硫化加速試驗(yàn)及硫化環(huán)境評(píng)價(jià)方法綜述

翁章釗，肖夢(mèng)燕，王小強(qiáng)，支越，周帥，羅軍，周瑞山，楊博，暢玢

（1.工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 511370；2.中國(guó)振華集團(tuán)云科電子有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550018；3.北京七一八友晟電子有限公司，北京 101204）

0 引言

日常環(huán)境中的酸雨、霧霾，以及汽車尾氣、地下水道或污水區(qū)的廢水排放、工業(yè)廠區(qū)的化石燃料燃燒、溫泉和火山噴發(fā)產(chǎn)生的氣體，都含有大量的硫化物。據(jù)認(rèn)為，石油、潤(rùn)滑劑、橡膠和輪胎等工業(yè)用途產(chǎn)品都含有大量的硫化物，即使在電子產(chǎn)品中也可能產(chǎn)生各種類型的含硫物質(zhì)（如圖1所示）。伴隨著全球持續(xù)升溫，氣候急劇變遷，使得環(huán)境遭到破壞、日益惡化，空氣中含硫物質(zhì)以各種形式存在，暴露在高溫、高濕、高污染環(huán)境中的電子組件極易出現(xiàn)硫化現(xiàn)象，近幾年電子產(chǎn)品硫化失效的案例不斷地增多。

圖1 導(dǎo)致電子產(chǎn)品硫化的潛在因素

在高溫、高濕及高硫濃度的污染環(huán)境下，分散到空氣中的硫化合物會(huì)吸附在電子產(chǎn)品的金屬表面上，從而導(dǎo)致金屬逐漸地硫化。例如：在潮濕的H2S氣體中，以覆銅板上的銅為例，在銅表面發(fā)生了以下電化學(xué)反應(yīng)。

總反應(yīng)式（3）產(chǎn)生最終腐蝕產(chǎn)物CuS。

因?yàn)橐恍┙饘倭蚧锾貏e穩(wěn)定，當(dāng)其與H2S接觸時(shí)，易與硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。銀、銅、錫在電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用，若長(zhǎng)期接觸硫化物，則會(huì)造成金屬光澤消失而產(chǎn)生黑色硫化物，依硫化敏感性排序?yàn)锳g、Cu、Sn。由于這些電極硫化后，可能會(huì)由于硫化導(dǎo)致電阻值異常等現(xiàn)象（如圖2所示），應(yīng)用出現(xiàn)故障。

圖2 電極硫化后可能引起的后果

當(dāng)前國(guó)內(nèi)有關(guān)硫化評(píng)價(jià)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)大致有以下幾種。

a）GB/T 2423.33—2005《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Kca：高濃度二氧化硫試驗(yàn)/試驗(yàn)Ke：流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)》，其中試驗(yàn)Ke方法等同采用IEC 60068-2-60—1995《環(huán)境試驗(yàn)-第2部分：試驗(yàn)方法-試驗(yàn)Ke：流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)》，用于確定工作和儲(chǔ)存室內(nèi)環(huán)境對(duì)電工電子產(chǎn)品元件、設(shè)備和材料的腐蝕影響，并規(guī)定諸如H2S和SiO2等氣體含量。

b）GB/T 5095.11—1997《電子設(shè)備用機(jī)電元件基本試驗(yàn)規(guī)程及測(cè)量方法第11部分：氣候試驗(yàn)-第一篇：試驗(yàn)11 g-流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)》等同采用IEC 60512-11-7—2003《電子設(shè)備用連接器試驗(yàn)和測(cè)量第11-7部分：氣候試驗(yàn)-試驗(yàn)11 g-流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)》，規(guī)定了混合氣體各氣體成分的含量，包括H2S和SiO2氣體。其中IEC 60512-11-7—2003所采用的測(cè)試方法源自IEC 60068-2-60—95。

c）QJ 484—90《銀鍍層抗硫化變色試驗(yàn)方法》規(guī)定了硫化銨溶液點(diǎn)滴法測(cè)定銀鍍層抗硫化變色性能的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容，適用于鍍銀后經(jīng)鈍化或其他防硫變色處理的零（部）件抗硫化物變色性能的檢驗(yàn)及驗(yàn)收，也適用于銀制品經(jīng)鈍化或其他防硫變色處理后抗硫化物的變色性能的檢驗(yàn)和驗(yàn)收。

