طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی

طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی به معنای تقسیم این قطعات بر اساس توانایی آن‌ها در مواجهه با شرایط مختلف محیطی مانند دما، رطوبت، شوک و لرزش، و آلودگی‌ها است. این طبقه‌بندی به انتخاب قطعات مناسب برای کاربردهای خاص کمک کرده و به بهبود عملکرد، افزایش طول عمر و اطمینان از عدم خرابی دستگاه‌ها در شرایط گوناگون می‌انجامد. بر اساس این طبقه‌بندی، قطعات الکترونیکی به دسته‌هایی مانند قطعات تجاری، صنعتی، نظامی و انواع دیگر مقاوم در برابر شرایط سخت محیطی تقسیم می‌شوند.

قطعات الکترونیکی در صنایع مختلف کاربردهای گوناگونی دارند و هر کدام از این قطعات باید قادر به عملکرد صحیح در شرایط محیطی خاص باشند. از آنجایی که محیط‌های مختلف ویژگی‌های متفاوتی مانند دما، رطوبت، لرزش، آلودگی و غیره دارند، لازم است که قطعات الکترونیکی برای عملکرد بهینه در این محیط‌ها طراحی و انتخاب شوند. بنابراین، طبقه‌بندی محیطی قطعات الکترونیکی یک مبحث بسیار مهم است که به انتخاب قطعات مناسب برای کاربردهای خاص کمک می‌کند. این طبقه‌بندی بر اساس پارامترهای محیطی مختلف صورت می‌گیرد و موجب می‌شود تا تجهیزات در برابر عوامل محیطی آسیب‌پذیر نباشند.

در این مقاله، به بررسی طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی بر اساس ویژگی‌های مختلف خواهیم پرداخت.

1. طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی بر اساس دما

یکی از مهم‌ترین پارامترهایی که بر عملکرد قطعات الکترونیکی تاثیر می‌گذارد، دما است. قطعات الکترونیکی باید در بازه‌های دمایی مختلف عمل کنند تا از آسیب به قطعات و خرابی سیستم جلوگیری شود. به‌طور کلی، سه دسته دما برای قطعات الکترونیکی تعریف می‌شود:

قطعات تجاری

این قطعات برای استفاده در محیط‌های داخلی طراحی شده‌اند و معمولاً در دمای بین 0 تا 70 درجه سانتی‌گراد عملکرد دارند. این نوع قطعات در دستگاه‌های مصرفی مانند تلفن‌های هوشمند، تلویزیون‌ها، لپ‌تاپ‌ها و سایر تجهیزات الکترونیکی معمولی به کار می‌روند.

قطعات صنعتی 

قطعات صنعتی به‌طور خاص برای کاربردهای صنعتی طراحی شده‌اند و معمولاً در دماهای بین -40 تا 85 درجه سانتی‌گراد کار می‌کنند. این قطعات در شرایط سخت‌تری مانند کارخانه‌ها، تجهیزات کنترل صنعتی و ماشین‌آلات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

قطعات نظامی 

این قطعات برای محیط‌های بسیار دشوار طراحی شده‌اند و قادر به عملکرد در دماهای بین -55 تا 125 درجه سانتی‌گراد هستند. این قطعات معمولاً در تجهیزات نظامی، هوافضا و سیستم‌های پیچیده به کار می‌روند.

2. طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی بر اساس رطوبت

رطوبت یکی از عواملی است که می‌تواند به سرعت بر عملکرد قطعات الکترونیکی تأثیر بگذارد. مواد عایق و اجزای داخلی قطعات در مواجهه با رطوبت ممکن است آسیب ببینند یا عملکرد خود را از دست بدهند. بنابراین، رطوبت نیز یکی از پارامترهای مهم در انتخاب قطعات به شمار می‌آید. طبقه‌بندی قطعات بر اساس رطوبت به شرح زیر است:

قطعات استاندارد

این قطعات برای محیط‌های با رطوبت معمولی (بین 20% تا 80%) طراحی شده‌اند و مناسب استفاده در شرایط داخلی هستند.

انواع قطعات مقاوم در برابر رطوبت

خازن‌های مقاوم به رطوبت: مانند خازن‌های الکترولیتیک و سرامیکی که در محیط‌های مرطوب به کار می‌روند.

مقاومت‌های مقاوم به رطوبت: که از ورود رطوبت به سیم‌پیچ‌ها جلوگیری می‌کنند.

مدارهای مجتمع (ICs): با بسته‌بندی مقاوم به رطوبت.

دستگاه‌های با درجه حفاظتی IP: قطعاتی با درجه حفاظتی بالا که در برابر رطوبت و آب مقاوم هستند.

حسگرهای رطوبت: که برای اندازه‌گیری رطوبت در شرایط مرطوب طراحی شده‌اند.

