Прочность соединений

Соответствие физико-механических свойств и других качественных характеристик конструкционных материалов, используемых при изготовлении ПП и МПП, требованиям технических условий устанавливается входным контролем предприятия по стандартным методикам. Одновременно контролируются технологические свойства материалов. Испытание на пробивку отверстий (ГОСТ 24649—81) проводится на тестовой плате в нормальных климатических условиях или при нагреве 40 ... 60 °С. Пуансоном размером 5X5 мм последовательно пробивают несколько серий отверстий. При переходе от одной серии к другой уменьшают перемычку между отверстиями (3,5; 3,0; 2,5; 2,0; 1,5; 1,0; 0,5 мм) и визуально определяют, при каком значении перемычки появляются трещины. Штампуемость k—a/b, где а — самая узкая неповрежденная ширина перемычки, b — толщина материала. Устойчивость к действию растворителей проверяется путем помещения заготовки на 2 мин в пары трихлорэтилена. После этого на ней не должно наблюдаться вздутий и расслоения. Содержание смолы в прокладочной стеклоткани контролируется взвешиванием тестовой платы до и после пребывания в термошкафу в течение 30 ... 40 мин при температуре 500 ... 600°С. Проверяется также влияние технологических операций на прочность сцепления фольги с диэлектриком. Для этого на тестовой плате размером 50X120 мм изготавливается несколько проводников шириной Змм. Методом отслаивания определяется прочность сцепления в исходном состоянии и после воздействия технологических факторов (например, времени травления).

травителя. Скорость травления оказывает существенное влияние на качество формируемых элементов ПП. При малых скоростях время пребывания платы в травителе увеличивается, что приводит к ухудшению диэлектрических свойств оснований и увеличению бокового подтравливания. Оно возникает вследствие того, что травитель воздействует не только на медную поверхность, подлежащую удалению, но и на боковые, не защищенные резистом, стороны проводников и других элементов схемы. В результате этого искажается прямоугольный профиль печатных проводников, уменьшается их токонесущая способность и прочность сцепления с диэлектриком. Величина бокового подтравливания оценивается фактором травления /C=S/a ( 9.13), который представляет собой отношение толщины фольги S к величине изменения ширины печатного проводника а. Уменьшают фактор травления введением в используемые растворы специальных добавок: ионы металлов с более низким потенциалом, чем у меди, например Ag, Hg, Pt, Pd, Au, оказывают каталитическое действие на процесс, а органические соединения (мочевина, аминотриазол, амиды и др.), адсор-бируясь на боковых поверхностях, ингибируют их растворение. Технологический процесс травления состоит из операций предварительной очистки меди, повышающей равномерность ее удале-. ния, непосредственно удаления меди с пробельных участков платы, очистки поверхности диэлектрика, осветления при необходимости поверхности металлорезиста и сушки.

Входной контроль направлен на совершенствование ТП и улучшение качества герметизации. Контролируются технологические и физико-механические свойства используемых материалов, качество деталей, применяемых для защиты от окружающей среды, и функционирование герметизируемых изделий. Наиболее важными технологическими свойствами материалов являются вязкость, текучесть, легкость извлечения изделий из формы, усадка, прочность сцепления с выводами, жизнеспособность, степень эк-зотермичности и др.

Высокая прочность сцепления полимера с электрическими выводами герметизируемых изделий способствует обеспечению их влагозащиты, так как границы раздела материалов является наиболее вероятным путем проникновения влаги. Контроль адгезионных свойств производится на пробных образцах, которые представляют собой круглые или прямоугольные выводы, покрытые герметизирующим составом. Оценивают адгезию по величине усилия, приложенного параллельно оси вывода для его извлечения из полимерного покрытия.

Гальванический способ нанесения покрытий достаточно широко применяется в электроприборостроении. Он основан на явлении осаждения металлов при электролизе водных растворов солей, когда деталь является катодом (мелкие детали помещаются в металлических сетках или барабанах, подсоединяемых к катоду). Пластину анода подвешивают на штанге, укрепленной в специальном кронштейне. Качество покрытия (структура металла, равномерность толщины, прочность сцепления с поверхностью детали) зависит от состава электролита, его чистоты, температуры, плотности тока, состояния покрываемой поверхности.

Горячие металлические покрытия получают погружением заготовок (полностью или частично) в ванну с расплавленным металлом. Прочность сцепления металла покрытия с металлом детали обеспечивается за счет их взаимного растворения в контактном слое. Широко распространено горячее лужение и цинкование. Недостатком способа является большая неравномерность толщины покрытия даже в пределах одной детали.

Прочность сцепления металли- 2,5.. .5 10. ..15 2.. .2,7

тангенс угла диэлектрических потерь, не Прочность сцепления фолыи с основанием, не менее более Н/см2, 0,07 9,0 0,03 10,0

Следует иметь в виду, что узкие проводники (шириной 0,3—0,4 мм) могут отслаиваться от изоляционного основания при незначительных нагрузках. Если такие проводники имеют большую длину, то следует увеличивать прочность сцепления проводника с основанием, располагая через каждые 25—30 мм по длине проводника металлизированные отверстия или местные уширения типа контактной площадки с размерами 1 х 1 мм или более.

