Book10 (560512), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

357

коэффициентами теплообразования, приводит к значительному радиа-
ционному нагреву. При этом сопротивление изоляции трансформаторов

уменьшается на несколько порядков (примерно до 10² ... 10⁴ МОм). При прекращении воздействия излучения сопротивление изоляции восстанавливается полностью.

В современных РЭС важную роль играют радиочастотные и низко-
частотные соединители (разъемы). Встречаются два типа радиацион-
ных повреждений разъемов. Повреждение, при котором изменяются
физические характеристики изоляционных материалов, может приве-
сти к механическому ослаблению опоры штырей, о чем судят по появ-
лению хрупкости органических диэлектриков. Постоянная или времен-
ная потеря сопротивления изоляции между контактами или по корпусу
— это повреждение второго типа.

Наиболее чувствительными элементами к воздействию у-нейтрон-
ного излучения у разъемов являются опорные шайбы и контактные про-
межутки из различных органических диэлектриков и пластмасс, наибо-
лее критичными параметрами при облучении — сопротивления изоля-
ции, наименее радиационно стойкими — соединители с опорными шай-
бами из фторопласта-4.

При воздействии импульсного γ-излучения в материалах опорных
шайб и контактных промежутках за счет ионизации возникают токи
утечки, что приводит к резкому снижению сопротивления изоляции на
3-5 порядков. Такое изменение сопротивления изоляции носит обрати-
мый характер и после прекращения импульса излучения практически
полностью исчезает [57].

Радиационная стойкость кабелей и проводов определяется радиа-
ционной стойкостью применяемых в них конструкций изоляционных
материалов, физико-механические свойства которых зависят от погло-
щенной дозы у-излучения. Затухание в радиочастотных кабелях равно-
мерно возрастает при увеличении дозы γ-излучения. Сопротивление
изоляции монтажных проводов с полиэтиленовой изоляцией при воз-
действии потока нейтронов снижается.

10.2. Особенности работы РЭС в условиях воздействия факторов
космического пространства

К факторам космического пространства, наряду с космическими
ионизирующими излучениями, относятся глубокий вакуум, лучистые
тепловые потоки и невесомость.

Глубокий вакуум космического пространства характеризуется край-
не низкими значениями концентрации частиц, плотности и давления
атмосферы. На высоте 150—200 км давление окружающей среды со-

358

ставляет 10 ^-4 Па, а на высотах более 10 тыс. км — менее 10^-11 Па [59].
Однако характеристика условий открытого космического пространства
еще не является характеристикой условий работы РЭС. На поверхности
космического аппарата в негерметизированных блоках аппаратуры и
отсеках изделия за счет испарения материалов конструкций давление
будет существенно выше давления среды, окружающей изделие (по-
рядка 10^-7 ... 10^-2Па). Тепловое воздействие вакуума проявляется в
снижении теплоотвода от энерговыделяющих изделий из-за полного
отсутствия конвективного теплообмена и резкого падения теплопро-
водности газа. Поэтому учет теплового воздействия вакуума на РЭС
сводится к определению зависимости допустимых рассеиваемых изде-
лиями мощностей от давления. Глубокий вакуум оказывает сильное
воздействие на трущиеся и контактирующие поверхности, приводя к
эффектам сухого трения и холодной сварки. Кроме того, в процессе из-
менения давления от нормального атмосферного до глубокого вакуума
между электродами изделий, находящихся под напряжением 100 В и
более, могут наблюдаться такие явления, как электрический пробой,
коронный и тлеющий разряды, которые приводят к нарушению работо-
способности РЭС. Проявление указанных электрических эффектов на-
иболее вероятно в области давлений от 10^-4 ~ до 10^-1Па.

Основным источником лучистой энергии космического пространст-
ва — лучистых тепловых потоков — является Солнце. В состав пря-
мого солнечного излучения входит и электромагнитное излучение
Солнца с длиной волны короче 0,3 мкм, называемое ультрафиолетовым излучением. Под действием ультрафиолетового излучения могут меняться свойства оптики и терморегулирующих покрытий, свойства красителей и органических материалов, поверхностная электропроводность и т.д. Ультрафиолетовое излучение проникает в большинстве материалов на глубину нескольких ангстрем, поэтому все повреждения ограничиваются лишь поверхностным слоем.

Невесомость как фактор космического пространства имеет место
при свободном орбитальном полете КА и является средством уравнове-
шивания силы гравитации силами инерции. Невесомость, воздействую-
щая на РЭС, рассматривается только как фактор, оказывающий влия-
ние на тепловой режим изделий. В этом смысле невесомость следует
учитывать для РЭС, размещаемой в герметизированных отсеках КА.
Тепловое воздействие невесомости так же, как и вакуума, характеризу-
ется отсутствием конвективной составляющей теплоотдачи от энерго-
выделяющих изделий. Использование для охлаждения принудитель-
ной циркуляции газа в условиях орбитального полета практически уст-
раняет эффект воздействия невесомости. Однако если при этом име-

359

ются «застойные» зоны, в которых скорость потока газа близка к нулю,
то в них эффект невесомости проявляется сильно.

10.3. Защита от воздействий внешней среды

Для защиты поверхности деталей от воздействий внешней среды
применяют различные покрытия, которые по назначению делят на три
группы: защитные, защитно-декоративные и специальные.

Защитные покрытия предназначены для защиты деталей от корро-
зии, старения, высыхания, гниения и других процессов, вызывающих
выход изделия из строя. Защитно-декоративные покрытия наряду с
обеспечением защиты деталей придают им красивый внешний вид.
Специальные покрытия придают поверхности деталей особые свойства
или защищают их от влияния особых сред.

