Тема 10. Методи захисту рез від дії вологи. Джерела та шляхи проникнення вологи в рез.

В процесі виробництва, збереження і експлуатації РЕЗ можуть підпадати впливу вологи, яка міститься в оточуючому середовищі, матеріалах конструкції, а також матеріалах, що використовуються при виготовленні РЕЗ (електроліти, миючі засоби і т.п.). Максимально можливий вміст вологи в повітрі залежить від температри та тиску. При нормальному тиску (750 мм. рт. ст. = 0,1 мПа) залежність вмісту вологи в повітрі від температури представлена на рисунку :

Залежність вологовмісту в повітрі від температури.

P=750 мм.рт.ст.

При зниженні температури вологого повітря нижче рівня, який відповідає максимально можливому вмісту вологи (точка роси), надлишок вологи випадає у вигляді конденсату (роси).

Значно збільшують вміст вологи полімерні матеріали, які внаслідок своєї гігроскопічності поглинають вологу з оточуючого середовища, а при нагріві ця волога випаровується у внутрішнє середовище герметичного корпуса РЕЗ. В таблиці представлено вологопоглинання декотрих застосовуваних у радіотехнології полімерних матеріалів.

№ п\п	Матеріал	Вологопоглинання за 24 год., %	№ п\п	Матеріал	Вологопоглинання за 24 год., %
1.	Фторопласт-4	0,0	12.	КП101	1,9
2.	Поліетилен	0,01	13.	КТ102	0,3
3.	Поліпропілен	0,01	14.	П68	3,2
4.	Епоксидні компаунди	0,01..0,02		Емалі
5.	Лавсан	0,02	15.	ЕП51	1,95
6.	Полістірол	0,05	16.	Ко918	0,0
7.	Поліхлорвінілова плівка	0,02..0,04		Шаруваті пластики
8.	Пінополіуритан	0,01..0,3	17.	Гетинакс	2,9
9.	Поліініди	0,8	18.	Склотекстоліт	1,6..1,85
10.	Лаки	0,76..0,9	22.	Хлопок	5,0
	Компаунди		23.	Шовк	15..20
11.	КП34	5,5

Використовувані в технологічних процесах рідинні матеріали також є джерелами вологи, які підсилюють дію вологи.

Взаємодія вологи з матеріалами конструкцій рез

Механізм взаємодії залежить від характеру матеріалу (органічний, неорганічний) і його здатності поглинати (сорбувати) вологу або утримувати її на поверхні (адсорбувати). Поглинання вологи зумовлено тим, що матеріали містять пори, значно більші розміру молекули вологи, який дорівнює 3 * 10 м (міжмолекулярні проміжки в полімерах - 10 м, капіляри в целюлозі 10 м, пори в кераміці - 10 м). Органічні матеріали поглинають вологу через капіляри, або шляхом дифузії. Неорганічні взаємодіють з вологою, яка конденсується на поверхні. З металами волога вступає в хімічну взаємодію, яка викликає корозію. Дія вологи підсилюється при контакті металів з різними електрохімічними потенціалами, а також в місцях зварних швів. Вплив вологи на матеріали і компоненти може призвести до миттєвих і поступових відмов РЕЗ. Зволоження органічних матеріалів супроводжується наступними явищами :

• збільшення діелектричної проникності ( ε ) і втрат tg ε;

• зменшенням об’ємного опору, електричної і механічної міцності;

• зміна геометричних розмірів і форми;

• зміною властивостей мастил.

Це призводить до збільшення ємності, зменшення добротності контурів, зниження пробивної напруги і появи відмов РЕЗ.

Поступові відмови радіотехнічних, радіолокаційних систем відбуваються за рахунок зниження чутливості, звуження діапазонів робочих частот, нестійкість роботи гетеродіна.

Миттєві відмови обумовлюються електричним пробоєм, розшаруванням діелектриків. При зволожені металів відмови можуть бути через корозію, яка призводить до порушення паяних і зварних герметизуючих швів, обриву електромонтажних зв’язків, збільшенню опорів контактних пар, зменшенню міцності і утрудненню розборки кріплення.

При температурі нижче точки роси представляє загрозу сконденсована волога, яка може змінювати опір тонкоплівкових резистивних елементів; волога в діелектриках плівкових конденсаторів збільшує їх ємність і призводить до пробою діелектрика; волога на поверхні напівпровідникових ІС сприяє накопиченю на границі Si - SiO позитивних іонів ( Na та ін.), утворенню шару накопичених зарядів у напівпровіднику і зміні параметрів напівпровідникових приладів (дрейфу зворотніх струмів, пробивних напруг, коефіцієнта підсилення біполярних транзисторів і т.п.).

При замерзанні сконденсованої вологи і електрохімічній корозії може порушитися механічна міцність паяних та зварних герметизуючих швів, відбутись розшарування багатошарових друкованих плат, обрив друкованих провідників, поява тріщин в підкладках гібридних ІС.

Все це, як правило, призводить до повної відмови РЕЗ, як негерметичних, так і герметичних, але в першому випадку вплив здійснює зовнішнє середовище, а в другому – і внутрішнє.