Реферат: Элементы конструирования печатных плат
Нагрузки в цепи контактов определяют механизм контактирования. Пассивные нагрузки характеризуются такими уровнями тока и напряжения, что не могут создать условия пробоя поверхностных пленок. Проводимость контакта, в таком случае, может осуществляться только через контактные пятна, созданные силой, прижимающей контакты друг к другу. Механизм проводимости контакта при этом металлический или туннельный.
Активные нагрузки характеризуются такими уровнями токов и напряжений, которые создают проводящие участки контакта. При этих нагрузках основным механизмом образования контакта является электрический пробой – фриттинг, благодаря которому пробиваются загрязняюшие слои и расширяются уже имеющиеся проводящие.
Границей между пассивными и активными нагрузками является напряжение фриттинга, минимальное значение которого равно долям вольта при напряженности поля более 107 В/м.
Основное влияние на надежность слаботочных контактов оказывает состояние их поверхности. Поэтому, при выборе покрытия контактов, следует принимать во внимание способность к образованию окисных, сульфидных и сульфатных пленок, обусловленных наличием в атмосфере городов и помещений с людьми относительно больших концентраций окислов серы, сероводорода, аммиачных соединений и влаги. Свойства материалов для контактных покрытий приведены в табл. 2.4.
Благодаря особым свойствам в качестве контактных материалов чаще всего используются золото, палладий, серебро, олово и всевозможные сплавы этих металлов.
Золочение контактов – самый надежный способ обеспечения надежности разъемного соединения. Износостойкость золотого покрытия прямо зависит от толщины слоя золота и твердости материалов, из которых состоят контакты ответной части соединителя. Наибольший срок службы сопряженных контактов разъема обычно достигается выбором двух материалов, имеющих различную твердость. Так как контакты разъема покрываются твердым золотом, концевые печатные контакты должны быть покрыты относительно мягким золотом. Другим аргументом в пользу мягкого золота является то, что оно более стойко к атмосферным воздействиям, видимо, потому, что оно не загрязнено никакими присадочными металлами. Опасения относительно повышенного мягкого контактного покрытия не оправданы, поскольку плата сочленяется внешними соединителями аппаратуры и извлекается из него всего лишь несколько раз за весь период эксплуатации. Для покрытия контактов разъема целесообразно использовать твердое золото улучшения износостойкости их поверхности.
Твердое золото представляет собой сплав с такими металлами, как кобальт, никель, индий. Твердость по Виккерсу для твердого золота лежит в пределах 1400…2400 Н/мм2 , в то время, как твердость мягкого золота составляет 600…800 Н/мм2 .
Палладиевые покрытия имеют меньшую пористость и большую износостойкость, по сравнению с золотыми, что позволяет снизить толщину покрытия. Недостатками их являются способность катализировать деструкцию органических соединений и малая стойкость в средах, загрязненных газообразными выделениями полимерных материалов. Продукты полимеризации представляют собой тонкие, прозрачные пленки на контактной поверхности.
Серебряные покрытия со временем тускнеют, а затем чернеют из-за образования пленок – продуктов окисления и сульфидизации. При длительном хранении контактные поверхности из серебра пассивируются. Эти пленки при контактировании могут быть разрушены только в цепях с большими напряжениями и токами. Поэтому для переключения малых токов использование серебра нецелесообразно.
Олово относится к дешевым материалам, но из-за низкой износостойкости применяется в аппаратуре, где число сочленений-расчленений не превышает 50. Следует учитывать способность олова к образованию нитевидных кристаллов, способных вызвать короткое замыкание.
В высоконадежной микроэлектронной аппаратуре в качестве контактных покрытий начинают применять гальванический сплав палладий-никель, имеющий заметные преимущества перед покрытиями чистыми золотом и палладием. В табл. 2.5 и 2.6 приведены характеристики покрытий из указанных материалов.
Таблица 2.5. Контактное сопротивление
|
Электрическое сопротивление контакта, мОм. | |
|
Вид покрытия |
После 50 ч пребывания Свежеосажденное на воздухе при покрытие температуре4, 125° С |
|
Палладий |
1,6 ±0,5 2,3 ±0,5 |
|
Палладий-никель |
1,6 ±0,5 2,2 ±0,4 |
|
Палладий-никель+ + ЗОЛОТО |
1,4 ±0,5 1,8 ±0,5 |
|
Таблица 2.6. |
Пористость контактных покрытий. |
|
Видпокрытия |
Пористость покрытия толщиной 1 мкм на 1 см2 |
|
Чистый палладий (с микро-трещинами) |
90+30 |
|
Твердое золото |
К-во Просмотров: 195
Бесплатно скачать Реферат: Элементы конструирования печатных плат
|