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電子產品的工作環境及其對產品的影響

作者： salmon范編輯：瑞凱儀器來源： sdiy5ec.cn 發布日期： 2020.10.08

電子產品所處的環境雖然復雜多樣，但按其對產品的影響劃分，歸納起來不外乎三個方面，即氣候因素、機械因素、電磁干擾(也稱噪聲干擾)。

(一)氣候因素

    氣候因素除溫度、濕度、氣壓等主要因素外，還包含鹽霧、灰塵、霉菌、日光照射等。
    1、溫度：隨著電子技術的迅速發展，電子設備內元器件的小型化、微型化和集成技術的應用，使得電子產品的組裝密度不斷提高，單位面積產生的熱量迅速增加。為保證機器在給定條件下可靠運行，進行有效的熱設計，控制元器件的環境溫度就顯得非常必要。另外，機器在運輸中(尤其長距離海運、陸運)，會受到高溫、低溫、高低溫循環變化的影響，溫度的變化會引起機器內部元器件和零件的參數變化，直接影響機器正常工作，甚至損害機器，而高低溫循環比僅高溫或低溫的影響大的多，對電子產品的危害更大。
    2、濕度：大氣中含有水蒸氣的微粒，含水多少常用對濕度和相對濕度兩種方式表示。濕度指在一定溫度下，單位體積(1dm^3)空氣中的含水量，單位是g/dm^3。空氣中的水汽能凝聚成霧或小水滴時的狀態成為飽和狀態。隨溫度不同，單位體積空氣中飽和含水量是不同，隨溫度增加而增加，降低而降低，事實上這也是春、夏季節露水形成的原因。相對濕度是指在一定溫度下空氣中實際含水量與飽和值之比，常用百分率標識。一般，常溫(15-35℃)下正常的相對濕度為50%~80%。小于40%時，認為空氣是干燥的；大于80%時，認為空氣是潮濕的。當濕度高于90%時，濕度增加1%對電子產品的影響要比溫度增高1-2℃的影響大。高濕持續時間越長，產生的影響越大。潮濕會引起金屬腐蝕，降低介質材料的絕緣性能，嚴重時產品會失效或損壞。特別是當濕熱在一定范圍內交替變化是，會加速材料的吸潮和腐蝕，造成嚴重后果。
    3、氣壓：在地球的大氣中，氣壓隨海拔的增高而減小，空氣密度降低，依靠空氣對流的散熱條件變差，從而使設備的溫升提高。據測試，在5000m高度以下，每升高100m，設備溫升將提高0.4%-0.5%。另外，隨著高度增加，氣壓降低，用空氣做介質的帶電體之間的抗電強度下降。實驗表面，在5000m以下，每升高100m擊穿電壓降低1%。低氣壓對電子產品的影響表現為：容易擊穿；飛弧、電暈現象增多；滅弧困難，燃弧時間延長，影響電接點壽命。
    4、鹽霧：海水中含有鹽分，鹽霧是由于海水中的浪花涌動時噴散而形成的，顆粒直徑在1-5微米。鹽霧對設備的主要影響是對金屬材料和金屬鍍層的腐蝕，其對某些絕緣材料也有影響，使材料的表面電阻和抗電強度降低。
    5、霉菌和灰塵：在溫度、濕度適宜的環境中霉菌很容易繁殖，會吸附水分并分泌有害物質，引起腐蝕的加強、有機物的損壞、性能的改變，同時阻塞活動部分；灰塵進入機器后，會引起活動部分加速磨損(如機芯)并影響電性能。
    6、日光照射：太陽光除可見光外，紅外線占50%，紫外線占6%。紅外線和紫外線如直接照射到機器上，將產生光化學反應使有機物老化分解，油漆退色剝落，同時會引起溫升問題。

(二)機械因素

電子產品在使用和運輸過程中，會受到各種類型的機械作用。這些機械作用分為2類：一類是正常的機械磨損，它是設備工作時所固有的，將使設備壽命縮短；另一類是在使用和運輸工具中所承受的外部機械力作用，這個作用是隨機的，主要有振動、碰撞、沖擊、離心加速度等，會對機器產生不可逆的損害。

(三)電磁干擾

在電子產品的內部和外部存在著各種原因產生的電磁波，除設備所欲接收的信號外，其余電磁波均屬干擾。電磁干擾可分為外部干擾和內部干擾，其存在將使機器的性能參數發生變化，如工作失穩，噪聲增大，嚴重時會造成機器無法正常工作。需設法避免此問題發生，即EMC問題的處理。
總結：好的結構工程師在設計電子產品時應以使用為本，要深入了解其工作環境對機器的影響并進行有效的預防，知其然也要知其所以然，如此才能提高產品的可靠性及健壯性，贏得消費者信賴，提升品牌價值。同時實現個人的自我價值。

參考標準

    GB/T 4796-2001電工電子產品環境參數分類及其嚴酷程度分級(IEC60721-1：1990)
    GB/T 4797.1-2005電工電子產品自然環境條件溫度和濕度(IEC60721-2-1：2002， MOD )
    GB/T 4798.3-2007電工電子產品環境條件要求標準
    GB/T 4798.10-2006電工電子產品應用環境條件
    GB/T 11804-2005電工電子產品環境條件術語
    IEC 60721-2-8： 1994 環境條件分類