Реферат: Обеспечение защиты радиоэлектронных средств от влаги

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".

При выборе припоев для вакуум-плотного соединения необходимо учитывать ряд факторов, к основным из которых следует отнести давление паров металла, чистоту припоя, способность его к смачиванию и растеканию при температуре пайки, способность припоя образовывать с соединяемыми металлами химостойкие механические прочные связи.

Лучшими с точки зрения смачиваемости для деталей из сплавов меди являются припои на основе олова, никеля, серебра, золота, для никелевых деталей - припои иа основе меди, олова, цинка, свинца, золота, для стальных деталей - на основе цинка, олова, свинца, никеля, золота.

Для паяных герметичных соединений следует применять припой с малым температурным интервалом кристаллизации во избежание растрескивания (например ПОС-61).

При пайке мягкими припоями (_пл .=673 К) необходимо разгружать швы от больших нагрузок (скрепляя детали точечной сваркой), развальцовкой, винтами и т п.). Паяный шов в этом случае используется только для обеспечения герметизация.

При выполнении вакуум-плотных соединений пайкой необходимо учесть следующие рекомендации. Для обеспечения капиллярного засасывания припоя я зазор между деталями взаимное перекрытие соединяемых поверхностей должно быть 2...3 мм. При пайке деталей из материалов с различными ТКЛР наружная деталь должна иметь больший ТКЛР, чтобы обеспечивать сжатие припоя при остывании.

Растекание припоя в зазоре определяется конструкцией последнего. Так, прямые углы обеспечивают хорошее протекание припоя через все соединения. Расширение в зазоре и скругленные углы останавливают течение припоя. Если ближайший со стороны подачи припоя угол скруглен, то припои не пройдет за этот угол. Если скруглен второй угол, то соединение будет прочным а герметичным. Прямой второй угол, прижатый к скругленному углу, также остановит течение припоя, несмотря на то, что зазоры с обеих сторон углов выбраны правильно. Если необходимо устранить растекание припоя по поверхности, то последнюю покрывают графитом или хромом.

При конструировании паяных соединений необходимо учитывать вид нагрузки, которую оно должно испытывать, нельзя копировать элементы сварных соединений.

6.3. Проходные изоляторы для герметизированных корпусов

Электрические выводы осуществляются через проходные изоляторы Их основными элементами являются трубка и фланец, впаянные в стеклянный изолятор. Материалы деталей соединения выбираются с примерно равными значениями ТКЛР. В результате образуется согласованный спай. Недостатки стеклянных изоляторов - высокая чувствительность к резкому изменению температуры. Более надежными являются стеклокерамические и керамические изоляторы.

В стеклокерамическом изоляторе втулка из керамики между фланцем и стеклом предохраняет последнее от растрескивания при тепловых ударах. Для внешних соединений на корпусах герметизированных приборов укрепляют гермопроводники, электрически изолированные от корпуса, и герметичные штепсельные разъемы.

Выбор материалов токопровода для его вакуумного уплотнения определяется конкретными условиями эксплуатации. Наибольшее распространение получили гермопроводники на базе согласованных спаев металла со стеклом.

Несогласованные спан имеют более высокие механические характеристики, однако их целесообразно применять только при работе изделия п. ограниченном интервале температур.

Попытки использовать в качестве гермопроводников металлические штыри, залитые эпоксидными компаундами, неудачны, так как в результате разных ТКЛР металлов и эпоксидных компаундов в процессе пайки монтажных проводов к выводам происходит разгерметизация. Термоудары и вибрация также приводят к разгерметизации таких соединений.

7. РАСЧЕТЫ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

При конструировании герметичных изделий возникают две задачи: расчет усилия обжатия, обеспечивающего герметичность соединения, например корпуса и крышки (с прокладкой между ними), и расчет утечки газа через соединение.

7.1. Расчет усилия обжатия

Отсутствие обоснованных математических моделей разгерметизации объемных соединений не позволяет точно определить давление обжатия с учетом свойств среды, материала прокладок и характеристики микрогеометрни их поверхности. Поэтому получили распространение эмпирические формулы для определения давления обжатия. Они справедливы только в том диапазоне изменения параметров, в котором ставились эксперименты.