Pengaruh Suhu dan Kelembaban Terhadap Keandalan Komponen Elektronika

Pengantar
Komponen elektronik adalah tulang punggung teknologi kontemporer, dan banyak bidang berbeda bergantung pada keandalan dan efisiensinya. Komponen elektronik sensitif terhadap suhu dan kelembaban, dua kondisi lingkungan yang dapat mempersingkat masa pakainya dan mengganggu kinerjanya.

Pada artikel ini, kita akan membahas bagaimana perubahan suhu dan kelembapan dapat memengaruhi kinerja, umur panjang, dan fungsi komponen kelistrikan. Performa dan umur panjang sistem elektronik dapat dijamin jika pabrikan memiliki pemahaman yang lebih baik tentang hubungan antara suhu dan kelembapan serta keandalan komponen elektronik.

Pengaruh Temperatur terhadap Keandalan Komponen Elektronika
Komponen elektronik peka terhadap perubahan suhu, yang dapat mengurangi umur panjang dan efisiensinya. Mari kita lihat lebih dekat bagaimana suhu memengaruhi pengoperasian berbagai komponen listrik:

Ekspansi dan Kontraksi Termal: Fluktuasi suhu yang terjadi selama operasi menempatkan komponen elektronik pada bahaya ekspansi dan kontraksi termal. Stres siklik dapat menyebabkan kelelahan mekanis, yang kemudian dapat menyebabkan sambungan terputus, ikatan kawat putus, dan delaminasi. Ketika proses-proses ini dipercepat oleh panas, ada kemungkinan lebih besar bahwa masing-masing komponen bisa gagal.

Kinerja Kelistrikan: Suhu dapat menyebabkan variasi dalam berbagai sifat kelistrikan komponen elektronik, termasuk resistansi, kapasitansi, dan induktansi, untuk beberapa nama saja. Ketika komponen terkena suhu di atas atau di bawah rentang fungsi normalnya, beberapa karakteristik kelistrikannya mungkin berbeda. Karena itu, sinyal dapat terdistorsi, dan komponen yang bermasalah berpotensi rusak total.

Degradasi Material: Komponen elektronik rentan terhadap proses kerusakan material yang dipercepat suhu. Isolasi, karakteristik dielektrik, dan konduktivitas listrik semuanya mungkin menderita akibat suhu tinggi karena difusi kotoran, reaksi kimia, dan perubahan fisik material. Performa yang berkurang, konsumsi daya yang lebih tinggi, dan kegagalan dini adalah semua hasil yang mungkin terjadi.

Manajemen Termal: Keandalan komponen elektronik dapat sangat dipengaruhi oleh manajemen panas yang tidak tepat. Hotspot yang terlokalisasi, tekanan termal, dan perbedaan suhu yang lebih besar semuanya dapat dihasilkan dari akumulasi kelebihan panas secara sistemik. Sirkuit terpadu (IC) dan elektronika daya adalah dua contoh perangkat yang mungkin terpengaruh secara negatif oleh hal ini. Mempertahankan ketergantungan komponen memerlukan penggunaan heat sink, bahan antarmuka termal, dan aliran udara yang cukup sebagai bagian dari strategi manajemen termal yang komprehensif.

Peran Kelembaban dalam Keandalan Komponen Elektronika
Seperti halnya suhu, kelembapan merupakan elemen lingkungan utama yang dapat mengganggu fungsionalitas dan daya tahan komponen elektronik. Dampak kelembapan pada komponen listrik adalah sesuatu yang harus kita selidiki:

Penyerapan Kelembaban: Infiltrasi kelembaban dapat menyebabkan korosi, kebocoran listrik, dan kerusakan material pada banyak komponen elektronik. Kerusakan, korsleting, dan penurunan kualitas insulasi dapat disebabkan oleh bahan pengemas yang menyerap kelembapan, papan sirkuit tercetak (PCB), dan permukaan komponen lainnya. Paket Surface-mount devices (SMDs) dan ball grid array (BGA) adalah dua contoh elektronik sensitif kelembapan yang sangat diuntungkan dari hal ini.

