Инструменты, цифровые технологии, связь, измерения

Защитные покрытия для применения в военной электронике

8 сентября 2020 г. в 09:36

От электроники военного назначения всегда ожидают, что она будет работать без малейшей осечки сразу после ввода в эксплуатацию, при этом находясь в самых агрессивных условиях окружающей среды, известных человечеству. Военные разработки зачастую используются в течение целых десятилетий, а оборудование при этом может обновляться всего пару раз за весь срок эксплуатации техники.

Защитные покрытия для применения  в военной электронике

Большая часть аэрокосмической электроники будет подвержена значительной вибрации, экстремальным колебаниям рабочей температуры (в зависимости от того, находится электроника в кабине или в необогреваемых местах), а также чистке химическими веществами, попаданию охлаждающих жидкостей и т. д. Коммерческие и военные аэрокосмические разработки, как правило, имеют многолетнюю продолжительность жизни, а оборудование при этом разрабатывается таким образом, чтобы его как можно реже приходилось менять или ремонтировать.

Уровни необходимой системной интеграции продолжают расти, создавая постоянно растущие требования к большой плотности установленных компонентов, меньшему весу и большей надежности. Устройства должны работать во все более широком диапазоне условий, таких как более широкие температурные диапазоны, повышенная частота изменения температуры (термоциклирование и термоудары), выдерживать более высокие уровни вибраций, а также более длительное хранение в полевых условиях в пункте развертывания.

Защита электроники от этих агрессивных условий и окружающих сред подразделяется на два типа: первичная и вторичная. Разберемся в них.

Первичная защита

Аэрокосмическая или военная электроника обычно размещается внутри корпуса или какой-либо коробки. Везде, где это возможно, коробка/корпус, в котором находится сборка, будет формировать первичную защиту устройства от воздействия окружающей среды. Это может быть герметичный корпус, который спроектирован так, чтобы быть полностью пыле- и водостойким, обеспечивать защиту чувствительных узлов от потенциально опасных веществ и предотвращать повреждение оборудования.

Военный вертолёт
Военный вертолёт

Это легко в теории, но очень трудно осуществить это на практике, особенно когда изделие должно иметь вывод для подключения к другому устройству (зарядная батарея, устройство связи/программирования и т. д.) или требует охлаждения потоком воздуха. Поэтому очень распространено использование защитного покрытия для обеспечения вторичного уровня защиты электронного блока и для обеспечения дополнительной безопасности на случай, если корпус выйдет из строя, подвергнув тем самым устройство большому риску.

Защитное покрытие как вторичная защита

Защитное покрытие часто обеспечивает вторичную защиту, поэтому при выборе подходящего материала полезно учитывать основные угрозы, эффект которых необходимо нейтрализовать, и другие уникальные требования, связанные с продлением срока службы узлов. А из-за того, что корпус должен обеспечивать основные барьерные свойства, существуют четыре основных критерия для вторичной защиты: влажность/конденсация, высокая эксплуатационная температура, широкий диапазон эксплуатационных температур, предотвращение возникновения нитевидных кристаллов и простота ремонта.

Конденсация

Следует помнить, что герметичные блоки герметизируют потенциальные загрязняющие вещества как внутри, так и снаружи. Удалить все следы воды из корпуса полностью трудно, и поэтому существует вероятность того, что внутри герметичного корпуса будет присутствовать влажность. Вполне возможно, что при изменении температуры и давления сборка будет подвергаться воздействию конденсации влаги, так как поверхность печатной платы проходит через «точку росы».

Максимальная эксплуатационная температура

Важно, чтобы защитный материал покрытия не терял твердости при прогнозируемой максимальной эксплуатационной температуре. Это может привести к смене агрегатного покрытия, из-за чего произойдет появление открытых участков, а также к возможности улавливания твердых частиц, которые могут обеспечить токопроводящий путь, что приведет к неожиданным коротким замыканиям.

