电子元器件湿热试验：恒定湿热试验和交变湿热试验

交变湿热试验原理

交变湿热试验方法是指温度湿度条件，在24小时内周期性地在高温高湿和低温高湿之间变化的一种湿热试验。

当试验样处于交变的高湿、高温条件下时，水汽借助于温度以扩散、热运动、呼吸作用和毛细现象等被吸入器件内部。水汽的吸入量一方面和温度、绝对湿度、时间有关（温度越高，水分子的活动能越大，水分子越容易进入器件内部。绝对湿度越大，水分子含量就越多，水分子渗入器件内部的可能性也增大）。

另一方面与温度变化率、温差有关（温度变化率则决定了单位时间内“呼吸”的次数；温差的大小决定了“呼吸”程度的大小）。高温和高湿度的同时交变作用，会加速金属配件的腐蚀和绝缘材料的老化。

交变湿热试验与恒定湿热试验不同，它采用温度循环来提高试验效果，其目的在于提供一个凝露和干燥的交替过程，使进入密封外壳内的水汽产生“呼吸”作用，从而使腐蚀过程加速。在高温下，潮气的影响将更加明显。

试验包括一个低温子循环，它能使在其他情况下不易发现的退化作用加速显现。这样，通过测量电特性（包括击穿电压和绝缘电阻）或进行密封试验就可以揭示该退化现象。如果需要，交变湿热试验还可以对某些元件施加一定的电负荷，从而确定载流元件特别是细导线和接点的抗电化学腐蚀的能力。

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恒定湿热试验是指温度湿度试验条件不随时间变化的湿热试验。产品的受潮作用主要是由水蒸汽吸附、吸收和扩散三种物理现象引起，试验样品使用场所环境温度变化不大，产品表面不会产生凝露现象时应选择恒定湿热试验方法。

高温和高湿度的同时作用，会加速金属件的腐蚀和绝缘材料的老化。对于半导体器件，如果水汽渗透进管芯，还会引起电参数的变化。尤其在两种不同金属材料的键合处或连接处，由于水汽渗入会产生电化学反应，从而使腐蚀速度大大加快。

此外，在湿热环境中，管壳的电镀层可能会剥落，外引线可能生锈或锈断。因此，高温高湿度的环境条件是考核器件稳定性和可靠性的重要试验之一。

湿热试验的类型

电子元器件的湿热试验分为恒定湿热试验和交变湿热试验两类。
恒定湿热试验是为了确定元器件在高温、高湿条件下工作或贮存适应能力。而交变湿热试验是用加速方式评估元器件及所用材料在炎热和高湿条件（典型的热带环境）下抗退化效应的能力。

湿度诱发的主要故障模式有
1、电气短路；
2、活动元器件卡死；
3、电路板腐蚀；
4、表层损坏；
5、绝缘材料性能降低等。

在可靠性实验中，湿度一般施加在高温段，在对湿度诱发的故障机理分析的同时要考虑高温及后期的低温的综合作用。在机械特性方面，湿气侵入材料的表面进材料分解、长霉及形变等。
如果和高温同时作用，绝缘材料的吸湿加快，甚至会产生吸附、扩散及吸收现象和呼吸作用，使材料表面肿胀、变形、起泡、变粗，还会使活动部件摩擦增加甚至卡死；在电气方面，由于潮湿，在温度变化时容易产生凝霜现象，从而造成电气短路。

潮湿引起的有机材料的表面劣化也会导致电性能的劣化，同时在高温下潮湿还会导致接触部件的触点污染，使触点接触不良。