;
4) відбуваються побічні фізико-хімічні процеси в діелектриках і металах.
Ці причини викликають небажані зміни ємності конденсаторів, зменшення опору ізоляції, іскріння, пробій, розбухання і відшаровування діелектриків, корозію металів, поява цвілі усередині апаратури.
При малій величині вологості спостерігається висихання діелектриків і їх розтріскування.
Найбільш стійкими до дії вологи з діелектриків є фторопласт, полістирол, поліетилен; менш стійки - термопластики, кераміка і сильно схильними є папір, тканини, гетинакс, текстоліт та ін З металів найменше схильні до корозії свинець, алюміній, дещо більше - мідь, нікель і дуже сильно залізо. Проникнення корозії вглиб металу характеризуються наступними цифрами (у мкм/рік): Pb - 4, Al - 8, Cu -12, Ni - 32, Fe -200. Ці дані справедливі для хімічно чистих металів. У реальних конструкціях використовуються технічні метали, швидкість корозії у яких ще вище за рахунок включення різних домішок. Швидкість корозії металів залежить від величини відносної вологості (рис.1), а також від температури і складу газу навколишнього середовища. Плівки сплавів, що утворюються на металах, є хорошими захисними засобами від корозії, особливо, плівки окислів алюмінію і титану (Al 2 O 3 , Tio 2 ). При конструюванні РЕА слід також враховувати т.зв. В«Контактну корозіюВ» - корозію, що виникає за рахунок різниці електрохімічних потенціалів металів. У табл. 1 для деяких металів наведені значення електрохімічного потенціалу.
Таблиця 1
Метал
Mg
Al
Zn
Cr
Fe
Ni
Pb
Cu
Ag
Au
j, У
-1,55
-1,3
-0,76
-0,56
-0,44
-0,25
-0,13
+0,34
+0,8
+1,5
З таблиці видно, що найбільш неприпустимими гальванічними парами є: алюміній-мідь, хром-золото, магній-сталь, сталь-мідь та ін
Розглянемо вплив вологи на характеристики вузлів РЕА на деяких прикладах.
Приклад 1. Нехай маємо 2 - каскадний підсилювач імпульсів, зібраний на друкованій платі з стеклостеклоліта СФ-1-0, 8. Імпульси на вході мають тривалість t = 1мкс, а на виході тимчасова затримка повинна становити t ф ВЈ 0,1 мксек. Ширина друкованих провідників В«вВ» становить 1мм, а мінімальні відстані h між ними дорівнюють 0,5 мм. Вважаємо також, що тимчасова затримка імпульсу в основному обумовлена ємністю колекторного переходу транзисторів і паразитної ємністю друкованих провідників. При експлуатації підсилювача в середовищі з підвищеною вологістю (близько 98% для тропіків) вологопоглинання склотекстоліти СФ-1 складає 2-5% від ваги сухого зразка, що має e = 7. Навіть незначне проникнення води (e = 81) в матеріал діелектрика збільшує його діелектричну проникність в кілька разів. Приймемо, що це збільшення дорівнює 3.
Визначимо спочатку для обраного варіанту конструкції ідеальну паразитну ємність друкованих провідників за формулою:
,
де в і h - ширина і відстань між провідниками.
.
Вважаємо, що затримки в обох каскадах рівні, тоді тимчасова допустима затримка на один каскад складе t ф1 ВЈ 0,05 мксек. Оскільки
t ф1 = 3 RкC ГҐ ,
де C ГҐ = Cк + Спар, Rк - колекторна навантаження (приймаємо Rк - 2кОм), Ск - ємність коллектрного переходу транзистора (приймаємо Ск = 5пФ), то отримаємо, що
В
Останні обмеження накладають допуски на можливу довжину паралельних провідників
В
При дії вологи зміна ємності друкованих провідників прямо пропорційно зміні e при постійних розмірах конструкції. Так як нами було прийнято триразове збільшення e, то С уд = 5 пФ/см, З пар = 10пФ, З ГҐ = 15пФ, t ф1 = 0,09 мкс і t ф = 2t ф1 = 0,18 мксек> 0,1 мксек.
Отже, з урахуванням дії вологи на конструкцію для забезпечення вимог ТУ на нього необхідно:
- або ввести конструктивне обмеження на довжину паралельний друкованих провідників, а саме,
В
- або застосувати більш вологостійкий матеріал, наприклад, склотекстоліт Стефен-1 (вологопоглинання не більше 0,5 Вё 2%, тобто приблизно в 3 рази менше), - або підвищити якість вологонепроникного лак...
