23.2 Технология защиты и герметизации рэс

Радиоэлектронная аппаратура эксплуатируется в различных климатических условиях, и на надежность её работы оказывают влияние такие параметры окружающей среды, как температура, влажность, наличие микроорганизмов, пыли, радиации. Под действием температуры происходит разрушение изоляционных материалов, которое сопровождается снижением физико-механических характеристик, выделением летучих веществ, увеличением жесткости и хрупкости, а также усиливается влияние других факторов. Влага, содержащаяся в окружающей среде, проникает в микроскопические поры материалов и заметно ухудшает их свойства: вызывает возрастание диэлектрических потерь, паразитных емкостей, снижение сопротивления изоляции, магнитных характеристик, а при продолжительном воздействии приводит к нарушению режимов работы электрических цепей. Это связано с тем, что молекулы воды обладают способностью растворять в себе углекислый газ, сернистые и другие соединения, вызывающие химическую и электрохимическую коррозию металлических слоев. Существенный вклад в эти процессы вносят микроорганизмы (плесневые грибки, бактерии), которые выделяют продукты обмена, состоящий преимущественно из различного рода органических кислот.

Для защиты электронной аппаратуры от климатических воздействий широко применяется герметизация отдельных элементов, сборочных единиц и всего изделия в целом. Она позволяет стабилизировать процессы, происходящие на поверхности или в объеме изделия, а следовательно, и его параметры при изменении состояния окружающей среды. Все методы герметизации можно условно разделить на две группы: бескорпусную и корпусную герметизацию. К первой группе относятся пропитка, обволакивание, пассивирование, во вторую группу включена герметизация изделий в корпусах из неорганических материалов, литьевым прессованием, заливкой и капсулированием.

Пассивация и оксидирование – процессы подавления химически активных центров, снижающие восприимчивость поверхностей к воздействию внешней среды.

Основные способы покровной герметизаяции: пропитка, обволакивание, гидрофобизация.

Пропитка заключается в заполнении пор, трещин в изоляционных материалах, а также промежутков между конструктивными элементами узлов электро-изоляционными негигроскопичными материалами. Пропитка проводится: при атмосферном давлении-открытая пропитка применяется тогда, когда пропиточный материал имеет низкую вязкость, а растворитель обладает высокой летучестью; в вакууме-вакуумная пропитка(её преимущество в том, что предварительная сушка и пропитка объединены в одном технологическом цикле); либо путём чередования пониженного и повышенного давления-циклическая пропитка; либо под действием центробежных сил.

Гидрофобизация – повышение влагостойкости материалов, деталей путём нанесения на их поверхность защитной плёнки (кремнийорганические высокомоекулярные соединения). Для обработки стекла, керамики, сложных диэлектриков, пластмасс и тканей.

Обволакивание – это процесс получения защитных покрытий путём погружения изделия в жидкий лак и последующее их отверждение. Чтобы получить монолитное покрытие с толщиной 1-3 мм, погружение осуществляют многократно с интервалов в несколько секунд и промежуточной сушкой.

Герметизация капсулированием включает: изготовление капсулы из легкодеформируемых материалов; размещение в нём изделия выводами наружу; заливку компаундом и его последующее отверждение.

Герметизация изделий в вакуум-плотных корпусах характеризуется повышенной надёжностью при хранении и эксплуатации; ремонтопригодностью; экономичностью. Эти корпуса состоят из основания, крышки, выводов НЧ, ВЧ, СВЧ, проходных изоляторов.

Заливкой называется процесс заполнения лаками, смолами или компаундами свободного пространства между деталями, изделиями и стенками кожухов. Кожух предотвращает растекание неотвердевшего или размягченного заливочного материала. Иногда кожухи заменяют специальными оболочками, выполненными из прессованной бумаги, пленочных материалов, которые не извлекают из залитого изделия.

Достоинством заливки является то, что помимо защиты от климатических воздействий в большей степени, чем при пропитке, повышается механическая стойкость изделий и стойкость к вибрационным нагрузкам. Недостатки — ухудшение теплоотвода, снижение добротности, увеличение паразитных емкостей, длительность процесса полимеризации компаунда (5—10 ч). При значительном объеме заливаемого пространства в результате циклических колебаний температуры возникают напряжения в материале, вызывающие микротрещины.

Вне зависимости от метода герметизации для обеспечения качества и эффективности процессов необходимо выполнить следующие условия:

1) перед влагозащитой тщательно очистить изделия от всех видов загрязнений и полностью удалить присутствующую в них влагу;

2) при выборе материалов предпочтение следует отдавать химически чистым, с низким значением влагопроницаемости и высокой нагревостойкостью, в которых отсутствуют релаксационные процессы образования поверхностных зарядов;

3) температурные коэффициенты линейного расширения герметизирующих материалов, материалов корпусов и электрических выводов должны быть максимально сближены;

4) режим отверждения герметичных материалов необходимо выбирать в зависимости от температуры эксплуатации изготовления лепных изделий с учетом нагревостойкости применяемых материалов и предельно допустимой температуры ЭРЭ;

5) остаточные напряжения не должны превышать прочность на разрыв герметизируемого материала; изделия, чувствительные к механическим усилиям, возникающим при отверждении, рекомендуется покрывать демпфирующим слоем из эластичного материала;

6) в процессе эксплуатации герметизированных изделий не должно происходить выделения летучих веществ и должен быть обеспечен нормальный температурный режим работы;

7) процессы приготовления герметизирующих смесей не должны загрязнять исходные материалы, а используемые растворители удалены при полимеризации.

Выбор оптимального ТГТ герметизации РЭА зависит от степени устойчивости изделия к влиянию климатических факторов, от условий эксплуатации изделия, а также от экономических факторов.