尘土污染对电化学迁移温度特性的影响

发布时间：2020-02-19 13:38

【摘要】：印制电路板是电子电路不可分割的一部分。由于电子电路的集成度逐渐提高,电子元器件内部尺寸和线间距变得越来越小,从而导致电路板电化学迁移失效的现象越来越多。同时,我国空气污染严重,沙尘天气频繁出现,使得尘土等污染物进入电子设备内部,尘土沉积在电路板表面造成电路板表面温度升高,而温度又是诱发电化学迁移的重要因素。本文主要研究尘土污染对电路板表面温度及电化学迁移的影响。 本文首先通过建立尘土导热模型、电路板热传递理论模型及有限元仿真计算,研究尘土污染对电路板表面温度分布的影响,并采用验证性实验验证仿真模型的准确性及合理性。其次使用温湿偏置实验研究不同温度对电化学迁移的影响程度。最后采用电路板上喷洒石英颗粒并结合温湿偏置实验,研究尘土不可溶颗粒对电化学迁移温度特性的影响作用。 本论文研究结果表明,在相当于室外积尘6-8个月的尘土密度下,电路板表面温升与尘土分布密度近似成线性递增的关系；在相同的尘土面密度下,尘土对大功率的电子元器件保温作用较为明显。温度与电路板电化学迁移失效时间呈负幂指数关系；线间距与失效时间呈线性关系。积尘电路板较无尘电路板更易发生电化学迁移失效。随着尘土面密度的增大,导致电路板表面温度升高,电化学迁移失效时间会随着温度呈现先降低后升高的趋势。最后,通过对正交实验的极差分析,得出温度、尘土分布密度、相对湿度三种因素对电路板电化学迁移影响的显著性关系为：相对湿度尘土分布密度温度。
【图文】：

课题背景印制电路板是电子电路不可分割的一部分。如今，任何电子设备及科技用离不开印制电路板，如航天飞船、个人手提电脑、智能手机等电子设备等，不开印制电路板的支撑。它不仅能够为电子元件提供空间上的支撑还可以电子元件之间实现电气连接的载体。它的存在与发展大大减少了电子元件布线的复杂性，从而也使得电子元件更加趋向于小型化和轻型化，电路板度不断提高，并且向着多层级化进行发展，所以导致电路板内部尺寸和电件的线间距也变得越来越小。在线间距较小的情况下，电子线路易受到温电场、相对湿度以及外来污染物等因素的影响，再加上设计制造技术和环方面的影响，从而导致产品发生故障，而相邻线间距间的电化学迁移现象导致故障的原因之一。发生电化学迁移故障会导致印制电路板的绝缘性能，即表面绝缘电阻(Surface Insulation Resistance, SIR)的降低。?这种绝缘电得降低严重时会表现为电路板上的导线间短路，甚至造成火灾等事故⑴。

能产生不小的影响。人们在日常生活中都会发现，如手机、电视等，外壳后会发现里面有大量灰尘沉积，如图1-2所示是长期未清理的电脑机箱中的积尘，这是由于多数电子设备都不能做到完全密封，所以空气中的细微尘土颗粒受到气流的影响很容易进入电子设备内部附着在电路板和连接器的表面而导致电接触故障。尘土沉积在电路板表面，在其表面形成一层隔热层，导致热量难以传递，从而影响电路板表面温度，，导致电路板表面温度升高，而温度恰好是影响电化1
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN41

【参考文献】

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本文编号：2581029