整機外罩對外界水蒸氣阻隔性能的監(jiān)控方案

摘要：電子元器件對周圍水蒸氣含量要求嚴格，因此用于其外殼的整機外罩應具有很高的阻濕性，防止電子元器件出現(xiàn)老化等質(zhì)量問題。本文利用Labthink蘭光自主研發(fā)制造的W3/230水蒸氣透過率測試系統(tǒng)對整機外罩樣品進行水蒸氣透過率測試，通過詳細介紹設(shè)備測試方法、測試原理及試驗過程，為相關(guān)電子器件生產(chǎn)企業(yè)嚴控外殼阻濕性提供有效的監(jiān)控方案。

關(guān)鍵詞：電子元器件、老化、整機外罩、水蒸氣透過率、阻濕性、水蒸氣透過率測試系統(tǒng)

1、意義

現(xiàn)今，人類對提高電子元器件的使用壽命的研究日益深入，而其外包裝的有效阻濕性對其使用壽命的延長至關(guān)重要。因在高濕的環(huán)境下零部件易受潮，導致在使用過程中塑體與零部件引腳處產(chǎn)生裂縫，進而引起殼體滲漏，芯片逐漸受潮失效。因此，電子元器件生產(chǎn)企業(yè)通常在電子元器件外面添加整機外罩裝置，以阻隔水蒸氣，保護內(nèi)部元器件，防止出現(xiàn)提前老化的現(xiàn)象。進而，生產(chǎn)企業(yè)應嚴格監(jiān)控整機外罩包裝的阻濕性能。

2、檢測標準

國內(nèi)有關(guān)容器包裝水蒸氣透過率測試方法主要為紅外傳感器檢測法，依據(jù)國家標準GB/T 31355-2014《包裝件和容器水蒸氣透過性測試方法 紅外傳感器法》，此標準規(guī)定了在穩(wěn)態(tài)條件下采用紅外傳感器對包裝件和容器水蒸氣透過性進行測試的試驗方法。

3、試驗樣品

某企業(yè)提供的整機外罩樣品。

4、試驗設(shè)備

本文采用的試驗設(shè)備為Labthink蘭光自主研發(fā)的W3/230水蒸氣透過率測試系統(tǒng)。

圖1  W3/230水蒸氣透過率測試系統(tǒng)

4.1 試驗原理

W3/230采用紅外傳感器法測試原理，將預先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，具有穩(wěn)定相對濕度的氮氣在薄膜的一側(cè)流動，干燥氮氣在薄膜的另一側(cè)流動；由于濕度梯度的存在，水蒸氣會從高濕側(cè)穿過薄膜擴散到低濕側(cè)；在低濕側(cè)，透過的水蒸氣被流動的干燥氮氣攜帶至紅外傳感器，進入傳感器時會產(chǎn)生同比例的電信號，通過對傳感器電信號的分析計算，從而得出試樣的水蒸氣透過率等參數(shù)。對于包裝容器而言，干燥氮氣則在容器內(nèi)流動，容器外側(cè)處于高濕狀態(tài)。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于容器類、薄膜類、片材類、紙張、紙板及其復合材料類等包裝件的水蒸氣透過率的測試。

• 其中容器類包括塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的水蒸氣透過率測試，如茶葉鋁罐、可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品軟管包裝、牙膏軟管包裝、果凍杯等。
• 薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜、玻纖鋁箔紙復合膜等。
• 片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。
• 紙張、紙板及其復合材料類包括紙張、紙板等，如煙包鍍鋁紙、紙鋁塑復合片材等。
• 該設(shè)備還可擴展用于太陽能背板、液晶顯示屏膜、醫(yī)藥泡罩、藥品塑料瓶、無菌護創(chuàng)膜、汽車油箱、電池塑料外殼等特殊包裝件水蒸氣透過率的測試。

 (2) 本設(shè)備符合GB/T 31355、ISO 15106-2、ASTM F1249、GB/T 26253、TAPPI T557、JIS K7129等國內(nèi)外方法標準。

4.3 設(shè)備參數(shù)

• 容器類試樣的測試范圍為0.0001 ~ 0.2 g/(pkg·d)；薄膜類試樣的常規(guī)測試范圍0.01 ~ 40 g/(m²·24h)，可擴展至0.1 ~ 1000 g/(m²·24h)。
• 試驗的溫度范圍為15℃ ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃；濕度范圍為0%RH、35%RH ~ 90%RH、100%RH，控濕精度為±1%RH。
• 人工、比例、循環(huán)三種試驗模式為不同阻隔性質(zhì)的材料提供了合適的檢測方法。
• 設(shè)備配置了三個測試腔，三個測試腔均可獨立設(shè)計，試驗過程互不干擾，試驗結(jié)果獨立顯示。
• 支持Lystem^TM實驗室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗結(jié)果和試驗報告

5、試驗過程

(1) 用快固膠涂覆在整機外罩外部管路孔周圍，使其固定在儀器專用的容器測試托盤裝置上，密封完成后，利用管路將其連接在儀器上，再用密封袋將樣品及托盤裝置進行密封包扎。

(2) 設(shè)置試樣名稱、試驗溫度、試驗濕度等參數(shù)。

(3) 調(diào)節(jié)氮氣的壓力，使測試腔內(nèi)的濕度達到設(shè)定值，并通過氮氣流量調(diào)節(jié)旋鈕，使上、下腔內(nèi)的氮氣流量達到標準規(guī)定值。

(4) 點擊開始試驗選項，試驗開始。儀器自動記錄試驗過程中低濕側(cè)的水分子含量變化，并計算出最終的試驗結(jié)果。

6、試驗結(jié)果

本文所測試的整機外罩樣品的水蒸氣透過率測試值為：0.0411 g/(m²·24h)。

7、結(jié)論

W3/230水蒸氣透過率測試系統(tǒng)是專業(yè)用于容器、薄膜、片材對外界水蒸氣阻隔性能的檢測設(shè)備，具有檢測精度高、測試結(jié)果重復性好等優(yōu)點，能真實反映整機外罩包裝水蒸氣透過率，可有效地為電子元器件生產(chǎn)企業(yè)提供監(jiān)控保障。另外，除了水蒸氣透過率性能，還應關(guān)注整機外罩的整體密封性能。

Labthink蘭光作為包裝檢測設(shè)備研發(fā)與制造業(yè)的翹楚，為全球客戶提供專業(yè)、高端的包裝檢測設(shè)備和檢測服務。濟南蘭光機電技術(shù)有限公司愿借此與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術(shù)交流與合作。