表3环境影响

表3（续1）

表3（续2）

在设计电子系统时，特别要重视体积小和元器件密度高的情况。这通常需要有一个冷却系统，以便给发热器件提供低热阻的通路，最终使热量下降到适当的低温度。固态器件按最高结温规定额定值，通常需要规定从这一点到壳体或到自由大气的热阻。把元器件所适用的最高环境温度作为选择元器件的方法通常是不充分的，因为特定元器件的表面温度可能受到附近元器件的热辐射或热传导的很大影响。虽然看来温度并没有超过环境温度额定值，但这些影响可能会导致过热。最好的办法是规定出热环境的额定值，例如设备的表面温度，与传导、对流、辐射作用有关的热阻通路以及冷却措施，例如大气温度、气压和速度。按照这种方式，就能确定出热敏感部件内部器件的真实热状态。用来改善高温应力下可靠性的技术包括采用散热器、冷却系统、绝热和耐热材料。电子设备经受低温也能引起可靠性问题。这些问题通常与系统的机械零部件有关。它们包括由于金属和非金属材料膨胀(收缩)系数不同产生的机械应力，非金属部件的脆裂、截留湿气冷冻、液体成分变稠引起的机械力等。典型的例子有焊缝开裂、机械连杆咬死、润滑剂过于稠等。低温应力下用来改善可靠性的技术包括采用加热装置、绝热和耐冷冻材料等。当电子设备暴露在温度突然变化或温度循环迅速变化的条件下，会产生额外的应力。这些情况在结构件内会产生大的机械内应力，特别是构件内包含不同材料时，更是如此。热冲击引起的应力的影响包括焊缝开裂、剥离、丧失密封性能、充气泄漏、封装材料与元器件和封装面分离产生空隙以及支承件变形。可规定用热冲击试验来确定焊接的牢固整体性，因为这种试验会因不同的膨胀效应产生大的内力。此外人们还发现这种试验能促使焊料合金出现分离，这种作用导致形成易破裂的富含铅的区域。在正常使用和试验过程中，电子设备常常同时经受冲击和振动环境。当所产生的挠曲引起的机械应力超过结构件允许的工作应力时，这样的环境可能对零件和结构件造成物理损坏。组成设备的各件产品的固有频率是在设计过程中必须考虑的重要参数。因为如果固有频率处于振动频率范围之内就可能出现谐振。谐振将进一步加强分系统的挠曲，而且能使应力提高到超出安全极限。振动环境可能对电连接器件的影响特别严重，因为它可能在连接器件的元件之间引起相对运动。与其它环境应力结合在一起，这种运动可能产生磨蚀，从而产生磨屑，并会大大改变接触电阻。对振动应力应采取的改进可靠性的技术包括加强刚度、控制共振和减少运动的自由度。湿度和含盐的大气环境可能会引起设备性能降级，因为它们加速金属部件的腐蚀作用，而且还可能促使产生原电池，尤其在不同金属相接触时更是如此。湿度和含盐大气环境的其它有害作用是在非金属零件上面形成表面薄膜。这些薄膜成为漏电通路并降低这些材料的绝缘和介电性能。绝缘材料吸收了潮气还可能使受这种影响的材料的体导电率和耗散系数大大增加。对于湿度和含盐环境，改进可靠性的技术包括使用密封、防潮材料、去湿剂、保护涂层、保护罩以及少用不同金属。电磁辐射和核辐射可能损害暴露在这种环境下的设备性能，在某些情况下可能造成永久性破坏。因此，在为那些必须达到规定可靠性目标的电子设备确定环境强度时，考虑这些环境的影响是十分重要的。电磁辐射常常在电子线路内产生可能损坏系统性能的干扰和噪声影响。这些影响的来源包括电晕放电、闪电放电、火花和电弧现象。这些现象可能与高压传输线、点火系统、有刷电机、甚至设备本身有关。为减少干扰影响，一般要求采用滤波和屏蔽措施或规定采用不太敏感的元器件和电路。核辐射可能由一于改变了绝缘材料和半导体材料的原子与分子结构而使这些材料造成永久性损坏。高能辐射还可能引起电离作用，从而降低绝缘材料的绝缘等级。减轻核辐射影响的方法一般包括使用具有高度抗辐射的材料和零件，并结合使用屏蔽和加固技术。在设计过程中，需要对产品在其寿命周期内所经历的每一种环境因素都加以考虑。这样就能保证把适当的环境强度纳入可靠性设计。