Desenarea unei plăci de circuit imprimat. Fabricare PCB cu o imprimantă laser

Condiții pentru un exemplu specific. De exemplu, trebuie să faceți două plăci. Unul este un adaptor de la un tip de carcasă la altul. Al doilea este înlocuirea unui microcircuit mare cu un pachet BGA cu două mai mici, cu pachete TO-252, cu trei rezistențe. Dimensiuni placă: 10x10 și 15x15 mm. Există 2 opțiuni pentru fabricarea plăcilor cu circuite imprimate în: utilizarea unui fotorezist și utilizarea metodei „fierului cu laser”. Să folosim metoda „fierului cu laser”.

Procesul de fabricație PCB acasă

1. Pregătim un proiect PCB. Folosesc programul DipTrace: comod, rapid, de înaltă calitate. Dezvoltat de compatrioții noștri. Interfață de utilizator foarte convenabilă și plăcută, în contrast cu PCAD-ul general recunoscut. Există o conversie în format PCAD PCB. Deși multe firme interne au început deja să accepte în formatul DipTrace.

DipTrace are capacitatea de a vă vedea viitoarea creație în volum, ceea ce este foarte convenabil și vizual. Acesta este ceea ce ar trebui să obțin (planșele sunt afișate la scări diferite):

2. În primul rând, marchem textolitul, tăiem spațiul liber pentru plăcile de circuite imprimate.

4. Nu uitați să curățați și să degresați blank-ul plăcii. Dacă nu există degresant, puteți merge pe fibră de sticlă de cupru cu o radieră. Apoi, folosind un fier de călcat obișnuit, „sudăm” tonerul de pe hârtie pe viitoarea placă de circuit imprimat. Țin 3-4 minute sub presiune ușoară, până când hârtia devine ușor galbenă. Am setat caldura la max. Am mai pus o foaie de hârtie deasupra pentru o încălzire mai uniformă, altfel imaginea poate „pluti”. Un punct important aici este uniformitatea încălzirii și presiunii.

5. Dupa aceea, dupa ce ai lasat tabla sa se raceasca putin, pune blank-ul cu hartia lipita in apa, de preferat fierbinte. Hârtia foto se umezește rapid și, după un minut sau două, puteți îndepărta cu grijă stratul superior.

În locurile în care există o mare acumulare a viitoarelor noastre piste conductoare, hârtia către placă este deosebit de puternică. Nu ne-am atins încă.

6. Lasă placa să se ude încă câteva minute. Îndepărtați cu grijă restul hârtiei cu o gumă de șters sau frecând cu degetul.

7. Scoatem piesa de prelucrat. Ne uscăm. Dacă undeva piesele s-au dovedit a nu fi foarte clare, le puteți face mai luminoase cu un marker subțire pentru CD. Deși este mai bine să vă asigurați că toate pistele sunt la fel de clare și luminoase. Depinde de 1) uniformitatea și suficiența încălzirii piesei de prelucrat cu un fier de călcat, 2) acuratețea la îndepărtarea hârtiei, 3) calitatea suprafeței de textolit și 4) selecția cu succes a hârtiei. Cu ultimul punct, puteți experimenta pentru a găsi cea mai potrivită opțiune.

8. Punem semifabricatul rezultat cu viitoarele piste de conductor imprimate pe el într-o soluție de clorură ferică. Otrăvim 1,5 sau 2 ore.În timp ce așteptăm, ne vom acoperi „baia” cu un capac: vaporii sunt destul de caustici și toxici.

9. Scoatem plăcile finite din soluție, clătim, uscăm. Tonerul este spălat minunat de pe tablă cu acetonă. După cum puteți vedea, chiar și cele mai subțiri conductoare cu o lățime de 0,2 mm au ieșit destul de bine. A mai rămas foarte puțin.

10. Plăci cu circuite imprimate Ludim realizate prin metoda „fierului cu laser”. Spălați fluxul rămas cu benzină sau alcool.

11. Rămâne doar să ne decupăm plăcile și să montam elementele radio!

constatări

Cu ceva pricepere, metoda „fierului cu laser” este potrivită pentru a face plăci simple de circuite imprimate acasă. Conductoarele scurte de la 0,2 mm și mai late sunt obținute destul de clar. Conductoarele mai groase funcționează bine. Timpul de pregătire, experimente cu selecția tipului de hârtie și a temperaturii fierului de călcat, gravare și cositorire durează aproximativ 3-5 ore. Dar acest lucru este mult mai rapid decât dacă comandați plăci de la o companie. Costurile de numerar sunt, de asemenea, minime. În general, pentru proiecte de radio amatori cu buget simplu, metoda este recomandată pentru utilizare.

Această pagină este un ghid pentru producția de plăci de circuite imprimate de înaltă calitate (denumite în continuare PCB) rapid și eficient, în special pentru prototiparea profesională a producției de PCB. Spre deosebire de majoritatea celorlalte ghiduri, accentul se pune pe calitate, viteză și pe cel mai mic cost al materialelor.

Folosind metodele de pe această pagină, puteți realiza o placă cu o singură față și cu două fețe de o calitate suficient de bună, potrivită pentru montarea la suprafață, cu un pas de 40-50 de elemente pe inch și cu un pas de găuri de 0,5 mm.

Metodologia descrisă aici este rezumatul experienței acumulate pe parcursul a 20 de ani de experimentare în acest domeniu. Dacă urmați cu strictețe metodologia descrisă aici, veți putea obține PP de calitate excelentă de fiecare dată. Desigur, puteți experimenta, dar amintiți-vă că acțiunile neglijente pot duce la o reducere semnificativă a calității.

Aici sunt prezentate doar metode fotolitografice de formare a topologiei PCB - alte metode, cum ar fi transferul, imprimarea pe cupru etc., care nu sunt potrivite pentru o utilizare rapidă și eficientă, nu sunt luate în considerare.

foraj

Dacă utilizați FR-4 ca material de bază, atunci veți avea nevoie de biți acoperiți cu carbură de tungsten, biți de oțel de mare viteză se uzează foarte repede, deși oțelul poate fi utilizat pentru găuri simple cu diametru mare (mai mare de 2 mm), deoarece Burghiile acoperite cu carbură de tungsten de acest diametru sunt prea scumpe. Când găuriți găuri cu un diametru mai mic de 1 mm, este mai bine să utilizați o mașină verticală, altfel burghiele dvs. se vor rupe rapid. Mișcarea de sus în jos este cea mai optimă în ceea ce privește sarcina pe unealta. Burghiile din carbură sunt realizate cu o tijă rigidă (adică burghiul se potrivește exact cu diametrul găurii), sau cu o tijă groasă (numită uneori „turbo”), având o dimensiune standard (de obicei 3,5 mm).

Când găuriți cu burghie acoperite cu carbură, este important să fixați ferm PP, deoarece. burghiul poate scoate un fragment de placă atunci când se deplasează în sus.

Burghiile cu diametru mic sunt de obicei introduse fie într-o mandrina cu mandrina de diferite dimensiuni, fie într-o mandrina cu 3 fălci - uneori o mandrina cu 3 fălci este cea mai bună opțiune. Pentru o fixare precisa insa, aceasta prindere nu este potrivita, iar dimensiunea mica a burghiului (mai putin de 1 mm) face rapid caneluri in cleme care asigura o fixare buna. Prin urmare, pentru burghie cu un diametru mai mic de 1 mm, este mai bine să folosiți o mandrina cu mandrină. Pentru orice eventualitate, obțineți un set suplimentar care conține coloane de rezervă pentru fiecare dimensiune. Unele burghie ieftine sunt realizate cu ghize din plastic - aruncați-le și cumpărați altele metalice.