但是，這些標(biāo)準(zhǔn)范圍有限，而且對(duì)典型易硫化的電子產(chǎn)品或元器件（如厚膜片式電阻器、PCB板材和LED等）的硫化加速試驗(yàn)指導(dǎo)作用有限。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外硫化失效機(jī)理、硫化環(huán)境試驗(yàn)方法、硫化環(huán)境評(píng)價(jià)方法和防硫化涂覆材料的梳理，為國(guó)內(nèi)科技工作者選擇適合的硫化加速試驗(yàn)及環(huán)境評(píng)價(jià)方法提供了思路。

1 硫化機(jī)理

環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，特別是在高污染水平地區(qū)，腐蝕現(xiàn)象也會(huì)直接或間接地影響到電子設(shè)備的可靠性。氧化物、氯化物及含硫的空氣污染物對(duì)電子設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕。在這些問(wèn)題中，通常是由于硫化原因?qū)е码娮赢a(chǎn)品失效的有兩種常見(jiàn)的腐蝕物：1）硫化銅，如印刷電路板上的銅腐蝕形成硫化銅，導(dǎo)致電氣短路故障；2）硫化銀，如小型表面安裝組件中的銀端子硫化導(dǎo)致電氣斷開(kāi)故障。以下將討論有關(guān)濕度、NO2和室內(nèi)環(huán)境對(duì)金屬硫化的影響。

1.1 濕度對(duì)硫化作用的影響

根據(jù)不同的金屬材料在室外和室內(nèi)腐蝕速率的統(tǒng)計(jì)表明[1]，室內(nèi)和室外的Ag腐蝕率基本相同，Cu和Ni在室外的腐蝕速度比室內(nèi)快100倍，F(xiàn)e在室外的腐蝕速度快2 000倍。不同的金屬材料腐蝕對(duì)濕度的敏感性不同，可能導(dǎo)致這些腐蝕速率的差異。高濕環(huán)境對(duì)硫化速率有積極的影響，但對(duì)混合氣體中硫化的加速效果有限。高濕度通常會(huì)促進(jìn)腐蝕，但是高濕度可以減少某些氣體污染物。比如，在高濕度條件下吸附在Ag層表面上的氯氣，極低的硫化速率產(chǎn)生少量的AgCl，但硫化仍然是主要的過(guò)程；或者，只有靠近銀表面附近的H2S濃度達(dá)到零時(shí)，才會(huì)形成AgCl，但隨后被硫化物取代。

有研究表明，隨著濕度的增大，Cu2S的生長(zhǎng)速率呈指數(shù)增長(zhǎng)，而Ag2S的生長(zhǎng)速率與濕度無(wú)明顯的關(guān)系[2]。不同于一般金屬的腐蝕情況，硫化銀的生長(zhǎng)隨時(shí)間呈線性變化[3]。另外，Rice[2]證實(shí)SO2對(duì)銀的腐蝕速率影響較小，而在較高的RH下，SO2能明顯地提高銅的腐蝕速率。對(duì)比兩類材料的氧化還原電勢(shì)可知銅比銀更易被氧化[4-5]，這是導(dǎo)致發(fā)生以上現(xiàn)象的原因。

硫化銀的形成與固-汽的生長(zhǎng)機(jī)理有關(guān)，按照反應(yīng)式（4）-（6）形成硫化銀層[6]。該反應(yīng)不依賴于水的存在，但水能提高反應(yīng)速度[7-8]：

當(dāng)大氣中有過(guò)多的硫單質(zhì)或化合物時(shí)，就會(huì)形成不穩(wěn)定的化合物Ag2S2。隨后，新的銀離子擴(kuò)散穿過(guò)硫化銀，與大氣中不穩(wěn)定的硫化合物發(fā)生反應(yīng)[6]，形成硫化銀。

1.2 NO2對(duì)混合氣體硫化腐蝕效果的影響

據(jù)早期混合氣體腐蝕試驗(yàn)[9]發(fā)現(xiàn)，對(duì)銅腐蝕影響最大的常見(jiàn)氣體是H2S、Cl2和NO2。Abbott[10]探討了NO2、SO2和Cl2對(duì)H2S在濕空氣中硫化速率的影響，發(fā)現(xiàn)形成Ag2S速率順序依次為Cl2>NO2>SO2>O2/H2O，這主要是由該氣體將表面吸附的H2S氧化成單質(zhì)硫的有效性決定的。NO2加速硫化機(jī)理可由公式（7）解釋：

