1.3 Выбор и обоснование основных и вспомогательных материалов

Выбор основных и вспомогательных материалов, при проектировании устройства, во многом определяет его работоспособность, надежность, долговечность. Выбирая материалы, следует исходить из качества, стоимости и будущих условиях эксплуатации изделия. Материалы, применяемые при изготовлении, можно разделить на два типа:

Основные материалы: непосредственно определяющие вышеуказанные параметры изделия, к которым можно отнести материал печатной платы.

Обоснование выбора материалов печатной платы

Фольгированный диэлектрик печатной платы.

Существует ряд требований к материалу, применяемому при изготовлении печатной платы:

- малая диэлектрическая проницаемость ( не более 6, во избежание паразитной емкости между проводниками);

- малый тангенс угла диэлектрических потерь в рабочем диапазоне частот ( не более 0,07 на частоте 1МГц );

- высокая электрическая прочность ( не менее 15 КВ/мм );

- высокое удельное поверхностное сопротивление изоляции ( не менее 10 Ом );

- высокое объёмное сопротивление изоляции (не менее 10 Ом/см);

- достаточная нагревостойкость для пайки погружением,

t = 240 - 260C, при времени воздействия 10-15сек.;

- стабильность электрических параметров;

- штамповкой, фрезерованием;

- хорошее сцепление металла с диэлектриком;

- сохранение своих свойств в процессе изготовления и при последующем воздействии климатических факторов.

Стеклотекстолит является основным рекомендуемым материалом, применяемым при изготовлении печатных плат.

Сравнительные характеристики материалов печатных плат приведены в таблице

В качестве материала для печатной платы используем стеклотекстолит фольгированный марки СФ-1-35 , так как изготовление платы производим полуаддитивным методом.

Припой

Припой - это специальный сплав, предназначенный для создания прочного механического шва и получения надёжного электрического контакта с малым переходным сопротивлением. контакта. Припои в основном разделяются на два типа: легкоплавкие(>450С) и тугоплавкие (<450С). Припой, необходимый для изготовления данного изделия должен соответствовать следующим условиям:

- легкоплавкость, т.е. его температура плавления должна быть ниже температуры плавления самих материалов;

- обладать хорошей электропроводностью;

- приемлемая механическая прочность, способная обеспечить надежное механическое соединение;

- достаточная смачиваемость поверхностей и растекаемость;

- при использовании припоя, должна быть исключена возможность образования интерметаллических соединений;

- припой, по возможности, не должен содержать дефицитных компонентов;

- низкая себестоимость применяемого припоя;

Ниже, в таблице рассмотрены сравнительные характеристики отдельных припоев.

Сравнительная характеристика припоев

Из выше 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, 190С, и небольшое время пайки (не более 3 секунд).

Флюс

Этот материал необходим для защиты поверхностей, соединяемых при пайке, металлов, от влияния окружающей среды, способствующей их окислению. Использование флюса, при пайке, существенно повышает качество и долговечность соединения. Сравнительные характеристики флюсов приведены таблице.

При выборе флюса необходимо учитывать следующие условия:

- хорошая смачиваемость;

- более низкая температура плавления, чем у припоя, примерно на 50-100С;

- хорошая удаляемость флюса с поверхности;

- способность к растворению оксидной пленки;

- отсутствие химической активности;

- малая стоимость.

Сравнительная характеристика флюсов.

На основе выше изложенных данных выбираем флюс ФКСп, т.к. он отличается низкой химической активностью, совместно с припоем марки ПОС, обладает низкой стоимостью, легко удаляется после применения.