Pentru a obține o precizie acceptabilă, este necesar să se organizeze corect locul de muncă, adică, în primul rând, să se asigure iluminarea plăcii în timpul forării. Pentru a face acest lucru, puteți folosi o lampă cu halogen de 12V (sau 9V pentru a reduce luminozitatea) și o atașați la un trepied pentru a putea alege poziția (iluminați partea dreaptă). În al doilea rând, ridicați suprafața de lucru cu aproximativ 6" deasupra înălțimii mesei pentru un control vizual mai bun al procesului. Ar fi bine să îndepărtați praful (puteți folosi un aspirator obișnuit), dar acest lucru nu este necesar - scurtcircuitați accidental circuitul cu o particulă de praf este un mit. Trebuie remarcat că praful din fibră de sticlă generat în timpul forajului este foarte caustic, iar dacă ajunge pe piele, provoacă iritații ale pielii. În sfârșit, este foarte convenabil să folosești comutatorul cu picior. a mașinii de găurit în timpul lucrului, mai ales la schimbarea frecventă a burghiilor.

Dimensiuni tipice ale orificiilor:
Prin găuri - 0,8 mm sau mai puțin
Circuit integrat, rezistențe etc. - 0,8 mm.
Diode mari (1N4001) - 1,0 mm;
· Blocuri de contact, trimmere - de la 1,2 la 1,5 mm;

Încercați să evitați găurile cu un diametru mai mic de 0,8 mm. Păstrați întotdeauna cel puțin două burghie de rezervă de 0,8 mm ca se rup întotdeauna exact în momentul în care trebuie urgent să plasați o comandă. Burghiile de 1 mm și mai mari sunt mult mai fiabile, deși ar fi bine să aveți unele de rezervă pentru ele. Când trebuie să faceți două plăci identice, le puteți găuri în același timp pentru a economisi timp. În acest caz, este necesar să găuriți cu mare atenție în centrul plăcuței lângă fiecare colț al PCB-ului, iar pentru plăci mari, găuri situate aproape de centru. Așadar, stivuiți plăcile una peste alta și găuriți găuri de 0,8 mm în două colțuri opuse, apoi utilizați știfturile ca știfturi pentru a fixa plăcile una de cealaltă.

tăiere

Dacă produceți PP în masă, veți avea nevoie de foarfece de ghilotină pentru tăiere (cost aproximativ 150 USD). Ferăstrăul convențional se tocește rapid, cu excepția ferăstrăilor acoperite cu carbură, iar praful de ferăstrău poate provoca iritații ale pielii. Un ferăstrău poate deteriora accidental folia de protecție și poate distruge conductorii de pe placa finită. Dacă doriți să folosiți foarfece de ghilotină, atunci aveți mare grijă când tăiați placa, amintiți-vă că lama este foarte ascuțită.

Dacă trebuie să tăiați placa de-a lungul unui contur complex, atunci acest lucru se poate face fie prin găurirea multor găuri mici și ruperea PCB-ului de-a lungul perforațiilor obținute, fie folosind un ferăstrău sau un ferăstrău mic, dar fiți pregătit să schimbați lama des. . Este practic posibil să faci o tăietură de colț cu foarfece de ghilotină, dar fii foarte atent.

prin placare

Când faceți o placă cu două fețe, există o problemă de a combina elemente pe partea de sus a plăcii. Unele componente (rezistoare, circuite integrate de suprafață) sunt mult mai ușor de lipit decât altele (de exemplu, un condensator cu pini), așa că gândul este să conectați la suprafață doar componente „ușoare”. Iar pentru componentele DIP, folosiți pini și este de preferat să folosiți un model cu un pin gros, mai degrabă decât un conector.

Ridicați ușor componenta DIP de pe suprafața plăcii și lipiți câțiva pini din partea de lipit, făcând o pălărie mică la capăt. Apoi trebuie să lipiți componentele necesare în partea superioară folosind reîncălzire și, în timp ce lipiți, așteptați până când lipirea umple spațiul din jurul știftului (vezi figura). Pentru plăcile foarte dens ambalate, aspectul trebuie să fie bine gândit pentru a facilita lipirea componentelor DIP. După ce ați terminat de asamblat placa, este necesar să efectuați un control de calitate bidirecțional al instalației.

Pentru vias, se folosesc știfturi de prindere cu montare rapidă de 0,8 mm (vezi figura).

Acesta este cel mai accesibil mod de conectare electrică. Tot ce trebuie să faceți este să introduceți capătul sculei exact în gaură până la capăt și să repetați cu celelalte găuri. Această configurație este foarte convenabilă, dar scumpă (350 USD). Folosește „bare cu plăci” (vezi poza), care constau dintr-o bară de lipit cu un manșon de cupru placat la exterior.Crestăturile sunt tăiate pe bucșă cu un interval de 1,6 mm, corespunzătoare grosimii plăcii. Bara este introdusă în orificiu folosind un aplicator special. Apoi, gaura este perforată cu un miez, ceea ce face ca bucșa placată să se deformeze și, de asemenea, împinge bucșa afară din gaură. Tampoanele sunt lipite pe fiecare parte a plăcii pentru a atașa manșonul de plăcuțe, apoi lipitura este îndepărtată împreună cu împletitura.

Din fericire, acest sistem poate fi folosit pentru placarea găurilor standard de 0,8 mm fără a cumpăra un kit complet. Aplicatorul poate fi orice creion automat cu diametrul de 0,8 mm, al cărui model are un vârf asemănător cu cel din figură, care funcționează mult mai bine decât un aplicator real.Metalizarea orificiilor trebuie făcută înainte de montare, în timp ce suprafața plăcii este complet plană. Găurile trebuie să fie găurite cu diametrul de 0,85 mm, deoarece după metalizare, diametrele lor scad.

Rețineți că, dacă programul dvs. a atras plăcuțele de aceeași dimensiune ca burghiul, atunci găurile s-ar putea extinde dincolo de plăcuțe, provocând defecțiunea plăcii. În mod ideal, suportul de contact se extinde dincolo de orificiu cu 0,5 mm.

Placarea găurilor pe bază de grafit

A doua varianta pentru obtinerea conductibilitatii prin gauri este metalizarea cu grafit, urmata de depunerea galvanica a cuprului. După găurire, suprafața plăcii este acoperită cu o soluție de aerosoli care conține particule fine de grafit, care este apoi presată în găuri cu o racletă (răzuitoare sau spatulă). Puteți folosi aerosolul CRAMOLIN „GRAFIT”. Acest aerosol este utilizat pe scară largă în electroformare și alte procese de galvanizare, precum și în obținerea de acoperiri conductoare în electronica radio. Dacă baza este o substanță foarte volatilă, atunci este necesar să agitați imediat placa într-o direcție perpendiculară pe planul plăcii, astfel încât excesul de pastă să fie îndepărtat din găuri înainte ca baza să se evapore. Excesul de grafit de pe suprafață este îndepărtat cu un solvent sau mecanic - prin măcinare. Trebuie remarcat faptul că dimensiunea găurii rezultate poate fi cu 0,2 mm mai mică decât diametrul original. Găurile murdare pot fi curățate cu un ac sau altfel. Pe lângă aerosoli, pot fi folosite soluții coloidale de grafit. Apoi, cuprul este depus pe suprafețele cilindrice conductoare ale găurilor.

Procesul de depunere galvanică este bine dezvoltat și descris pe larg în literatură. Instalația pentru această operațiune este un recipient umplut cu o soluție de electrolit (soluție saturată de Cu 2 SO 4 + soluție 10% de H 2 SO 4), în care se coboară electrozii de cupru și o piesă de prelucrat. Se creează o diferență de potențial între electrozi și piesa de prelucrat, care ar trebui să asigure o densitate de curent de cel mult 3 amperi pe decimetru pătrat a suprafeței piesei de prelucrat. Densitatea mare de curent face posibilă obținerea unor rate ridicate de depunere a cuprului. Deci, pentru depunerea pe o piesă de prelucrat cu o grosime de 1,5 mm, este necesar să se depună până la 25 de microni de cupru; la o astfel de densitate, acest proces durează puțin mai mult de jumătate de oră. Pentru a intensifica procesul, la soluția de electrolit pot fi adăugați diverși aditivi, iar lichidul poate fi supus amestecării mecanice, barbotare etc. Dacă cuprul este aplicat neuniform pe suprafață, piesa de prelucrat poate fi lustruită. Procesul de metalizare cu grafit este utilizat de obicei în tehnologia subtractivă, adică. înainte de aplicarea fotorezistului.

