一、低氣壓環境
在(zai)地(di)球(qiu)引力作用下(xia)，空(kong)氣依(yi)附在(zai)地(di)球(qiu)周圍，形成大氣層，大氣層從地(di)面一(yi)直向上(shang)延(yan)伸到數百公(gong)里高(gao)(gao)空(kong)。地(di)球(qiu)的引力使空(kong)氣具有一(yi)定重量形成大氣壓力，在(zai)某(mou)高(gao)(gao)度(du)上(shang)的大氣壓力，是該點(dian)以上(shang)垂直于地(di)面的單位面積上(shang)整個空(kong)氣柱的重量。
大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)是(shi)各(ge)向同性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，即(ji)在某一點上，不管在哪(na)個方向上測量大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)都是(shi)相等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)主要取決于(yu)海(hai)拔高度(du)，隨高度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加，大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力逐(zhu)漸降(jiang)低(di)，大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)逐(zhu)漸變得(de)稀薄。高度(du)接(jie)近(jin)于(yu)5.5km處，大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力降(jiang)低(di)到(dao)大(da)約海(hai)平(ping)(ping)面標(biao)準(zhun)大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半;接(jie)近(jin)16km處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力為(wei)標(biao)準(zhun)海(hai)平(ping)(ping)面值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/10;在接(jie)近(jin)31km處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力為(wei)海(hai)平(ping)(ping)面標(biao)準(zhun)大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/100。
大氣壓(ya)力(li)的降低，必然(ran)對(dui)高海(hai)(hai)拔(ba)地(di)區使(shi)用(yong)的電工電子(zi)產(chan)品產(chan)生(sheng)影響。我國約有50%的地(di)球表面積高于海(hai)(hai)平面1000m，約有25%的面積高于海(hai)(hai)平面2000m。壓(ya)力(li)梯度越大，壓(ya)力(li)改變得(de)越快，元(yuan)器件損壞的機(ji)會就越多。
二(er)、低氣壓環境(jing)對(dui)電子元器(qi)件的影響
No. 01對散(san)熱產品影響
電(dian)工電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)中有相(xiang)當一部(bu)分是散熱產(chan)品(pin)，如電(dian)機(ji)、變壓器等，這些產(chan)品(pin)在使用(yong)中要消耗(hao)一部(bu)分電(dian)能，使其變成熱能，使產(chan)品(pin)溫(wen)度升高(gao)。散熱產(chan)品(pin)的(de)溫(wen)升隨大氣壓的(de)降(jiang)低而增加。表1列(lie)出了小型三向異步電(dian)動機(ji)溫(wen)升隨海拔高(gao)度的(de)變化。
由表1可以看(kan)出：散熱產品的溫升隨海拔高(gao)度的增加(jia)(大氣壓(ya)力的降低)而增加(jia)
溫升與海拔高度大致(zhi)成線性關系，如(ru)圖(tu)1所(suo)示。其斜率取決于(yu)本身結構(gou)、散熱(re)情況(kuang)、環境(jing)溫度等因素。
散(san)熱產品的熱耗散(san)可(ke)以分成(cheng)3種形式：傳導(dao)、對流和(he)輻射。
大量散(san)(san)熱(re)產(chan)(chan)品的(de)散(san)(san)熱(re)主要依(yi)靠(kao)對流(liu)，即依(yi)靠(kao)產(chan)(chan)品周圍的(de)空(kong)氣(qi)流(liu)動來散(san)(san)熱(re)，對流(liu)散(san)(san)熱(re)一(yi)般又可分為強迫(po)(po)通風散(san)(san)熱(re)和(he)自然對流(liu)散(san)(san)熱(re)。自然對流(liu)散(san)(san)熱(re)是依(yi)靠(kao)產(chan)(chan)品發(fa)熱(re)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)溫度(du)場，造成產(chan)(chan)品周圍空(kong)氣(qi)的(de)溫度(du)梯度(du)，使空(kong)氣(qi)流(liu)動散(san)(san)熱(re)。強迫(po)(po)通風散(san)(san)熱(re)是通過強制措(cuo)施，迫(po)(po)使空(kong)氣(qi)流(liu)過產(chan)(chan)品，帶走產(chan)(chan)品產(chan)(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量。
