Взаємодія вологи з матеріалами конструкцій ра.
Механізм взаємодії залежить від характеру матеріалу (органічний, неорганічний) і його здатності поглинати (абсорбувати) вологу або утримувати її на поверхні (адсорбувати). Поглинання вологи обумовлене тим, що матеріали містять пори, значно більші від розміру молекули води, рівної 3*10-10м (міжмолекулярні проміжки в полімерах –10-9 м, капіляри в целюлозі - 10-7 м, пори в кераміці – 10-5 м). Органічні матеріали поглинають вологу через капіляри або шляхом дифузії. Неорганічні взаємодіють з вологою, що конденсується або адсорбується на поверхні. З металами волога вступає в хімічну взаємодію, що викликає корозію; вона також може проникати через пори і капіляри. Дія вологи посилюється при контакті металів з сильно відмінними електрохімічними потенціалами, а також в місцях зварних швів, що містять інтерметалеві з'єднання.
Вода (сконденсована волога) - полярна, хімічно активна речовина, що легко вступає в з'єднання з різними металами і неметалами (газами, рідинами, твердими речовинами, інертними газами). При цьому утворюються гідрати, стійкі при низьких температурах. Ще активніше вода окислюється киснем; вона реагує з фтором, хлором, з'єднаннями вуглецю. Лужні і лужно- земельні метали розкладають воду вже при кімнатній температурі. Вода є активним каталізатором. Вона володіє високою діелектричною проникністю в рідкій фазі (ε = 79... 84) і втратами (tgδ): при частоті f=50 Гц tgδ вельми великі; при f=105Гц tgδ = 1,6; при f=107Гц tgδ = 0,3; при f=109Гц tgδ = 0,03. За наявності домішок іонного типу вода має високу провідність (питомий опір водопровідної води складає 106...107 Ом*м; двічі дистильованої на повітрі води -108 Ом*м; перегнаної у вакуумі-1010 Ом*м).
Дія вологи на матеріали і компоненти може привести до поступових і раптових відмов РА. Зволоження органічних матеріалів супроводжується наступними явищами:
збільшенням діелектричної проникності (ε) і втрат (tgδ);
зменшенням об'ємного опору, електричної і механічної міцності;
зміною геометричних розмірів і форми (викривленням при видаленні вологи після набухання);
зміною властивостей мастил.
Це приводить до збільшення ємності (зокрема паразитної), зменшення добротності контурів, зниження пробивної напруги і появи поступових відмов РА. Раптові відмови обумовлюються електричним пробоєм, розшаруванням діелектриків і т.д. При зволоженні металів відмови можуть відбутися із-за корозії. Це приводить до таких наслідків:
порушуються паяні і зварні герметизуючі шви,
відбувається обрив електромонтажних зв'язків,
збільшується опір контактних пар (що веде до збільшення шумів нероз'ємних і обгорання роз'ємних контактів);
зменшується міцність і утруднюється роз’ємні кріплення
тьмяніють відбиваючі і руйнуються захисні покриття;
збільшується знос поверхонь тертя, і т.д.
|При температурі нижчій за точку роси представляє небезпека сконденсована волога. Наявність вологи на поверхні прозорих вікон (наприклад, телевізійних передаючих трубок) приводить до змазування зображення. Попадання вологи на поверхню тонкоплівковних резистивних елементів може привести до зміни їх опору (зменшенню при шунтуванні вологою, збільшенню при корозії); волога в діелектриках плівкових конденсаторів збільшує їх ємність і приводить до пробою діелектрика; волога на поверхні напівпровідникових елементів ІС сприяє утворенню шару накопичених зарядів в напівпровіднику під впливом поверхневих іонів і зміні параметрів напівпровідникових приладів (дрейфу зворотних струмів, пробивних напруг, коефіцієнта підсилення біполярних транзисторів, порогової напруги і крутизни передавальної характеристики МДП- транзисторів).
При замерзанні вологи, що сконденсувалася, і електрохімічній корозії може порушитися механічна міцність паяних і зварних герметизуючих швів відбутися розшарування багатошарової друкованої плати, обрив друкованих провідників при їх відшаруванні від підкладки, поява тріщин в підкладках гібридних ІС.
Все це, як правило, приводить до повної відмови РА, як негерметичних, так і герметичних, але в першому випадку дію спричинює зовнішнє середовище, а в другому і внутрішнє.