Orice pastă rămasă înainte de aplicarea cuprului reduce volumul liber al găurii și conferă găurii o formă neregulată, ceea ce complică montarea ulterioară a componentelor. O metodă mai fiabilă de îndepărtare a reziduurilor de pastă conductivă este prin aspirarea sau purjarea cu suprapresiune.

Formarea fotomască

Trebuie să produceți un film fotomască translucid pozitiv (adică negru = cupru). Nu vei realiza niciodată un PCB cu adevărat bun fără o mască foto de calitate, așa că această operațiune este de mare importanță. Este foarte important să aveți un clar șiextrem de opaceimaginea topologiei PCB.

Astăzi și în viitor, fotomasca va fi formată folosind programe de calculator ale familiei sau pachete grafice adecvate acestui scop. În această lucrare, nu vom discuta despre avantajele software-ului, vom spune doar că puteți utiliza orice produse software, dar este absolut necesar ca programul să imprime găuri situate în centrul pad-ului, folosite ca markeri în următoarele. operatie de gaurire. Este aproape imposibil să găuriți manual fără aceste instrucțiuni. Dacă doriți să utilizați pachete CAD sau grafice de uz general, atunci în setările programului, specificați pad-urile fie ca un obiect care conține o zonă umplută neagră cu un cerc concentric alb cu diametru mai mic pe suprafața sa, fie ca un cerc neumplut, stabilind un cerc mare. grosimea liniei mai întâi (adică inelul negru).

Odată ce am stabilit locația plăcuțelor de contact și tipurile de linii, setăm dimensiunile minime recomandate:
- diametru găurire - (1 mil = 1/1000 inch) 0,8 mm Puteți face PCB cu găuri de trecere mai mici, dar va fi mult mai dificil.
- tampoane pentru componente normale și DIL LCS: 65 mil tampoane rotunde sau pătrate cu diametrul găurii de 0,8 mm.
- lățime de linie - 12,5 mils, dacă aveți nevoie, puteți obține 10 mils.
- spațiu între centre de piste cu lățime de 12,5 mil - 25 mil (poate puțin mai puțin dacă modelul de imprimantă permite).

Este necesar să aveți grijă de conexiunea diagonală corectă a șinelor pe colțurile tăiate(plasă - 25 mil, lățime ecartament - 12,5 mil).

Fotomasca trebuie imprimata in asa fel incat atunci cand este expusa, partea pe care se aplica cerneala sa fie intoarsa catre suprafata PCB-ului, pentru a asigura un decalaj minim intre imagine si PCB. În practică, aceasta înseamnă că partea superioară a PCB-ului cu două fețe trebuie imprimată într-o imagine în oglindă.

Calitatea unei fotomasti depinde in mare masura atat de dispozitivul de iesire cat si de materialul fotomastii, precum si de factorii pe care ii vom discuta in continuare.

Material fotomasca

Nu este vorba despre utilizarea unei fotomască de transparență medie - deoarece una translucidă va fi suficientă pentru radiațiile ultraviolete, acest lucru nu este esențial, deoarece. pentru materialul mai puțin transparent, timpul de expunere crește destul de mult. Lizibilitatea liniilor, opacitatea zonei negre și viteza de uscare a tonerului/cernelii sunt mult mai importante. Alternative posibile la imprimarea unei măști foto:
Film transparent de acetat (OHP)- aceasta poate părea cea mai evidentă alternativă, dar această înlocuire poate fi costisitoare. Materialul tinde să se îndoaie sau să se deformeze atunci când este încălzit de imprimanta laser, iar tonerul/cerneala se poate crăpa și se poate desprinde cu ușurință. NU SE RECOMANDĂ
Film de desen din poliester- bună, dar scumpă, stabilitate dimensională excelentă. Suprafața aspră ține bine cerneala sau tonerul. Când utilizați o imprimantă laser, este necesar să luați o peliculă groasă, deoarece. când este încălzită, o peliculă subțire este supusă deformării. Dar chiar și filmul gros poate fi deformat de unele imprimante. Nu este recomandat, dar posibil.
Hârtie de calc. Luați grosimea maximă pe care o puteți găsi - cel puțin 90 de grame pe metru pătrat. metru (dacă o iei mai subțire, se poate deforma), 120 de grame pe metru pătrat. un metru ar fi chiar mai bine, dar mai greu de găsit. Este ieftin și ușor disponibil în birouri. Hârtia de calc are o bună permeabilitate la radiațiile ultraviolete și este aproape de filmul de desen în ceea ce privește capacitatea sa de a reține cerneala și chiar o depășește prin proprietățile sale de a nu fi distorsionată la încălzire.

dispozitiv de ieșire

Plotere cu stilou- migălos și lent. Va trebui să utilizați folie de desen din poliester scumpă (hârtia de calc nu este bună, deoarece cerneala este aplicată în linii unice) și cerneluri speciale. Pixul va trebui curatat periodic, deoarece. se murdărește ușor. NU SE RECOMANDĂ.
Imprimante cu jet de cerneală- principala problemă la utilizare - pentru a obține opacitatea necesară. Aceste imprimante sunt atât de ieftine încât merită cu siguranță încercate, dar calitatea lor de imprimare nu este comparabilă cu cea a imprimantelor laser. De asemenea, puteți încerca să imprimați mai întâi pe hârtie și apoi să utilizați un copiator bun pentru a transfera imaginea pe hârtie de calc.
Tapotași- pentru cea mai bună calitate a măștii foto, un fișier Postscript sau PDF este creat și trimis către un DTP sau un compositor. O fotomască realizată în acest fel va avea o rezoluție de cel puțin 2400DPI, opacitatea absolută a zonelor negre și o claritate perfectă a imaginii. Costul este de obicei dat pentru o pagină, excluzând zona utilizată, adică. dacă puteți replica copii ale PCB-ului sau puneți ambele părți ale PCB-ului pe aceeași pagină, veți economisi bani. Pe astfel de dispozitive, puteți realiza și o placă mare, al cărei format nu este acceptat de imprimanta dvs.
Imprimante laser- Oferiți cu ușurință cea mai bună rezoluție, accesibilă și rapidă. Imprimanta utilizată trebuie să aibă o rezoluție de cel puțin 600 dpi pentru toate PCB-urile. trebuie să facem 40 de benzi pe inch. 300DPI nu va putea împărți un inch la 40 spre deosebire de 600DPI.

De asemenea, este important să rețineți că imprimanta produce printuri bune de culoare neagră, fără pete de toner. Dacă intenționați să cumpărați o imprimantă PCB, atunci trebuie mai întâi să testați acest model pe o foaie obișnuită de hârtie. Chiar și cele mai bune imprimante laser s-ar putea să nu acopere complet suprafețe mari, dar aceasta nu este o problemă dacă sunt imprimate linii subțiri.

Când utilizați hârtie de calc sau film de desen, trebuie să aveți un manual pentru încărcarea hârtiei în imprimantă și să schimbați corect filmul pentru a evita blocarea echipamentului. Amintiți-vă că în producția de PCB-uri mici, pentru a economisi film sau hârtie de calc, puteți tăia foile în jumătate sau la dimensiunea dorită (de exemplu, tăiați A4 pentru a obține A5).

Unele imprimante laser imprimă cu o precizie slabă, dar deoarece orice eroare este liniară, aceasta poate fi compensată prin scalarea datelor atunci când sunt imprimate.

Fotorezist

Cel mai bine este să utilizați fibră de sticlă FR4 deja cu film rezistent aplicat. În caz contrar, va trebui să acoperiți singur piesa de prelucrat. Nu aveți nevoie de o cameră întunecată sau de iluminare slabă, doar evitați lumina directă a soarelui reducând la minimum excesul de lumină și dezvoltați direct după expunerea la UV.

Rareori se folosesc fotorezistente lichide, care sunt aplicate prin pulverizare și acoperă cuprul cu o peliculă subțire. Nu aș recomanda să le folosiți decât dacă aveți condițiile pentru a obține o suprafață foarte curată sau doriți un PCB cu rezoluție joasă.

