为了评估吸附的影响(见图10),我们再次利用了教科书的知识。水分子的数量是由一侧的绝对湿度决定的(由于达到漆或塑模表面的水蒸气的速率较高,更高的水浓度会导致更高的吸附率),和另一侧的温度(更高的温度导致更高的吸附率)。综合考虑这两个作用方向相反的因素,意味着在表面的水含量会达到一个平衡状态,主要是由空气中的相对湿度rh(
)决定的。
在模型里引入吸附率依赖度,见图12。在与时间有关的区域,与吸附有关的特性在rh ≤ 0.93的几乎饱和湿度这个极端,和rh 几乎为0的区域内摆动,取决于实际存在的相对湿度
。

图 21: 吸附的影响; rh 特性在td 和干热现之间轮换
整个rh的依赖范围在饱和湿度和干热之间,可以用公式6到公式8定义与时间有关的情况,公式9和公式10用于与时间无关的情况。在大括号里的项表示了与湿度有关的方面。
公式 6: 
for T < Tcriteff, i.e. for time-dependent processes;
公式 7: 
for T < Tcriteff , i.e. for time-dependent processes;
公式 8:
;
(经验公式,用于T > Tcrit eff条件下与时间无关的过程)。
公式 9: 
用于 T > Tcriteff, 与时间无关的的过程;
公式10:
用于 T ≥ Tcriteff, 与时间无关的的过程;
为了防止和检验这个线性rh 依赖度是否对我们的模型也有效,对第1种漆和第2种漆进行了另一个偏执湿度测试。选择的条件是90 °C和 40 % RH (pvapor = 280 hPa),恰好与前面在70 °C和90 % RH下测试的蒸汽压力一样。测试结果带入图22和图23的ln√t – 1 / T图(看综合星号,0.40 rh at 90 °C,1/T = 0.00275 K-1)
我们的结果证实实际的吸附率与实际的相对湿度rh成正比。对于给定的温度,在干热和几乎饱和湿度td (rh 约为 0.90 至0.93)暴露时间Δln√texp的结果差异显示在与时间相关的区域,与rh线性相关,见图22和23。对于给定的rh ,得出的新特性落在td 的特性线和与干热相关的实际rh 数据之间。计算得出的rh = 0.4棕色破折线恰好穿越90°C, 40 % RH的实际测试点。
在公式8的时间无关区域,推导出二次方程,从我们的测试结果的经验数据估计出来。在时间无关区域检验在较低rh的适用性,要在今后的研究中获得更坚实的测试数据。
在几乎所有的技术应用里,电子元器件会在温度超过100 °C的正常大气压下工作。因此,出于实际需要,会在达到元器件的上限温度内,通常在与时间相关区域内进行所有预测。
公式11和公式12描述了估算扩散Deff 的系数,以及临界温度相关涂漆或塑模系统的Tcrit 或 Tcrit eff。
公式 11: 
公式 12:
或 
为了简化计算,这里Deff事实上是表达的是渗透率(S0 x D0),包括与温度相关的气体溶解S,是对漆/R层界面上的实际水汽浓度的相对测量。
相关材料数据或功能信息可以直接从ln√t – 1 / T图读出来,或可以给给出的公式简单地算出来。
6.3.实际使用模型和ln√t – 1 / T图
我们把具体测量数据转换到图19和图20。我们在给定的电阻膜材料上使用了两种不同的漆,现在可以完全显示其特性,并且可能在整个规定温度-湿度-时间域内做预测。

图 22: 第一种漆, 直接读出 EA / k 和ln{xlacq /√(4D x …)}, 用虚线框起来
可以获得以下数据:
A. 塑模 / 漆:
· 扩散系数 D0, Dt crit 和 D20;
· 扩散过程的活化能 EA lacq;
· 电负载的减速效应 (焦耳热) ΔEAJoule;
· 临界温度 Tcrit 是一个特性;
· 有效的临界温度 Tcriteff, 与讨论的具体情况相关。

图 23: 第2种漆,直接读出 EA / k 和ln{xlacq/√(4D x …)}, 用虚线框起来
B. 功能层 (金属层):
· 活化能EAlayer;
· 偏置电压加速效应 ΔEAbias, 在层界面上达到临界水汽浓度时;
· 非临界暴露时间texp最大值的预测工具,对于每个给定的温度、湿度和负载条件。
示例:
现在我们可以用具体数据估计和比较第1种和第2种电绝缘漆。
未来,我们可以预测现场或测试应用的情况,如在130 °C (T = 403.12 K) 和 155 °C (T = 428.12 K)工作温度、最小负载,以及最坏气候条件41 °C和 75 % RH下的电气应用。
结果见下表。
给定R层的活化能是相同的,可以用EAlayer / k直接读出,如⇒EAR-layer = 0.96 eV。
计算最大与时间无关的偏置湿度加速,做为差值ΔEAbias = 0.16 eV。

*) 备注:有记录的最高温度和湿度是2000年在沙特阿拉伯的Dharhan,温度是41℃,湿度超过70 %( pvapor = 59 hPa; 41 °C / 100 % RH: 78 hPa)。
结果:
两个材料在两个环境条件下都出现了差异。然而,即便在更糟的自然气候条件下和130℃的环境温度下,预计寿命也分别达到4000年或33E+9年,比现场使用对元器件的实际要求高得多。在155℃环境温度下,这些被调查的电绝缘漆之间特性的差异变得十分明显。
结论
-偏置湿度可以是破坏性的,即便满足了标准(AEC-Q200)的官方要求。
-独立的85 / 85或HAST测试只适用于评估耐潮能力的相对比较,对推测所研究的薄膜电阻系统没有帮助。两种测试都可能是破坏性的。
-对环境里达到非破坏性的漂移水平的暴露时间进行标准化,用于新的预测模型。
-分配蒸汽压力,直接读取允许的暴露或加速因子上的信息,就可以产生一个简单实用的预测工具。
-公开的模型(如Lawson)不适用于薄膜电阻,也不使用通用方法和与湿度加速有关的问题。
-相对湿度是一个描述实际吸附率的重要参数,在试验研究里其影响无疑是可度量的。其他作者根据rh依赖度设计出模型,在一些使用模塑或功能材料的特定情况下已经被采纳。因此他们的结果模型一定是不同,并且只有在不变的模塑材料和功能层的激活能情况下才有效。他们没有考虑到重要的各个扩散情况和系统的氧化特性。
-我们的模型遵从与扩散有关的系统特性,如本文所讨论的涂层材料的实际密封特性。
-像85 / 85 或HAST测试的标准要求可以用客观数据对实际应用需求和器件使用条件进行评估;
-模型和ln√t – 1 / T图的描述是从对薄膜电阻的试验研究推导的,将会形成广泛影响,被转换用于所有模塑或涂漆的有热或湿度有关降级效应和健康预测的有源和无源元器件。
附录:符号表及其含义/解释

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