Выбор и обоснование материалов конструкции.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Выбор и обоснование материалов конструкции.



 

Для изготовления печатных плат применяют различные материалы, такие как гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, эбонит, микалекс, винипласт и т.д.

Материал печатной платы должен обладать высокой механической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами, иметь высокую нагревостойкость, а также иметь высокую степень агдезии печатных проводников.

Основными наиболее часто употребляемыми материалами печатных плат являются гетинакс и стеклотекстолит. Сравним данные материалы.

Гетинакс — слоистый материал, изготовляемый методом горячего прессования из специальной бумаги, пропитанной фенольдегидной или крезолальдегидной смолой. Обладает высокими электроизоляционными свойствами, хорошо поддаётся механической обработке, а также прост в изготовлении.

Стеклотекстолит — для его изготовления применяют стеклянные ткани, пропитанные специальными смолами. Отличается высокой теплостойкостью (до 180°С), а также высокими электроизоляционными и механическими свойствами; хорошо обрабатывается.

Исходя из требования повышенной механической прочности в качестве материала основы печатной платы выберем фольгированный стеклотекстолит марки СФ2-35-15.

Защитные покрытия представляют собой специальные лаки для защиты печатных плат и прочих узлов от вредного воздействия окружающей среды. Они продлевают срок службы оборудования и повышают его надежность. Эти покрытия тонким и эластичным слоем (25...50 микрон) обволакивают всю поверхность платы и каждого компонента, обеспечивая надежную защиту от воздействия химических веществ (например, топлива, охлаждающей жидкости и т.п.), вибрации, влаги, соляного тумана, влажности и перепадов температуры. Это помогает предотвратить коррозию, появление плесени и утечку тока, которые являются причиной выхода из строя незащищенных плат.

Защитные покрытия повышают надежность печатных плат и увеличивают срок службы оборудования посредством формирования защитного слоя, который изолирует и защищает платы от воздействия окружающей среды – влаги, химических и прочих загрязнений. Защитные покрытия позволяют увеличить нагрузку на плату и уменьшить ее размеры, поскольку они предотвращают утечку тока между близко расположенными проводниками. Прозрачные и пигментированные покрытия улучшают внешний вид печатной платы. Пигментированные покрытия, кроме того, позволяют скрыть конструкцию платы.

При наличии широкого выбора защитных покрытий с разными свойствами, одной из самых важных задач становится выбор правильного типа покрытия и метода его применения. Основные моменты, на которые следует обратить внимание:

- условия работы оборудования;

- требования к электрическим свойствам;

- топология печатной платы;

- метод нанесения покрытия;

- возможность ремонта или модернизации платы.

Защитное покрытие должно иметь высокие диэлектрическую прочность и напряжение пробоя. Минимальная требуемая диэлектрическая прочность покрытия определяется разностью потенциалов на соседних дорожках платы и расстоянием между ними.

Для защиты печатной платы будем использовать полиуретановый лак PUC фирмы Electrolube. Данный лак имеет высокую механическую прочность, хорошую адгезию при любых климатических условиях, содержит добавки для контроля качества при помощи УФ, имеет широкий диапазон рабочих температур от -55 до +130 °С, устойчив к большинству химических веществ, устойчив к образованию плесени.

Выбор припоя зависит от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размеров деталей, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости и др. Наиболее широко применяются легкоплавкие припои. Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса. Флюсы растворяют и удаляют оксиды и загрязнения с поверхности паяемого соединения. Кроме того, во время пайки они защищают от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой. Все это способствует увеличению растекаемости припоя, а, следовательно, улучшению качества пайки.

Флюс выбирают в зависимости от соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, также от характера сборочно-монтажных работ. Остатки флюса, особенно активного, и продукты его разложения нужно удалять сразу после пайки, так как они загрязняют места соединений и являются очагами коррозии.

Для пайки разрабатываемого фотореле будем использовать припой ПОС-61. Его область применения – это лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда не допустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05 - 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высоко - частотных (лицендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность. Температура плавления - 190 ºC.

В качестве флюса выберем флюс марки ФКТ, который содержит канифоль сосновую (20-50%), тетрабромид дипентена (0.05-0.1%) и спирт этиловый (остальное). Температурный интервал активности данного флюса 200-300 ºC. Флюс марки ФКТ не влияет на электрическое сопротивление изоляции, и не вызывает коррозии на меди и её покрытиях.

 

Выбор способа монтажа

Монтаж печатных плат состоит из двух этапов:

- установки компонентов (конденсаторы, светодиодные индикаторы, батарейные отсеки элементов питания, кнопки и др.) на подложке;

- пайки этих компонентов к печатной плате, в том числе и с использованием технологии поверхностного монтажа.

На самом деле все операции монтажа элементов на печатную плату значительно более сложны. Многоэтапные процессы обеспечивают универсальность установки компонентов и позволяют включать в процесс монтажа печатных плат различные типы компонентов, широкий спектр материалов и конфигураций подложек, а также быстро адаптироваться к часто меняющимся объемам производства электронных узлов и блоков в целях удовлетворения требований к уровню брака и надежности. Более точный, хотя и сравнительно общий перечень этапов монтажа печатных плат можно представить в следующем виде:

1) Подготовка поверхностей компонентов и подложки для пайки.

2) Нанесение флюса и припоя.

3) Расплавление припоя для создания паянных соединений.

4) Последующая отмывка паянных соединений.

5) Проверка и испытания.

Некоторые из этих этапов могут быть либо объединены, либо опущены в зависимости от конкретной сборочной линии.

Технологии монтажа печатных плат можно подразделить на следующие три вида, которые названы в соответствии с типами компонентов, устанавливаемых на плату:

- технология монтажа в сквозные отверстия;

- технология поверхностного монтажа (SMD – технология);

- смешанная технология монтажа печатных плат, которая представляет собой сочетание технологии монтажа в сквозные отверстия и поверхностного монтажа на одной плате.

Технология сквозных отверстий является единственным способом монтажа некоторых компонентов печатных плат, особенно крупных устройств, таких как трансформаторы, фильтры и силовые компоненты, которые требуют дополнительной механической поддержки, а она может быть создана только посредством создания межсоединений через сквозные отверстия.

Конструирование печатных плат осуществляется следующими методами:

- ручным;

- полуавтоматизированным;

- автоматизированным.

При ручном методе конструирования размещение навесных элементов и разработка проводящего рисунка осуществляются вручную.

Полуавтоматизированный метод конструирования может включать размещение навесных элементов с помощью ЭВМ и разработку проводящего рисунка печатной платы ручным методом, или размещение навесных элементов ручным методом и разработку проводящего рисунка с помощью ЭВМ.

Автоматизированный метод предполагает размещение навесных компонентов и разработку проводящего рисунка с помощью ЭВМ.

В разрабатываемом приборе используется технология монтажа в сквозные отверстия, т.к. в схеме фотореле отсутствуют SMD- элементы, для установки которых используется технология поверхностного монтажа.

 

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.214.224.207 (0.01 с.)