|
| |
|
Слаботочка Книги Влияние печатнего монтажа на электронные схемы определяется значениями таких параметров, как сопротивление изоляции постоянному току, емкость печатного монтажа, диэлектрические потери, электрическая прочность и др. Их абсолютные значения зависят от конструктивного исполнения и топологии рисунка платы, т. е. от протяженности, ширины, толщины, конфигурации печатных проводников и от расстояния между ними и контактными площадками, а также от свойств материала основания. Размеры печатных проводников по длине и ширине- выбираются с позиции обеспечения электрических требований по плотности тока, проходящего по проводникам, омическому сопротивлению, реализации специальных электрических параметров и механической устойчивости. С другой стороны размеры печатных проводников с точки зрения обеспечения влагостойкости печатных узлов должны быть минимальными, поэтому не следует их размеры выбирать больше, чем это необходимо для обеспечения электрических и механических функций узла с учетом технологических возможностей исполнения. В зависимости от назначения аппаратуры печатные проводники рассчитываются на соответствие различным параметрам. Так,, в низковольтных цепях проводники рассчитываются на падение напряжения и на допустимую плотность тока, которая определяет величину нагрева печатного проводника; высоковольтные цепи - на пробивное напряжение; высокочастотные цепи - на допустимое значение паразитных емкостей, поверхностный эффект и сопротивление печатного проводника на максимальной рабочей частоте [16, 20-24]. В любом случае при конструировании печатных узлов необходимо стремиться максимально увеличивать расстояния между печатными проводниками (контактными площадками). При комму-тации высоковольтных цепей минимальное расстояние определяется максимальным рабочим напряжением, характером влагозащитного покрытия и может быть выбрано из таблиц, приведенных в [16, 20, 23]. При проектировании печатных плат, работающих на высоких частотах, расстояние между печатными проводниками выбирается из условия обеспечения минимальных значений монтажной емкости, как правило, являющейся паразитной. В зависимости от топологии печатных проводников, материала основания и расстояния между проводниками значения монтажной емкости можно определить, пользуясь номограммами [21, 23] или рассчитать по формулам, приведенным в [16, 24, 25]. Результаты расчетов являются ориентировочными и соответствуют нормальным условиям окружающей среды. В условиях повышенной влажности паразитная емкость печатных плат увеличивается иногда на порядок " в зависимости от уровня относительной влажности, температуры, времени воздействия, материала основания и других конструктивны и технологических факторов, присущих исследуемой печатной плате. Из общетехнического расчета конденсаторов следует, что емкость ПП в условиях влажной среды может увеличиваться только за счет изменения диэлектрической проницаемости материала основания. Поэтому для обеспечения необходимой стабильности параметров в первую очередь необходимо правильно выбрать материал, из которого будут изготавливаться печатные платы, с учетом экономических и технологических ограничений. Основными материалами, используемыми в производстве печатных плат, являются фольгированные диэлектрики. Они представляют собой плоские листы, ленты, пленки, заготовки, на которые наклеена металлическая фольга с одной или с обеих сторон. Физико-механические свойства и назначение наиболее распространенных фольгированных материалов, используемых в производстве РЭА, приведены в [18, 20, 27, 28]. Повыщение Стабильности параметров печатных плат при эксплуатации в условиях влажной среды может быть достигнуто путем влагозащиты, осуществляемой различными способами <табл.2). Таблица 2 Способ Достоинства Недостатки- Полная герметизация Применение патронов с влагопог-лотителями Заливка блоков компаундами Покрытие печатных узлов и блоков влагозащитными лаками Гидрофобизация Наиболее эффективный способ влагозащиты Достаточно эффективный способ влагозащиты. Более простое конструктивное исполнение аппаратуры Эффективный способ влагозащиты Наиболее распро-страненный способ влагозащиты Наиболее простой и экономичный способ влагозащиты Удорожание и усложнение аппаратуры, необходимость обеспечения полной герметизации, наличие сальников, уплотнителей для вводно-вы-водных устройств (осей органов управления, коммутационных проводников и кабелей) Необходимость изготовления частично герметизированных корпусов; необходимость периодического обслуживания, связанного с заменой патронов с влагопоглотителями Увеличение веса аппаратуры, ограниченность срока эффективной влагозащиты из-за старения компаундов, усложнение вводно-выводных устройств аппаратуры Ограниченный срок эффективной влагозащиты, старение покрытий, необходимость тщательной очистки поверхностей перед покрытием Слабая влагостойкость при длительном воздействии повыщенной влажности. Необходимость обеспечения химической чистоты поверхности печатных плат Некоторые фольгированные диэлектрики, например ГФ, не могут быть использованы в конструкциях РЭА без дополнительной влагозащиты даже при относительно невысоких уровнях влажно-и окружающей среды.. Выбирая вид влагозащитного покрытия, необходимо прежде всего обратить внимание на его диэлектрические и влагозащитные свойства, которые должны быть как минимум на два порядка выше, чем свойства диэлектрика подложки -печатных плат. К влагозащитным электроизоляционным покрытиям предъявляются следующие требования: хорошая адгезия к материалам печатных узлов; эластичность покрытия и стойкость к механическим воздействиям; отверждение при температурах, не оказывающих вредного воздействия на элементы РЭА и на диэлектрик подложки; устойчивость к биологическому поражению; отсутствие в составе покрытия веществ, растворяющих полимерные детали элементов РЭА; легкость производства ремонта; нетоксичность; обеспечение условий техники безопасности прн нанесении и эксплуатации; возможность использования поточного производства в процессе нанесения и отверждения покрытия без применения сложного оборудования; недефицитность и дешевизна материала покрытий. Более подробные сведения о составах и методах использования влагозащитных материалов описаны в [7, 12, 13, 18, 29]. Необходимо помнить, что применение полумер в отношении влагозащиты ПП, некачественное нанесение или неправильный подбор влагозащитного покрытия могут значительно ухудшить влагостойкость даже в большей степени, чем если бы это покрытие на плату не наносилось; например, многие считают, что нанесение эпоксидной маски, служащей в основном для защиты печатного монтажа при групповой пайке от обслуживания, является одновременно и влагозащитой. Однако практика показала, что такое покрытие не защищает диэлектрик от проникновения влаги, так как значительная часть печатного монтажа в области контактных площадок остается открытой. В случае плохой адгезии покрытия к материалу подложки, а также при его высокой влагоемкости под слоем и в объеме по- крытия накапливается влага, причем, время ее дестабилизирующего воздействия увеличивается по сравнению с непокрытыми платами, а параметры полностью не восстанавливаются до исходных значений вследствие остаточных необратимых явлений, связанных с протеканием электрохимических процессов и деструкцией материалов в момент увлажнения. Циклические воздействия повышенной влажности могут за короткий промежуток времени привести к полному нарушению работоспособности такого изделия. Следовательно, в """ g чае все произведенные затраты не только ие обеспечили Р" " вопроса повышения влагостойкости, ио и создали потенциальнуи возможность к более быстрому возникновению отказа. Толщина подложки ПП также оказывает свое воздействие на электрические параметры в условиях влажной среды, ствии с формулой (15) значение, тангенса угла "Р™ потерь зависит от количества поглощенной влаги. Ь вою очередь количество поглощенной влаги объемом диэлектрика обусловлено . 41. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [12] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |