Обеспечение защиты радиоэлектронных средств от влаги (стр. 2 из 4)

3.3. Основные свойства компаундов и рекомендации по их применению

Герметики и компаунды на каучуковой основе рекомендуется использовать в следующих условиях работы. "Виксинт У-1-18" - воздействие вибраций масла МВП, бензина и морской воды. СКТН-1 (всех марок) - герметизация приборов с избыточным давлением 1,96 104 Па (0,2 атм.). "Виксинт К-18" - воздействие воздуха с повышенной влажностью, а также температур 213...523°К в течение 200 ч. ВГО-1 -воздушная среда при 2!3..,523°К (работоспособен при Т -523°К в течение 3500 ч). "Виксинт У-2-28" - воздействие Т=213...573°К при поверхностной герметизации и Т =213...523°К при внутришовной заделке.

Точные значения жизнеспособности герметика (ЖС) (обычно 288...303°К) зависят от дозировки катализаторов, молекулярного веса полимера, климатических условий в цехе. В случае применения герметика ВПГ-2Л для заливки многоштырьковых разъемов с плотным монтажом рекомендуется готовить пеногерметик с каучуком СКТН марки А, имеющим меньшую вязкость.

Недостатком компаундов и герметиков на каучуковой основе является их недостаточная адгезионная способность к металлам и различным материалам, улучшение адгезии достигается нанесением подслоя из лаков П‑11 или П-90.

При введении специальных добавок в лаки и эмали например бентонита или тонкодисперсной двуокиси кремния, образуются обратимые коагуляционные (тиксотропные) структуры, благодаря которым материал утрачивает текучесть и удерживается на вертикальных поверхностях. Такие материалы называется гиксотропными. Гелеобразное состояние материала может быть легко разрушено при механическом или термическом воздействии и вновь восстановлено по прекращении его. Эпоксидные тиксотропные компаунды обеспечивает покрытие необходимой толщины путем разового окунания.

4. РАЗЪЕМНАЯ ГЕРМЕТИЗАЦИЯ

4.1. Назначение и область применения

Разъемная герметизация (РГ) применяется для защиты блоков РЭЛ. требующих замены компонентов при ремонте, регулировке или настройке.

Размеры и масса герметизированного изделия больше, чем негерметизированного. Для предотвращения электрического пробоя нужно увеличивать зазоры между компонентами. Зазор между компонентами, находящимися под разными потенциалами, надо умножить на коэффициент, вычисленный по нормам электрической прочности воздуха при нормальном давлении (рис. 2).

Рисунок 2 Зависимость коэффициента увеличения зазора К_увз между деталями от высоты над уровнем моря h при зазорах

< 2,2...5 и 5...10 мм

Герметичность разъемного контейнера достигается уплотнением стыков корпуса с кожухом при помощи уплотнительных прокладок: эластичных с принудительным уплотнением, металлических. Прокладка с самоуплотнением из упругого неметаллического материала, пометенная в гнездо уплотняемого разъема или замка, сжимается на некоторую определенную величину - натяг. Размеры посадочного места должны соответствовать размерам прокладки, а объем прокладки должен быть меньше объема посадочного места.

Давление, с которым прокладка всегда прижата к стенкам: Рп=Рн+Рс, где Рн - начальное давление, Рс - давление окружающей среды. В уплотнительных узлах с принудительным уплотнением удельное давление на прокладку выбирается таким, чтобы контактное давление во всем диапазоне рабочих температур всегда оказывалось выше Рс. В качестве материала прокладок здесь, наряду с мягким металлом, часто используется эластичный упругий материал, преимущественно резина. Резиновые прокладки помещает в замкнутую по объему камеру. При этом резина не деформируется (не "вытекает"), но находится в сильно напряженном состоянии (табл. 1).

Таблица 1

d, мм	<5	50...300ОО	100...3000
в, мм	1	1,5	2

Область применения этого типа уплотнений - трубопроводы и арматура при всех значениях давления, РЭА в небольших герметичных корпусах.

Металлические уплотнительные прокладки изготавливают из алюминия, меди, индия, свинца, реже из никеля, серебра, железа. Алюминиевые прокладки могут работать до температуры примерно 673К, медные - до 353°К. Прокладки, работающие на срез или предназначенные для гребешковых и клиновых уплотнений, изготавливают из медной ленты толщиной около 1 мм, отожженной в водороде при 1223°К. Индий применяют в виде тонкой проволоки d=0,7...1,5 мм, которая укладывается между фланцами (с перекрытием концов).

При снятии прокладки до 0.85...0,75 dпроисходит холодная сварка индия с элементами уплотнения. Индий наносится в виде покрытия на фланцы или медные кольца. Он имеет высокую пластичность и не требует больших усилий затяжки, как другие металлы.

