室气体腐蚀设备型号：

设备容积

内容积：380L

内箱尺寸：宽87cm X 深72cm X 高61cm

主要技术参数

气体腐蚀测试时温度范围：+15℃ ~ +60℃

湿度范围：10% ~ 93%RH

混合气体腐蚀试验条件：可做单一气体或混合气体，支持样品供电测试

1. 气体种类：H2S、SO2、Cl2、NO2；

2. 气体浓度条件：最小10ppb，最大25ppm；

3. 温度范围：（15℃-60℃）±2℃；

4. 相对湿度：（50%～95%）±5%RH。

5 Q: L1 z. T! t2 \& J' _

气体腐蚀试验适用范围：

电工电子产品：设备、仪器、保护层、触摸屏、光学器件、耳机等

电子元器件：PCB/PCBA、散热片、散热器件、芯片、FPC等

工业通信产品：通信模块、光纤材料、wifi模块等

金属材料：合金片、金属镀层、金属框、五金件等

非金属测材料：lens、镜头、粘胶剂、高聚物材料、防护涂层等

连接件和接触点：开关、switch、连接器等

汽车材料：车灯、后视镜、车载蓝牙模块、车载盒、车载贴膜、车身漆膜涂层等

气体腐蚀试验常用方法和参考标准：

GB/T 2324.51-2012/IEC 60068-2-60:1995环境试验 第2部分：试验方法 试验Ke：流动混合气体腐蚀试验

- W$ |/ y2 t, c

/ D8 X( U% f! Q- u3 X
7 H7 L- \/ M4 _- e5 _

相关测试标准：

——IEC 60068-2-43《环境试验.试验方法.试验Kd.触点和连接件用硫化氢试验》

——GB/T 2423.51-2012《环境试验 第2部分 试验Ke:流动混合气体腐蚀试验》

——GB/T 2423.51-2000 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ke:流动混合气体腐蚀试验

——GB2423.19-2013电工电子产品（试验C）接触点和连接件二氧化硫的试验方法

——GB2423.20-2014电工电子产品（试验D）接触点和连接件硫化氢的试验方法

——GB/T 9789-2008《金属和其他无机覆盖层 通常凝露条件下的二氧化硫腐蚀试验》

——GB/T 2423.33-2005《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Kca：高浓度二氧化硫试验》

——DIN 50018《在含有二氧化硫的大气环境下的冷凝水-交变气候中的试验》

——ISO 3231-1993色漆和清漆.耐含二氧化硫潮湿空气的测定

——GB 5170.11-2008电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法

——GB2423.33-2005电工电子产品（试验Kca）高浓度二氧化硫试验方法

——ISO 6988 金属和其他无机覆盖层 通常凝露条件下的二氧化硫腐蚀试验

7 |1 A  H2 M( C( B/ Z

! v3 E$ W3 z1 i$ [5 X  v

目前与气体腐蚀试验相关的标准有很多，包括IEC-60068-2-43，IEC 60068-2-60，ISO 16750-4，GBT2423.51，IEC 60068-2-42，GBT2423.19， AEC-Q-102等，其中由美国汽车电子委员会制定的AEC-Q-102适用于车用LED器件的测试，因此与LED相关的内容最多，详细描述了测试方法，样品数量和失效判定依据。

金鉴实例：LED灯珠抗硫化氢气体腐蚀能力试验

试验过程：

1. 前处理：将LED灯珠在 85℃烘烤4 小时，再进行低温（峰值温度 180℃）回流焊，将样品焊接到梅花板上。  

2. 依据CIE127、SJ/T 11394-2009及客户要求对灯珠进行光电参数测量，并记录数据。  

3. 依据 GB/T 2424.12-2014 及客户要求进行硫化氢气体腐蚀实验。

4. 试验结束后，再进行一次光电参数测量，并记录数据。

硫化氢气体腐蚀试验前后灯珠外观观察

' ^3 l# E4 [9 r

编号	试验前			试验后			对比（绝对值）
	电压 U(V)	光通量 (lm)	色温 (K)	电压 U(V)	光通量 (lm)	色温 (K)	电压 U(V)	光通量 (lm)	色温 (K)
1	6.04	129.3	5067	6.02	102.9	5680	0.2%	20.5%	12.1%
2	6.04	131.2	5046	6.03	103.5	5696	0.1%	21.1%	12.9%
3	6.11	131.3	5193	6.10	104.2	5897	0.1%	20.7%	13.6%
4	6.11	132.6	5162	6.10	109.9	5732	0.2%	17.1%	11.0%
5	6.07	131.7	5013	6.06	101.4	5723	0.2%	23.0%	14.2%
….	….	….	….	….	….	….	….	….	….
最大值	6.21	134.0	5193	6.17	109.9	5954	1.3%	23.1%	15.7%
最小值	6.04	127.9	5001	6.02	100.0	5597	0.1%	17.1%	10.7%
平均值	6.12	130.9	5117	6.09	104.5	5768	0.5%	20.2%	12.7%

硫化氢气体腐蚀试验前后灯珠光电性能测试对比
  m" {5 D/ o$ P- ?. {- F

6 v" f4 ]# @6 J+ v8 |4 p

该款灯珠在经过硫化氢气体腐蚀试验96H后，灯珠支架功能区出现发黑，光通量严重下降（超过20%），色温出现明显漂移，整个产品的寿命和可靠性将会大大降低。

, p$ a# M6 H7 J9 ~( ~! p

金鉴案例二：

依据AEC-Q-102 H2S测试项目，不同品牌光源的光通量维持率-时间变化趋势对比测试，依据测试结果，委托单位选择合适的光源应用于车用指示灯产品。

" v2 _" ?1 N3 Y( g

相同支架、不同胶水和相同胶水、不同支架搭配后封装成不同光源，在相同的气体腐蚀。测试条件下做测试，光通量维持率不一样，由此可确认光源的防腐蚀性能与支架、胶水均有关联，只有同时改善两种材料才能提高光源的防腐蚀性能。

  不同电镀工艺的镀金端子硫化测试后，表面腐蚀程度越严重，接触电阻增加越大。

8 |2 ]4 r  w2 f7 {8 I

mnfvbnk

# T0 t+ Z# X8 a# t/ s/ B8 \气体腐蚀测试所用气体种类比较多
' G4 |& g6 I9 |3 H" v二氧化硫SO最常见