電子與光伏行業(yè)中的腐蝕測試

隨著電子器件和光伏組件在各類應(yīng)用場景中的迅速普及，對(duì)其環(huán)境可靠性提出了越來越嚴(yán)格的要求。無論是消費(fèi)電子、工業(yè)控制系統(tǒng)，還是光伏發(fā)電設(shè)施......這些產(chǎn)品在服役過程中均需面對(duì)多變而嚴(yán)苛的自然環(huán)境，包括高濕、高鹽、溫度波動(dòng)及紫外輻射等。

在眾多環(huán)境應(yīng)力中，腐蝕被廣泛認(rèn)為是影響電子連接器、PCB線路板、光伏金屬框架與支架等關(guān)鍵部件性能的主要因素之一。腐蝕不僅可能引發(fā)電性能下降、接觸不良，還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)失效，從而嚴(yán)重縮短產(chǎn)品使用壽命，增加運(yùn)行與維護(hù)成本。

因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料選型階段，通過加速腐蝕測試方法對(duì)材料耐久性進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，已成為電子與光伏行業(yè)質(zhì)量控制體系中的核心環(huán)節(jié)。合理選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的腐蝕試驗(yàn)手段，不僅能夠有效預(yù)測潛在失效模式，還能為優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提升整體可靠性提供重要的數(shù)據(jù)支持。

在眾多加速腐蝕試驗(yàn)方法中，工業(yè)物理旗下，英國 C&W 鹽霧試驗(yàn)箱和循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱，以其優(yōu)秀的測試重現(xiàn)性與符合國際標(biāo)準(zhǔn)的靈活性能，成為電子和光伏行業(yè)客戶可靠的選擇。

電子行業(yè)中的腐蝕測試應(yīng)用

在電子行業(yè)，微連接器、PCB線路板、外殼組件等關(guān)鍵部件廣泛應(yīng)用于各類終端設(shè)備中。由于其尺寸微小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且功能敏感，這些部件極易受到環(huán)境因素影響，特別是在濕熱、鹽霧、凝露等惡劣條件下，面臨金屬腐蝕、電化學(xué)遷移（ECM）、接觸電阻升高等多種失效機(jī)制的威脅。

腐蝕不僅破壞材料表面完整性，還可能引起微觀電路路徑的斷裂或短路，從而導(dǎo)致器件性能劣化乃至失效。根據(jù)ISO/IEC 60512-11-7:2011標(biāo)準(zhǔn)的研究，電子連接部件在腐蝕過程中其接觸電阻值可增加數(shù)十倍，嚴(yán)重影響信號(hào)傳輸質(zhì)量及系統(tǒng)穩(wěn)定性，成為引發(fā)早期故障的重要因素之一。

為了有效評(píng)估和篩選耐腐蝕性能優(yōu)異的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電子行業(yè)普遍采用加速腐蝕測試作為關(guān)鍵手段。常見測試需求包括：

1. 電鍍層耐腐蝕性評(píng)估

針對(duì)Ni（鎳）、Au（金）等電鍍材料，評(píng)估其在鹽霧環(huán)境中抗腐蝕能力，驗(yàn)證涂層防護(hù)效果。

2. 連接器插針接觸性能測試

通過鹽霧試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際使用環(huán)境，觀察插針接觸電阻變化及鍍層劣化情況，確保長期電氣連接穩(wěn)定。

3. PCB防護(hù)涂層耐久性驗(yàn)證

結(jié)合鹽霧—干燥—凝露循環(huán)條件，測試PCB表面防護(hù)涂層的耐腐蝕性能，分析涂層失效機(jī)理。

通過系統(tǒng)性的腐蝕測試，電子制造商能夠在產(chǎn)品開發(fā)初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)材料和工藝中的潛在缺陷，從而有效延長產(chǎn)品壽命，提升可靠性水平。

光伏行業(yè)中的腐蝕測試應(yīng)用

光伏組件作為長期暴露于戶外環(huán)境的發(fā)電單元，需在20年以上的生命周期內(nèi)持續(xù)耐受高濕、高鹽、溫度變化及紫外輻射等多重環(huán)境應(yīng)力。尤其在沿海及高鹽地區(qū)，鹽霧腐蝕對(duì)光伏系統(tǒng)金屬部件的威脅尤為嚴(yán)重。

