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高溫老化房機(jī)理及老化室熱平衡計(jì)算

     1 高溫老化房的機(jī)理
     電子產(chǎn)品在生產(chǎn)制造時(shí)，因設(shè)計(jì)不合理、原材料或工藝措施方面的原因引起產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題有兩類(lèi)，**類(lèi)是產(chǎn)品的性能參數(shù)不達(dá)標(biāo)，生產(chǎn)的產(chǎn)品不符合使用要求；**類(lèi)是潛在的缺陷，這類(lèi)缺陷不能用一般的測(cè)試手段發(fā)現(xiàn)，而需要在使用過(guò)程中逐漸地被暴露，如硅片表面污染、組織不穩(wěn)定、焊接空洞、芯片和管殼熱阻匹配**等等。一般這種缺陷需要在元器件工作于額定功率和正常工作溫度下運(yùn)行一千個(gè)小時(shí)左右才能全部被激活（暴露）。顯然，對(duì)每只元器件測(cè)試一千個(gè)小時(shí)是不現(xiàn)實(shí)的，所以需要對(duì)其施加熱應(yīng)力和偏壓，例如進(jìn)行高溫功率應(yīng)力試驗(yàn)，來(lái)加速這類(lèi)缺陷的提早暴露。也就是給電子產(chǎn)品施加熱的、電的、機(jī)械的或多種綜合的外部應(yīng)力，模擬嚴(yán)酷工作環(huán)境，消除加工應(yīng)力和殘余溶劑等物質(zhì)，使?jié)摲收咸崆俺霈F(xiàn)，盡快使產(chǎn)品通過(guò)失效浴盆特性初期階段，進(jìn)入高可靠的穩(wěn)定期。
     老化后進(jìn)行電氣參數(shù)測(cè)量，篩選剔除失效或變值的元器件，盡可能把產(chǎn)品的早期失效消滅在正常使用之前。這種為提高電子產(chǎn)品可靠度和延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命，對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行必要的考核，以便剔除那些有“早逝”缺陷的潛在“個(gè)體”（元器件），確保整機(jī)優(yōu)良品質(zhì)和期望壽命的工藝就是高溫老化的原理。
     2 高溫老化室 空間結(jié)構(gòu)和絕熱措施
     2.1 老化室的空間布置
     根據(jù)電子產(chǎn)品高溫老化的要求以及我單位的實(shí)際情況，對(duì)一間廠房進(jìn)行了改造裝修，其重點(diǎn)放在空間布置和絕熱設(shè)計(jì)上。平面布置如圖2所示，房間被分成兩部分，外間作為控制室，控制箱懸掛在控制室的墻上。內(nèi)間作為高溫老化室，是由絕熱材料形成的密閉空間。頂部采用鋼龍骨吊頂，吊頂一角留有活動(dòng)板以便維修人員進(jìn)入頂部進(jìn)行維護(hù)，控制室的控制線(xiàn)經(jīng)過(guò)吊頂上部，然后再分布到老化室的各個(gè)部分。絕熱墻體采用鋼龍骨框架，保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，絕熱墻體兩面覆防火板，中間填充絕熱材料，如巖棉等（25oC時(shí)熱導(dǎo)率約0.04w?m-1?k-1）。老化室的門(mén)雙面覆鍍鋁鋅鋼板，中間填充絕熱材料，門(mén)框與門(mén)之間采用硅橡膠密封。后墻推拉窗及前墻觀察窗采用雙層玻璃結(jié)構(gòu)，具有良好的密封和絕熱效果，同時(shí)便于采光和監(jiān)視。在老化室墻體四角放置四個(gè)風(fēng)機(jī)，以便室內(nèi)空氣循環(huán)流動(dòng)，均勻室內(nèi)空氣的溫度。
     2.2 老化室 熱平衡計(jì)算
     老化室內(nèi)溫度升高所需的熱量靠加熱器提供，加熱器采用不銹鋼鎧裝結(jié)構(gòu)，加熱器之間采用銅排連接，固定牢靠，外面用鍍鋅鐵網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。
     不考慮熱量散失的理想條件下，老化室達(dá)到設(shè)定老化溫度所需的熱量：Q=(c1m1+c2m2)×(T1-T0)
     c1為老化室內(nèi)空氣的比熱容（約1.005kJ?kg-1?K-1，不同溫度下略有不同）；
     c2為被老化的產(chǎn)品的平均比熱容（kJ?kg-1?K-1）；
     m1為老化室內(nèi)空氣的質(zhì)量（kg）；
     m2為被老化的產(chǎn)品的質(zhì)量（kg）；
     t1為設(shè)定的老化溫度（℃）；
     t0為老化室的初始環(huán)境溫度（℃）；
     實(shí)際情況下，密封和絕熱不可能是理想狀態(tài)，所以，熱量損失是不可避免的。根據(jù)空氣和巖棉在初始溫度及*高設(shè)定溫度下的不同熱導(dǎo)率μ（w?m-1?k-1），根據(jù)老化室的結(jié)構(gòu)及房間六個(gè)面的面積計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的絕熱系數(shù)ξ（㎡?k?w-1）,然后計(jì)算出一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到*高設(shè)定溫度整個(gè)系統(tǒng)實(shí)際所需的熱量，這樣就可計(jì)算出加熱器總的理論功率P。*后，根據(jù)系統(tǒng)冗余系數(shù)η算出加熱器總的實(shí)際功率Pt。在定制加熱器時(shí)，要考慮各個(gè)加熱器的電壓等級(jí)和接法，是三角形接法，或是星形接法，或者是星形三角形混合接法。加熱器外穿不銹鋼散熱片，便于散熱，防止加熱器燒紅。

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