Температурный эксплуатационный диапазон

Также важна гарантия того, что покрытие выдерживает переходы между минимальной и максимальной рабочими температурами со скоростью, ожидаемой во время эксплуатации (термический шок), без растрескивания. Трещины в покрытии существенно снижают его защитные свойства.

Электроника в авиационной промышленности
Электроника в авиационной промышленности

Предотвращение возникновения нитевидных кристаллов

С постоянно увеличивающимся числом луженых компонентных выводов, до момента внедрения бессвинцовой пайки, и чрезвычайно длительными жизненными циклами военных и авиационных сборок защитные покрытия широко используются в качестве эффективной стратегии против появления нитевидных кристаллов (оловянных усов). В результате многочисленных исследований было установлено, что большинство универсальных типов покрытий обеспечивают снижение риска возникновения коротких замыканий из-за нитевидных кристаллов. В целом, более твердые и жесткие покрытия, как правило, лучше работают в таком направлении, предполагая одинаковую степень покрытия свинцовой рамы.

Ремонт или модернизация

Во время процесса обновления или ремонта оборудования вполне вероятно, что компоненты будут заменены. Поэтому желательно чистое и быстрое удаление покрытия с требуемых участков, чтобы облегчить ремонт и модификацию, а также необходимо, чтобы покрытие имело хорошую адгезию к себе, с целью обеспечить эффективное и постоянное уплотнение на отремонтированном участке. Проблем можно избежать, если полностью смыть покрытие перед повторным нанесением.

Выбор материала

Чтобы было удобнее учитывать все вышеперечисленные факторы для подбора подходящего защитного покрытия, структурируем эти пункты для каждого существующего типа защитного покрытия (таблица 1).

Сравнение стойкости покрытий различных типов к разным угрозам
Таблица 1. Сравнение стойкости покрытий различных типов к разным угрозам

Акриловые материалы

Акриловые материалы обычно обеспечивают хороший баланс всех свойств, необходимых для вторичной защиты устройства. Главное преимущество акриловых материалов заключается в простоте ремонта и переработке, так как все покрытие легко снимается путем замачивания в мягких растворителях.

Уретановые и эпоксидные материалы

Материалы на основе уретана и эпоксидной смолы, как правило, менее эффективны в качестве барьеров, за исключением нитевидных кристаллов, из-за их большой твердости; также эти материалы более склонны к растрескиванию при термических экскурсиях и обычно требуют более агрессивной химии для их удаления в целях переделки. Материалы на основе модифицированного масла, или алкидная химия может привести к выделению различных химических соединений на протяжении всего срока службы, особенно при повышенных температурах, что делает эти материалы плохо пригодными для этих применений.

Силиконовые материалы

За исключением паров влаги, силиконовые материалы в целом обеспечивают хорошие барьерные свойства и широкий диапазон эксплуатационных температур. Силиконовые материалы часто бывает трудно удалить перед переработкой, хотя механическое воздействие может быть эффективным. Вулканизация силиконовых материалов при комнатной температуре (ВКТ) может привести к выделению различных побочных продуктов (некоторые из них могут быть едкими), поэтому необходимо, чтобы материал был полностью затвердевшим перед герметизацией в блоке.

Акриловое защитное покрытие AFA
Акриловое защитное покрытие AFA

Парилен

Париленовые лакокрасочные материалы обладают выдающимися защитными свойствами и максимально возможным покрытием, благодаря тому, что они осаждаются паром в вакууме. Основными недостатками парилена являются специализированные камеры для осаждения, необходимые для нанесения, а также тот факт, что покрытие изделия должно быть стопроцентно совершенным. Париленовые материалы сложно проверить и переработать. У парилена плохая межслойная адгезия, и он обычно покрывается другими типами материалов после переработки.

