Назаров_Конструирование_РЭС (560499), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Компаунды ЭПК-1 и ЭПК-4 применяют для пропитки, компаунды ЭЗК-1, ЭЗК-4, ..., ЭЗК-12, ЭК-20 — для заливки деталей и узлов.Пенополиуретан ЖК-2 применяют, когда требуется обеспечить теплоизоляцию изделий при сохранении малой массы. Его достоинствомявляется высокая адгезия к большинству материалов.361Широкое распространение получили пластичные компаунды и герметики ВГП-2П, ВГО-1, СКТН-1, виксинты У-1-18, У-2-28, К-18, ПК68.Недостатком этих компаундов и герметиков на каучуковой основе является их недостаточная адгезионная способность к металлам и различным материалам.10.4. Герметизация корпусов микросхем и РЭСКорпусная герметизация обычно предусматривает окончательнуюзащиту от климатических и радиационных воздействий, оговоренных вТУ на изделме.
Корпуса изготавливаются на основе не сорбирующихвлагу неорганических материалов (металла, стекла, керамики). Проходная арматура (выводы, теплоотводы), а также герметизация мест соединения отдельных деталей в них должны быть вакуумно-плотными,поэтому подобные корпуса относятся к категории вакуумно-плотных.Для интегральных схем корпуса подразделяются на металлические, металлостеклянные, стеклянные, металлокерамические и керамические.Плоские корпуса ИС выполняют в двух основных конструктивныхвариантах: со штыревыми и планарными выводами, расположеннымиобычно по противоположным сторонам корпуса.Герметизация обеспечивает вакуумно-плотное соединение выводовкорпуса с его основанием или стенкой, изолирование выводов от металлических частей корпуса и собственно герметизацию корпуса, котораяпроизводится после сборки и монтажа изделия и состоит обычно в создании вакуумно-плотного шва.В керамических корпусах герметизация выводов осуществляетсястеклоэмалью или стеклоприпоем.
Узел «вывод — тело корпуса»(гермоввод) является критичным у всех корпусов, так как механическиенагрузки на выводы при монтаже корпусов могут привести к потерегерметичности узла. Некоторые конструкции герметичных выводовпредставлены на рис. 10.1. Видно, что оптимальной являетсяконструкция керамического корпуса, внешние выводы которогоустанавливаются вне герметизированного объема (рис. 10.1,а).Герметизация стеклянных и керамических (рис. 10.1, б) корпусовпроизводится металлизацией узлов корпуса по месту соприкосновенияс последующей пайкой.
Широкое распространение получила герметизация стеклянных корпусов бесфлюсовой пайкой низкотемпературными припоями. Существует герметизация керамических корпусов с помощью приклейки крышки корпуса к рамке органическими полимерными клеями.Герметизация металлостеклянных корпусов обычно осуществляется сваркой плавлением, контактной сваркой, иногда пайкой мягкими362\Рис. 10.1. Конструкции герметичных выводов корпусов:а, б — керамические; в, г — металлостеклянные;/ — припаянная крышка (ковар); 2 —слой металла; 3 — керамическое кольцо;4 — вывод (ковар); 5 — основание (керамика); б — крышка (керамика);7 — слой металла или клеевой шов; 8 — крышка (нержавеющая сталь, ковар);9 —изолятор (стекло); 10 — основание (ковар); // — кольцо (ковар)припоями. Примеры конструкций стеклянных корпусовприведенынарис.
10.1, в, г.Высокий уровень герметичности корпусов допускаетповышение надежностиизделийзасчетзаполнениявнутреннего объема корпусов разными материалами. Так, частокорпуса заполняют инертными газами (например, аргоном) дляисключенияизобъемавлагиипредотвращения окислительных процессов, жидкими веществами иливазелинами;часто внутри корпуса помещают геттеры длярегулированиявлажностисреды в корпусе.Герметизация вывода корпуса блока осуществляется путемспая ковара со стеклом. В блоках могут быть использованыгермовводы, представляющие либо одиночный металлостеклянныйвывод (рис.
