酸素によるプリント基板の腐食

Question

酸素ガスの温度を，配管の中に設置した面付型の温度センサー(IC)で測定します．センサーは一般的なFR-4ガラエポ基板にはんだ付けしてあり，はんだランド以外にはレジストがかかっていますが，長期間（５年以上）使用した場合に，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ないでしょうか？　また，はんだ付けの強度が劣化して，クラック発生から接続不良に至ることはないでしょうか？
なお，酸素ガスの湿度はほぼ０％（水分含まず）で，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が必要かどうかの判断で困っています．
作業性やコストの面からは，コーティング無しにしたいです．
ご指南よろしくお願いします．

Answer

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。

Answer

＞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？

Answer

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。

Answer

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。

酸素によるプリント基板の腐食とは？