Заключение

Защитные покрытия часто используют для усиления защиты от окружающей среды, предоставляемой печатным платам корпусами или самим функциональным блоком. Хотя правильного выбора и не существует, факторы, имеющие наибольшее значение для надежности работы печатной платы, и угрозы, воздействующие на эти факторы, должны лежать в основе рационального выбора. Конечно, если корпус выходит из строя, а защитное покрытие становится основным механическим барьером, это уже совсем другая история.

Источник: ООО «ПРОТЕХ», опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 4-5 2020 год

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

«Профессиональное Оборудование и Технологии» («ПРОТЕХ») — предприятие, созданное в 2007 году. Сферой деятельности организации является комплексное оснащение и модернизация производств радиоэлектронной и приборостроительной отраслей. Компания, используя собственные технические и инженерные возможности, эффективно реализует заказанные проекты и решает задачи по улучшению и переоборудованию промышленных предприятий любой сложности и направления, в том числе и «под ключ».
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Изолирующие крышки для силовых выводов

Критерий безопасности имеет первостепенное значение при проектировании и монтаже сетей электроснабжения. Один из способов достижения этой цели - недопущение прямого контакта человека и силовых линий. Поражение электрическим током может привести к серьезным последствиям для жизни и здоровья, к основным его признакам можно отнести наличие ожогов, шоковое состояние и нарушение сердечного ритма. Также, помимо неосторожных действий человека, возможен контакт с силовыми линиями различных животных. Любые живые организмы являются хорошими проводниками электрического тока, и в результате прямого контакта происходит короткое замыкание или существенный ток утечки. Это приводит к нарушению в работе электрооборудования вплоть до возгорания и выхода его из строя. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями, мы обеспечиваем быструю отгрузку и высокую скорость поставок в любой регион страны.
Отдел продаж · Элснаб · 27 февраля · Россия · г Москва
Изолирующие крышки для силовых выводов

УСЛУГИ: Испытания средств защиты

Для безопасной работы в электроустановках необходимо пользоваться специализированными средствами защиты. Для каждого средства защиты имеется свой поверочный срок, по прошествии которого необходимо проверять защитные свойства изделия. Электротехническая лаборатория «Лидер» проводит испытания средств защиты, используемых в электроустановках. По результатам проведенных испытаний выдается стандартизированный протокол о соответствии средств защиты. При работе в электроустановках используются: – ​средства защиты от поражения электрическим током (электрозащитные средства); – средства защиты от электрических полей; – средства индивидуальной защиты (СИЗ) в соответствии с государственным стандартом (средства защиты головы, глаз и лица, рук, органов дыхания, одежда специальная защитная). Виды некоторых испытаний средств защиты: – испытания перчаток диэлектрических; – испытания галош диэлектрических; – испытания бот диэлектрических; – испытания указателей напряжения; – испытания штанг изолирующих; – испытания электроизмерительных клещей. г. Челябинск, шоссе Металлургов, д. 31 Б, оф. 306, +79085726813
Денишев Марат · ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ЛИДЕР · 20 февраля · Россия · Челябинская обл
Испытания средств защиты

ПРОДАМ: Уплотнительные рамы для воздушных выключателей

Условия эксплуатации устройств автоматической защиты электротехнического оборудования могут измениться или при обслуживании может быть выявлен дефект корпуса, который снижает степень защиты внутренних механизмов выключателя. Повышение герметичности исполнения корпуса обеспечивает применение уплотнительных рам для воздушных выключателей. Рама изготавливается из материала, который не проводит электрический ток и конструктивно соответствует особенностям корпуса автоматического выключателя. С помощью этого элемента можно выполнить дополнительную защиту от пыли и брызг, а так же заменить поврежденную в процессе эксплуатации деталь, что восстановит герметичность корпуса устройства. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями, мы обеспечиваем быструю отгрузку и высокую скорость поставок в любой регион страны.
Отдел продаж · Элснаб · 27 февраля · Россия · г Москва
Элснаб, ООО

ПРОДАМ: Молниеотводы граненые (МОГК)

