Воздействие биологической среды и пылевых взвесей в атмосфере
В условиях влажного тропического климата (и не только) значительную опасность для ЭС представляют плесневелые грибки, обладающие исключительной способностью к размножению. В процессе жизнедеятельности грибки выделяют лимонную, уксусную, щавельную кислоты и другие химически активные соединения, под воздействием которых изменяются физические характеристики герметизирующих пластических материалов, повышается их хрупкость, резко возрастает влагопроницаемость. Также активизируется коррозия конструкционных элементов, корпусов и выводов ЭРЭ, межэлементных соединений и нарушается изоляция проводного монтажа. Активность плесневых грибков значительно возрастает при повышении температуры и влажности окружающей среды, а также в условиях теплового воздействия солнечной радиации.
В морских климатических регионах (умеренный и тропический) существенное влияние на эксплуатацию ЭС оказывает соляной туман, содержащийся в атмосфере. Процессы, протекающие в конструктивных элементах ЭС и ЭРЭ в условиях соляного тумана, являются разновидностью атмосферной коррозии, имеющей электрохимический механизм и идущей с большей интенсивностью из-за наличия агрессивных примесей в воздушной среде.
При эксплуатации ЭС в условиях повышенной запыленности, пылевые взвеси в виде мелких частиц могут попадать на конструктивные элементы ЭС и могут быть причиной возникновения неисправностей. В составе пыли, как правило, содержатся углекислые и сернистые соли, хлориды, которые, оседая на металлических элементах конструкции и взаимодействуя с влагой, интенсифицируют процесс их коррозии. Кроме коррозионного воздействия, увлаженный налет пыли на поверхности корпусов и токоведущих соединений может вызывать поверхностные токи утечки и пробой воздушного промежутка между выводами, находящимися под высоким электрическим потенциалом. ЭС, эксплуатируемые в полевых условиях, подвергаются абразивному воздействию песчаных взвесей в атмосферном воздухе, что приводит к нарушению изоляционных лакокрасочных покрытий и ускорению коррозии металлических деталей.
Воздействие пониженного и повышенного давления
Использование ЭС в составе корабельной и бортовой аппаратуры авиационных и космических объектов происходит в ряде случаев в условиях повышенного или пониженного атмосферного давления. При воздействии на ЭС пониженного давления создается возможность возникновения отказов, обусловленных ухудшением теплового режима работы аппаратуры за счет снижения конвекции. В условиях пониженного давления ухудшается электрическая прочность воздуха, что может быть причиной возникновения коронного разряда между выводами, находящимися под высоким напряжением.
Повышенное давление оказывает в первую очередь механическое воздействие на конструктивные элементы ЭС. В связи с этим к ЭС предъявляются требования, направленные на обеспечение устойчивости к воздействию атмосферного давления от 84 до 107 кПа (630…800 мм рт. ст.). А к элементной базе предьявляются еще более жесткие требования. Они должны сохранять работоспособность при изменении атмосферного давления в диапазоне от 1.33×10–4 до 2.94×105 Па.
Радиационные воздействия
Радиационные воздействия на ЭС способны вызывать как немедленную, так и накапливающуюся реакцию элементов конструкции и ЭРЭ. Среди существующих видов излучений наибольшую опасность для приборов представляют мощные электромагнитные излучения и частицы высоких энергий.
Электромагнитными излучениями называются излучения, распространяющиеся в вакууме со скоростью света. Полный спектр электромагнитных излучений охватывает очень широкий диапазон длин волн от десятков тысяч метров (радиоволны) до долей нанометра (g-лучи). Особо сильное воздействие оказывают рентгеновское излучение и гамма-лучи.
В заключение следует сказать, что рассмотренные выше факторы воздействуют, как правило, в комплексе, усиливая друг друга и/или создавая благоприятные условия преимущественного развития того или иного механизма отказа. Уместно сказать, что рассмотренные факторы действуют в сочетании с электрическими и тепловыми режимами функционирования ЭС. При этом данное сочетание внешних факторов и рабочих режимов действует ускоряюще на развитие деградационных процессов. Внешние факторы, действуя на все элементы ЭС одновременно, могут вызывать изменения параметров резисторов, конденсаторов, соединителей, объемных и печатных проводников, что в свою очередь может привести к нарушению режима работы активных элементов, таких, как полупроводники и ИС, к их перегрузке и выходу из сторя.
Проблемы испытаний