电子元件和模块的存储温度注意事项

　　关于电子元件和子组件的工作温度范围的信息文章很多，但关于存储温度的文章相对较少。大多数制造商的数据表要么显示与最大可能工作温度相同的存储温度范围（例如 0°C 至 85°C），要么使用 -40°C 至 100°C 的“标准工业”值，非- 操作，无需进一步解释。

　　但是，要正确存放电子元器件或成品，在投入使用前需要仔细了解可能影响零部件可靠性的风险和因素：存放温度如何影响零部件？哪些老化机制起作用？如果存储温度超过数据表中的值，它们会受到损坏吗？还有哪些其他环境因素可能使我的零件在储存后无法使用？

　　最重要的是，储存温度和湿度的组合是决定性因素。即使存储时间很短，高湿度和高存储温度的组合也会导致组件内部吸收水分或

　　“落地时间”是指密封的防潮袋打开后的可用时间，在元件可以通过回流焊炉而没有“爆玉米花”的风险之前，吸收的水分会在热炉中变成蒸汽并导致组件破裂、分层甚至爆炸。如果组件放置时间超过规定的放置时间，则需要“预烘烤”，换句话说，在使用前将其放入干燥箱中以蒸发掉任何吸收的水分。TOL 意味着使用制造商给出的“标签上的时间”数字。

　　请注意，MSL 水平是针对狭窄范围的环境条件指定的。冬季正常室内条件下的环境温度和相对湿度 (RH) 值相当高 (25°C/50%)，但在夏季的几个月中，某些亚洲或南美国家的 RH 值偏低。很少低于 80%，室温可能超过 35°C。这意味着 MSL 车间时间数字需要减少或可能延长，具体取决于 SMD 生产线的地理位置和季节。

　　此外，通孔部件在长期储存期间可能会吸收水分。尽管组件本身在焊接过程中不会受到如此极端的温度，因为它在焊接波峰过程中被 PCB 屏蔽，因此意味着“爆米花”的风险较小，但它仍然可能遭受其他化学老化过程的影响潮湿和温暖的环境温度会加速。最常见的问题包括暴露的金属部件的氧化以及水分或气体的吸收，无论是通过封装材料的吸收还是通过接头处的毛细作用。

　　通孔部件外露焊点的氧化会导致“干焊点”，其中 PCB 焊料不能正确润湿焊点，因为引脚表面的氧化杂质排斥液体弯月面，而电不能保证机械连接。干接点很难被发现，更糟糕的是，可能会导致间歇性故障，从而使 PCB 组件通过初始检查和测试，但后来在现场失败。某些大气气体，尤其是硫磺，会侵蚀铜化合物，并可能导致早发性腐蚀。因此，储存设施应通风良好，并远离任何排水沟或下水道通风口（下水道特有的“臭鸡蛋”气味是由硫化氢气体引起的，硫化氢气体是有机物腐烂的天然产物）。

　　如果焊点不良是元件存放后反复出现的问题，则可能需要将元件存放在带有干燥剂凝胶袋的防潮袋中或在使用前进行清洁。或者，引脚可以“闪光”或涂上一层薄薄的纯锡或金，它们对大气水分的反应都较小。

　　封装材料本身可以吸收水分或大气中的气体，尤其是在高储存温度下。环氧树脂灌封材料通常非常坚硬且具有高度的化学惰性，但有机硅或聚氨酯材料往往更柔软且多孔。因此，后一种材料的多孔性允许水分或大气中的氧气到达内部组件并由于腐蚀效应导致机械膨胀，从而破坏外部销或外壳之间的密封并允许进一步的水分进入。密封完整性可以通过使用紫外荧光染料的渗透测试来测试。在此测试中，将组件在高压下浸入水基染料中一段时间​​，以查看是否有任何液体会穿透任何微裂纹、孔隙或密封不良。然后将组件拆下并放置在紫外线灯下。当染料发出荧光时，任何液体渗透都会显示出来。

　　由于环境温度循环，也可能发生微裂纹和密封失效。如果一个部件是在温暖、潮湿的气候中制造的，然后在 -40°C 的飞机货舱中运输，任何内部水分都会在冰膨胀时冻结并破坏密封。零件在到达最终目的地之前，可能要经过几个解冻/冻结周期，因为它要经过不同的飞行或道路交通配送中心，从而导致缺陷传播。如果零件随后在几个夏季/冬季储存在未加热的仓库中，则可能会出现不太剧烈但更长期的热循环应力。

　　因此，例如，如果制造商声明其部件的存储温度和湿度范围为 -40°C 至 85°C @ 50%RH，这并不意味着该部件可以在这些存储温度限制之间安全循环.事实上，如果零件在低温下储存以减少离子或原子老化过程，则必须非常缓慢地加热并在使用前达到室温。持续的热或冷储存温度优于几个热/冷循环。

　　如果超过储存温度会怎样？安装在内部 PCB 上的 SMD 元件与基板本身的热膨胀或收缩率不同，因此在极端温度下，机械应力会导致焊料断裂或元件破裂。封装组件（二极管、晶体管等）通常可以承受较低的温度，因为外壳为引脚提供了机械支撑，但它们在低于 -40°C 的温度下仍可能失效，因为它们通常包含金属引线框架，而铜具有高热收缩系数。

　　在非常低的温度下，最困难的是依赖离子运动或液体化学过程的组件。其中包括电解电容器和某些类型的陶瓷电容器。在低温下，这种活动会“冻结”。电解电容器在冷却过程中会迅速失去其电容，在 -40°C 时，与室温值相比，它们的电容可能只有 10%。在低温（即低于约-65°C）下，电解液会冻结，从而造成永久性物理损坏。此外，电容器等效串联电阻 ESR 和损耗因数 Tanδ 随温度迅速恶化，ESR 和 Tanδ 值在冰点以下迅速增加，到 -55°C 时分别上升到 x100 或 x10 .

　　其他对极冷温度敏感的组件是绕线电感器和变压器。这些组件中的铜绕组将在低温下收缩并对铁氧体磁芯施加机械应变，随着铁氧体晶粒之间的粘合剂材料变得不那么柔韧，铁氧体磁芯会在低温下变得更加脆弱。如果包含铁氧体部件的非常冷的产品意外掉落，机械冲击很容易使其破裂，即使它“安全”地封装在灌封封装内。因此，从冷藏库中取出的产品和子组件应极其小心地处理。

　　综上所述，如果一个部件或子组件存放在一个相对稳定或变化缓慢的良性环境中，那么保质期确实可以很长。在理想条件下，封装的DCDC 电源模块或 AC/DC 电源模块的保质期为十年。但是，如果任何此类产品在经过如此长时间的储存后投入使用，则应将其逐渐适应室温并进行目视检查，以确保引脚和连接器没有腐蚀。如果任何此类产品包含电解电容器，则应使用有限的电流供应逐渐上电（称为“重整”的过程），以使氧化铝电介质绝缘在受到全输入电压的压力之前恢复。

　　当前的全球供应链问题导致众多分销商和供应商重新挖掘他们的旧库存，以满足即时的客户需求。只要在通电前正确存储组件并逐渐恢复到室温，这些部件可能仍然可以完美使用。