Kebocoran dan Konduktivitas Listrik: Kontaminan pada permukaan komponen elektronik dapat meningkatkan konduktivitas listriknya jika tingkat kelembapannya tinggi. Ini dapat menyebabkan gangguan sinyal, korsleting, dan arus bocor. aplikasi bertegangan tinggi atau tempat dengan jumlah polutan udara yang signifikan sangat rentan terhadap masalah dengan konduktivitas yang disebabkan oleh kelembapan. LISUN memiliki berbagai macam ruang kelembaban.

Kompatibilitas dan Degradasi Bahan: Kehadiran uap air di udara dapat menyebabkan masalah untuk pengoperasian komponen listrik yang efisien karena mencegah bahan terhubung secara efektif satu sama lain. Ketika perekat atau pelapis yang sensitif terhadap kelembaban dikenakan tingkat kelembaban yang tinggi, misalnya, delaminasi atau penurunan kekuatan adhesi dapat terjadi. Pertumbuhan jamur hanyalah salah satu dari sekian banyak proses degradasi material yang dapat dipercepat oleh kelembapan yang berlebihan. Proses lainnya termasuk korosi sambungan logam dan kerusakan polimer. Sebagai akibat langsung dari masalah ini, keandalan dan kinerja komponen dapat dikompromikan.

Siklus Suhu dan Kelembaban: Bersepeda pada suhu dan tingkat kelembapan yang berbeda telah terbukti memiliki dampak tambahan pada keandalan komponen elektronik. Kombinasi siklus suhu (yang menyebabkan pemuaian dan penyusutan) dan siklus kelembapan (yang menyebabkan penyerapan dan hilangnya kelembapan) dapat mempercepat proses deteriorasi. Karena itu, komponen dapat memburuk dari waktu ke waktu sebagai akibat dari tekanan panas, kelelahan material, dan pembentukan rekahan atau rongga mikroskopis.

Strategi Mitigasi dan Pengujian
Untuk menjamin kehandalan komponen elektronik meskipun terjadi pergeseran suhu dan kelembaban, pabrikan menempatkan produk mereka melalui rangkaian pengujian komprehensif yang menggunakan berbagai pendekatan. Mari kita lihat beberapa pendekatan yang paling umum:

Pemilihan Komponen: Sangat penting untuk memilih komponen listrik dengan sangat hati-hati sesuai dengan persyaratan suhu dan kelembapannya. Saat memilih komponen, penting untuk mempertimbangkan kisaran suhu dan kelembapan yang diantisipasi. Komponen dengan tingkat toleransi yang lebih tinggi dan ketahanan kelembapan yang ditingkatkan mungkin diinginkan untuk aplikasi yang berjalan di lingkungan yang lebih keras. Ini karena karakteristik ini membuat komponen tahan terhadap keausan dalam jumlah yang lebih besar.

Enkapsulasi dan Pengemasan: Untuk mencegah kelembapan masuk ke dalam, komponen elektronik dienkapsulasi dan dikemas menggunakan prosedur tepercaya. Ini menjaga kelembaban dari komponen. Kegagalan yang disebabkan oleh kelembapan dapat dicegah dengan menggunakan bahan dan prosedur tahan kelembapan, seperti penyegelan kedap udara, pelapisan konformal, dan enkapsulasi. Cara-cara tersebut antara lain. Langkah-langkah keamanan ini menjamin bahwa komponen akan terus beroperasi dengan benar dan dapat diandalkan selama mungkin.

Pengujian Lingkungan: Untuk menentukan seberapa baik dan andal komponen elektronik akan berfungsi dalam berbagai suhu dan tingkat kelembapan, komponen tersebut harus menjalani pengujian lingkungan yang ekstensif. Tes ini menilai ketahanan komponen terhadap suhu dan kelembaban ayunan dengan mensimulasikan kondisi operasi dunia nyata. Pabrikan dapat meningkatkan desain dan memperbaiki risiko dengan menggunakan hasil pengujian stres yang dipercepat, yang membantu mendeteksi kemungkinan kekurangan.