Guinement和Fiaud發(fā)現(xiàn)SO2對(duì)銀的腐蝕作用有限，而NO2能顯著地加快Ag在大氣中的腐蝕速率，因?yàn)锳g2S是硫化過(guò)程中唯一穩(wěn)定的產(chǎn)物，提出NO2在硫化過(guò)程中作為催化劑而非反應(yīng)物。Hendriks研究了Ag和Ag-Pd合金與空氣中的H2S反應(yīng)，證實(shí)加入其他腐蝕性氣體（特別是NO2）對(duì)硫化進(jìn)程具有很明顯的促進(jìn)作用。當(dāng)兩種氣體混合物中的NO2與H2S的比例為2：1時(shí)，反應(yīng)后的NO2轉(zhuǎn)化為氣態(tài)亞硝酸（HONO）：

式（8）中的NO2是反應(yīng)物而非催化劑，HNO2氣體與Ag2S一起作為產(chǎn)物。該過(guò)程不同于公式（7），具有更高的反應(yīng)速率。NO2通常是大氣中最常見(jiàn)的腐蝕性氣體之一，比H2S多一個(gè)數(shù)量級(jí)[11-13]。反應(yīng)式（8）是Ag失去光澤的主要途徑。

1.3 室內(nèi)環(huán)境硫化影響因素

室內(nèi)環(huán)境中可能對(duì)銀腐蝕的氣體包含O2、O3、H2O2、H2S和COS。Ankelsmit等人[14]研究表明，COS在室內(nèi)環(huán)境下加速銀變色的過(guò)程。在博物館環(huán)境中[15]，COS的濃度約為H2S濃度的兩倍，COS是造成博物館銀制品失去光澤的主要原因，同時(shí)應(yīng)注意將硫化氫的濃度保持在低水平（<2 ng/m3）。

2 硫化加速試驗(yàn)

2.1 混合氣體硫化加速試驗(yàn)

混合氣體硫化加速試驗(yàn)方法一般根據(jù)提供氣體的狀態(tài)分為流動(dòng)氣體和靜態(tài)氣體兩種方法。由于缺乏有效控制氣流速率的方法，靜態(tài)氣體測(cè)試法至今仍有一些用途。Sinclair[16]采用靜態(tài)混合氣體試驗(yàn)，比較了硫磺、H2S及各種有機(jī)硫化合物對(duì)銀的腐蝕速率?，F(xiàn)有的混合氣體腐蝕試驗(yàn)，一般采用的是流動(dòng)混合氣體（MFG：Mixed Flowing Gas）試驗(yàn)方法，廣泛地應(yīng)用于電子連接器[17]、表貼式電阻[18]和機(jī)械開(kāi)關(guān)在硫化加速測(cè)試條件下的耐腐蝕性測(cè)試，并形成了行業(yè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。在最近幾年，混合氣體測(cè)試方法還應(yīng)用于PCBA和微電子元件[19-20]耐腐蝕能力測(cè)試。在流動(dòng)混合氣體測(cè)試中，混合氣體通常包含約1×10-6~2.0×10-5左右的某種或多種氣體，并以特定的流速、溫度和濕度通過(guò)待測(cè)樣品，其中混合氣體的流速會(huì)影響銹蝕的速度。

理論上由氣體化學(xué)成分、溫度和相對(duì)濕度的組合方式是無(wú)限的，ISA/ANSI和ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了流動(dòng)混合氣體某些試驗(yàn)的測(cè)試參數(shù)，以規(guī)范相關(guān)參數(shù)的選擇。另外，試驗(yàn)箱的流量需要根據(jù)不同的試驗(yàn)箱形狀進(jìn)行調(diào)整，樣品尺寸和形狀的差異性會(huì)導(dǎo)致流經(jīng)樣品的混合氣流量難以得到精確的控制。對(duì)混合氣體成分或流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主要依靠反應(yīng)監(jiān)測(cè)方法。例如：H2S檢測(cè)，通過(guò)將H2S轉(zhuǎn)化為SO2并使用脈沖熒光法測(cè)定SO2濃度，以監(jiān)測(cè)H2S的濃度[8]。

