5.6 Выбор основных и вспомогательных материалов

При выборе материала основания печатной платы особого внимания требуют: предполагаемые механические воздействия, класс точности печатной платы, реализуемые электрические функции, условия эксплуатации, стоимость.

Материал основания печатной платы выбирают по ТУ на материалы конкретного вида, учитывая: электрические и физико-механические параметры печатной платы во время и после воздействия механических нагрузок, климатических факторов и агрессивных химических сред в процессе производства и эксплуатации, обеспечения автоматизации процесса установки ЭРИ.

Сравнительные характеристики материалов печатных плат сведены в таблицу 5.4.

Таблица 5.4 – Сравнительные характеристики материалов печатных плат

Марка	Вид	Толщина			Рабочая темпе- ратура, оС	Объем-ное удельное эл. сопроти-вление, Ом*м	Область применения
		Фольги, мкм		Матери-ала с фоль-гой, мм
ГФ-1-35	Гетинакс фольгиро-ванный	35	1.5; 2; 2.5		-60+85	1010-1012	Односторон-ние и дву-сторонние печатные платы
ГФ-2-35		35	1; 1.5; 2; 3		-60 +85
СФ-1-35	Стекло-текстолит фольгиро-ванный	35	0.8; 1; 1.5		-60+125	1010-1012
СФ-2-35		35	2.5; 3		-60+125

Проанализировав таблицу 5.4, в качестве материала для печатной платы используем стеклотекстолит фольгированный марки СФ-2-35-1,5 ГОСТ 10316-78, так как он соответствует всем заданным требованиям.

При выборе припоя особого внимания требуют: химический состав, температура плавления, время пайки и область применения припоя.

Припой – это специальный сплав, предназначенный для создания прочного механического шва и получения надёжного электрического контакта с малым переходным сопротивлением.

Сравнительная характеристика различных типов припоя приведена в таблице 5.5.

Таблица 5.5 – Сравнительные характеристики типов припоя

Класси- фикация припоев	Марка	Тем- пера- тура плав- ления	Химический состав		Область применения
			Состав	Содержа-ние в %
Оловянно- свинцовые	ПОС40	183-238	олово свинец	39-41 остальное	Лужение, пайка деталей и монтажных проводов, жгутов
	ПОС61	183-190	олово свинец	59-61 остальное	Лужение, пайка выводов ЭРЭ, ИС и п/п приборов.
Серебряные	ПСр1,5	273-280	олово свинец серебро	14-16 82-85 1.2-1.8	Лужение, пайка моточных изделий, реле.
	ПСр2,5	295-300	олово свинец серебро	5-6 91-93 2.2-2.8	Лужение, пайка моточных изделий, пайка проводов.

Исходя из сводной таблицы 5.5 из перечисленных типов припоев, наиболее оптимально использование припоя ПОС-61, соответствующего ГОСТ 21931-72.

Этот тип припоя представляет собой сплав Олово(61%)-Свинец(39%) характеризуется достаточной растекаемостью и смачиваемостью, достаточной электропроводностью и хорошей прочностью. Также его отличает низкая температура плавления, 190°С, и небольшое время пайки (не более 3 секунд).

Большинство схем, выполненных на современных элементах, изготавливаются печатным монтажом, следовательно, необходимо выбрать тип паяльной пасты.

Сравнительная характеристика различных типов паяльных паст приведена в таблице 5.6.

Таблица 5.6 – Сравнительные характеристики типов паяльных паст

Класси- фикация паяльных паст	Марка	Тем- пера- тура плав- ления	Химический состав		Область применения
			Состав	Содержание в %
Оловянно- свинцовые	RM 89	183	олово свинец	63 остальное	Для поверхностного монтажа печатных плат
	MP 200	296	олово свинец	93 остальное
Серебряные	LF 320	217	олово медь серебро	95,5 0,7 3,8
	RP 15	217	олово медь серебро	96,5 0,5 3

Проанализировав таблицу 5.6, выбираем паяльную пасту марки RM 89, так как она соответствует всем заданным требованиям.

Конечным условием надежной пайки является смачивание поверхности соединяемых металлов припоем. Следовательно, главным требованием к флюсу является обеспечение хорошей смачиваемости поверхности паяного шва расплавленным припоем за счет уменьшения поверхностного натяжения припоя и улучшения его растекания по всем зазорам паяного шва.

Флюс – неметаллические вещества, применяемые для удаления окисной пленки с поверхности паяемого материала и припоя в процессе пайки.