Manajemen Termal: Untuk menjaga agar suhu tetap terkendali dan mengurangi tekanan termal pada komponen elektronik, diperlukan metode manajemen termal. Konduktivitas termal yang tinggi dalam bahan antarmuka termal dan sistem pendinginan yang efektif sangat penting. Manajemen termal meningkatkan keandalan dan umur panjang komponen dengan menjaganya dalam suhu pengoperasian yang aman.

Kontrol Kelembaban dan Pencegahan Kelembaban: Dimungkinkan untuk mengurangi terjadinya masalah yang disebabkan oleh kelembapan selama produksi, perakitan, dan penyimpanan komponen dengan menggunakan teknik kontrol kelembapan, seperti sensor kelembapan, paket pengering, atau pengaturan penyimpanan yang dikontrol kelembapan. Mempertahankan keandalan komponen dan menghindari penurunan kinerja karena penyerapan kelembapan dapat dicapai dengan penggunaan tindakan pencegahan kelembapan.

Analisis Kegagalan dan Pengujian Keandalan: Ketika sebuah komponen gagal, para ahli menerapkan metode analisis kegagalan untuk mencari tahu alasannya. Pemeriksaan mikroskopis terhadap bagian yang cacat, karakterisasi material, dan penghilangan variabel lingkungan (seperti panas atau kelembapan yang berlebihan) adalah bagian dari proses ini. Mekanisme kegagalan potensial dapat diidentifikasi dan kinerja komponen dari waktu ke waktu dapat dievaluasi dengan menggunakan pengujian keandalan, seperti pengujian penuaan yang dipercepat.

Kesimpulan
Komponen elektronik sangat rentan terhadap perubahan suhu dan kelembaban. Produsen tidak dapat menjamin ketangguhan, fungsionalitas, dan masa pakai sistem elektronik tanpa terlebih dahulu memahami dampak dari kondisi lingkungan ini.

Pabrikan dapat merancang dan membuat komponen elektronik yang dapat menahan kesulitan yang ditawarkan oleh perubahan kondisi lingkungan dengan cara mengambil suhu dan kelembaban kendala, memanfaatkan langkah-langkah mitigasi yang sesuai, dan melakukan pengujian menyeluruh.

Bahaya yang terkait dengan suhu dan kelembapan dapat dikurangi dengan pemilihan komponen yang hati-hati, enkapsulasi, manajemen termal, dan kontrol kelembapan. Sangat penting bagi produsen untuk memprioritaskan evaluasi keandalan komponen elektronik di bawah variasi suhu dan kelembaban untuk akhirnya menghasilkan produk yang memenuhi harapan industri dan konsumen karena teknologi terus maju dan diperlukan elektronik yang semakin andal.

Lisun Instrumen Terbatas ditemukan oleh LISUN GROUP di 2003. LISUN sistem kualitas telah disertifikasi secara ketat oleh ISO9001:2015. Sebagai Keanggotaan CIE, LISUN produk dirancang berdasarkan CIE, IEC dan standar internasional atau nasional lainnya. Semua produk lulus sertifikat CE dan diautentikasi oleh lab pihak ketiga.

Produk utama kami adalah Goniofotometer, Mengintegrasikan Sphere, Spectroradiometer, Generator Surge, Senjata Simulator ESD, Penerima EMI, Peralatan Uji EMC, Penguji Keamanan Listrik, Kamar Lingkungan, suhu Kamar, Kamar Iklim, Kamar Termal, Tes Semprotan Garam, Ruang Uji Debu, Uji tahan air, Uji RoHS (EDXRF), Uji Kawat Cahaya dan Uji Jarum Api.

Silakan hubungi kami jika Anda membutuhkan dukungan.
Dep Teknologi: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dep Penjualan: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tags:GDJS-015B