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酸素によるプリント基板の腐食とは？
- 酸素ガスの影響で配線パターンが腐食して断線に至ることはありません。
- 酸素ガスの湿度はほぼ０％であり、ガス温度は０～60℃程度です。
- 基板に防触コーティング剤の塗布は必要ありません。
- 電子部品・基板部品
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前提として酸素ガス温度を どのくらいのレスポンスで測らなきゃいけないのでしょう？ あまり高レスポンスで測らなきゃならない応用を思いつかないです。 それほどレスポンスを求められないなら 配管温度を外から測れば良いだけですね。 直管部分を20インチくらい作って中心にセンサを接合して 配管周囲を高性能断熱材で覆うだけ 配管をループとかにすれば長さは節約可能。 あとは その酸素の要求クリーン度はどのくらいなのでしょう？ 温度の上下があると吸ガスと脱ガスを繰り返すので クリーンルームレベルだったら使う気にはなりませんし 医療施設の酸素配管だったりしても不安要素になるかなあ。 ＞メーカから使用可能との回答は貰ったの？ ICなどは酸素100%環境を通常想定してないのでテスト項目がなく 使用保証されることは無いでしょう。聞いたことないですしね。 （真空で使えるかとか耐放射線性があるかとかの宇宙仕様ならある） ダメと言われるならそれも情報なので尋ねた方が良いでしょうね。
＞面付型の温度センサー(IC)で測定します これって具体的に何？ 熱電対のＩＣ（アイアンコンスタンタン）？ http://www.fa.omron.co.jp/products/family/3151/lineup.html それとも最近流行の温度計測チップＩＣ？ http://www.tij.co.jp/lsds/ti_ja/sensing-products/temperature-sensors/temperature-sensors-overview.page https://www.maximintegrated.com/jp/products/analog/sensors-and-sensor-interface/temperature-sensor-ics.html http://www.rohm.co.jp/web/japan/search/parametric/-/search/Temperature%20Sensor%20ICs http://www.linear-tech.co.jp/product/LTC1392#overview まぁ、いずれにしても酸素１００％雰囲気で使用可能との記載は見つからないが メーカから使用可能との回答は貰ったの？
お礼
コメントありがとうございます． 温度センサICは，アナデバのAD22100です． 使用雰囲気の条件はとくに記載ないので，腐食性ガスでなければ 大丈夫だろうと思ってました． 今更ですが，メーカに確認しようと思います．
純粋酸素中でのむき出しの電気配線て安全上どうなのかな。 自分だったらシース管タイプのセンサを使うと思う。 アポロ１号の事故を思い出してしまう。
お礼
コメントありがとうございます． シース管タイプのセンサも検討したのですが，測定回路の簡便さなどから 温度センサICを採用することになりました． 安全性については，ガス漏れに備え装置内の酸素濃度をモニタしており， 規定値を超えたときにアラームするようになっています．
温度を測定する対象は、空気ではなく「酸素ガス」ですね。 金属の酸化は、酸素濃度と温度に影響を受けます。空気よりも酸素濃度が 5倍高く、常温の範囲を超える60℃まで温度が上がる条件では、金属の酸化 の速度は、空気中より1桁速いと考えた方がいいと思います。 一方で、はんだのクラックは、はんだの酸化が主原因ではなく、温度サイ クルによる金属疲労が主原因と言われています。ガス温度が0～60℃の 範囲で変動すれば、温度サイクルによる金属疲労が心配です。 どの程度の温度サイクルが加わると予想されるでしょうか？ なお、温度サイクルによる金属疲労は、コーティングでは抑制できません。 コーティング剤の選択が不適切な場合、はんだのクラックを加速してしま うこともあるようです。
お礼
ohkawa様，ありがとうございます． 酸素は腐食性ガスではないみたいですが，酸化速度が空気より1桁速いとなると表面保護をしておくべきなのだろうと思います．はんだクラック加速への影響も含め，コーティング剤メーカに問い合わせてみます． 酸素ガスの温度は装置内の雰囲気温度で決まります．外気温によっても変わりますが，冬季は運転開始時0℃～最高60℃程度で，1サイクル/日の変化です． なお，はんだ付けの温度サイクル試験（-20～+70℃）では，500サイクルで不良ゼロでしたので，熱サイクル自体の影響は少ないものと予想しています． 補足で酸素ガスの圧力と流速を記入しましたので，これに対するアドバイスもいただければ幸いです．よろしくお願いします． 温度サイクル（熱衝撃）は，使用部品の温度制限のため -20～+70℃ で 行いました．期待寿命5年に対し，6年以上の確認ができています． 火災について，電気用品安全法の規程は知りませんでした．勉強になります． 本ユニット基板の消費電力は4W以下なので，幸い規制には該当しません． また，温度センサのみを搭載した基板を酸素ガス配管の中に設置しており， 測定・制御部は配管の外に設置しています． 酸素ガスという特殊な環境に置く場合には，いろいろな面からの検討が必要と うことですね．大変参考になりました．ありがとうございました． 安全に対しては異常発生時を想定して設計しておくべきとの考え方， たいへん参考になります．得てしてシステム任せになっていましたが， 各ユニット毎にも安全設計を盛り込むよう，今後は気を付けてゆきたいと 思います．「家電品は15W以上でUL94V－0」と覚えました． ありがとうございました．
お礼
アドバイスありがとうございます． 今回のアプリでは，酸素ガスの温度を比較的精度よく高頻度（1回/秒）で 測る必要があるため直接，温度センサを酸素ガス中に露出しています． > ダメと言われるならそれも情報なので尋ねた方が良いでしょうね。 ご指摘のとおりと思うので，ICメーカに問合せてみようと思います． 皆さんのご意見から考えるに，現状では防触コーティング剤を塗布する 方向で進めようと思います．ありがとうございました． FR-4基板は温度の上下で吸ガスと脱ガスを繰り返すんですね． 知りませんでした． 今回の装置では，酸素ガスの温度変化は比較的ゆっくりで ガスは常時流れているので，基板の吸ガス・脱ガスの影響は ないだろうと思いますが参考になります． ありがとうございました．