Expunere

Placa acoperită cu fotorezist trebuie expusă la lumină ultravioletă printr-o mască foto, folosind o mașină UV.

Când sunt expuse, pot fi utilizate lămpi fluorescente standard și camere UV. Pentru un PCB mic vor fi suficiente două sau patru becuri de 8W 12", pentru cele mai mari (A3) patru becuri de 15" 15W sunt ideale. Pentru a determina distanța de la sticlă la lampă în timpul expunerii, așezați o foaie de hârtie de calc pe sticlă și reglați distanța pentru a obține nivelul dorit de iluminare a suprafeței hârtiei. Lămpile UV de care aveți nevoie sunt vândute fie ca piese de schimb pentru instalații medicale, fie lămpi „lumină neagră” pentru iluminatul disco. Sunt colorate în alb sau uneori negru/albastru și strălucesc cu o lumină violetă care face hârtia fluorescentă (luminează puternic). NU utilizați lămpi UV cu lungime de undă scurtă, cum ar fi ROM ștergătoare sau lămpi germicide care au sticlă transparentă. Ele emit radiații UV cu lungime de undă scurtă care pot provoca leziuni ale pielii și ochilor și nu sunt potrivite pentru producția de PP.

Setarea de expunere poate fi echipată cu un temporizator care afișează durata expunerii la radiații pe PP, limita măsurării acestuia ar trebui să fie de la 2 la 10 minute în trepte de 30 s. Ar fi bine să furnizați cronometrului un semnal sonor care indică sfârșitul timpului de expunere. Ideal ar fi să folosiți un cronometru mecanic sau electronic pentru microunde.

Va trebui să experimentați pentru a găsi timpul de expunere necesar. Încercați să expuneți la fiecare 30 de secunde, începând cu 20 de secunde și terminând la 10 minute. Elaborați PP și comparați autorizațiile obținute. Rețineți că supraexpunerea produce o imagine mai bună decât subexpunerea.

Așadar, pentru expunerea PCB-ului cu o singură față, întoarceți fotomasca cu partea imprimată în sus pe geamul de instalare, îndepărtați folia de protecție și plasați PCB-ul cu partea sensibilă în jos deasupra măștii foto. PCB-ul trebuie apăsat pe sticlă pentru a obține spațiul minim pentru cea mai bună rezoluție. Acest lucru se poate realiza fie prin plasarea unei greutăți pe suprafața PCB, fie prin atașarea unui capac articulat cu o garnitură de cauciuc pe unitatea UV, care presează PCB-ul pe sticlă. În unele instalații, pentru un contact mai bun, PCB-ul este fixat prin crearea unui vid sub capac folosind o pompă mică de vid.

La expunerea unei plăci cu două fețe, partea fotomăștii cu toner (mai aspru) este aplicată în mod normal pe partea de lipit a PP-ului, iar pe partea opusă (unde vor fi amplasate componentele) - în oglindă. După ce ați plasat fotomăștile imprimate una lângă alta și le-ați aliniat, verificați dacă toate zonele filmului se potrivesc. Pentru a face acest lucru, este convenabil să utilizați o masă cu lumină de fundal, dar poate fi înlocuită cu lumina obișnuită de zi dacă combinați măști foto pe suprafața ferestrei. Dacă precizia coordonatelor a fost pierdută în timpul imprimării, aceasta poate duce la înregistrarea greșită a imaginii cu găuri; încercați să aliniați filmele după valoarea medie de eroare, asigurându-vă că orificiile nu se extind dincolo de marginile plăcuțelor. După ce fotomăștile sunt conectate și aliniate corect, atașați-le pe suprafața PCB cu bandă adezivă în două locuri pe părțile opuse ale foii (dacă placa este mare, atunci pe 3 laturi) la o distanță de 10 mm de marginea plăcii. farfurie. Lăsarea unui spațiu între agrafele de hârtie și marginea PCB-ului este importantă, deoarece aceasta va preveni deteriorarea marginii imaginii. Folosiți cele mai mici agrafe pe care le puteți găsi, astfel încât grosimea agrafei să nu fie cu mult mai groasă decât PP.

Expuneți fiecare parte a PCB-ului pe rând. După iradierea PCB-ului, veți putea vedea o imagine a topologiei pe filmul fotorezistent.

În cele din urmă, se poate observa că o expunere scurtă a radiației la ochi nu este dăunătoare, dar o persoană poate simți disconfort, mai ales când folosește lămpi puternice. Pentru cadrul de instalare este mai bine să folosiți sticlă, nu plastic, deoarece. este mai rigidă și mai puțin predispusă la crăpare la contact.

Este posibil să combinați lămpi UV și tuburi de lumină albă. Dacă aveți multe comenzi pentru producția de plăci cu două fețe, atunci ar fi mai ieftin să cumpărați o configurație de expunere pe două fețe, în care PCB-urile sunt plasate între două surse de lumină și ambele părți ale PCB-ului sunt expuse la radiații la acelasi timp.

Manifestare

Principalul lucru de spus despre această operațiune - NU UTILIZAȚI HIDROXID DE SODIU atunci când dezvoltați fotorezist. Această substanță este complet nepotrivită pentru manifestarea PP - pe lângă causticitatea soluției, dezavantajele sale includ sensibilitatea puternică la schimbările de temperatură și concentrație, precum și instabilitate. Această substanță este prea slabă pentru a dezvolta întreaga imagine și prea puternică pentru a dizolva fotorezistul. Acestea. este imposibil să obțineți un rezultat acceptabil cu această soluție, mai ales dacă vă instalați laboratorul într-o încăpere cu schimbări frecvente de temperatură (garaj, magazie etc.).

Mult mai bună ca dezvoltator este o soluție făcută pe bază de ester al acidului silicic, care este vândut ca un concentrat lichid. Compoziția sa chimică este Na 2 SiO 3 * 5H 2 O. Această substanță are un număr imens de avantaje. Cel mai important este că este foarte dificil să supraexpuneți PP în el. Puteți părăsi PP exact pentru o perioadă nefixată. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că aproape că nu își schimbă proprietățile odată cu schimbările de temperatură - nu există riscul de descompunere odată cu creșterea temperaturii. Această soluție are, de asemenea, un termen de valabilitate foarte lung, iar concentrația sa rămâne constantă timp de cel puțin câțiva ani.

Absența problemei supraexpunerii în soluție vă va permite să creșteți concentrația acesteia pentru a reduce timpul de dezvoltare a PP. Se recomandă amestecarea a 1 parte de concentrat cu 180 de părți apă, adică. 200 ml de apă conțin puțin peste 1,7 g. silicat, dar este posibil să se realizeze un amestec mai concentrat astfel încât imaginea să se dezvolte în aproximativ 5 secunde fără riscul distrugerii suprafeței în timpul supraexpunerii, dacă nu se poate obține silicat de sodiu, se poate obține carbonat de sodiu sau carbonat de potasiu (Na 2 CO 3 ). folosit.

Puteți controla procesul de dezvoltare prin scufundarea PCB-ului în clorură ferică pentru o perioadă foarte scurtă de timp - cuprul se va estompa imediat, iar forma liniilor imaginii poate fi deslușită. Dacă rămân zone strălucitoare sau golurile dintre linii sunt neclare, spălați placa și înmuiați în soluția de dezvoltare pentru încă câteva secunde. PP subexpus poate lăsa un strat subțire de rezistență neîndepărtat de solvent. Pentru a îndepărta reziduurile de peliculă, ștergeți ușor PCB-ul cu un prosop de hârtie care este suficient de dur pentru a îndepărta fotorezistul fără a deteriora conductorii.

Puteți utiliza fie un rezervor de dezvoltare fotolitografică, fie un rezervor de dezvoltare vertical - baia este convenabilă prin faptul că vă permite să controlați procesul de dezvoltare fără a îndepărta PP din soluție. Nu veți avea nevoie de băi sau rezervoare încălzite dacă temperatura soluției este menținută la cel puțin 15 grade.

O altă rețetă pentru soluția de dezvoltare: Luați 200 ml de sticlă lichidă, adăugați 800 ml apă distilată și amestecați. Apoi adăugați 400 g hidroxid de sodiu la acest amestec.