2. EVA封裝層滲透失效與電氣腐蝕評(píng)估

測試EVA材料對(duì)水汽與腐蝕性離子的阻隔性能，評(píng)估封裝層失效后組件內(nèi)部電氣腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

3. 鍍鋅層、涂裝層循環(huán)腐蝕耐久性比較

采用鹽霧-干燥-濕熱循環(huán)測試，比較不同表面防護(hù)工藝（如熱鍍鋅、噴涂、粉末涂層）在實(shí)際環(huán)境模擬下的耐久表現(xiàn)。

通過結(jié)合傳統(tǒng)鹽霧試驗(yàn)與循環(huán)腐蝕模擬，光伏行業(yè)能夠更加精準(zhǔn)地評(píng)估材料選型與防護(hù)設(shè)計(jì)，提升組件整體環(huán)境適應(yīng)性，延長系統(tǒng)生命周期，降低全生命周期成本（LCOE）。

推薦應(yīng)用方案詳解：工業(yè)物理 | 英國 C&W

1. 英國C&W 鹽霧試驗(yàn)箱（Salt Spray Cabinet）

適用標(biāo)準(zhǔn)：ASTM B117、ISO 9227、DIN 50021、JIS Z 2371 等國際標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用場景：

電子行業(yè)：評(píng)估連接器、PCB線路板、電鍍層等在鹽霧環(huán)境下的耐腐蝕性能。

光伏行業(yè)：測試鋁合金支架、螺栓緊固件等金屬部件的抗鹽霧腐蝕能力，確保其在沿海等高鹽環(huán)境中的長期穩(wěn)定性。

設(shè)備特點(diǎn)：

· 采用高質(zhì)量玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GRP）制造，具有優(yōu)異的耐腐蝕性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

· 配備自動(dòng)飽和塔系統(tǒng)，確保鹽霧分布均勻，測試結(jié)果一致性高。

· 可提供包含常規(guī)鹽霧箱、循環(huán)Prohesion箱、CASS箱、組合式鹽霧/濕度箱和組合式鹽霧/Prohesion濕度箱在內(nèi)的各種腐蝕試驗(yàn)箱

· 操作界面友好，支持多種測試程序的設(shè)定和自動(dòng)運(yùn)行，提高測試效率。

2. 英國C&W循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱(Cyclic Corrosion Cabinet)

適用標(biāo)準(zhǔn)：ISO 7253、BS 3900 FI 2、DIN 50021、ASTM B117 等。

應(yīng)用場景：

電子行業(yè)：模擬實(shí)際使用環(huán)境中的溫濕變化，評(píng)估產(chǎn)品在多種氣候條件下的耐腐蝕性能。

光伏行業(yè)：再現(xiàn)晝夜溫濕循環(huán)變化，測試光伏組件在長期戶外暴露下的耐久性，特別適用于沿海地區(qū)的應(yīng)用。

設(shè)備特點(diǎn)：

· 支持多種腐蝕測試模式，包括鹽霧、干燥、高濕等，靈活模擬實(shí)際環(huán)境。

· 內(nèi)置微處理器控制系統(tǒng)，可存儲(chǔ)多達(dá)七種不同的測試程序，滿足多樣化測試需求。

· 高濕度內(nèi)部加濕系統(tǒng)，帶自動(dòng)液位控制裝置，可保持箱體內(nèi)98%RH。

· 帶整體過濾系統(tǒng)的移動(dòng)式外部鹽溶液儲(chǔ)罐。114升容量，可連續(xù)使用10天左右。

注1：部分圖源：Google Images

注2：參考文獻(xiàn)

· ASTM B117-19, “Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus”

· ISO 9227:2017, “Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests”

· IEC 61701:2020, “Salt mist corrosion testing of photovoltaic (PV) modules”

· IEA PVPS T13-11:2015, “Review and Analysis of PV Module Failures”