10.2), либо групповую колодку выводов, впаянную вкорпус блока (рис. 10.3).Рис. 10.2. Конструкция одиночного металлостеклянного гермоввода:1 — оболочка из ковара; 2 — проволокаиз ковара; 3 — стеклянный изоляторРис. 10.3. Вариант установкигермопереходников в корпусблока: / — корпус; 2 — проволока из ковара; 3 —припойПОС-61; 4 — оболочка из ковара363Герметизация корпусов РЭС может быть выполнена сваркой, пайкойили с помощью эластичных уплотнений.
Первые два способа герметизации используются в случае жестких требований к герметичностиблоков, состоящих из негерметизированных ячеек. Высокую технологичность имеет вакуумно-плотная герметизация корпусов блоков паяным швом по всему периметру корпуса (см. разд. 3).При разъемном способе герметизации в паз кожуха или корпуса изделияукладывается прокладка, которая приподжатии уплотняет стык между кожухом и корпусом (рис. 10.4).
Уплотнительная прокладка, равномерно поджимаясь по всей поверхности крепежнымивинтами, осуществляет герметизацию,находясь в сжатом состоянии и заполняявсе сечения паза. Утечка газов через упРис. 10.4. Герметизация блока лотн ени е п ри сжа тии п рокла дки науплотнительной прокладкой:25...30% от ее первоначальной высоты/ — корпус; 2 — кожух;происходит только за счет диффузии.3 — прокладкаБольшие усилия при сжатии не рекомендуются, поскольку из-за интенсивного старения прокладка быстро выходит из строя.Форма поперечного сечения прокладки может быть различной. Наиболее распространены прокладки сечений, показанные на рис. 10.5, а, б,в,так как они просты в изготовлении и выдерживают широкий диапазондавлений.
Гребенчатая прокладка (рис. 10.5, г) используется в аппаратуре с большим сроком службы.Рис. 10.5. Формы сечений уплотнительных прокладокВ качестве материала прокладбк используется резина, обладающаявысокой эластичностью, податливостью и способностью затекать вмельчайшие углубления и неровности. Для уплотнительных прокладокможно применять следующие марки резины: ИРП-1267, ИРП-1338,ИРП-1354. Перед сборкой прокладка смазывается тонким слоем маслаЦИАТИМ-221.364Ширина фланца определяется по формулеbФЛ = 2δст + 2,6dкв,где δст — толщина стенки корпуса; d к в — диаметр крепежноговинта.Площадь сечения прокладки 5 вычисляется из выраженияS пр = ( 1 , 1 . .
. 1 , 2 ) S п )где S п — площадь сечения паза.При расчете герметизации определяется усилие обжатия прокладки, на основе которого вычисляются усилие затягивания и количествокрепежных винтов.Герметизация внешних электрическихсвязей РЭС осуществляется с помощьюметаллостеклянных гермовводов, впаиваемых в стенку блока, опайкой соединителей (например, высокочастотных) по периметру, полимерной герметизацией низкочастотных соединителей. Электрические соединители герметизируются уста10.6. Герметизация соединовкой на прокладки (рис.
10.6, а), залив- Рис.нителя с помощью уплотнителькой компаундами (рис 10.6, б).ной прокладки (а), уплотниНадо отметить, что уплотнительными тельной прокладки и заливкикомпаундом (б): 1 — соединипрокладками, устанавливаемыми в круп- тель;2 — корпус; 3 — прокладных приборных корпусах, трудно обеспека; 4 — компаундчить абсолютную герметичность.
Однакоони в достаточной мере предохраняют внутреннюю полость прибора отвлажного воздуха или воды, обеспечивая более благоприятные условияработы изделий во влажной среде, особенно если при этом в приборахиспользуют средства осушения. Наиболее эффективным способомосушки внутренней полости изделия в период эксплуатации являетсяиспользование влагопоглотителей.
Широкое применение получил силикагель, который в размельченном виде помещают в патроны, футляры или мешочки, устанавливаемые внутри изделия. Осушительный патрон предусматривает замену силикагеля при полном насыщении еговлагой. Контроль за влагонасыщением силикагелем производится поизменению его цвета.