此外，混合氣體硫化加速試驗(yàn)方法的選擇或改良還要根據(jù)不同地域的污染程度確定。據(jù)報(bào)道，Battelle實(shí)驗(yàn)室對(duì)MFG法的改進(jìn)[21]適用于北美和西歐環(huán)境應(yīng)力測(cè)試，而不適用于污染物含量高得多的地區(qū)，例如：中美洲、拉丁美洲、亞洲、太平洋地區(qū)或中東地區(qū)[22-23]。

2.2 硫磺華試驗(yàn)

MFG最初受到了一些歡迎，但是由于成本高昂且操作復(fù)雜，近年來(lái)使用MFG評(píng)估電子產(chǎn)品和元器件的熱情有所下降。通常在干燥環(huán)境中H2S不易腐蝕金屬，Reagor&Sinclair[24]報(bào)道了潮濕有助于H2S加速腐蝕使金屬失去光澤，而硫單質(zhì)即使在干燥條件下也能使銀等金屬制品褪色。盡管MFG測(cè)試已被廣泛地應(yīng)用于電子產(chǎn)品和組件的硫化測(cè)試，許多研究者已經(jīng)開(kāi)始使用升華狀態(tài)的硫磺對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行抗硫化性能力測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果一致性優(yōu)于傳統(tǒng)的MFG測(cè)試法[25-27]，因此受到越來(lái)越多的關(guān)注。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EIA-977“Test Method-Electronic Passive Components Exposure to Atmospheric Sulfur”引用ASTM B 809-95（2013） “Standard Test Method for Porosity in Metallic Coatings by Humid Sulfur Vapor（Flowers-of-Sulfur）”， （FOS，簡(jiǎn)稱硫磺華法），用于測(cè)試和評(píng)價(jià)元件暴露在硫環(huán)境下的穩(wěn)定性。此法裝置簡(jiǎn)單（如圖3所示），被成功地應(yīng)用于評(píng)價(jià)片式電阻器[28]及不同涂料保護(hù)層的抗硫化能力，證實(shí)其硫化效果與實(shí)際硫化情況比較接近[27]。測(cè)試腔體內(nèi)的硫蒸汽濃度與溫度有關(guān)，硫濃度的量隨溫度的變化如表1所示。FOS不引入濕度的原因除了與升華硫腐蝕銀對(duì)濕度的依賴性小外，還與在105℃條件下增加和控制濕度的困難有關(guān)系。

圖3 硫磺華法測(cè)試裝置

表1 硫蒸汽濃度與溫度關(guān)系

2.3 FOS改進(jìn)法

國(guó)際電子制造商聯(lián)盟（iNEMI）小組委員會(huì)改進(jìn)了FOS（以下簡(jiǎn)稱“iNEMI FOS法”），用于測(cè)試PCB的腐蝕情況。iNEMI FOS法具有低成本和易操作等特點(diǎn)，試驗(yàn)條件[29]如下：箱體由300 mm丙烯酸密封立方體組成，箱體底部的托盤裝有單質(zhì)硫、含次氯酸鈉的家用漂白劑和飽和鹽溶液，分別用來(lái)提供硫蒸氣來(lái)源、氯氣源，以及控制相對(duì)濕度，腔體保持在50℃。iNEMI FOS空腔能將硫磺、氯氣濃度和溫/濕度控制在要求的范圍內(nèi)，使空腔在數(shù)小時(shí)內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。iNEMI FOS測(cè)試方法已經(jīng)比較完善，已經(jīng)成為PCB技術(shù)和PCB生產(chǎn)批次認(rèn)證的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，用于評(píng)價(jià)PCB的可靠性應(yīng)用。

此外，Singh[30]還證明，PCB樣品在硫化試驗(yàn)前進(jìn)行烘焙（烘焙條件：流動(dòng)的氮?dú)?100℃保持24 h）有助于排除PCB樣品的易揮發(fā)物，從而加快硫化進(jìn)程。家用漂白劑中釋放的氯氣穩(wěn)定性受到限制，因此對(duì)iNEMI FOS裝置進(jìn)行了改進(jìn)，在氯源上設(shè)置了1 mm窄的間隙以使氯氣通過(guò)。

