Слаботочка Книги где . - • eri(n- 1) + ег2 д, дпеп 4яёГ2 e,i(n-l)+e,j- Здесь eri -диэлектрическая проницаемость диэлектрика; "ег2 и g2 - диэлектрическая проницаемость и проводимость воды; бгоо - диэлектрическая проницаемость системы с включениями; п - функция эксцентричности сфероида, изменяющаяся от соотношения осей сфероида, для сферы п=3. Величины N ч г соответствуют k п Т в формулах для сферического распределения влаги (15) и при «=3 превращаются в них. tg6 = -=---(16) п (ег2 - еа) Направление осей сфероидов мало влияет на электрические свойства диэлектриков. Длинные тонкие трещины, содержащие даже небольшое количество воды, обусловливают значительные потери на низкой частоте. Рассмотренный, вариант распределения влаги в материале свойственен для полярных материалов типа пластмасс, слоистых диэлектриков и др. М. М. Михайловым предложен расчет системы при распределении влаги в материале в виде сплошных каналов, отчасти замыкающих электроды. Расчет ведется на объем диэлектрика 1 см без учета числа каналов, площади их поперечного сечения и фактической длины. В расчете все эти каналы заменены одним эквивалентным каналом длиной l=ku и сечением S=qlkn, где - коэффициент извилистости. Сопротивление такого канала /=(рви)/д, где рв - удельное электрическое сопротивление воды. Если q - количество поглощенной влаги - невелико, то, обозначив через Ро удельное объемное электрическое сопротивление сухого материала, для величины удельного объемного электрического сопротивления увлажненного материала, содержащего q грамм воды на единицу объема, получим выражение р Ро РоРви • + Ро Рви+Ро9 При 9=0 это выражение приводится к р=ро, что и следовало ожидать. Если же дфО, то при некоторых допущениях получим: p=-Pb*V • (18) Полученное выражение показывает, что с ростом количества поглощенной влаги удельное электрическое сопротивление увлажненного диэлектрика падает,, подчиняясь гиперболической зависимости. Величина tgfi для этого случая определяется по формуле tg6 = -- (08г ёг2 Рв «и С ростом q может уменьшаться k, благодаря заполнению каналов водой что сокращает путь тока от электрода к электроду. Поэтому с увеличением получается не линейная зависимость tg 6 от q, а экспоненциальная. Подобный до. • 21 случай распределения влаги возможен для волокнистых материалов типа бумаги при больших значениях 19= (80-f-lOO) кг/м. При меньших значения q поглощенная влага не дает каналов. Частотные зависимости tg 6 и бг с учетом влияния окружающей среды для большинства материалов исследованы и описаны [5, 7, 8, 10, 15, 18 и др.]. Значительный интерес представляет исследование потерь в диэлектриках печатных плат, которые являются основой большинства современных конструкций РЭА и оказывают существенное воздействие на эксплуатационную надежность аппаратуры и стабильность выходных параметров электронных схем. 1.4. Влияние повьппенной влажности на электрические параметры печатных плат Преимущество печатного монтажа перед объемным общеизвестно и бесспорно. Благодаря Внедрению плоского положения печатного монта>йа производительность сборочно-монтажных работ возросла в 3-4 раза, а за счет применения групповой пайки - в 10-20 рш. С появлением многослойных печатных.плат (МПП), наряду с уменьшением массы и габаритов, резко сократилось количество контактных сочинений. Время осуществления сборочно-монтаж-пых и регулировочных операций уменьшено почти наполовину, одновременно исключены ошибки монтажа. Новые требования, предъявляемые к аппаратуре, обусловили создание новых типов печатных плат: гибких Многослойных; изгибаемых, иа металлической подложке; смешанной конструкции - жестко-гибких, в том числе жестких МПП с гибкими соединениями, составляющими единое целое с МПП; многослойных печатных кабелей-жгутов; шлейфов На безусадочных фольгировапных органических и Неорганических Подложках; керамичеаких многослойных печатных плат. Однако наряду с безусловно положительными моментами, с введением печатного монтажа возНикло множество проблем, Опре-деляющих надежность .аппаратуры и связанных с дестабилизацией выходных параметров РЭА в условиях повышенной влажности. При р1аботе под нагрузкой печатный монтаж необходимо. рассматривать как комплексную проводимость, выражающуюся суммой активной проВОДимости изоляции и емкостной проводимости, обусловленной близостью проводников печатной платы, разделенных диэлектриком подложки (рис. 10, а). При воздействии повышенной влажности, выражающейся внесением дополнительных емкостей и проводимостей, эквивалентная схема участка печатной платы имеет Вид, показанной на ряс. 10, б. Суммарная дроводимость составит: G2-G, + AGs + G + AG + Gi + AGj-f/cu(C + AC), (20) где Gs, G; Gi - поверхностная, объемная и внутренняя проводимости в нормальных клиМ.атических условиях; AGs; AG; AGi - уве-28 Личение поверхностной, объемной ,и внутренней проводимости, вызванной действием повышенной влажности; С - емкость участка печатной платы в нормальных клим1ати1ческих условиях; ДС - увеличение емкости печатной платы, вызванное увлажнением диэлектрика. J S г *
Рис. 10. Участок печатной ялаты со всеми видами проводимости и эквивалентная схема. 1 - проводимость поверхностная; 2 - проводимость объемная; 3 - проводимость внутренняя; 4 - металлизированное отверстие; -5 - проводник; 6 - диэлектрик. Печатную плату необходимо (рассматривать как элемент схем, представляющий собой сложный комплекс из набор а. .диэлектрических материалов, претерпевших определенное воздействие проив-водственно-технических факторов, и электродов, .какими являются печатные проводники. В .связи с этим диэлектрические шараметры ПП нельзя рассматривать упрощенно или однозначно, как для монолитного .материала, поскольку даже сопротивление изоляции постоянному току представляет собой сложную картину тароводимо-сти по поверхности, через толщу материала или между .слоями. Поэтому сложно заранее предсказать, какая из видов проводимости может преобладать в конкретной печатной .плате и какие фи-зш<о-хн.мич.еские процессы будут протекать в данный ковкретный момент времени в зависимости от электричесмо.го подключения в схемах, вида прил.оженного поля и условий эксплуатации. Диэлектрическую проницаемость ПП тоже нельзя рассматривать как однозначную величину. Говоря о емкости печатного монтажа, следует различать поверхностную, обтем-ную и внутреннюю диэлвктр.ические прОНИцаемо.сти .и, в зависимости от типа ПП (односторонние, двусторонние, МПП и Др.), в каждом конкретном случае необходимо .пользоваться соответствующей характеристикой или их комплексом. Значение каждой ие составляющих диэлектрических характеристик ПП определяется воздействием различных факторов, на- 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 |
|