مزایا

طول عمر بیشتر و عملکرد پایدار در شرایط مرطوب

جلوگیری از خوردگی و آسیب به اجزای داخلی

افزایش اعتمادپذیری دستگاه‌ها

کاربردها

صنایع خودروسازی

تجهیزات دریایی

لوازم خانگی

دستگاه‌های صنعتی در محیط‌های مرطوب.

این قطعات می‌توانند در محیط‌های با رطوبت بالاتر (تا 95%) عملکرد داشته باشند. معمولاً این قطعات در تجهیزات خانگی، لوازم برقی، یا فضاهایی با رطوبت زیاد مانند گلخانه‌ها و آشپزخانه‌ها به کار می‌روند.

قطعات ضدآب 
این قطعات برای کار در محیط‌هایی طراحی شده‌اند که با آب در تماس مستقیم هستند. معمولاً این قطعات در دستگاه‌های دریایی، تجهیزات زیر آب و سایر سیستم‌هایی که در معرض آب قرار دارند، استفاده می‌شوند.

3. طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی بر اساس مقاومت در برابر شوک و لرزش

شوک و لرزش می‌توانند به قطعات الکترونیکی (Electronic components) آسیب برسانند و در نتیجه عملکرد سیستم‌ها را مختل کنند. بنابراین، طراحی قطعات الکترونیکی برای تحمل این شرایط از اهمیت بالایی برخوردار است. این طبقه‌بندی به شرح زیر است:

قطعات مقاوم در برابر لرزش معمولی:

این قطعات برای محیط‌های با لرزش‌های کم طراحی شده‌اند و معمولاً در تجهیزات ثابت و لوازم خانگی به کار می‌روند.

قطعات مقاوم در برابر شوک و لرزش شدید:

این قطعات به‌طور خاص برای تحمل شوک و لرزش‌های بالا طراحی شده‌اند. این نوع قطعات در وسایل نقلیه، تجهیزات نظامی و صنعتی که در معرض شرایط سخت قرار دارند، استفاده می‌شوند.

4. طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی بر اساس مقاومت در برابر آلودگی‌ها

آلودگی‌هایی مانند گرد و غبار، مواد شیمیایی و سایر ذرات می‌توانند به قطعات الکترونیکی آسیب برسانند. بسته به نوع کاربرد، این قطعات باید در برابر این آلودگی‌ها مقاوم باشند. این طبقه‌بندی به شرح زیر است:

قطعات معمولی:

این قطعات برای محیط‌های تمیز و کم‌آلودگی طراحی شده‌اند و معمولاً در محیط‌های داخلی و دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی به کار می‌روند.

قطعات مقاوم در برابر گردوغبار:

این قطعات برای کار در محیط‌های گرد و غبار و آلوده مناسب هستند و معمولاً در صنایع معدنی، کارخانه‌ها و محیط‌های ساختمانی استفاده می‌شوند.

قطعات مقاوم در برابر مواد شیمیایی:

این قطعات برای عملکرد در محیط‌هایی که در معرض مواد شیمیایی و خوردگی قرار دارند طراحی شده‌اند و در صنایع شیمیایی، دارویی و آزمایشگاهی کاربرد دارند.

5.طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی بر اساس استانداردهای حفاظتی (IP Code و MIL-STD)

طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی دیگری که وجود دارد، بر اساس استانداردهای بین‌المللی است که برای تعیین میزان حفاظت قطعات در برابر نفوذ مواد خارجی و شرایط محیطی خاص به کار می‌رود.

کد IP (Ingress Protection):

این کد شامل دو عدد است که نشان‌دهنده مقاومت قطعات در برابر گردوغبار و آب می‌باشد. به‌عنوان مثال، IP67 به معنای مقاومت کامل در برابر گردوغبار و غوطه‌وری در آب است.

استاندارد MIL-STD:

این استانداردها به قطعات و تجهیزات نظامی مربوط می‌شوند که باید در شرایط بسیار دشوار عملکرد مناسبی داشته باشند. این استانداردها شامل آزمایش‌هایی برای دما، رطوبت، شوک، لرزش و سایر عوامل محیطی هستند.

نتیجه‌گیری

طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی نقش کلیدی در تضمین عملکرد صحیح و طول عمر مفید سیستم‌های الکترونیکی در شرایط مختلف محیطی ایفا می‌کند. انتخاب قطعات مناسب با توجه به شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، شوک، لرزش و آلودگی‌ها می‌تواند از خرابی‌های زودرس و هزینه‌های اضافی جلوگیری کند. بنابراین، آگاهی از این طبقه‌بندی‌ها برای طراحی و ساخت محصولات الکترونیکی بسیار حائز اهمیت است.

طبقه بندی محیطی قطعات الکترونیکی به‌ویژه برای صنایع حساس مانند نظامی، پزشکی، خودروسازی و هوافضا که در آن‌ها تحمل شرایط محیطی سخت بسیار ضروری است، اهمیت ویژه‌ای دارد.