Для получения сложного рисунка резисторов и проводников с высокой точностью воспроизведения размеров (до нескольких микрометров) применяется фотолитография. На подложку последовательно наносят сплошные резистивную и проводящую пленки. С помощью первой фотолитографии и последующего травления проводящего слоя получают проводники соединений и контакты с резистивным подслоем. С помощью второй фотолитографии травят резистивную пленку и формируют рисунок резисторов. Травитель, действующий на резистивный слой, не взаимодействует с проводящим и наоборот. При комбинированном методе наносят сплошную резистивную пленку, а на нее через трафарет — проводники соединений и контактные площадки. Затем с помощью фотолитографии формируют рисунок резисторов. Таким образом, при фотолитографическом и комбинированном методах под проводящим рисунком остается резистивный подслой. Он обеспечивает прочность сцепления проводников и контактов с подложкой.

При контроле качества металлических и неметаллических неорганических покрытий по ГОСТ 16875—71 проверяют внешний вид, толщину, пористость и прочность сцепления покрытия.

Диффузионные процессы при пайке позволяют увеличить прочность соединений, однако эрозия основного металла расплавленным припоем, образование интерметаллидов являются отрицательными свойствами, так как вызывают хрупкость соединений. В результате диффузии и растворения образуется следующая схема строения паяного шва ( 7.3). Ширина диффузионной зоны оказывает существенное влияние на прочность паяного соединения ( 7.4). Поэтому в каждом конкретном случае условия пайки должны быть подобраны таким образом, чтобы ширина диффузионной зоны находилась в пределах 0,9.. . 1,2 мкм.

Присоединению выводов сваркой взрывом присущи следующие достоинства: возможность сваривать трудносоединяемые материалы, прочность соединений не ниже прочности основных материалов, так как сварка может быть проведена ниже температуры плавления, локализованное действие сил взрыва исключает воздействие на окружающие участки соединяемых материалов, несложное технологическое оборудование. Однако методу присущи существенные недостатки: требуется особая осторожность в обращении с ВВ, предъявляются специфические требования к помещениям, оборудованию, материалам, непосредственно контактирующим с ВВ, необходима точная дозировка ВВ, специальная подготовка операторов.

Для разъемных соединений таких трубных проводок используют соединительные гайки, которые надежны в эксплуатации и обеспечивают высокую плотность и прочность соединений.

В качестве припоя используют различные цветные металлы, а чаще сплавы. Выбирают припой в зависимости от конструкции изделия, материала соединяемых поверхностей, необходимой прочности соединения и т. п. Средне- и высокоплавкие припои обладают высокими механическими свойствами (с пределом прочности 0В^ ^500 МПа). Прочность соединений не уступает прочности основного материала. К таким припоям, широко используемым в электроприборостроении для пайки деталей из стали, серебра, меди, никеля, латуни и бронзы, пайки деталей из алюминия и его сплавов, относятся медные и медно-цинковые (ПМУ), серебряные (ПСр-45, ПСр-72), медно-фтористые (ПМФ), алюминиевые (П34А, ПО90Ц) припои.

Так, например, критерием оценки может быть принята максимальная механическая прочность паяного соединения по сопротивлению срезу по ширине диффузионной зоны. В качестве независимых переменных, оказывающих наибольшее влияние на прочность соединений, реально рассматриваются три фактора: рабочая температура пайки, продолжительность процесса *л температура подогрева соединяемых деталей и элементов перед пайкой. Хотя имеются уравнения, позволяющие рассчитывать и выбирать оптимальные режимы пайки для обеспечения необходимой прочности соединения

Присоединение выводов Внешний вид Прочность соединений То же Механический, визуальный То же Граммометр, микроскоп МБС-1 То же ОТК — выборочно (три соединения из партии) —

Электрические соединения в конструкциях. Уменьшение габаритов соединителей и монтажных соединений наталкивается на принципиальные трудности как технологического, так и электрического характера. Например, расстояние между контактами соединителей определяется допустимой электрической прочностью и размерами контактной пары. Но размеры контактной пары не могут быть существенно уменьшены, так как при этом механическая прочность соединений будет недостаточна.

Микроконтактирование методами пайки основано на образовании соединения за счет действия металлических связей между расплавленным припоем и основным материалом. При этом может иметь место растворение паяемых материалов в припое. Прочность соединений при^пайке равна прочности материала припоя.

ведомость выборочной проверки на прочность соединений заземляющего контура с токоотводящими спусками и проверки на степень поражения коррозией молниеприемников, токоотводов и заземлений;

Контактные соединения шин и профилей из сплава АД31 выполняют полуавтоматической аргонодуговои сваркой плавящимся электродом \см. 5.3), потому что при ручной аргонодуговои сварке прочность соединений снижается (до 100—110 МПа против 160—170 МПа) вследствие более длительного теплового воздействия на металл в зоне сварки. Применения сварки угольным электродом с использованием флюса избегают в связи с опасностью выгорания из сплава легирующих составляющих.

256. Прочность соединений из магния и его сплавов, выполненных припоями ПЗЗОМг и П430Мг и флюсом Ф380МГ (пайка в стык)