Выбор того или иного вида покрытия в каждом конкретном случае
зависит от материала детали, ее функционального назначения и усло-
вий эксплуатации. Основные виды металлических покрытий, их назна-
чение и область применения приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1

360

Из приведенных в табл. 10.1 металлических покрытий наибольшей
температурной стабильностью обладает хромовое (тускнеет при
500°С); золотое покрытие не взаимодействует с кислотными, щелочны-
ми и сернистыми соединениями, но очень мягкое и легкое, подвергает-
ся износу и истиранию. В ряде случаев защитное покрытие делают мно-
гослойным, например: слой меди, толщиной 6...10 мкм (высокая адге-
зия к стали), слой никеля толщиной 3...6 мкм (высокая твердость), слой
хрома толщиной 0,5 мкм (антифрикционность).

Пленочные покрытия образуют на поверхности материала тонкий и не-
прерывный слой лака. Они защищают материалы от проникновения в его
поры влаги, увеличивают прочность изоляции. При пропитке или покры-
тии деталей используют изоляционные лаки УР-231, СБ-1С; перхлорви-
ниловые эмали ХВ-125; пентафталевые эмали ПФ-115, МФ-28, ПФ-223;
эпоксидные эмали Э-5, Э-11; нитроцеллюлозные эмали НЦ-11; ЭМ-508,
НЦ-25; кремнийорганические эмали ЭМ-9, ЭМК-2, ЭМКО-81 и компаун-
ды МБК, ЭЗК, ФК-20, УТ-31. Пленочному покрытию изоляционными ла-
ками и эмалями подвергаются многие функциональные узлы печатного
монтажа, микросхемы и микросборки. Пропитке также подвергаются де-
тали, изготовляемые из гигроскопичных, пористых или волокнистых мате-
риалов, а также различные моточные изделия.

Применяемые лаки, эмали, компаунды, эпоксидные смолы разрабаты-
вались, в первую очередь, для защиты от коррозии, создания лакокрасоч-
ных и декоративных покрытий, а также для пропитки, заливки, склеивания
и т.д. К недостаткам органических полимерных материалов относится
ухудшение электрических и механических свойств при длительном воз-
действии повышенных температур и их резком изменении.

В настоящее время применяются комбинированные пассивационно-
защитные покрытия из тонкой пленки неорганического диэлектрика и
органического полимерного покрытия. Назначение тонкой пленки диэ-
лектрика, например слоя Si О ₂, — нейтрализовать активные центры и в

определенной мере стабилизировать свойства поверхности. Относи-
тельно толстый слой полимерного покрытия предотвращает механиче-
ское повреждение пленки неорганического диэлектрика, защищает
его поверхность от воздействия внешней атмосферы.

В качестве пропиточных, заливочных и обволакивающих материалов
широкое распространение получили компаунды на основе эпоксидных
смол ЭД-5 и ЭД-6. Компаунды ЭПК-1 и ЭПК-4 применяют для пропит-
ки, компаунды ЭЗК-1, ЭЗК-4, ..., ЭЗК-12, ЭК-20 — для заливки дета-
лей и узлов.

Пенополиуретан ЖК-2 применяют, когда требуется обеспечить теп-
лоизоляцию изделий при сохранении малой массы. Его достоинством
является высокая адгезия к большинству материалов.

361

Широкое распространение получили пластичные компаунды и гер-
метики ВГП-2П, ВГО-1, СКТН-1, виксинты У-1-18, У-2-28, К-18, ПК-68.
Недостатком этих компаундов и герметиков на каучуковой основе явля-
ется их недостаточная адгезионная способность к металлам и различ-
ным материалам.

10.4. Герметизация корпусов микросхем и РЭС

Корпусная герметизация обычно предусматривает окончательную
защиту от климатических и радиационных воздействий, оговоренных в
ТУ на изделме. Корпуса изготавливаются на основе не сорбирующих
влагу неорганических материалов (металла, стекла, керамики). Про-
ходная арматура (выводы, теплоотводы), а также герметизация мест со-
единения отдельных деталей в них должны быть вакуумно-плотными,
поэтому подобные корпуса относятся к категории вакуумно-плотных.
Для интегральных схем корпуса подразделяются на металлические, ме-
таллостеклянные, стеклянные, металлокерамические и керамические.

Плоские корпуса ИС выполняют в двух основных конструктивных
вариантах: со штыревыми и планарными выводами, расположенными
обычно по противоположным сторонам корпуса.

Герметизация обеспечивает вакуумно-плотное соединение выводов
корпуса с его основанием или стенкой, изолирование выводов от метал-
лических частей корпуса и собственно герметизацию корпуса, которая
производится после сборки и монтажа изделия и состоит обычно в со-
здании вакуумно-плотного шва.

В керамических корпусах герметизация выводов осуществляется
стеклоэмалью или стеклоприпоем. Узел «вывод — тело корпуса» (гермоввод) является критичным у всех корпусов, так как механические нагрузки на выводы при монтаже корпусов могут привести к потере герметичности узла. Некоторые конструкции герметичных выводов представлены на рис. 10.1. Видно, что оптимальной является конструкция керамического корпуса, внешние выводы которого устанавливаются вне герметизированного объема (рис. 10.1,а).

Герметизация стеклянных и керамических (рис. 10.1, б) корпусов
производится металлизацией узлов корпуса по месту соприкосновения
с последующей пайкой. Широкое распространение получила гермети-
зация стеклянных корпусов бесфлюсовой пайкой низкотемпературны-
ми припоями. Существует герметизация керамических корпусов с по-
мощью приклейки крышки корпуса к рамке органическими полимерны-
ми клеями.

Герметизация металлостеклянных корпусов обычно осуществляет-
ся сваркой плавлением, контактной сваркой, иногда пайкой мягкими

362

Характеристики

Список файлов книги