對(dui)(dui)強(qiang)(qiang)迫對(dui)(dui)流(liu)(liu)(liu)散(san)熱(re)來說，在體(ti)積(ji)(ji)流(liu)(liu)(liu)不(bu)變(bian)情(qing)況下(xia)(xia)，隨(sui)高(gao)度增加，大(da)氣(qi)壓將伴隨(sui)著空(kong)(kong)氣(qi)密度降低。空(kong)(kong)氣(qi)密度降低將直接影(ying)響強(qiang)(qiang)迫對(dui)(dui)流(liu)(liu)(liu)散(san)熱(re)的效果。這是由(you)于強(qiang)(qiang)迫對(dui)(dui)流(liu)(liu)(liu)散(san)熱(re)是依靠氣(qi)體(ti)的流(liu)(liu)(liu)動(dong)帶(dai)走熱(re)量的。一(yi)般電(dian)機用的冷卻風扇(shan)，是保證流(liu)(liu)(liu)過電(dian)機的體(ti)積(ji)(ji)流(liu)(liu)(liu)量不(bu)變(bian)，當高(gao)度增加時(shi)，由(you)于空(kong)(kong)氣(qi)密度下(xia)(xia)降，即使(shi)體(ti)積(ji)(ji)流(liu)(liu)(liu)量不(bu)變(bian)，氣(qi)流(liu)(liu)(liu)的質量流(liu)(liu)(liu)量將隨(sui)之降低。
No. 02對電(dian)子元器件性能的影(ying)響
高度增加氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)降(jiang)低，對電(dian)(dian)(dian)子(zi)元(yuan)器件的(de)性能也會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)影響。特別是(shi)以空氣(qi)(qi)(qi)作為(wei)(wei)(wei)絕(jue)緣(yuan)介質的(de)設備(bei)，低氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)對其影響更為(wei)(wei)(wei)顯著。在(zai)正(zheng)常(chang)大氣(qi)(qi)(qi)條(tiao)件下，空氣(qi)(qi)(qi)是(shi)絕(jue)好的(de)絕(jue)緣(yuan)介質，許(xu)多電(dian)(dian)(dian)器產(chan)(chan)品采用空氣(qi)(qi)(qi)作為(wei)(wei)(wei)絕(jue)介質。當這(zhe)些產(chan)(chan)品用于高海(hai)拔(ba)地區(qu)作為(wei)(wei)(wei)械設備(bei)時，由于大氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)力降(jiang)低，常(chang)常(chang)在(zai)電(dian)(dian)(dian)場強度較強的(de)電(dian)(dian)(dian)極附近產(chan)(chan)生(sheng)局部放電(dian)(dian)(dian)現象。更嚴重的(de)是(shi)有時會(hui)發生(sheng)空氣(qi)(qi)(qi)間隙擊穿，這(zhe)意味著設備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作受(shou)到破壞。
三、低氣壓環境下(xia)電子元器件的可靠(kao)性控制
#01 元(yuan)器件的(de)合理選用
根據元器(qi)(qi)件在(zai)(zai)電路中的(de)(de)使用特性(xing)進行(xing)設計分析(xi)(xi)并合(he)理選(xuan)用元器(qi)(qi)件，是元器(qi)(qi)件可(ke)靠(kao)(kao)(kao)性(xing)的(de)(de)基礎。電子元器(qi)(qi)件的(de)(de)可(ke)靠(kao)(kao)(kao)性(xing)控制點應前(qian)移，從源頭(tou)抓起，即從設計選(xuan)用、優選(xuan)廠家、壓縮品種、可(ke)靠(kao)(kao)(kao)性(xing)試驗、提高質(zhi)量等(deng)(deng)級抓起，使那些(xie)用代價換(huan)來的(de)(de)預防措(cuo)施在(zai)(zai)源頭(tou)就發揮作用，而不能(neng)總(zong)是處于補救措(cuo)施狀(zhuang)態。并且，應該從元器(qi)(qi)件可(ke)靠(kao)(kao)(kao)性(xing)物(wu)理分析(xi)(xi)角度，系統地進行(xing)失效信息的(de)(de)收(shou)集與分析(xi)(xi)、失效分析(xi)(xi)、破壞性(xing)物(wu)理分析(xi)(xi)、密(mi)封器(qi)(qi)件內(nei)部氣氛分析(xi)(xi)、失效模式及機理與工藝的(de)(de)相(xiang)關性(xing)分析(xi)(xi)、失效模式與影(ying)響(xiang)分析(xi)(xi)等(deng)(deng)元器(qi)(qi)件的(de)(de)質(zhi)量與可(ke)靠(kao)(kao)(kao)性(xing)分析(xi)(xi)技(ji)術等(deng)(deng)，將元器(qi)(qi)件質(zhi)量與可(ke)靠(kao)(kao)(kao)性(xing)分析(xi)(xi)技(ji)術融入(ru)元器(qi)(qi)件產品設計、制造過程，實現(xian)元器(qi)(qi)件的(de)(de)可(ke)靠(kao)(kao)(kao)性(xing)增長。
#02 元器件的監制、試(shi)驗(yan)和驗(yan)收