目前行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)是如何在接近實(shí)際應(yīng)用溫度的情況下，有效地加快對(duì)表面貼裝電阻的測(cè)試和鑒定?，F(xiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法是在含硫飽和的環(huán)境下使電阻耐105℃。當(dāng)測(cè)試溫度這么高時(shí)，失效機(jī)制可能不同于實(shí)際溫度下的失效。iNEMI FoS箱體能夠在更合理的溫度下進(jìn)行鑒定測(cè)試，并減小對(duì)被測(cè)電阻的阻值誤差。因?yàn)樽柚档暮苄∽兓急砻麟娮栝_(kāi)始退化，因此采用iNEMI FoS方法在阻值測(cè)量方面干擾較小，允許在更接近實(shí)際應(yīng)用的溫度下進(jìn)行測(cè)量。

2.4 其他方法

（NH4）2S已被證實(shí)可以加速銀和銅的腐蝕進(jìn)程[31-32]。文獻(xiàn)[33]以硫化銨作為硫來(lái)源，將被測(cè)樣品浸入0.07%V/V（NH4）2S中2 h，研究銀合金板的腐蝕過(guò)程。Song-Zhu[34]通過(guò)在（NH4）2Sx溶液中保持473 K長(zhǎng)達(dá)2 000 h的時(shí)效測(cè)試進(jìn)行硫化評(píng)估。所述方法參考的是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Japan Industrial Standard），在298 K溫度下將待測(cè)樣品浸入的0.2或2 ml/L（NH4）2Sx溶液中，保持30 min~120 h，然后對(duì)樣品抗硫化腐蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

Cullen通過(guò)在0.1 g/L的Na2S2中加入1%的鹽酸產(chǎn)生H2S[35]，并同時(shí)保證箱體內(nèi)的空氣循環(huán)。MacDermid[36]借鑒橡膠廠條件的試驗(yàn)，將硫粉與巰基苯并噻唑以5：1的比例混合，然后加入水中，將樣品懸吊于溶液之上，再利用熱循環(huán)來(lái)驅(qū)動(dòng)冷凝。此外，其他硫化腐蝕加速測(cè)試方法正在不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)，國(guó)內(nèi)的電阻生產(chǎn)廠家對(duì)其內(nèi)部產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估有自己的方法，例如：北京七一八友晟電子有限公司采用浸滯硫醇的方法來(lái)評(píng)價(jià)產(chǎn)品的抗硫化性能。

3 硫化腐蝕環(huán)境評(píng)價(jià)方法

對(duì)于有些硫化因素影響較小的應(yīng)用環(huán)境，如航天產(chǎn)品，盡管它們的使用環(huán)境基本沒(méi)有硫化環(huán)境或受硫化影響很小，但在產(chǎn)品服役前在地面上存儲(chǔ)的情況下，需要對(duì)其儲(chǔ)存條件（硫化）腐蝕因素進(jìn)行評(píng)估。

國(guó)際自動(dòng)化協(xié)會(huì)（ISA）標(biāo)準(zhǔn)71.04—2013和2011年美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會(huì)（ASHRAE：American Society of Heating，Refrigerating，and Air-Conditioning Engineers）技術(shù)委員會(huì)9.9白皮書通過(guò)測(cè)得空氣傳播污染物進(jìn)入純銅和銀的厚度，確定空氣污染的嚴(yán)重程度，用于表征環(huán)境硫化惡劣程度。周圍環(huán)境中的硫化原理稍有不同，硫化速度也不同。當(dāng)前對(duì)硫化環(huán)境和反應(yīng)速率評(píng)價(jià)的主流方法是采用純銀片或者銅片置入硫化環(huán)境中，用各種方法測(cè)定硫化層的厚度，比較硫化速率。ISA-71.04—2013規(guī)定的氣體腐蝕標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，電子產(chǎn)品應(yīng)盡可能地在較低腐蝕速率的環(huán)境下應(yīng)用，例如：Ag<200 A?/月和Cu<300 A?/月。

表2 ISA-71.04—2013的氣體腐蝕標(biāo)準(zhǔn)

單獨(dú)使用銅或銀試樣均有局限性，都不能完全反映周圍環(huán)境中的硫化腐蝕因素。舉例來(lái)說(shuō)，由于銅本身的特性，銅不能確定周圍環(huán)境中是否存在氯氣；而銀對(duì)氯氣比較敏感，所以單用銀片來(lái)表征硫化環(huán)境惡劣程度也有一定局限性。因此，將銅和銀同時(shí)放置于考察環(huán)境中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后觀察到硫化腐蝕程度表征，將腐蝕環(huán)境的惡劣程度分類[27]。