Precauții: Nu manipulați niciodată hidroxid de sodiu solid cu mâinile, folosiți mănuși. Când hidroxidul de sodiu este dizolvat în apă, se eliberează o cantitate mare de căldură, așa că trebuie dizolvat în porții mici. Dacă soluția a devenit prea fierbinte, atunci lăsați-o să se răcească înainte de a adăuga o altă porție de pulbere. Soluția este foarte caustică și, prin urmare, trebuie să purtați ochelari de protecție atunci când lucrați cu ea. Sticla lichidă este cunoscută și ca „soluție de silicat de sodiu” și „conservator de ouă”. Este folosit pentru curățarea țevilor de scurgere și este vândut la orice magazin de hardware. Această soluție nu poate fi obținută prin simpla dizolvare a silicatului de sodiu solid. Soluția de dezvoltare descrisă mai sus are aceeași intensitate ca și concentratul și, prin urmare, trebuie diluată - 1 parte concentrat cu 4-8 părți apă, în funcție de rezistența utilizată și de temperatură.

Gravurare

Clorura ferică este de obicei folosită ca agent de gravare. Aceasta este o substanță foarte dăunătoare, dar este ușor de obținut și mult mai ieftină decât majoritatea analogilor. Clorura ferică va grava orice metal, inclusiv oțel inoxidabil, așa că atunci când instalați echipament de gravare, utilizați un deversor din plastic sau ceramică, cu șuruburi și șuruburi din plastic, iar atunci când atașați orice materiale cu șuruburi, capetele lor ar trebui să aibă o etanșare din cauciuc siliconic. Dacă aveți țevi metalice, atunci protejați-le cu plastic (la instalarea unei noi scurgeri, ideal ar fi să folosiți plastic rezistent la căldură). Evaporarea soluției nu este de obicei foarte intensă, dar atunci când băile sau rezervorul nu sunt folosite, este mai bine să le acoperiți.

Se recomandă utilizarea clorură ferică hexahidrat, care are o culoare galbenă și se vinde sub formă de pulbere sau granule. Pentru a obține o soluție, acestea trebuie turnate cu apă caldă și amestecate până se dizolvă complet. Producția poate fi îmbunătățită semnificativ din punct de vedere al mediului prin adăugarea unei lingurițe de sare de masă în soluție. Uneori se găsește clorură de fier anhidră, care are aspectul unor granule maro-verzui. Evitați utilizarea acestei substanțe dacă este posibil. Poate fi folosit doar ca ultimă soluție, pentru că. când este dizolvat în apă, eliberează o cantitate mare de căldură. Dacă totuși decideți să faceți o soluție de gravare din el, atunci în niciun caz nu umpleți pulberea cu apă. Granulele trebuie adăugate foarte atent și treptat în apă. Dacă soluția de clorură ferică rezultată nu gravează complet rezistența, atunci încercați să adăugați o cantitate mică de acid clorhidric și lăsați-o timp de 1-2 zile.

Toate manipulările cu soluții trebuie efectuate cu mare atenție. Nu permiteți stropirea ambelor tipuri de gravatori, deoarece. atunci când este amestecat, poate apărea o mică explozie, determinând stropirea lichidului din recipient și poate ajunge în ochi sau pe îmbrăcăminte, ceea ce este periculos. Prin urmare, purtați mănuși și ochelari de protecție în timpul lucrului și spălați imediat orice picături care vin în contact cu pielea.

Dacă produceți PCB pe o bază profesională, unde timpul înseamnă bani, puteți utiliza vase de decapare încălzite pentru a accelera procesul. Cu FeCl proaspăt fierbinte, PP va fi gravat complet în 5 minute la o temperatură a soluției de 30-50 de grade. Acest lucru are ca rezultat o calitate mai bună a marginilor și o lățime mai uniformă a liniei imaginii. În loc să folosiți băi încălzite, puteți pune tava de murat într-un recipient mai mare umplut cu apă fierbinte.

Dacă nu folosiți un recipient cu aer pentru a agita soluția, va trebui să mutați periodic placa pentru a asigura o gravare uniformă.

Coatorie

Aplicarea staniului pe suprafața PP este efectuată pentru a facilita lipirea. Operatia de metalizare consta in depunerea unui strat subtire de staniu (nu mai mult de 2 microni) pe suprafata de cupru.

Pregătirea suprafeței PCB este un pas foarte important înainte de începerea placarii. În primul rând, trebuie să îndepărtați fotorezistul rămas, pentru care puteți utiliza soluții speciale de curățare. Cea mai comună soluție pentru îndepărtarea rezistenței este o soluție 3% de KOH sau NaOH încălzită la 40-50 de grade. Placa este scufundată în această soluție, iar fotorezistul se desprinde de pe suprafața de cupru după un timp. După strecurare, soluția poate fi reutilizată. O altă rețetă este cu metanol (alcool metilic). Curățarea se face astfel: ținând PCB-ul (spălat și uscat) orizontal, scăpați câteva picături de metanol pe suprafață, apoi, înclinând ușor placa, încercați să răspândiți picăturile de alcool pe toată suprafața. Așteptați aproximativ 10 secunde și ștergeți placa cu un șervețel, dacă rămâne rezistența, repetați operația din nou. Apoi frecați suprafața PCB-ului cu o cârpă de sârmă (care dă un rezultat mult mai bun decât șmirghel sau rolele abrazive) până când obțineți o suprafață lucioasă, ștergeți cu un șervețel pentru a îndepărta particulele lăsate de burete și puneți imediat placa în soluția de cositorit. Nu atingeți suprafața plăcii cu degetele după curățare. În timpul procesului de lipire, staniul poate fi umezit de topitura de lipit. Este mai bine să lipiți cu lipituri moi cu fluxuri fără acizi. De remarcat că dacă între operațiuni tehnologice există o anumită perioadă de timp, atunci placa trebuie decapitată pentru a îndepărta oxidul de cupru format: 2-3 s în soluție de acid clorhidric 5%, urmată de spălare în apă curentă. . Este suficient să efectuați pur și simplu cositorirea chimică, pentru aceasta placa este scufundată într-o soluție apoasă care conține clorură de staniu. Eliberarea staniului pe suprafața învelișului de cupru are loc atunci când este scufundat într-o soluție de sare de staniu, în care potențialul de cupru este mai electronegativ decât materialul de acoperire. Schimbarea potențialului în direcția dorită este facilitată de introducerea unui aditiv de complexare în soluția de sare de staniu - tiocarbamidă (tiouree), cianura de metal alcalin. Soluțiile de acest tip au următoarea compoziție (g/l):

Dintre cele de mai sus, soluțiile 1 și 2 sunt cele mai comune. Atenţie! O solutie pe baza de cianura de potasiu este extrem de otravitoare!

Uneori, ca surfactant pentru 1 soluție, se propune utilizarea detergentului Progress în cantitate de 1 ml/l. Adăugarea a 2-3 g/l de azotat de bismut în soluția 2 duce la precipitarea unui aliaj care conține până la 1,5% bismut, ceea ce îmbunătățește lipibilitatea stratului de acoperire și îl menține câteva luni. Pentru păstrarea suprafeței se folosesc spray-uri cu aerosoli pe bază de compoziții de flux. După uscare, lacul aplicat pe suprafața piesei de prelucrat formează o peliculă puternică, netedă, care previne oxidarea. O astfel de substanță populară este „SOLDERLAC” de la Cramolin. Lipirea ulterioară trece direct pe suprafața prelucrată fără îndepărtarea suplimentară a unui lac. În cazurile deosebit de critice de lipire, lacul poate fi îndepărtat cu o soluție de alcool.

Soluțiile de cositorit artificial se deteriorează în timp, mai ales atunci când sunt expuse la aer. Prin urmare, dacă nu aveți în mod regulat comenzi mari, atunci încercați să pregătiți imediat o cantitate mică de soluție, suficientă pentru cositorirea cantității necesare de PP, depozitați restul soluției într-un recipient închis (este ideal să utilizați unul dintre sticle folosite în fotografie care nu lasă aerul să treacă). De asemenea, este necesar să se protejeze soluția de contaminanți, care pot degrada foarte mult calitatea substanței. Curățați și uscați bine piesa de prelucrat înainte de fiecare etapă a procesului. Trebuie să aveți o tavă specială și clești în acest scop. De asemenea, uneltele trebuie curățate temeinic după utilizare.