Для защиты от ударов молний зданий, сооружений и защиты от перенапряжения в питающей сети. Молниеприемник непосредственно воспринимающий на себя молнии- это стальной стержень, защищенный от коррозии. Защищен от коррозии методом горячего цинкования (ГОСТ 9.307-89). Данный вид покрытия не является декоративным и носит сугубо функциональный характер. гарантия на коррозийную стойкость — не менее 25 лет. Возможно изготовление по индивидуальному заказу любых типоразмеров для использования в I-VII ветровом районе. Для каждого объекта конструкция опоры рассчитывается индивидуально. Оборудование, которое выпускает «АМИРА», сопровождает Вас повсюду: едете ли Вы по освещенной скоростной автомагистрали, прибываете ли в аэропорт, приходите ли поболеть за любимую команду на стадион, оставляете ли машину на парковке у торгового центра, гуляете ли по центральным историческим улицам и набережным Санкт-Петербурга или других городов России –оборудование с логотипом AMIRA обеспечивает Вам комфорт и безопасность. Мы гордимся тем, что можем обеспечить сферу наружного освещения качественным и надежным оборудованием, это способствует повышению качества жизни людей. Уже более 25 лет компания «АМИРА» является одним из лидеров в области наружного освещения, предоставляет клиентам комплексные решения «под ключ». Все новое, что есть на данный момент в светотехнической отрасли: светодиодные светильники, максимально удобные и экономичные в обслуживании мачты и опоры освещения, автономные уличные осветители, работающие от энергии солнца и ветра — все нашло применение в наших новых разработках и представлено на сайте и в каталоге.
АО АМИРА · АМИРА · 26 февраля · Россия · г Санкт-Петербург
Молниеотводы граненые (МОГК)

ПРОДАМ: Крышка торцевая (торцовая) 8БГ.317.211, 8БГ.313.025, 8БГ.313.026, 8БС.313.025, 8БГ.313.038, 8БС.313.059, 8БС.313.060

ООО «ПромЭнергоМаш» имеет возможность поставить в Ваш адрес следующее оборудование и запасные части: — вкладыши подшипников скольжения для всех типов синхронных электродвигателей (СДН (З), СДМ (З), СДС (З), ДС, ДСП, СДВ, 2СДР, СДРЗ, ДСК, СДК (П)), электродвигателей АКН2, ДАЗО2, АО2, АОД, генераторов СГС (Б) (ПК и КПК 120×140, 130×130, 130×140, 140×150, 150×150, 160×160, 180×180, 200×200, 220×220, 250×250, 300×300, 350×350, 400×400, 500×500, по чертежам 5БС, 5БГ, 5БЩ, 5ДВ, 5ВК) — маслоподъемные (смазочные) кольца для подшипников скольжения для всех типов синхронных электродвигателей, электродвигателей АКН2, ДАЗО2, АО2, АОД, генераторов СГС (Б) — подшипниковые стояки и лабиринтные уплотнения для всех типов синхронных электродвигателей, электродвигателей АКН2, ДАЗО2, АО2, АОД — вкладыши подшипников и другие запасные части для электродвигателей 4АЗМ (АЗМП, АРМ, АРМП, АЗМВ) и 2АЗМ (АЗМП, АРМ, АРМП, АЗМВ, АДО), СТД — пусковые устройства УПР для высоковольтных электродвигателей — тиристорные возбудители BTE — пусковые устройства УПРФ, УПТФ.
Михайлов Денис · ООО "ПромЭнергоМаш" · 1 марта · Россия · г Санкт-Петербург
Русский Свет основан в 1995 году — один из крупнейших российских дистрибьюторов, который объединяет и координирует деятельность компаний, занимающих лидирующие места на рынке услуг по комплексным поставкам кабельно-проводниковой продукции, щитового, низковольтного и высоковольтного оборудования, светотехники, электротехники, комплектующих для России и СНГ.