Механизм действия флюса заключается в том, что окисные пленки металла и припоя растворяются или разрыхляются и всплывают на поверхности флюса. На поверхности очищенного металла образуется защитный слой флюса, препятствующий возникновению новых окисных пленок и загрязнений. Жидкий припой должен замещать флюс и взаимодействовать с основным металлом. Поэтому смачиваемость припоем спаиваемых поверхностей должна быть больше, чем у флюса.

Сравнительная характеристика различных типов флюса приведена в таблице 5.7.

Таблица 5.7 – Сравнительные характеристики типов флюсов

Группа флюса	Марка флюса	Химический состав		Применяемые припои
		Составляющие	Содержание, %
Некорро- зийний, неактиро- ванный	ФКСп	Канифоль сосновая марки А или В, Спирт этиловый	10-60 90-40	Оловяно-свинцовые серебрянные
Некорро- зийний, слабоак- тирован- ный	ФКТ	Канифоль сосновая Тетрабромид дипелтела Спирт этиловый	20-50 0,05-0,1 79,95-19,9	Оловяно-свинцовые
Корро- зийный	ЛТИ–120	Канифоль сосновая Диэтиламин Триэтаноламин Спирт этиловый	20-25 3-5 1-2 76-68	Оловяно-свинцовые серебрянные

На основе данных таблицы 5.7 выбираем флюс ФКСп ОСТ 4Г0.033.000, т.к. он отличается низкой химической активностью, совместно с припоем марки ПОС, обладает низкой стоимостью, легко удаляется после применения.

Со временем флюс может вступить в химическое взаимодействие с металлическими элементами платы. Для удаления остатков флюса после пайки используют жидкости для промывки.

Сравнительная характеристика различных видов растворителей приведена в таблице 5.8.

Таблица 5.8 – Сравнительные характеристики видов растворителей

Тип раствори-теля	Температурные характеристики, С			Допустимая концентрация в рабочей среде, мг/см	Раство-ряемые флюсы
	Кипения	Вспышки	Самовос-пламенение
Смесь бензина и этилового спирта в пропорции 1:1/1:2, Бр-1	78	25	230	300	ФКСп, ФКС, ФКТ, ФКТс, ФТС
Этиловый спирт	78,4	13	404	1000	ФКСп, ФКЭс, ФКТ
Хлористый метилен	30	14	580	50	ФКСп, ФПЭт, ФКТ

Исходя из данных таблицы 5.8, в качестве растворителя выбираем смесь этилового спирта и бензина Бр-1 ГОСТ 443-76.

Плату желательно промаркировать для более удобной работы сборщика, устанавливающего на неё элементы; то есть нанести на плату знаки.

Сравнительная характеристика различных видов эмалей приведена в таблице 5.9.

Таблица 5.9 – Сравнительные характеристики видов эмалей

Марка	Режимы сушки, температура, °С	Свойства красок, время, час	Свойства
МКЭЧ МКЭБ МКЭК	60-65	2-3	Плёнки красок обладают механической прочностью, спиртобензиностойкостью, грибостойкостью, хорошей адгезией к маркируемой поверхности.
ЧМ СМ КМ	60-65	2-4	Плёнки красок обладают механической прочностью, удовлетворительной адгезией к маркируемой поверхности. Выдерживают относительную влажность до 100%.
ЭП-2	60-65	2-3	Плёнки красок обладают механической прочностью, атмосферостойкостью

Исходя из таблицы 5.9, выбираем краску МКЭЧ ГОСТ 12034-77, так как она механически прочная, устойчива к воздействию влаги.

Правильно выбранные и тщательно нанесенные на очищенную поверхность лаковые покрытия защищают электронный модуль от прямого воздействия влаги, пыли и грязи, атмосферных загрязнений, загрязнений руками, от прямого замыкания проводящими частицами, от повреждений при вибрации и ударах. Второе назначение лаковых покрытий – удерживать элементы на печатной плате, частично разгружая паяные соединения.

Сравнительная характеристика различных видов лаков приведена в таблице 5.10.

Таблица 5.10 – Сравнительные характеристики видов эмалей

Марка	Режимы сушки, температура, °С	Свойства красок, время, час	Свойства
УР-231	60-70	3-3,5	Высокие электроизоляционные и защитные свойства, стойкий к химическим растворителям.
ЭП-730	60-70	8-10	Плёнки лака твёрдые, механически прочные, устойчивы к воздействию бензина, воды, минерального масла.
ФЛ-582	-60-70	10-12	Плёнки лака обладают хорошей адгезией, механической прочностью.

Выбираем лак УР-231 ТУ 6-10-863-84, , состоящий из полуфабрикатных лаков и отвердителя. Лак УР-231 применяется для защиты металлических изделий и печатных узлов всеклиматического исполнения, эксплуатируемых в интервале температур от -60 до +120°С в условиях умеренного и холодного климата.