Cea mai populară și simplă topitură pentru cositorire este aliajul fuzibil - "Trandafir" (staniu - 25%, plumb - 25%, bismut - 50%), al cărui punct de topire este de 130 C o. Placa se așează cu clești sub nivelul topiturii lichide timp de 5-10 s, iar la îndepărtare se verifică dacă toate suprafețele de cupru sunt acoperite uniform. Dacă este necesar, operația se repetă. Imediat după scoaterea plăcii din topitură, aceasta se îndepărtează fie cu o racletă de cauciuc, fie prin scuturare puternică în direcția perpendiculară pe planul plăcii, ținând-o în clemă. O altă modalitate de a îndepărta reziduurile din aliajul Rose este să-l încălziți într-un cuptor și să-l scuturați. Operația poate fi repetată pentru a obține un strat mono-gros. Pentru a preveni oxidarea topiturii fierbinți, la soluție se adaugă nitroglicerină, astfel încât nivelul acesteia să acopere topitura cu 10 mm. După operație, placa este spălată din glicerină în apă curentă.

Atenţie! Aceste operațiuni presupun lucrul cu instalații și materiale care se află sub influența temperaturii ridicate, prin urmare, pentru a preveni arsurile, este necesar să se folosească mănuși de protecție, ochelari de protecție și șorțuri. Operația de cositorire staniu-plumb se desfășoară în mod similar, dar temperatura mai mare de topire limitează domeniul de aplicare al acestei metode în producția artizanală.

Instalație cu trei rezervoare: baie de decapare încălzită, baie de barbotare și tavă de dezvoltare. Ca minim garantat: o baie de decapare și un recipient pentru clătirea plăcilor. Tăvile foto pot fi folosite pentru plăci de dezvoltare și cositorit.
- Un set de tavi de cositor de diferite dimensiuni
- Ghilotina pentru PP sau foarfece ghilotina mici.
- Mașina de găurit, cu pedală de incluziune.

Dacă nu puteți obține o baie de spălare, puteți folosi un pulverizator de mână pentru a spăla scândurile (de exemplu, pentru a uda flori).

Asta e. Vă dorim să stăpâniți cu succes această tehnică și să obțineți rezultate excelente de fiecare dată.

RDC

Fiecare producător de PCB are restricții tehnologice privind lățimile minime de urme, distanța dintre urme, diametrele găurilor și așa mai departe. Dacă placa nu îndeplinește aceste restricții, producătorul refuză să accepte placa pentru producție.

Când creați un fișier PCB, limitele implicite ale tehnologiei sunt setate din fișierul default.dru din directorul dru. De regulă, aceste limite nu corespund limitelor producătorilor reali, așa că trebuie modificate. Puteți seta limitele chiar înainte de a genera fișierele Gerber, dar este mai bine să o faceți imediat după generarea fișierului de bord. Pentru a seta restricții, apăsați butonul DRC

goluri

distante

Dimensiuni minime

Curele

măști

Efectuarea unui control

Generarea fișierelor Gerber

Pentru un fișier de foraj, dispozitivul de ieșire ( dispozitiv) ar trebui să fie EXCELLON, dar nu GERBER_RS274X

Din păcate, singurul lucru de care aveți nevoie este textolitul, îl puteți cumpăra doar, este puțin probabil să îl găsiți acasă.
În primul rând, vă recomandăm să curățați (arde) textolitul, astfel încât să strălucească. Este mai bine să faceți acest lucru înainte de a tăia modelul dorit, deoarece atunci va fi mult mai dificil să lustruiți suprafața conform modelului.

În locurile în care vor exista găuri pentru componentele electronice, este necesar să se contureze găurile. Pentru a face acest lucru, puteți lua un cui sau burghiu ascuțit, puneți burghiul în punctul de contact și loviți-l din spate cu un ciocan (nu tare pentru a nu toci burghiul și a-l rupe)

Dacă marcați găuri, vă va fi mai ușor să forați găuri mai târziu. Burghiul se potrivește foarte bine într-o astfel de bătut și nu sare, ceea ce vă permite să faceți găuri precise și frumoase. De asemenea, vă va ajuta să redesenați desenul imprimat pe o foaie de hârtie folosind puncte de ancorare.

Cea mai importantă etapă este tăierea textolitului. Aici veți avea nevoie de un bisturiu sau un cuțit (lamă) ascuțit. Puteți apăsa puternic cuțitul pentru a merge de-a lungul tuturor marginilor căilor trase. Astfel vei face tăieturi superficiale, separând pistele de placa de cupru inutilă. Este necesar să apăsați pe cuțit cu o astfel de forță încât să taie suprafața plăcii de cupru a textolitului (nu trebuie să apăsați puternic - puteți tăia textolitul).

Apoi, puteți desprinde placa de cupru lipită de textolit cu partea ascuțită a bisturiului în locul unde placa de cupru trebuie îndepărtată. Fă-o cu mai multă îndrăzneală, separând astfel, să zicem, un centimetru de cupru, poți să-l iei cu degetele și pur și simplu să-l tragi spre tine pentru a-l separa de textolit. Placa de cupru in exces va fi separata exact dupa modelul pe care il tai cu bisturiul.
Nu vă grăbiți în această procedură de bijuterii, dacă rupeți cuprul brusc, puteți rupe o parte din șină și lucrarea va fi distrusă. Nu vă faceți griji dacă rupeți o șină undeva... puteți lua o bucată de sârmă și o lipiți peste capetele șinei rupte, îndepărtând astfel tăietura.

După ce ați separat excesul de textolit, veți avea urme de cupru, de fapt, va trebui doar să găuriți, să introduceți componente electronice și să le lipiți.

Citiți despre alte metode de creare a plăcilor de circuite imprimate pe site-ul nostru.
Mult succes in demersurile tale.

Placă de circuit imprimat- aceasta este o bază dielectrică, pe suprafața și în volumul căreia se aplică căi conductoare în conformitate cu circuitul electric. Placa de circuit imprimat este proiectată pentru fixarea mecanică și conexiunea electrică între ele prin lipirea cablurilor produselor electronice și electrice instalate pe ea.

Operațiunile de tăiere a unei piese de prelucrat din fibră de sticlă, de găurire și de gravare a unei plăci de circuit imprimat pentru a obține piste purtătoare de curent, indiferent de metoda de desenare a unui model pe o placă de circuit imprimat, sunt efectuate folosind aceeași tehnologie.

Tehnologia de aplicare manuală
Urme PCB

Pregătirea șablonului

Hârtia pe care este desenată schema PCB este de obicei subțire și pentru o găurire mai precisă a găurilor, mai ales atunci când se folosește un burghiu de casă realizat manual, astfel încât burghiul să nu ducă în lateral, este necesar să fie mai dens. Pentru a face acest lucru, trebuie să lipiți modelul plăcii de circuit imprimat pe hârtie mai groasă sau pe carton gros subțire folosind orice adeziv, cum ar fi PVA sau Moment.

Tăierea unei piese de prelucrat

Se selectează un semifabricat din folie de fibră de sticlă de o dimensiune adecvată, se aplică un șablon de circuit imprimat pe semifabricat și se conturează în jurul perimetrului cu un marker, un creion simplu moale sau se trasează o linie cu un obiect ascuțit.

Apoi, fibra de sticlă este tăiată de-a lungul liniilor marcate folosind foarfece metalice sau tăiată cu un ferăstrău. Foarfecele taie mai repede și fără praf. Dar trebuie luat în considerare faptul că, atunci când tăiați cu foarfece, fibra de sticlă este puternic îndoită, ceea ce înrăutățește oarecum rezistența lipirii foliei de cupru și, dacă este necesară re-lipirea elementelor, urmele se pot desprinde. Prin urmare, dacă placa este mare și cu șine foarte subțiri, atunci este mai bine să o tăiați cu un ferăstrău.

