空調(diào)可以在短時(shí)間內(nèi)改變控制區(qū)域的溫濕度。使得多年來(lái)空調(diào)控制器的售后故障類型中常出現(xiàn)一種故障一一電化學(xué)遷移。此故障在空調(diào)控制器中的故障絕對(duì)數(shù)遠(yuǎn)高于其它的家用電器控制器，因此，我們重點(diǎn)對(duì)空調(diào)控制器電化學(xué)遷移的故障原因進(jìn)行分析并制定相應(yīng)的預(yù)防方案。

1、原因分析

由于早期空調(diào)功能簡(jiǎn)單，線路板線路設(shè)計(jì)間距比較寬，發(fā)生電化學(xué)遷移故障的幾率比較小，這一故障沒(méi)有引起重視;但隨著近些年來(lái)空調(diào)功能的復(fù)雜化，線路板線路設(shè)計(jì)越來(lái)越密，逸一故障發(fā)生的幾率也越來(lái)越高，引起了各廠家的重視。電化學(xué)遷移典型的故障現(xiàn)象見(jiàn)圖1，在控制器兩個(gè)相鄰焊點(diǎn)之間長(zhǎng)出了“樹狀”微小金屬顆粒，其相互連接之后具有導(dǎo)電性。一般情況下會(huì)使控制器的絕緣性能下降，控制器部分功能失效，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成線路短路甚至于引起火災(zāi)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析。電化學(xué)遷移故障是控制器上的銅、銀、錫等金屬及其表面帶有的可以形成電解質(zhì)的污染物，在潮濕環(huán)境下當(dāng)絕緣體兩端的金屬之間有直流電場(chǎng)時(shí)，這兩邊的金屬就成為兩個(gè)電極，其中作為陽(yáng)極的一方發(fā)生電化學(xué)化并在電場(chǎng)作用下通過(guò)絕緣體向另一邊的金屬(陰極)遷移，長(zhǎng)時(shí)間遷移作用會(huì)使絕緣體處于離子導(dǎo)電狀態(tài)。

2、方案探討

根據(jù)電化學(xué)遷移產(chǎn)生的原因，可以清楚的了解到主要由三個(gè)因素相互作用促使其產(chǎn)生:直流電壓(最低1.5V)，潮濕環(huán)境，離子污染物。所以，解決這一問(wèn)題的思路也很簡(jiǎn)單，只要可以有效控制問(wèn)題產(chǎn)生的三個(gè)因素中的任何一個(gè)，電化學(xué)遷移現(xiàn)象就會(huì)得到有效控制。結(jié)合空調(diào)控制器的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)以及實(shí)際使用環(huán)境，具體分析如下:

a.去除直流電壓:去除控制器上的直流電壓，控制器將無(wú)法工作，不可行;

b.去除潮濕環(huán)境:空調(diào)的作用就是調(diào)節(jié)空間的溫濕度，工作時(shí)空調(diào)內(nèi)部會(huì)經(jīng)常進(jìn)行冷熱交換，在控制器周圍形成潮濕環(huán)境，可以通過(guò)對(duì)控制器涂覆防潮材料來(lái)控制，但不能完全避免;

c.去除離子污染:可以通過(guò)控制印制線路板(PCB)生產(chǎn)過(guò)程的離子殘留與控制器組裝過(guò)程的助焊劑殘留，控制難度較大。

通過(guò)分析，為達(dá)到有效控制的目的，大多數(shù)空調(diào)控制器生產(chǎn)企業(yè)采用兩種防護(hù)措施相互配，具體闡述如下

2.1 控制器潮氣防護(hù)

由于目前市場(chǎng)上控制器涂覆用防潮材料眾多，質(zhì)量參差不齊，如何合理選擇空調(diào)控制器的防潮材料是比較困難地。為此，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的加速實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)其結(jié)果選取合適的防潮材料。

實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果:

準(zhǔn)備J-STD-004要求的標(biāo)準(zhǔn)梳極電路板Spcs(下圖2)，在每塊PCB板上均勻涂覆

現(xiàn)使用的助焊劑，并在100℃烤箱中烘烤3分鐘;每4pcs為一組分為A、B兩組，分別涂覆不同型號(hào)的防潮材料，本實(shí)驗(yàn)選取:508P三防膠，1-2577硅膠，3421硅膠，A組的樣品采用巳在批量使用洗板水清洗助焊劑殘留并晾干，B組的樣品不進(jìn)行處理;在實(shí)驗(yàn)板兩極之間通50V直流偏壓，分別放入蒸氣試驗(yàn)箱(可直接放在產(chǎn)生水蒸氣的沸水上方20cm處)10分鐘，晾干后用40倍放大鏡對(duì)表面進(jìn)行觀察，具體見(jiàn)表1

故障樣品如下圖3:

試驗(yàn)結(jié)論:

空調(diào)控制器組裝工藝流程必須實(shí)施清洗工藝，根據(jù)使用環(huán)境，涂覆硅膠類防潮劑以有效防止電化學(xué)遷移。

2.2 控制器離子污染防護(hù)

由于PCB生產(chǎn)加工過(guò)程多次引入化學(xué)品，所以其生產(chǎn)廠家必須清洗干凈才能確保PCB板的電性能要求及不被腐蝕。，目前IPC-6102B規(guī)定PCB板的離子污染濃度小于1.56ugNaCl/cm2方可滿足耐久性電子產(chǎn)品的要求。PCB板離子污染可以采用Ionograph500M進(jìn)行方便檢測(cè)，具體測(cè)試方法參考IPC-TM-650。

圖4美國(guó)SCS廠家IonographSOOM

由于目前我國(guó)電子行業(yè)對(duì)組裝后的產(chǎn)品未形成統(tǒng)一的清洗質(zhì)量規(guī)范，組裝后離子污染濃度測(cè)試數(shù)值缺乏指導(dǎo)性，所以目前主要對(duì)控制器生產(chǎn)過(guò)程中助焊劑殘留的影響進(jìn)行評(píng)估。我國(guó)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SJ/T11273-2002免清洗液態(tài)助焊劑》對(duì)助焊劑焊后離子污染濃度等級(jí)規(guī)定見(jiàn)表2，要減少控制器助焊劑的離子污染殘留，主要措施就是選用合適的助焊劑類型，具體對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表3，助焊劑的性能測(cè)試方法參考IPCJ-STD-004A。

3、結(jié) 論

通過(guò)對(duì)電化學(xué)遷移產(chǎn)生原因的分析，主要從控制器潮氣防護(hù)與離子污染防護(hù)兩個(gè)方面制定預(yù)防方案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的分析，確定控制器防潮材料類型以及PCB離子污染濃度控制指標(biāo)，并對(duì)控制器組裝過(guò)程的助焊劑殘留進(jìn)行評(píng)估，選擇合適的助焊劑類型。通過(guò)以上措施的有效實(shí)施，可有效預(yù)防空調(diào)控制器售后的電化學(xué)遷移故障，保證空調(diào)質(zhì)量的可靠性。