當(dāng)前，測(cè)定銅或銀的腐蝕反應(yīng)速度常用3種方法：質(zhì)量法[37]、斷面測(cè)定法和庫(kù)倫還原法（CR：Coulometric Reduction）[38]。其中，質(zhì)量分析法主要依靠樣品腐蝕前后的質(zhì)量變化來(lái)表征腐蝕狀況；斷面測(cè)定法需要在制作樣品的腐蝕剖面后，借助掃描電鏡和能譜，測(cè)試樣品腐蝕深度。這兩類方法需要考慮腐蝕時(shí)間，最終計(jì)算得到腐蝕速率。然而，CR法易于計(jì)算腐蝕反應(yīng)速率[39]并減少觀測(cè)誤差，有利于分析腐蝕反應(yīng)的實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)信息。

4 防硫化涂覆材料總結(jié)

涂覆防硫化保護(hù)材料能夠有效地提升電子產(chǎn)品的抗硫化能力。涂料可用于保護(hù)印刷電路板，提供一個(gè)隔離層，防止潮氣和污染物的進(jìn)入，避免了導(dǎo)體和焊點(diǎn)短路或腐蝕。另外，涂層對(duì)線路板具有機(jī)械保護(hù)，使其免受磨損和溶劑的侵蝕。最常用的涂料包括丙烯酸、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、聚對(duì)二甲苯和有機(jī)硅，硅樹(shù)脂由于其易加工和易修復(fù)的特性而被最廣泛地使用。Lee等人[40]研究了厚度及涂覆材料對(duì)厚膜電阻抗硫化能力的影響。Venice Gouda[41]研究表明含2%納米Al2O3和十六烷硫醇的涂層比普通丙烯酸具有更好的防護(hù)效果。此外，文獻(xiàn)[42-44]表明巰基化合物對(duì)銀基質(zhì)同樣具有良好的保護(hù)效果。

然而，不是所有的涂料都能起到防護(hù)作用。某些涂料實(shí)際上加劇了電子產(chǎn)品及元器件的腐蝕問(wèn)題，例如：分子硫（S8）在硅橡膠中的溶解度是其他常見(jiàn)大氣成分的溶解度的100 000多倍，使得周圍環(huán)境中的微量硫（10-9級(jí)）濃縮到有機(jī)硅中達(dá)0.04%或更高[45]，這足以在未保護(hù)的電路板中引起硫化腐蝕問(wèn)題。

其他聚合物如環(huán)氧樹(shù)脂也存在較高的硫溶解度，但發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)因素使得環(huán)氧對(duì)電路板組件的威脅遠(yuǎn)小于有機(jī)硅。首先，硫在環(huán)氧樹(shù)脂中的溶解是不可逆的，與有機(jī)硅相似。很明顯，在環(huán)氧樹(shù)脂中大量吸收的硫會(huì)與它反應(yīng)，阻礙硫的解吸；反之，在有機(jī)硅中的硫可以被完全提取。另外一個(gè)因素是硫在環(huán)氧樹(shù)脂中的擴(kuò)散率比硅中的低10 000倍，因此，較低的擴(kuò)散率是決定聚合物能否在硫與底層電路組件之間起到有效阻隔作用的關(guān)鍵因素。

必須強(qiáng)調(diào)，在對(duì)電子產(chǎn)品及元器件進(jìn)行硫化腐蝕性能測(cè)試時(shí)，涂覆材料除要滿足在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的最高溫度下不會(huì)發(fā)生揮發(fā)或分解的要求外，還應(yīng)能承受硫化試驗(yàn)的環(huán)境溫度。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)品及元器件日益增長(zhǎng)的抗硫化能力測(cè)試與評(píng)價(jià)的需求，本文在整理國(guó)外有關(guān)硫化試驗(yàn)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了硫化機(jī)理和硫化環(huán)境評(píng)價(jià)方法，對(duì)比了硫化加速試驗(yàn)方法，為模擬長(zhǎng)期暴露于應(yīng)用環(huán)境下的硫化加速試驗(yàn)方案和評(píng)價(jià)儲(chǔ)存環(huán)境硫化腐蝕條件提供依據(jù)。并總結(jié)了相關(guān)產(chǎn)品保護(hù)層材料的應(yīng)用案例和注意事項(xiàng)，支持相關(guān)電子產(chǎn)品和元器件在高可靠性領(lǐng)域中的應(yīng)用。