Un șablon de model de placă de circuit imprimat este lipit pe semifabricatul decupat folosind lipici Moment, dintre care patru picături sunt aplicate pe colțurile semifabricatului.

Deoarece adezivul se întărește în doar câteva minute, puteți începe imediat să forați găuri pentru componentele radio.

Forarea gaurilor

Cel mai bine este să găuriți folosind o mini-mașină de găurit specială cu un burghiu din carbură de 0,7-0,8 mm. Dacă o mini mașină de găurit nu este disponibilă, atunci puteți găuri găuri cu un burghiu de putere redusă cu un burghiu simplu. Dar atunci când lucrați cu un burghiu de mână universal, numărul de burghie sparte va depinde de duritatea mâinii dumneavoastră. Un burghiu sigur nu este suficient.

Dacă burghiul nu poate fi prins, atunci tija acestuia poate fi înfășurată cu mai multe straturi de hârtie sau cu un strat de șmirghel. Este posibil să înfășurați strâns bobină la bobină a unui fir de metal subțire pe tijă.

După ce găurirea este finalizată, se verifică dacă toate găurile au fost forate. Acest lucru este clar vizibil dacă priviți placa de circuit imprimat prin lumină. După cum puteți vedea, nu lipsesc găuri.

Desenarea unui desen topografic

Pentru a proteja locurile foliei de pe fibra de sticlă care vor fi căi conductoare împotriva distrugerii în timpul gravării, acestea trebuie acoperite cu o mască rezistentă la dizolvare într-o soluție apoasă. Pentru comoditatea de a desena urme, este mai bine să le pre-marcați cu un creion sau marker moale și simplu.

Înainte de marcare, este necesar să îndepărtați urmele de adeziv Moment, care a lipit șablonul plăcii de circuit imprimat. Deoarece adezivul nu s-a întărit prea mult, poate fi îndepărtat cu ușurință rulând-l cu degetul. Suprafata foliei trebuie si degresata cu o carpa cu orice mijloace, precum acetona sau white spirit (cum se numeste benzina rafinata), si puteti folosi orice detergent de vase, precum Ferry.

După marcarea pistelor plăcii de circuit imprimat, puteți începe să aplicați modelul acestora. Orice email impermeabil este potrivit pentru desenarea pistelor, de exemplu, emailul alchidic din seria PF, diluat până la o consistență adecvată cu un solvent white spirit. Puteți desena urme cu diferite instrumente - un stilou de desen din sticlă sau metal, un ac medical și chiar o scobitoare. În acest articol, vă voi arăta cum să desenați piste PCB folosind un pix și o balerină, care sunt concepute pentru a fi desenate pe hârtie cu cerneală.

Anterior, nu existau computere și toate desenele erau desenate cu creioane simple pe hârtie whatman și apoi transferate cu cerneală pe hârtie de calc, din care se făceau copii cu copiatoare.

Desenarea unei imagini începe cu tampoane de contact, care sunt desenate cu o balerină. Pentru a face acest lucru, trebuie să ajustați distanța dintre fălcile glisante ale sertarului balerinei la lățimea de linie necesară și pentru a seta diametrul cercului, ajustați al doilea șurub deplasând sertarul de pe axa de rotație.

Apoi, sertarul balerinei pentru o lungime de 5-10 mm este umplut cu vopsea cu o perie. Pentru aplicarea unui strat de protecție pe o placă de circuit imprimat, vopseaua mărcii PF sau GF este cea mai potrivită, deoarece se usucă lent și vă permite să lucrați calm. Se poate folosi și vopsea marca NC, dar este dificil de lucrat cu ea, deoarece se usucă rapid. Vopseaua trebuie să se așeze bine și să nu se răspândească. Înainte de desenare, vopseaua trebuie diluată până la o consistență lichidă, adăugându-i puțin câte puțin un solvent adecvat, cu agitare puternică și încercând să deseneze pe resturi de fibră de sticlă. Pentru a lucra cu vopsea, cel mai convenabil este să o turnați într-o sticlă de lac de unghii, în a cărei răsucire este instalată o perie rezistentă la solvenți.

După reglarea sertarului balerinei și obținerea parametrilor de linie necesari, puteți începe să aplicați tampoane de contact. Pentru a face acest lucru, partea ascuțită a axei este introdusă în gaură, iar baza balerinei este rotită într-un cerc.

Cu setarea corectă a stiloului de desen și consistența dorită a vopselei în jurul găurilor de pe placa de circuit imprimat, se obțin cercuri de formă perfect rotundă. Când balerina începe să deseneze prost, resturile de vopsea uscată sunt îndepărtate din golul sertarului cu o cârpă, iar sertarul este umplut cu vopsea proaspătă. pentru a contura cu cercuri toate găurile de pe această placă de circuit imprimat, a fost nevoie de doar două reumpleri ale stiloului de desen și nu mai mult de două minute de timp.

Când tampoanele de contact rotunde de pe tablă sunt desenate, puteți începe să desenați piste conductoare folosind un pix manual. Pregătirea și reglarea unui stilou manual de desen nu este diferită de pregătirea unei balerine.

Singurul lucru de care este nevoie suplimentar este o riglă plată, cu bucăți de cauciuc lipite pe una dintre laturile sale de-a lungul marginilor, de 2,5-3 mm grosime, astfel încât rigla să nu alunece în timpul funcționării și fibra de sticlă, fără a atinge rigla, poate trece liber pe sub el. Un triunghi din lemn este cel mai potrivit ca riglă, este stabil și, în același timp, poate servi ca suport pentru mână atunci când desenați o placă de circuit imprimat.

Pentru ca placa de circuit imprimat să nu alunece la desenarea pistelor, este indicat să o plasați pe o foaie de șmirghel, care este două foi de șmirghel nituite împreună cu părțile din hârtie.

Dacă, atunci când desenați căi și cercuri, acestea s-au atins, atunci nu trebuie luată nicio măsură. Este necesar să lăsați vopseaua de pe placa de circuit imprimat să se usuce într-o stare în care nu se va păta atunci când este atinsă și folosiți marginea unui cuțit pentru a îndepărta partea în exces a modelului. Pentru ca vopseaua să se usuce mai repede, placa trebuie așezată într-un loc cald, de exemplu, iarna, pe un calorifer. În sezonul de vară - sub razele soarelui.

Când modelul de pe placa de circuit imprimat este aplicat complet și toate defectele sunt corectate, puteți trece la gravarea acestuia.

Tehnologia de desen al plăcilor de circuit imprimat
folosind o imprimantă laser

La imprimarea pe o imprimantă laser, imaginea formată de toner este transferată electrostatic de pe tamburul foto, pe care raza laser a pictat imaginea, pe hârtie. Tonerul este ținut pe hârtie, păstrând imaginea, doar din cauza electrostaticei. Pentru fixarea tonerului, hârtia se rulează între role, dintre care unul este un cuptor termic încălzit la o temperatură de 180-220°C. Tonerul se topește și pătrunde în textura hârtiei. După răcire, tonerul se întărește și aderă ferm pe hârtie. Dacă hârtia este încălzită din nou la 180-220°C, tonerul va deveni din nou lichid. Această proprietate a tonerului este utilizată pentru a transfera imaginea pistelor care transportă curent pe o placă de circuit imprimat acasă.

După ce fișierul cu desenul plăcii de circuit imprimat este gata, este necesar să-l imprimați folosind o imprimantă laser pe hârtie. Vă rugăm să rețineți că imaginea desenului plăcii de circuit imprimat pentru această tehnologie trebuie privită din partea laterală a instalării pieselor! O imprimantă cu jet de cerneală nu este potrivită pentru aceste scopuri, deoarece funcționează pe un principiu diferit.