Следует отметить, что уплотнение за счет пластических деформаций металлических прокладок не всегда приводит к надежной герметизации. Например, красномедные кольца с зубцами обладают большим ТКЛР, из-за чего при нагревании дополнительно обжимаются в уплотнении. При многократном повторении этого процесса ГР уплотнение нарушается из-за усадки в виде наклепа. Это особенно опасно, когда узел уплощения находится в труднодоступном месте и его нельзя контролировать. Срок службы такого уплотнения снижается при воздействии вибрации, поэтому его нужно применять с особой осторожностью.

4.3. Основные свойства резины и рекомендации по ее применению

При использовании резиновых прокладок важно знать, что резина, помещенная в замкнутый объем, передает давление как жидкость, а напряжение во всех точках резинового массива выравнивается за несколько минут. В ней наблюдается явление релаксации. При постоянном значении деформации напряжение в резине падает в течение 48 часов. Она практически несжимаема: при давлении 80 МПа (300 кгс/см²) сжатие ее около 3%. Коэффициент объемного расширения резины разных марок примерно в 10 рал больше, чем у стали, и равен (2...6,7)·10^-4, что может быть причиной разрыва узла уплотнения при его малой прочности.

При уплотнении неподвижных соединений (корпуса, кожухи и т.д.) диаметр d сечения тороидальной прокладки выбирается в зависимости от ее внутреннего диаметра D.

Для резиновых тороидальных прокладок применяются в основном два типа гнезд: клиновидное, которое рекомендуется для, уплотнения узлов, работающих в агрессивных средах, и прямоугольное - для узлов, работающих в неагрессивных или малоагрессивных средах (например: воздух, вода, смазка ПЭС-С-1 по ГОСТ 10957-74, ЦИАТИМ-221).

Натяг тороида по внутреннему диаметру, вследствие растяжения при установке на вал (в канавку), равен

Увеличение натяга ускоряет процесс старения резины. Обеспечить заданный натяг можно, установив на внутренний диаметр тороида односторонний допуск в минус. Посадочный диаметр D₁ гнезда для уплотнительной прокладки выполняется не ниже 3-го класса точности.

6 НЕРАЗЪЁМНАЯ ГЕРМЕТИЗАЦИЯ

6.1. Назначение и области применения

РЭА помещают во влаго- и газонепроницаемый корпус, в котором поддерживается неизменное барометрическое давление, что позволяет использовать РЭА при высоком и низком давлении, в тропических условиях, под водой, в агрессивных средах. При неразъемной герметизации не применяют клей и компаунды из-за различия ТКЛР деталей корпуса и заливочных материалов, которое приводит к образованию трещин при тепловых ударах. При малых размерах герметичных швов допускается использование герметиков типа "Виксинта", "Победа", "Силпена", ВГО-1, а также полиэгилена:

6.2. Неразъёмная герметизация сваркой и пайкой

При конструировании сварных герметичных корпусов необходимо правильно выбрать материал. При сварке давлением целесообразно соединение встык, при роликовой сварке - внахлестку. Роликовая сварка применяется для получения особо прочных и плотных швов.

Хорошие результаты дает лазерная и электронно-лучевая сварка. Лучом лазера сваривают тугоплавкие металлы, приваривают контакты в полупроводниковых приборах, основания ИС и т.д. С помощью лазера легко свариваются алюминий и его сплавы, монельметалл, бронза, нержавеющая сталь, ниобий, молибден, вольфрам и др. При этом не требуется специальной защиты от влияния атмосферы (как и при металлообработке). Очень хорошо свариваются лазером медь, серебро и золото, т.к. из-за высокой теплопроводности они противостоят мгновенному нарастанию температуры. При правильном выборе режимов процесса можно сваривать материалы с различными температурами плавления: золото и германий, алюминий и вольфрам, тантал и медь и т.д. Такие сочетания часто встречаются в РЭА на ИС.

Луч лазера позволяет сваривать кольцевым швом стальной корпус термистора. При этом не наблюдается растрескивание керамического изолятора с выводами. Другие способы сварки корпуса термистора положительных результатов не дают.

Сварка в вакууме в совокупности с высокой интенсивностью нагрева электронным лучом обеспечивает высокое качество сварного шва, т.к. в процессе сварки удаляются газы, окислы, примеси и загрязнения как с поверхности металла, так и из внутренних слоев. Шов получается высокопрочным и надежным, деформации незначительными.

При конструировании вакуум-плотных соединений при помощи сварки плавлением необходимо учитывать следующее.

При сварке встык сварной шов должен быть со стороны вакуума, а не наоборот, и не с двух сторон. При сварке внахлестку шов варить только со стороны вакуума, а не с двух сторон и использовать при угловой сварке сверху встык, а не внахлестку. Не рекомендуется сварка внахлестку с двойным швом и усиливающими пластинками, т.к, в объёме между швами могут быть скрыты микротечи. Такие же принципы положены в основу конструирования Т-образной, угловой я краевой сварок. Угловые соединения необходимо выполнять с полной проваркой, чтобы не допустить образования трещин, а при краевых (чтобы вместе соединения не образовались загрязнения и газы), проварку надо выполнять до внутренней поверхности У образной отбортовки, чтобы не получались "карманы".