Пример расчета №1

Расчет толщины влагозащитного покрытия для невлагоёмкого изделия.

Задача: Микросхема содержит полупроводниковые элементы и резисторы. Герметизация ее осуществляется при температуре окружающей среды +5°С и относительной влажности 60%. Влагозащита схемы осуществляется лаком Э-4100. Условия эксплуатации (в среднем): влажность 85% при температуре 30°С, Требуемый срок службы 10000 ч. Определить минимальную толщину влагозащитного покрытия. Применяемая для подложки керамика влагу практически не впитывает.

Решение:

а) В разделе 3 приведены значения практических относительных влажностей для применяемых элементов: для резисторов 70 … 80%, для полупроводниковых приборов 40% при температуре 20°С. Расчёт толщины защитного покрытия следует вести для обеспечения влагозащиты наиболее подверженных влиянию влаги элементов, в данном случае для микросхемы – 40%.

б) По табл. 4 определяем парциальное давление насыщенных водяных паров для микросхемы при температурах 5°С, 20°С, 30°С.

t = 5°С – P = 6, 54 мм. рт.ст.;

t = 20°С – P = 17, 532 мм. рт.ст.;

t = 30°С – P = 31, 827 мм. рт.ст.

в) По формуле (1) определения парциального давления расчитываем:

- Начальное парциальное давление водяных паров микросхемы (Р0) при ее изготовлении – по условию задачи герметизация микросхемы осуществлялась при температуре +5⁰С и относительной влажности 60%.

- Парциальное давление водяных паров окружающей среды (Ра) – по условию задачи условия эксплуатации соответствуют влажности 85% при температуре +30⁰С.

- Критическое парциальное давление водяных паров в микросхеме (Ркр) – для полупроводниковых приборов 40% относительная влажность и температура 20⁰С.

Р0 = 0, 6 ∙ 6, 54 = 3, 924 мм. рт.ст.;

Ра = 0, 85 ∙ 31, 827 = 27, 05 мм.рт.ст.;

Рi кр = 0, 4 ∙ 17, 532 = 7, 01 мм. рт.ст.

г) Из общей формулы определения времени диффузии влаги в изделие определяем толщину влагозащитного покрытия, если использовать материал лак Э-4100, коэффициент диффузии которого D = 7, 6 ∙ 10 см /ч (см. табл. 1).