Композиційні пластмаси і шаруваті пластики
Пластмаси - багатокомпонентні речовини, що складаються в більшості випадків з пов'язує і наповнювача, а також включають в себе і інші матеріали (рис.3.14).
Вибираючи склад і кількість компонентів пластмаси можна отримувати деталі з тими чи іншими механічними і електричними властивостями. Виготовлення деталей з пластмас проводиться на спеціальному обладнанні. Вихідними матеріалами є прес-порошки. Термопласти переробляють литтям під тиском, екструзією, прямим пресуванням і обробляють різними способами, реактопласти -
Шаруваті пластики - це різновид композиційних пластмас, в яких в якості наповнювача використовується волокнисті листові матеріали (папір, тканину, склотканина), просочені і склеєні між собою різними полімерними сполучними. Шаруваті пластики відрізняються від інших матеріалів тим, що застосовуваний наповнювач розташовується паралельними шарами. Така структура забезпечує високі механічні характеристики, а використання полімерних сполучних - досить високий питомий опір і електричну міцність.
Залежно від матеріалу пов'язує і наповнювача розрізняють кілька типів шаруватих пластиків (таблиця 3.9).
Таблиця 3.9. Склад основних типів шаруватих пластиків.
Просочувальна папір товщиною 0,1 мм.
Бавовняна і синтетична тканини (саржа, бязь, шифон, лавсан).
Склотканини з бесщелочного алюмоборосилікатного скла.
Поєднана епоксидна і ФФБ. Поєднана епоксікремнійорганіческая смола.
Шаруваті пластики є сільнополярних діелектриками, так як і сполучна, і наповнювач мають полярними властивостями. Основні параметри шаруватих пластиків представлені в таблиці 3.10.
Таблиця 3.10 Параметри шаруватих пластиків.
Шаруваті пластики використовуються як діелектричні підстави друкованих плат (ПП), які є типовими несучими конструкціями сучасної РЕА. Друковані плати - це шарувата структура, до складу якої, крім підстави, входять друковані провідники (мідна фольга).
Найдешевший матеріал діелектричних підстав - гетинакс - широко застосовується в побутовій радіоапаратурі. Його недолік - підвищене вологопоглинання через шари паперу або з відкритих їх торцевих зрізів, а також крізь полімерне сполучна. Випускається гетинакс на основі ацетильованій паперу, що має підвищену вологостійкість і здатної замінити склотекстоліти.
Текстоліт має більш високу міцність при стисненні і ударною в'язкістю, тому він використовується також як конструкційний матеріал. Його випускають не тільки у вигляді листів, але і плит товщиною до 50мм. Текстоліт в 5-6 разів дорожче гетинакса.
Склотекстоліти завдяки цінним властивостям наповнювача мають найбільш високу механічну міцність, теплостійкість і вологостійкість. У них краща стабільність розмірів, а електричні властивості залишаються високими і у вологому середовищі. Через незвичайної твердості поверхні склотекстоліти зносостійкі.
Якість ПП характеризується наступними властивостями (рис. 3.15).
Міцність - одне з основних властивостей, так як друковані плати виконують роль не тільки діелектричного підстави, а й несучої конструкції.
Нагревостойкость фольгованих шаруватих пластиків визначається відсутністю здуття, розшарування і відклеювання фольги, що виникають при пайку. Критерієм є час в секундах, протягом якого руйнування не спостерігається при нагріванні до 260 ° С. Мінімальна нагревостойкость - 5с. у кращих марок - 20с.
Стабільність розмірів - зміна довжини при зміні температур в процесі пайки, коли вся плата перегрівається приблизно до 120 ° С; ТКЛР стеклотекстолита при товщині 1,5 мм складає 8-10 1 / град. тобто відрізняється від ТКЛР міді більш ніж в 2 рази, тому при великих розмірах плат можливий обрив або відшарування фольги. Нестабільність розмірів виявляється також у вигляді неплощинності - прогину, викривлення, скручування, що виникають через механічної напруги.
Електрична міцність стеклотекстолита анізотропна: в поздовжньому напрямку вона в кілька разів вище, ніж в напрямку товщини. Причина цього - анізотропія самого матеріалу і наявність мікротріщин, зменшують ефективну товщину, але не довжину і ширину. Зі збільшенням товщини електрична міцність падає: для плат товщиною 0,5 і 10 мм значення ЕПР відповідно 30 і 10 кВ / мм.
Недоліки фольгованих стеклотекстолитов - викривлення, нестабільність розмірів, розтріскування, відшаровування, займистість - обумовлені неоднорідною структурою і використовуваними для їх виготовлення матеріалами.
Крім того, підвищення щільності монтажу, застосування групових методів пайки, важкі умови експлуатації вимагають сполучних, які мають більшу теплостійкість. Нарешті, склотекстоліт через високий tgδ непридатний для СВЧ-техніки.
З цієї причини для виготовлення ПП застосовуються термопласти, які дозволяють підвищити нагревостойкость до 400 ° C і істотно зменшити тангенс кута діелектричних втрат для застосування в СВЧ-апаратурі. При цьому найкращим матеріалом є фторопласт, армований склотканиною і одностороннє фольгування. Його випускають у вигляді листів товщиною 0,5 мм під маркою фторопласт-4Д армований фольгований (ТУ 6-05-164-78). Він нагревостоек до 250 ° C. має tgδ = 0,0007 при частоті 10ГГц і придатний для СВЧ-техніки. Однак застосування фторопласта має бути строго обгрунтовано, так як він приблизно в 10 разів дорожче склотекстоліти.