凝露現象的產生、危害以及箱內防凝露方法簡析

凝露現象的產生、危害以及箱內防凝露方法簡析

環境應力篩選中凝露現象的產生

在武裝、軍民產品、元器件、板級與單元級模塊的環境應力篩選中，溫度快速上升時很容易導致產品上出現凝露等物理現象，并因此產生：吸附現象、吸收現象、擴散現象、呼吸現象。凝露現象的產生與產品所用材料、腔體大小、升降溫速率、相對濕度、箱內氣壓和空氣流速等因素都有關系。當試驗箱中環境溫度升高時，由于熱慣性，產品表面的溫度低于環境溫度，當濕熱的環境空氣遇到低于露點的產品表面時，空氣中的水汽就會凝結在表面形成露滴。如果產品密封，當試驗箱中環境溫度降低時，產品外殼內壁溫度比腔體內空氣溫度降溫快，腔體內濕熱空氣也會在產品外殼內壁凝結成露滴。由于大多產品不是全部密封的，凝露現象一般出現在升溫階段。

環境應力篩選中凝露現象的危害

通常情況下，單純的凝露水不足以導致產品故障，但在環境應力篩選試驗箱中，凝露水會與其他因素融合產生物理/化學作用，從而影響產品的安全質量，如金屬氧化/電化學腐蝕、有機和無機表面覆蓋層的化學或電化學破壞、摩擦系數的改變導致粘結或粘附、因吸收效應導致的材料膨脹、物理強度降低、電氣短路等，引起的典型失效故障如表1。

在環境應力篩選中，控制凝露現象的發生是避免因非被試品因素產生凝露而造成故障的基本要求。

溫度箱內防凝露的方法分析

在環境應力篩選中，導致被試品表面出現凝露的根本原因是被試品表面的溫度低于溫度箱內空氣的露點。那么，要防止被試品表面出現凝露現象，有以下幾種可能的途徑：

（1）改善箱內氣體的循環，使被試品在溫度箱中的溫度始終與箱內氣體的溫度變化同步，且被試品的溫度與箱內氣體的溫度之差很小，不足以讓被試品表面出現凝露現象。

（2）采取合適的措施，使箱內氣體的露點上升速率滯后于被試品表面的溫度上升速率，使箱內氣體的露點始終低于被試品表面的溫度，防止被試品表面出現凝露現象。

（3）控制箱內氣體的絕對濕度，使箱內氣體的露點始終低于箱內氣體的下限溫度，從而避免被試品表面出現凝露現象。

在以上的控制途徑中，途徑（1）的困難很大，因為被試品的材料、體積、質量、結構都千差萬別，不同被試品的熱慣性差別很大，在箱內氣體溫變速率確定的條件下，要保證所有被試品的溫變速率與箱內氣體的溫變速率相同，且被試品與箱內氣體的溫度差很小，這在工程上很難實現。而采取途徑（2）和途徑（3）具有一定的可行性，當我們設法降低箱內氣體的絕對濕度時，可以有效地降低箱內氣體的露點，以保證被試品的溫度高于箱內氣體的露點，防止被試品表面出現凝露現象。

經過對環境應力篩選實驗的長期觀察，我們發現影響溫度箱內氣體露點變化的因素主要有以下兩點：

（1）環境濕度：當環境濕度較大時，箱內容易出現凝露現象。

（2）箱體的密封性：箱體的密封性越好，環境濕度對箱內氣體的影響越小。

環境濕度是不可控因素，由于工作的需要或工程的原因，箱體很難做到絕對的密封。一般的溫度箱內外不可避免有氣體交換，這是一般的溫度箱防凝露的困難所在。為了克服環境濕度通過箱體縫隙對箱內氣體露點的影響，本文認為，以一定的流量向箱體內補充干燥空氣，使箱內氣壓大于箱外大氣壓，阻止箱外水蒸氣進入箱內，控制箱內濕度，從而保證箱內氣體的露點低于被試品表面溫度。