元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)生產、試驗和驗收(shou)，是保(bao)證元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)重要環節，也是航(hang)天產品元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)可靠性的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵控制點，其(qi)過程(cheng)控制的(de)(de)(de)(de)好壞決定了元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)固有(you)質(zhi)量。電(dian)子元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)按(an)功能劃(hua)分(fen)，有(you)電(dian)子元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)、分(fen)立器(qi)(qi)(qi)件(jian)和微(wei)電(dian)路等;按(an)采購渠道劃(hua)分(fen)，有(you)進口和國(guo)產元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)之分(fen);按(an)產品成熟性劃(hua)分(fen)，有(you)貨架產品和新品器(qi)(qi)(qi)件(jian)。不同(tong)元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)有(you)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)控制要求，在下廠監制和驗收(shou)、到貨檢驗時應有(you)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)處理(li)方(fang)法(fa)和程(cheng)序。因此，應將元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)分(fen)門別類(lei)地進行(xing)劃(hua)分(fen)，規(gui)定各類(lei)元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)監制方(fang)式、特殊試驗要求和驗收(shou)辦(ban)法(fa)，并明確相應的(de)(de)(de)(de)程(cheng)序和執行(xing)單位(wei)或(huo)部門。
#03 破壞性物(wu)理分析
元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)DPA(破壞性物(wu)理(li)(li)分析)的(de)(de)(de)主(zhu)要目(mu)的(de)(de)(de)是要防止有明顯或(huo)潛在(zai)缺(que)陷的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)裝機(ji)使用。除用于元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)鑒(jian)定外，在(zai)航(hang)天產品(pin)(pin)中，還用于元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)驗(yan)收、裝機(ji)前元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)復(fu)查、元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)超期復(fu)驗(yan)以及元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)失效分析。在(zai)一般產品(pin)(pin)上(shang)，DPA通常用于已裝機(ji)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)驗(yan)證。在(zai)航(hang)天產品(pin)(pin)上(shang)，DPA必須在(zai)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)裝機(ji)以前完成，因此(ci)，需明確航(hang)天產品(pin)(pin)用元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)(qi)件(jian)進行DPA的(de)(de)(de)時機(ji)、DPA的(de)(de)(de)試驗(yan)項目(mu)、實施DPA的(de)(de)(de)機(ji)構、DPA的(de)(de)(de)數據記錄(lu)要求和DPA結果的(de)(de)(de)處理(li)(li)方法。
#04 元器件的失效分析方法
元(yuan)器(qi)件(jian)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析的(de)(de)主要(yao)(yao)任務是對失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)的(de)(de)元(yuan)器(qi)件(jian)進行必要(yao)(yao)的(de)(de)電、物理(li)、化學的(de)(de)檢測，并(bing)結(jie)合元(yuan)器(qi)件(jian)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)前后的(de)(de)具體情況及有關(guan)技術(shu)文(wen)件(jian)進行分(fen)(fen)析，以(yi)確定元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模式、失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)機(ji)理(li)和造(zao)成失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)的(de)(de)原(yuan)因。