|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы рический метод [ПО] исследования проникновения влаги через тонкие упаковочные пленки, основанный на приросте массы и используемый при исследовании упаковочных материалов, здесь мало пригоден. Метод этот предназначен для исследования оболочек толщиной 0,010 ... ...0,200 мм, в то время как при герметизации чаще всего используются оболочки толщиной 0,2 ...3 мм и более. Эффективным (и очень чувствительным) является радиационный метод исследования, в котором используется вода, меченная тритием [77], однако этот метод дорог. Для более широкого использования разработан метод оценки влагопроницаемости при помо1ЦИ эдектропного гигрометра (гл. 14). Проникновение влаги к герметизируемому изделию возможно не только через объем материала. Влага может проникать и через микрощели, расположенные вдоль выводов (рис. 2.6), а также вдоль границы между герметизирующим материалом и корпусом. Влага может накапливаться с течением времени в пространстве между защищаемым изделием и герметизирующим материалом, поскольку при соединениях металла с синтетическим материалом связь между ними определяется силами Ван-дер-Ваальса. В случае же соединения металла со стеклом или с керамикой окисленная поверхность металла образует химическое соединение со значительно более сильными ионными или ковалентными связями. Синтетические герметизирующие материалы следует выбирать так, чтобы достигалась максимальная адгезия между материалом и герметизируемым изделием. Адгезия эта зависит от химического состава герметизирующего материала и материала изделия, а также от способа подготовки поверхности, о чем сказано ниже. Лучшая адгезия наблюдается при использовании материалов, отверждаемых при нагреве (термореактивных), в особенности эпоксидных; можно допустить даже, что в некоторых случаях в таких условиях могут возникать и ко-валентные связи. Однако при герметизации следует иметь в виду, что вследствие короткого времени термообработки не удается обычно обеспечить полного структурирования содержащейся в композиции смо- 0,30 0,25 0,20 0,15 О.Ю 0,05
Рис. 2.5. Зависимость времени влагозащиты t от толщины d и коэффициента влагопроницаемости Р герметизирующей оболочки при VJS=0,2; Ркр=0,4ро
 Рис. 2.6. Пути проникновения влаги к элементу при герметизации в пластмассовом корпусе (й) и заливке в металлическом корпусе (б): / - через герметизирующий СМ (4); 2 -вдоль выводов; 3 -по.стенке корпуса (б); 5 -защищаемое изделие; 7 - зазор, заполняющийся влагой лы. В результате в композиции остается некоторое количество непро- реагировавших смолы и отвердителя, которые могут поглощать воду и служить источником ионного загрязнения. Точно так же при использовании пластмасс для достижения максимальной эффективности защиты необходимо после герметизации дополнительное отверждение герметизированных элементов в термостатах. Для термопластов величина адгезии значительно меньше, хотя при использовании материала с большой усадкой, происходящей при затвердевании жидкой исходной массы (например, полиолефин), микрощели вдоль граничных поверхностей могут быть относительно малы. Таким образом, адгезия, возникающая между герметизирующими материалами и поверхностью изделия, является одной из характеристик, определяющих эффективность герметизации. Проникновение влаги вдоль выводов удобно исследовать на образцах материала, через который насквозь выведены провода, имитирующие выводы (рис. 2.7). По результатам испытаний образцов с выводами и без выводов можно судить о проникновении влаги вдоль граничной поверхности. Часто проникновение влати вдоль выводов может превышать проникновение ее через толщу материала. Это зависит от величины адгезии и факторов, ее определяющих. Уменьшение проникновения влаги по границе соприкасаемых поверхностей в определенных случаях может быть достигнуто путем нанесения иа герметизируемое изделие покрытия (грунта), гювышающего адгезию с гермети.зирующим материалом. Исследование адгезии герметизирующего материала можно провести быстро и точноГпри использовании метода проникновения влаги вдоль выводов. Ск! Другим способом, повышающим влагостойкость герметизируемых изделий, является удлинение пути от поверхности до защищаемого элемента (путь «лабиринта»). В герметизированных транзисторах фирмы «Ферранти» это достигается размещением полупроводникового «» H,D W i i i « » Втгомер Рис. 2.7. Образец для проверки проникновения влаги вдоль выводов Рис. 2.8. Способ размещения полупроводниковой структуры 1 опрессованиой эпоксидной смолой 2, при котором удлиняется путь проникновения влаги кристалла не в центре подложки, а на ее краю, удаленном от внешних выводов (рис. 2.8). В некоторых случаях требуется заш,иш,ить элемент не только от влаги, но и от газов, например, кислорода воздуха или отходов производства SO2, NO2, CI2 и. т.д. Механизм диффузии газов и водяного пара одинаков, одинаковы и математические зависимости процессов их диффузии. Однако в этом случае следует использовать, конечно, величины Р, hn D для соответствующего рассматриваемого газа. Разница между ними заключается в том, что при эксплуатации изделий парциальные давления газов ниже критических и конденсации газов не происходит. Рассматриваемые газы представляют опасность в тех случаях, когда образуют совместно с водой агрессивные соединения. Это относится в первую очередь к таким газам, как CI2, NO2, SO2 и т. д., которые с водой образуют кислоты. Эффективность герметизации синтетическими композициями зависит в подобных случаях от устойчивости герметизирующего материала к воздействию таких соединений и количества влаги, поглощаемого материалом. Когда материал не обладает необходимой устойчивостью, может произойти его повреждение и отслоение от герметизируемого изделия. Большое насыщение материала водой облегчает реакцию между газом и влагой, содержащейся в материале. - Из сказанного следует, что при эксплуатации изделий в среде агрессивных газов следует использовать способы герметизации, обуслов ливающие максимальную устойчивость к проникновению влаги. 2.3. использование молекулярных сит в процессах герметизации Молекулярными ситами (молекулярными сорбентами) называются синтетические глинокремнеземы, являюпщеся цеолитами, образованными из AI2O3, Si02, Na20 (или К2О) и Н2О [72]. В зависимости от количественных соотношений компонентов и способа получения сущест- 0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||