Для этого силикагель окрашивают 3%-м воднымраствором хлористого кобальта, тогда при полном насыщении влагойон принимает розовый цвет, а после просушки — синий.Капсулирование широко используется для герметизации элементной базы и функциональных ячеек РЭС. В зависимости от особенно365стей конструкции изделий, в частности расположения выводов, существуют два вида корпусов с использованием металлической капсулы:с вертикальным расположением выводов (рис. 10.7, а) — в этом случае поверхность изделия контактирует с герметизирующим компаундом;с выводами в одной плоскости с подложкой (рис.
10.7, б, в) — в этомслучае герметизирующий материал не контактирует с поверхностьюизделия.Рис. 10.7. Примеры герметизации способом капсулирования: а — изделие со штыревыми выводами; б — односторонний пенальный корпус; в — двухсторонний; 1 — капсула;2 — подложка; 3 — герметизирующий компаунд; 4 — вывод; 5 — прокладкаНаиболее широкое распространение получили корпуса первого вида [60], где надежная герметизация изделий определяется герметичностью узлов «вывод — компаунд (подложка)» и «капсула — компаунд»,а также адгезией компаунда к поверхности платы. При герметизациикапсулированием изделие помещается в корпус (капсулу) выводами наружу.
Свободный торец капсулы и выводы заливаются компаундом. Длягерметизации изделий микроэлектроники в металлополимерные корпусанаибольшее распространение получил жидкий компаунд ЭК-16. Однакоон недостаточно пригоден для организации автоматизированного производства малогабаритных изделий. Это объясняется трудностью дозировки больших порций компаунда, низкой жизнеспособностью компаунда. Эффективнее применять порошкообразные компаунды. В этомслучае появляется возможность осуществлять предварительную дозировку компаунда путем изготовления из него калиброванных по массе иразмерам таблеток.
Герметизация порошкообразными компаундами ввиде таблеток позволяет автоматизировать процесс сборки и герметизации изделий.366ПРИЛОЖЕНИЯТаблица П.1Формулы расчета осевых моментов инерции простейших сечений367Физические параметры некоторыхматериаловМатериалТаблицаП.2Параметры материалаПределКоэффицМодульпрочнос КоэффицииПлотнос упругостенттиентдемпфить 3прииПуассонар, г/см Е 10"', Паизгибе рованияЕSoа -КГ6,Па234561Сплавыалюмини71410 0,05...0,0132,8я:710,295202,76щ,710,295602,85Д16,2,73710,29520В95,2,65710,29180 0,004...0,00АМц,2,65720,29200АЛ2,2,7169,658АЛ9,АД185Сплавы4,4...4,91050,25...0,3950титана:3ВТСплавы1-0, ВТЗ1,4845180 0,0063...0,0магниевые:1,846280 125МА18,МА2-129НК (ковар)8,35145480Сталь 20, Сталь7,822000,25420...61450ЗОХГСА7,851980,361080200...Бронза8,2775...1410,311350Латунь8,5106...1100,41320..0,03...0,06.700Ситалл СТ50-12,651800,26176Керамика 22ХС3,862550,2685Брокерит-92,83320100Поликор3,983920,26200Фторопласт-42,25 0,47...0,85220,02...0,Стеклотекстол1ит:0,2230,2751,850,02...0,СФ,0,2792,4732751СТЭФГетинакс1,411.
..140,03...0,08368Таблица П.ЗКоэффициенты теплопроводности наиболее часто применяемых материаловНаименование материалаX , Вт/(м К)1, Алюминиевые сплавы2. Брокеритовая керамика3. Воздух4. Германий160...180180...2000,02552...5S5. Гетинаксб. Кремний7. Ковар Н29К180,15...1,18120...1308. Керамика 22ХС9. Латунь10. Магниевые сплавы11. Медь18...20100...200120...127380...39012. Олово13. Пенопласт0,04...0,0614. Резина15. Ситалл СТ - 50 - 116. Стекло кварцевое0,11-0,161,1. ..1,61,4.. .1,517.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
