Выбор материалов и защитных покрытий

При выборе материалов конструкции необходимо учитывать требования уменьшения массы, снижения стоимости изготовления, а так же обеспечения надежности.

Покрытия чаще всего имеют следующие назначения: декоративное, защита от коррозии, влаги и пыли, защит от механических воздействий. Так же следует учитывать класс покрытия, его тип, необходимость применения нескольких покрытий, их технологичность и общий вклад в стоимость изделия.

Исходя из условий эксплуатации и особенности конструкций, для блокавыбирается материал Д16. Данный материал применяется для силовых элементов конструкций самолетов, кузовов автомобилей, труб и т.д.; для деталей, работающих при температурах до -230 ^оС, обладает высокой коррозионной стойкостью, технологичен.[9]

Каркас выполняется из профилей, что снижает количество операций обработки. Передняя и задняя панели выполняются из листового материала. Для защиты деталей применить химическое окисление, что обеспечит защиту от коррозии и выступит подслоем для нанесения лакокрасочного покрытия.

Переднюю панель следует покрывать эфирно-целлюлозной краской серого цвета.

Покрытие ЛКП по классу 1. Данный класс отделки предполагает: высокое качество отделки поверхности; поверхность ровная, гладкая, однотонная, матовая. Данное покрытие должно повысить эстетичность изделия, повысит эргономичность изделия, улучшить читаемость надписей. Надписи следует гравировать и заливать чёрной эмалью ПФ-115.

Покрытие эмалью атмосферостойкое, стойкое к воздействию воды, моющих растворов, индустриальных масел, устойчиво к изменению температуры от -50 до +60^оС. Имеет срок службы не менее 4 лет в умеренном и холодном климате и не менее 1 года в тропическом климате. Имеет низкую стоимость и широкое распространение.

Надписи и клеймения маркировать ЭП-572. Данная маркировочная эмаль типа ЭП-572 предназначена для нанесения маркировки на серебро, медь, титан, сталь, алюминий, полистирол, оргстекло, текстолит, гетинакс, керамику. Покрытие рассчитано на рабочую температуру от ‑60 до +250 °С. Стойка к воздействия спирта, бензина, и спирто-бензиновой смеси при промывке при (20±2)° С, воды при промывке (45±2)° С. Является дешёвой и широко распространена.

Монтаж и выступающие части крепежа покрывать лаком УР-231.УХЛ2 для обеспечения защиты от влаги и пыли. Направляющие и крепежи функциональных ячеек выполнить из пластика.

При изготовлении печатных плат аппаратуры данного класса применяются такие материалы как стеклотекстолит и гетинакс.

Стеклотекстолит обладает более высоким, по сравнению с гетинаксом, коэффициентом теплопроводности (0,24..0,34 Вт/(м×К) и 0,15..0,18 Вт/(м×К) соответственно), меньшей допустимой стрелой прогиба, также он более устойчив к расслаиванию, чем гетинакс, и обеспечивает достижение достаточно хороших показателей при изготовлении проводящего рисунка.

По совокупности характеристик стеклотекстолит является предпочтительным материалом для изготовления печатных плат. Выбираем стеклотекстолит марки ФТС-2-18А.

Печатную плату следует покрывать изолирующим лаком УР-231 для повышения механической прочности, защиты от пыли и влаги. Открытые контактные площадки покрывать ПОС-61 ГОСТ 21936-76. Элементы поверхностного монтажа паять с использованием припоя ПОС61.

Конструкторские расчеты

Расчет размеров печатных проводников

Исходя из выбранного материала, проводники ПП выполняются из медной фольги толщиной 18мкм. Ширину проводника рассчитывают в зависимости от силы тока, проходящего через него по формуле:

Где t - ширина проводника, мм; I_раб-рабочий ток, проходящий через проводник, А; h_ф - толщина фольги, мм; δ-допустимая плотность тока проводника по [ГОСТ 23751-86], А/мм².

Допустимая плотность тока проводника выбирается 100 А/мм² исходя из применения гальванической меди[25].

После расчета всех проводников следует выбрать наибольшее значение и округлить его в большую сторону до нормальной величины в соответствии с требованиями ГОСТ 23751-86.

Ниже приведены результаты расчёта ширины проводников (таблица 5). Результаты расчёта округлены до десятых и подстроены под класс точности.

Рабочий ток для цепи питания взят из документации на ячейку не более 300 мА. Ток для логических цепей выбирался как наибольший из максимально возможный для ПЛИС 100мА.

 Таблица 5