ZHCAFX6 October   2025 HDC3020

 

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  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言：为什么 RH 传感器表现为超出规格
    1. 1.1 RH 误差发生在哪里以及何时发生？
    2. 1.2 RH 误差的根本原因是什么？
    3. 1.3 案例研究
  5. 2定义：RH 精度的关键术语
  6. 3初始故障排除步骤
    1. 3.1 初始验证步骤
    2. 3.2 诊断问题
  7. 4RH 误差的常见来源 — 预防和缓解
    1. 4.1 PCB 和外壳设计注意事项
      1. 4.1.1 PCB 到 RH 传感器的热传递
      2. 4.1.2 电源噪声和模拟 RH 传感器
      3. 4.1.3 外壳设计和气流注意事项
    2. 4.2 组装、焊接和制造过程
      1. 4.2.1 组装说明：应当避免
      2. 4.2.2 组装说明：最佳实践
      3. 4.2.3 组装过程中的传感器腔体保护
    3. 4.3 组装后的再水合
      1. 4.3.1 焊接后恢复传感器精度
      2. 4.3.2 再水合程序
    4. 4.4 测试设置和环境
      1. 4.4.1 RH 基准
      2. 4.4.2 设置均匀性：受控环境
      3. 4.4.3 设置均匀性：热梯度
      4. 4.4.4 趋稳时间
    5. 4.5 储存和处理
      1. 4.5.1 存储温度和湿度条件
      2. 4.5.2 存储材料
      3. 4.5.3 MSL 级别与 RH 传感器有什么关系？
      4. 4.5.4 处理最佳实践
    6. 4.6 化学污染
      1. 4.6.1 化学污染如何影响 RH 精度
      2. 4.6.2 化学污染物在何处以及如何引入？
      3. 4.6.3 减轻化学污染的影响：烘烤
      4. 4.6.4 减轻化学污染的影响：清洗
      5. 4.6.5 减轻化学污染的影响：外壳设计
      6. 4.6.6 减轻化学污染的影响：器件选择
      7. 4.6.7 减轻化学污染的影响：组装注意事项
    7. 4.7 运行条件：应用环境条件和影响
      1. 4.7.1 导致 RH 精度误差的环境条件
      2. 4.7.2 RH 偏移缓解和系统级设计
      3. 4.7.3 使用集成式加热器
    8. 4.8 RH 精度调试流程图
  8. 5总结：设计和调试 RH 精度
  9. 6参考资料
  10. 7附录
    1. 7.1 案例研究 1：湿度引起的 RH 正偏移
    2. 7.2 案例研究 2：100%RH 环境下的渐变 RH 精度漂移
    3. 7.3 案例研究 3：组装和热效应综合因素

7.1 案例研究 1：湿度引起的 RH 正偏移

问题说明

客户在 PCB 上部署了 HDC3020，并在组装后评估期间观察到器件子集与基准相比存在正 RH 偏移。两个受影响的器件在从电路板上拆焊后，已退回 TI 进行分析。

调查阶段

初始步骤是在受控 RH 室中的各种湿度水平下测试退回的器件。与已知良好的控制单元相比，返回的器件显示出一致的 RH 偏移，但没有增益误差。由于误差仅限于偏移，因此调查重点关注暂时性吸湿性，而非化学污染。这种 RH 偏移如图 7-1 所示。

存在 RH 偏移的 HDC3020 与已知良好的 HDC3020图 7-1 存在 RH 偏移的 HDC3020 与已知良好的 HDC3020

由于只是 RH 偏移而非 RH 增益，因此调查重点关注过度吸湿作为潜在原因，而非化学污染。为了缓解疑似由湿度引起的误差，在 100°C 下将传感器烘烤 2 小时并重新测试。烘烤成功恢复了 RH 精度。如果这种方法失败，则考虑在 100°C 下进行 10 小时二次烘烤。如果偏移仍然存在，则表明由于环境应力或可能的化学污染而造成永久性损坏。

烘烤 HDC3020 后，传感器能够消除 RH 偏移。客户退回的 RH 传感器的 RH 精度提高，如图 7-2 所示。

存在 RH 偏移的 HDC3020 烧烤后图 7-2 存在 RH 偏移的 HDC3020 烧烤后

为了找出根本原因，用户需要找到表现出这种偏移的 HDC3020 与无偏移的器件之间的差异化信息或采取的步骤。排除批次差异或应用差异后，用户发现所有正偏移的传感器都由一家特定制造商组装。该 PCBA 制造商可能在组装或存储期间持续将 HDC3020 暴露于高 RH 条件 (>70%)，因而导致了正 RH 偏移。

结论

  • RH 误差极可能由高湿度组装条件下的暂时吸湿引起。
  • 在 100°C 下烘烤 2 小时可有效消除偏移。
  • 所有受影响的器件均追溯到一家制造商，突出了在传感器组装过程中控制湿度的重要性。
  • 预防措施包括实施低 RH 存储或在组装过程中避免高湿度暴露。