2.2.1.3 Выбор и обоснование материалов и покрытий
Выбор материалов и покрытий делается на основании анализа функционального назначения изделия, условий эксплуатации и технико-экономических показателей материалов и покрытий.
В качестве материалов оснований печатных плат в условиях серийного и массового производства, как правило, используется фольгированные медью гетинакс и стеклотекстолит. Фольгированный гетинакс – материал на основе целлюлозной бумаги, пропитанный фенольными связующими. В состав фольгированного стеклотекстолита входит ткань стеклянная электроизоляционная, пропитанная эпоксидно-бромированными смолами.
В зависимости от жесткости материала основания, определяемой его характеристиками и толщиной основания, различают гибкие (толщиной до 0,5 мм) и жесткие (толщиной свыше 0,5 мм) печатные платы.
К электрическим параметрам печатных плат относят: сопротивление печатных проводников, допустимую токовую нагрузку проводников, допустимые рабочие напряжения между элементами проводящего рисунка, емкость и индуктивность проводников.
Лучшими температурными и механическими свойствами обладает стеклотекстолит, но недостаток его в том, что он более дорогой и хуже поддается механической обработке. Фольгированный гетинакс рекомендуется использовать для аппаратуры, работающей в нормальных климатических условиях (например, для бытовой РЭА).
Исходя из изложенного выше, материал печатной платы – гетинакс FR-2-1,5-40/00-FV0 IEC-249-2-7 (МЭК 249-2-7) толщиной 1,5 мм, с толщиной фольги 35 мкм, нормированной горючести класса FV0 (вертикальный метод испытаний). Выбор толщины 1,5 мм – обоснован необходимостью обеспечения высокой прочности. Обладает хорошей штампуемостью, что позволяет делать отверстия диаметрами от 0,8 мм. Таким образом, все отверстия и пазы различной формы на печатной плате можно изготовить одним комплектом пробивных штампов, не используя трудоемкие операции сверления и фрезерования.
Для защиты печатной платы от воздействий окружающей среды со стороны печатных проводников наносится защитное эпоксидное покрытие по ОСТ107.460092.004.01-86, которое образует на поверхности гладкую, влагостойкую и электроизоляционную пленку (контактные площадки предварительно предохраняют).
Контактные площадки покрываются легкоплавким сплавом Розе ТУ-09-4065-88 (олово – 25%, свинец – 25%, висмут – 50%, температура плавления которого 130oС) для сохранения паяемости в течение длительного времени. Допускается покрытие контактных площадок флюсом ФПМ-1 ТУ12-760-750.006. Флюс ФПМ-1 предназначен для пайки печатных плат без последующего удаления остатков флюса, а так же для консервации плат и последующей пайки без операции расконсервации.
Выбор марки припоя проводится на основе анализа технических условий и условий эксплуатации изделия. При использовании технологии групповой пайки (пайка волной) припой должен иметь температуру плавления не выше 200oС, поскольку температура ванны должна быть на 40…60oС выше температуры плавления припоя, а это предельная температура для многих материалов из которых изготавливаются печатные платы. Припой должен быть недорогостоящим, иметь: малое удельное сопротивление, высокую механическую прочность и обладать хорошей смачиваемостью.
Данным требованиям удовлетворяет припой бессурьмянистый оловянно-свинцовый ПОС-61 ГОСТ21930-76, у которого температура плавления – 190oС, удельное электрическое сопротивление – 0,139 Ом · мм2 / м, временное сопротивление разрыву – 4,3 кгс / мм2, относительное удлинение – 46%. Область применения припоя: для лужения и пайки электро- и радиоаппаратуры, печатных схем, точных приборов, где недопустим перегрев.
Чтобы
обеспечить прочное, качественное
соединение, паяемые поверхности перед
пайкой облуживаются. Но при прохождении
непосредственно процесса пайки, когда
происходит нагрев, нагретые поверхности
металлов начинают интенсивно окисляться.
Для предотвращения процесса окисления
и удаления образующейся в процессе
пайки оксидной пленки, для улучшения
смачиваемости припоя применяются
флюсы, газовые среды и т. д. Наиболее
распространена пайка с флюсом. Флюс
должен обладать максимальной активностью
в интервале температур пайки, хорошо
удаляться (при необходимости), не вступать
в реакцию с материалом основания печатной
платы. Так же флюс должен быть термически
стабильным, не выделять вредных для
здоровья газов и не
вызывать
коррозии паяемых металлов.
Данным характеристикам соответствует флюс ФПМ-1 ТУ12-760-750.006. Представляет собой спиртовой раствор канифоли с флюсующими активирующими добавками и ингибиторами коррозии. Может применяться в процессах ручной и механической пайки печатных плат, а так же для консервации плат и последующей пайки без операции расконсервации. Применение флюса ФПМ-1 исключает операцию отмывки флюса после пайки. Температурный интервал флюсующей активности – 200…290oС. Коррозийная устойчивость – отсутствует коррозия на меди, на серебряном, оловяно-свинцовом и никелевом покрытии