通過失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析可以(yi)發現(xian)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)(de)固有質(zhi)量問題，也有可能發現(xian)元(yuan)器(qi)件(jian)因不(bu)按規定條件(jian)使(shi)用(yong)而失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)的(de)(de)使(shi)用(yong)質(zhi)量問題，通過向有關(guan)方面反饋，促使(shi)責任方采取糾正(zheng)措施，提高元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)(de)固有質(zhi)量或使(shi)用(yong)質(zhi)量。
相對來說(shuo)，失效(xiao)(xiao)模式的(de)(de)(de)確(que)定(ding)比較簡單，而確(que)定(ding)失效(xiao)(xiao)機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)難度較大(da)，分析人(ren)員必須掌握元(yuan)器件的(de)(de)(de)設計(ji)、工(gong)藝和有(you)(you)關的(de)(de)(de)理(li)化知識，并有(you)(you)一定(ding)的(de)(de)(de)實踐經驗(yan)。此(ci)外，還(huan)要(yao)具備較復(fu)雜的(de)(de)(de)儀器、設備。在明確(que)失效(xiao)(xiao)機(ji)(ji)理(li)后，還(huan)必須找出失效(xiao)(xiao)原因，才能(neng)避免重(zhong)復(fu)失效(xiao)(xiao)，提(ti)高元(yuan)器件的(de)(de)(de)固(gu)有(you)(you)質量(liang)或(huo)使用質量(liang)。但根據失效(xiao)(xiao)機(ji)(ji)理(li)確(que)定(ding)失效(xiao)(xiao)原因，往往涉及失效(xiao)(xiao)現場(chang)和責任人(ren)等具體情況(kuang)，確(que)定(ding)起(qi)來有(you)(you)相當(dang)大(da)的(de)(de)(de)難度。
因此，首先要(yao)確定進(jin)(jin)行失(shi)(shi)效(xiao)分析(xi)的(de)(de)單(dan)位，規(gui)定提交失(shi)(shi)效(xiao)分析(xi)的(de)(de)程(cheng)序和失(shi)(shi)效(xiao)信(xin)息(xi)(xi)，以及(ji)產品研(yan)制各(ge)階(jie)段失(shi)(shi)效(xiao)元器(qi)件的(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)信(xin)息(xi)(xi)記錄要(yao)求(qiu)等，然(ran)后，根據失(shi)(shi)效(xiao)分析(xi)的(de)(de)結論(lun)，對引(yin)起(qi)失(shi)(shi)效(xiao)的(de)(de)原因進(jin)(jin)行歸零(ling)處理。若為(wei)設計缺陷，應(ying)和生產廠家一起(qi)找出問(wen)題所在(zai)并進(jin)(jin)行改進(jin)(jin);若為(wei)操作失(shi)(shi)誤(wu)，必須嚴格(ge)操作規(gui)范(fan)，避免引(yin)入人為(wei)的(de)(de)失(shi)(shi)誤(wu)。從(cong)而達(da)到失(shi)(shi)效(xiao)分析(xi)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)，使器(qi)件制造(zao)和生產操作更上一個(ge)臺階(jie)。
#05 元器件(jian)質量信息的管理
在(zai)元(yuan)器(qi)件選(xuan)(xuan)用、采購、監制和(he)驗收(shou)、篩(shai)選(xuan)(xuan)和(he)復驗以及失(shi)效(xiao)(xiao)分析質(zhi)量保證(zheng)環節中，存在(zai)大(da)量的(de)元(yuan)器(qi)件質(zhi)量信息，例(li)如(ru)，選(xuan)(xuan)用目錄外元(yuan)器(qi)件的(de)規格(ge)、型號(hao)、生(sheng)產廠(chang)商、質(zhi)量等級(ji)以及在(zai)航天產品(pin)上的(de)使用情況(kuang)(kuang);國內新(xin)品(pin)器(qi)件的(de)研制廠(chang)家及新(xin)品(pin)器(qi)件使用情況(kuang)(kuang);進(jin)口器(qi)件的(de)質(zhi)量保證(zheng)情況(kuang)(kuang);元(yuan)器(qi)件失(shi)效(xiao)(xiao)分析報告和(he)處理情況(kuang)(kuang)等。
綜(zong)上所述，低(di)氣壓會使電子元器件的性(xing)能受(shou)到很大影響，有(you)時會導致直接(jie)損壞。
低氣壓(ya)環(huan)境條(tiao)(tiao)件(jian)對元器件(jian)的影(ying)響在(zai)正常大氣條(tiao)(tiao)件(jian)下是無(wu)法模擬的，必須按相關標準進(jin)行試驗。為此(ci)，一定要加強環(huan)境條(tiao)(tiao)件(jian)試驗的標準化工作，從設計環(huan)節就開(kai)始考慮環(huan)境變化對產(chan)(chan)品的影(ying)響，增(zeng)強產(chan)(chan)品對環(huan)境的適應性(xing)，從而提高產(chan)(chan)品的可靠性(xing)。
0769-8880 8158
