2 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА

2.1 Обоснование и выбор материалов

В качестве ос­нований для печатных плат используется диэлектрик или покрытый диэлектри­ком металл, а для гибких печатных кабелей — диэлектрик. Для выполнения пе­чатных проводников диэлектрик часто покрыт медной фольгой толщиной от 20 до 50 мкм либо медной или никелевой фольгой толщиной от 5 до 10 мкм. В качестве основания печатных плат используют керамику, металлические материалы (сталь, алюминий, титан, медь). Основные марки диэлектриков приведены в таблице 2.1 [9].

Таблица 2.1 - Марки некоторых отечественных диэлектриков

Марка	Материал	Толщина материала, мм	Толщина фольги, мкм
НФД-180-1	Диэлектрик низкочастотный фольгированный	0,8-3,0	50
СФ-1, СФ-2	Стеклотекстолит фольгированный	0,25-2,0	35 и 50
ФДТ-1, ФДТ-2	Диэлектрик фольгированный тонкий	0,5	50
ФДМ-1, ФДМ-2	Диэлектрик фольгированный для многослойного печатного монтажа	0,2 и 0,25	35
ФДМЭ-1	Диэлектрик фольгированный для микроэлектроники	0,1
ОТСФ-1, ОТСФ-2	Стеклотекстолит фольгированный особотонкий	0,15 и 0,20	50
ФДМТ-1,ФДМТ-2	Фольгированный травящийся диэлектрик для многослойного печатного монтажа	0,1	35
ФТС-1, ФТС-2	Стеклотекстолит фольгированный травящийся	0,08 и 0,15	20-35
СТФ-1, СТФ-2	Стеклотекстолит теплостойкий фольгированный	0,13; 0,15; 0,20; 0,25	35
СПТ-3	Стеклоткань прокладочная травящаяся	0,025	-
СПТ-3Э	Стеклоткань, пропитанная лаком ЭИФ	0,06-0,12

Материалом для печатной платы узла А1 выбран фольгированный стеклотекстолит СФ-2-35-1,5 ГОСТ 10316-78. Этот материал выбран не случайно, т.к. по сравнению с большинством других обладает более высокими электрическими и диэлектрическими свойствами, высокой температурой отслаивания фольги, широким диапазоном рабочих температур, низким водопоглощением, высокими значениями объемного и поверхностного сопротивления, стойкостью к короблению. Для производства печатной платы узла А2 выбран стеклотекстолит СФ-2-50-1,5  ГОСТ 10316-78. Толщина фольги для данной платы должна быть как можно больше, т. к. токи протекающие в печатных проводниках будут достаточно велики.

Таблица 2.2 - Основные свойства стеклотекстолита [9]

Свойство материала	Значениеие
Диапазон рабочих температур	от минус 60°С до плюс 150°С
Удельное объемное сопротивление	1×1010 Ом×м
Водопоглащение	от 0,2% до 0,8%
Тангенс угла диэлектрических потерь	не более 0,03
Прочность сцепления фольги с основанием	10 Н/м

Для обеспечения стабильности электрических, механических и других па­раметров печатных плат необходимо применять конструктивные покрытия, как металлические, так и неметаллические.

Металлические покрытия используются для защиты медных дорожек от коррозии в процессе изготовления печатных плат.

Неметаллические конструктивные покрытия используются для защиты:

а)            печатных проводников и поверхности основания печатной платы от воз­действия припоя при групповых методах пайки;

б)           элементов проводящего рисунка от замыкания навесными элементами. Для защиты печатных проводников и поверхности основания печатной пла­ты от воздействия припоя используют диэлектрические защитные покрытия на основе эпоксидных смол, сухого пленочного резиста, холодных эмалей, окисных пленок.

  В качестве неметаллических покрытий используют лаки и краски. В данном случае используется краска ФСК3-5 зеленая                                 ТУ107-91 БИТС.066629.003ТУ.

В качестве металлических конструктивных покрытий рекомендуется использовать металлы и сплавы, приведенные в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Основные виды конструктивных покрытий

Вид покрытия	Толщина, мкм	Назначение покрытия
Сплав Розе	от 1,5 до 3	Защита от коррозии, обеспечение паяемости
Сплав олово-свинец	от 9 до 15	Защита от коррозии, обеспечение паяемости
Серебряное	от 6 до 12	Улучшение электрической проводимости
Серебро-сурьма	от 6 до 12	Улучшение электрической проводимости и повышение износоустойчивости переключателей и концевых контактов
Золото и его сплавы	от 0,5 до 3	Улучшение электрической проводимости, снижение переходного сопротивления и повышение износоустойчивости
Палладиевое	от 1 до 5	Снижение переходного сопротивления, повышение износоустойчивости контактов и концевых контактов
Никелевое	от 3 до 6	Защита от коррозии, повышение износоустойчивости контактов и концевых контактов
Медное	от 25 до 30	Обеспечение электрических параметров, соединение проводящих слоев

Проанализировав таблицу, исходя из наименьших экономических затрат выбираем в качестве конструктивного металлического покрытия сплав олово-свинец толщиной 10 мкм.

Для пайки электрорадиоэлементов используются припои. Основным компонентов припоев является олово, смешанное в определённых пропорциях с другими компонентами: серебром, свинцом, висмутом и т.п. Поскольку на печатной плате будут присутствовать элементы, чувствительные к перегреву, то необходимо использовать низкотемпературный припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Основные свойства припоя ПОС-61 представлены в таблице 2.4 [9].

Таблица 2.4 - Основные свойства припоя ПОС-61

Свойство материала	Значение
Температура плавления	190 °С
Теплоемкость	50,24 Вт/мк
Плотность	8500 кг/м3
Удельное электрическое сопротивление	0,139×10-6 Ом×м
Относительное удлинение	39%
Предел прочности	46 МПа

Для пайки поверхностно-монтируемых компонентов все чаще используются специальные припойные пасты. Они имеют несколько составляющих: порошок припоя, связующее вещество, органический растворитель и другие добавки.  К основным преимуществам припойных паст относятся:

а)            возможность точной дозировки припоя на каждое паяное соединение;

б)           центрирование компонентов поверхностного монтажа в процессе оплавления за счет сил поверхностного натяжения.

Для пайки поверхностно монтируемых элементов используем паяльную пасту ПЛ-111 АУЭЛ.033.012 ТУ, она отличается относительной дешевизной и стабильностью характеристик [5].

Для изготовления корпусов используют качественные углеродистые стали. Они делятся на низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и стали с средним содержанием углерода. В таблице 2.5 приведены характеристики некоторых углеродистых сталей [10].

Таблица 2.5 – Характеристики качественных углеродистых сталей

Сталь	σв , МПа	σ0,2, МПа	δ, %
Сталь 10	от 330 до 340	от 200 до 210	от 31 до 33
Сталь 40	от 500 до 610	от 300 до 360	от 16 до 21
Сталь 70	от 700 до 820	от 390 до 470	от 12 до 15

В качестве материала корпуса выбрана сталь 10, т. к. она является наиболее дешевой по сравнению с перечисленными марками стали, хорошо поддается холодной штамповке и сварке.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21

Голосование

Как вы оцениваете работу нашего сайта? Отлично Хорошо Нормально Плохо Результаты