Защита полыми оболочками.
Защита полыми оболочками применяется в основном для узлов и блоков РЭС.
Для узлов (ИС, в частности) используются металлостеклянные, стеклянные, керамические и металлополимерные копуса. Герметизация достигается с помощью швов.
При разработке герметичных корпусов необходимо учитывать условия эксплуатации, изменения давления, возможные перепады температуры. Герметизация может быть полной и неполной.
А. Полная герметизация.
При полной герметизации внешние швы конструкции выполняют
пайкой,
сваркой,
закаткой,
заливкой специальными компаундами (герметиками).
При использовании герметиков следует предусматривать специальные канавки, чтобы при отрицательных температурах герметик не оторвался от поверхности. Следует меть ввиду, что герметики могут изменять свое состояние под действием температуры или влаги, т.е. способны густеть, затвердевать, разбухать и пр.
При больших перепадах давления кожуха герметичных приборов выполняются в виде сильфонов, изменяющих размер по высоте при перепаде давления.
1 – выполнение паяных и сварных швов
2 – шов с герметиком 3 - сильфон
Рис. 10.4. Швы корпусов в РЭС.
Решение о полной герметизации изделия принимает конструктор исходя из условий работы изделия, срока его службы, ремонтопригодности.
Для герметизации МКС применяют сварку, пайку, склейку. Герметизация выводов обеспечивается спаем ковар-стекло имеющими близкий ТКЛР. (ковар Н29К17). Кабельные выводы делают герморазъемами.
Дополнительное повышение надежности защиты достигается заполнением корпусов азотом, аргоном или другим инертным газом.
Для обеспечения ремонтопригодности необходимо использовать разъемные полые оболочки.
Б. Неполная герметизация.
При неполной (частичной) герметизации между корпусом и крышкой помешают эластичную прокладку, а в герметизируемый объем – влагопоглотитель, например, селикагель. Условие герметичности такого соединения – сохранение контактного давления между прокладкой и соединяемыми поверхностями. Применяют металлические (из свинца, алюминия, красной меди) прокладки, резиновые и полимерные.
При стягивании винтами металлические прокладки деформируются и могут возникнуть напряжения, превышающие предел текучести.
При использовании резиновых прокладок уплотнение достигается действием остаточных упругих деформаций. При сжатии прокладка заполняет специально сделанные канавки.
Рис. 10.5. Резиновые прокладки.
При использовании резины следует помнить о том, что для этого материала характерно свойство релаксации, т.е. постепенного падения внутренних напряжений при неизмененном значении деформации. Поэтому узел уплотнения с резиновой прокладкой следует подтягивать через двое суток после сборки, т.к. двое суток релаксация стабилизируется.
ГОСТ предусматривает применение резиновых шнуров круглого, квадратного и прямоугольного сечения. В зависимости от назначения они могут изготавливаться из кислотощелочной, теплостойкой, морозостойкой и маслобензиностойкой резины. Наличие резиновых прокладок из-за быстрого старения заставляет через 2-3 года заменять их.
Пластмассовые прокладки изготавлтвают из полиамида П-54, полиэтилена, фторопласта, винипласта и др.
Необходимость повышения плотности компоновки и разгерметизации для ремонта привели к появлению специального решения – паяный шов (рис. 10.6.).
1 – корпус
2 - резиновая прокладка
3 – стальная прокладка
4 – крышка
5 – припой
Рис. 10.6. Паяный шов
Паяный шов нарушается с помощью стальной проволоки, расположенной под слоем припоя и имеющей свободный конец. Для защиты внутреннего объема РЭС от газов, выделяющихся при пайке, между корпусом и крышкой ставится резиновая прокладка. После запайки из корпуса откачивают воздух и заполняют объем сухим азотом под давлением 1,6.105 Па. Это позволяет избежать проникновения воздуха и влаги внутрь кожуха в течение нескольких лет. Шов по размеру невелик, а надежность такой герметизации велика.
Завершая раздел укажем несколько основных выводов:
Защита металлическими, металлостеклянными, металлокерамическими и керамическими оболочками имеющими паяный или сварной шов в принципе – вакуумоплотная.
При полимерных оболочках невозможно осуществить вакуумоплотную герметизацию в принципе.
Выбор способа защиты зависит от допустимой концентрации влаги внутри, времени влагозащиты, концентрации влаги в среде, стоимости и объема конструкции.
Защита полимерными монолитными оболочками применяется для сравнительно небольшого времени влагозащиты (не более 30-40 суток) и при требовании низкой стоимости.
Герметизация полыми неорганическими оболочками обеспечивает большее время защиты, подороже и занимает больший объем.
Обычные свойства полых оболочек можно усилить использованием монолитных оболочек, необходимых уже на этапе производства компонентов.
Контрольные вопросы по главе 10.
Влияние влаги на различные металлы конструкции РЭС.
Влияние влаги на изоляционные материалы.
Влияние влаги на полупроводниковые материалы.
Последствия и результаты воздействия влаги на резисторы, конденсаторы, полупроводниковые и другие элементы конструкции РЭС.
Принципы и способы защиты РЭС от влаги.
Классификация способов.
Краткая характеристика защиты монолитными оболочками.
Краткая характеристика защиты полыми оболочками.
Защитные металлические покрытия.
Защитные неорганические покрытия.
Защитные органические покрытия.
Пропитка и заливка изоляционными материалами
Обволакивание и опрессовка в РЭС.
Полная герметизация РЭС.
Неполная герметизация узлов и блоков РЭС.
Паяный шов.
Выбор способа защиты РЭС от влаги.