根据上述对电子器件承受的环境因素及其腐蚀效应以及设备腐蚀机制、类型的分析,针对导致其腐蚀失效的环境因素,应采取相应的防腐措施以提高电子设备可靠性。
1、材料的耐蚀性选择
电子设备结构防腐设计应根据实际使用的环境因素,设计相应结构,选择适应性材料。表11-4列举了各种环境条件下材料的防腐选择原则。
表11-4 各种环境条件下材料的防腐选择原则
环境类型 | 防腐类型 | 防腐措施要点 |
潮湿 | 湿热型 | 选择耐潮、耐霉、耐蚀材料、工艺;提高外壳防腐结构,采用密封结构和材料;加装防护网罩;选用耐腐蚀、抗氧化油脂;增大爬电距离,选用优质绝缘材料;安装防潮加热器。 |
高温、粉尘 | 干热型 | 采用耐高温、耐光老化的高分子材料;提高外壳防护结构;采用耐高温油脂和绝缘材料。 |
寒冷 | 寒冷性 | 选用耐低温结构和材料;采用耐低温油脂;应用冷启动辅助加热器。 |
户外 | 户外型 | 选用耐太阳辐射、耐高低温的高分子材料;增强外壳防护结构;安装防寒加热器和冷启动装置。 |
工业腐蚀 | 化学腐蚀型 | 选用耐化学腐蚀性介质材料;加强紧固件采取防腐措施;增强外壳防护结构;安装防潮加热器 |
高海拔 | 高海拔型 | 同寒冷型,但低温要求适当降低;提高高压防电晕和增大爬电距离。 |
海洋 | 船用型 | 同潮湿型;提高金属表面防腐性能;增强外壳防护结构;提高材料绝缘耐热性。 |
移动 | 移动性 | 提高抗振措施;增强外壳防护结构。 |
2、 电子器件的防热设计
电子设备的温度一方面受到环境温度的影响,但是其电子元器件的功耗是热量的主要来源。为此,在电子设备中必须采取热设计,通过元器件选择、电路设计和结构设计来减少因温度引起的失效。针对电子设备热产生机理与传播方式,可采用相应的热设计方法,以控制或减少电子设备的温度升高。其热设计方法有热源处理、热阻处理和降温处理。
元器件的功耗是主要的热量来源,热源处理是指对这些元器件进行适当的处理减少其发热量,采用的方法主要有:元器件降额使用、特型元件温度补偿与控制,合理设计印制板结构等。
热阻用来说明发热元器件温度到外部环境的热转换能力,热阻的大小决定着散热装置的额定值,所以必须尽量较少热阻,选择合理的散热装置。元器件的合理布局也可有效地减少热助。在元器件在印制板电路上的布局应遵循以下规则:①元器件安装在最佳自然散热的位置;②元器件热流通渠道要短、横截面要大和通道中不应有绝热或隔热物;③发热元件不能密集安装;④元器件在印制板上要竖立排放。
有些电子设备在自然冷却装置中不能保证其温度在较低的范围内,必须增加外部制冷设备对其实现降温处理。
3、 综合包装防护
综合包装是用低透湿度或透湿度为零的复合包装材料制成的软包装容器,将器材连同适量的干燥剂和除氧剂装入容器内并进行抽空、封口、使器材与自然界大气隔绝,同时干燥剂和除氧剂用来吸收透入容器内的潮气、氧气以及容器内残存的潮气、氧气。抽去容器内残留的气体,以保持内装设备在使用有效期内,始终处于具有较低湿度和较低的含氧量的“微环境”气候中,从而避免进水、受潮、生锈、腐蚀和长霉。
4、 表面处理技术
表面技术的应用所包含的内容十分广泛,可以用于耐蚀、耐磨、修复、强化、装饰等。也可以是在光、电、磁、声、热、化学、生物等方面的应用。表面技术所涉及的基体材料不仅有金属材料,也包括无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料。在表面强化技术中,主要有着四个方面的表面处理技术:表面涂覆技术、表面薄膜技术、表面合金化技术、表面复合处理技术。表面涂覆作为防护、防腐蚀最简单、有效的措施一直为人们所青睐。涂层技术的应用将在下节中以镁及合金的防护中详细介绍。