Pregătirea unui șablon de hârtie pentru transferul unui model pe o placă de circuit imprimat

Dacă imprimați un model de placă de circuit imprimat pe hârtie obișnuită pentru echipamente de birou, atunci, datorită structurii sale poroase, tonerul va pătrunde adânc în corpul hârtiei, iar atunci când tonerul este transferat pe placa de circuit imprimat, cea mai mare parte va rămâne. în hârtie. În plus, vor exista dificultăți la îndepărtarea hârtiei de pe placa de circuit imprimat. Va trebui să-l înmuiați în apă mult timp. Prin urmare, pentru a pregăti o fotomască, aveți nevoie de hârtie care nu are o structură poroasă, cum ar fi hârtie fotografică, un substrat din filme și etichete autoadezive, hârtie de calc, pagini din reviste lucioase.

Ca hârtie pentru imprimarea designului PCB, folosesc hârtie de calc din stoc vechi. Hârtia de calc este foarte subțire și este imposibil să imprimați un șablon direct pe ea, se blochează în imprimantă. Pentru a rezolva această problemă, înainte de a imprima pe o bucată de hârtie de calc de dimensiunea necesară, aplicați o picătură de orice adeziv în colțuri și lipiți-o pe o coală de hârtie de birou A4.

Această tehnică vă permite să imprimați un model de placă de circuit imprimat chiar și pe cea mai subțire hârtie sau film. Pentru ca grosimea tonerului modelului să fie maximă, înainte de imprimare, trebuie să configurați „Proprietățile imprimantei” dezactivând modul economic de imprimare, iar dacă această funcție nu este disponibilă, selectați cel mai dur tip de hârtie, cum ar fi ca carton sau ceva de genul ăsta. Este foarte posibil să nu obțineți o imprimare bună de prima dată și va trebui să experimentați puțin, alegând cel mai bun mod de imprimare pentru o imprimantă laser. În imprimarea rezultată a modelului, pistele și plăcuțele de contact ale plăcii de circuit imprimat trebuie să fie dense, fără goluri și pete, deoarece retușarea în această etapă tehnologică este inutilă.

Rămâne să tăiați hârtia de calc de-a lungul conturului și șablonul pentru fabricarea plăcii de circuit imprimat va fi gata și puteți trece la pasul următor, transferând imaginea pe fibră de sticlă.

Transferarea unui model din hârtie în fibră de sticlă

Transferul modelului PCB este cel mai critic pas. Esența tehnologiei este simplă, hârtia, cu latura modelului imprimat a pistelor plăcii de circuit imprimat, este aplicată pe folia de cupru a fibrei de sticlă și presată cu mare efort. Apoi, acest sandviș este încălzit la o temperatură de 180-220°C și apoi răcit la temperatura camerei. Hârtia este ruptă, iar modelul rămâne pe placa de circuit imprimat.

Unii meșteri sugerează transferul unui model de pe hârtie pe o placă de circuit imprimat folosind un fier de călcat electric. Am încercat această metodă, dar rezultatul a fost instabil. Este dificil să încălziți simultan tonerul la temperatura dorită și să apăsați uniform hârtia pe întreaga suprafață a plăcii de circuit imprimat atunci când tonerul se solidifică. Ca urmare, modelul nu este transferat complet și există lacune în modelul pistelor PCB. Este posibil ca fierul de călcat să nu se fi încălzit suficient, deși regulatorul a fost setat la încălzirea maximă a fierului de călcat. Nu am vrut să deschid fierul de călcat și să reconfigurez termostatul. Prin urmare, am folosit o altă tehnologie care este mai puțin laborioasă și oferă un rezultat sută la sută.

Pe o placă de circuit imprimat tăiată la dimensiune și degresată cu acetonă, un semifabricat din fibră de sticlă a fost lipit de colțurile unei hârtie de calc cu un model imprimat pe ea. Deasupra hârtiei de calc puneți, pentru o presiune mai uniformă, tocuri de coli de hârtie de birou. Pachetul rezultat a fost așezat pe o foaie de placaj și acoperit deasupra cu o foaie de aceeași dimensiune. Tot acest sandwich a fost prins cu forță maximă în cleme.

Rămâne să încălziți sandvișul preparat la o temperatură de 200 ° C și să se răcească. Un cuptor electric cu regulator de temperatura este ideal pentru incalzire. Este suficient să plasați structura creată într-un dulap, să așteptați să ajungă la temperatura setată și după o jumătate de oră scoateți placa pentru răcire.

Daca nu este disponibil un cuptor electric, atunci poti folosi si un cuptor pe gaz prin reglarea temperaturii cu butonul de alimentare cu gaz conform termometrului incorporat. Dacă nu există termometru sau este defect, atunci femeile pot ajuta, poziția butonului de reglare, la care sunt coapte plăcintele, va fi potrivită.

Deoarece capetele placajului erau deformate, pentru orice eventualitate, le-am prins cu cleme suplimentare. pentru a evita acest fenomen, este mai bine să fixați placa de circuit imprimat între foi de metal cu grosimea de 5-6 mm. Puteți găuri găuri în colțurile lor și puteți fixa plăcile de circuite imprimate, strângeți plăcile cu șuruburi și piulițe. M10 va fi suficient.

După o jumătate de oră, designul s-a răcit suficient pentru ca tonerul să se întărească, placa poate fi îndepărtată. La prima vedere asupra plăcii de circuit imprimat îndepărtat, devine clar că tonerul s-a transferat perfect de pe hârtia de calc pe placă. Hârtia de calc se potrivește perfect și uniform de-a lungul liniilor pistelor imprimate, a inelelor tampoanelor și a literelor de marcare.

Hârtia de calc a desprins cu ușurință aproape toate urmele plăcii de circuit imprimat, resturile de hârtie de calc au fost îndepărtate cu o cârpă umedă. Dar totuși, au existat lacune în mai multe locuri pe pistele tipărite. Acest lucru se poate întâmpla ca urmare a imprimării neuniforme a imprimantei sau a murdăriei rămase sau a coroziunii pe folia din fibră de sticlă. Golurile pot fi umplute cu orice vopsea impermeabilă, lac de unghii sau retușate cu un marker.

Pentru a verifica adecvarea unui marker pentru retușarea unei plăci de circuit imprimat, trebuie să trasați linii pe hârtie cu acesta și să umeziți hârtia cu apă. Dacă liniile nu se estompează, atunci markerul de retuș este potrivit.

Gravarea unei plăci de circuit imprimat acasă este cea mai bună într-o soluție de clorură ferică sau peroxid de hidrogen cu acid citric. După gravare, tonerul de pe urmele imprimate este ușor îndepărtat cu un tampon înmuiat în acetonă.

Apoi găurile sunt găurite, căile conductoare și plăcuțele de contact sunt cositorite, iar elementele radio sunt lipite.

Această formă a fost luată de o placă de circuit imprimat cu componente radio instalate pe ea. Rezultatul a fost o unitate de alimentare și comutare pentru un sistem electronic care completează un vas de toaletă obișnuit cu funcție de bideu.

Gravarea PCB

Pentru a îndepărta folia de cupru din zonele neprotejate de folie din fibră de sticlă în fabricarea plăcilor cu circuite imprimate acasă, radioamatorii folosesc de obicei o metodă chimică. Placa de circuit imprimat se pune intr-o solutie de gravare si, datorita unei reactii chimice, cuprul, neprotejat de masca, se dizolva.

Rețete de soluții de gravare

În funcție de disponibilitatea componentelor, radioamatorii folosesc una dintre soluțiile prezentate în tabelul de mai jos. Soluțiile de gravare sunt enumerate în ordinea popularității pentru utilizarea lor de către amatorii de radio în casă.

Etchează plăcile de circuite imprimate în nu sunt permise ustensile metalice. Pentru a face acest lucru, utilizați un recipient din sticlă, ceramică sau plastic. Este permisă aruncarea soluției de decapare uzată în canalizare.

Soluție de gravare de peroxid de hidrogen și acid citric

O soluție pe bază de peroxid de hidrogen cu acid citric dizolvat în ea este cea mai sigură, mai accesibilă și mai rapidă funcționare. Dintre toate soluțiile enumerate, după toate criteriile, aceasta este cea mai bună.

Peroxidul de hidrogen poate fi achiziționat la orice farmacie. Vândut sub formă de soluție lichidă 3% sau tablete numite hidroperit. Pentru a obține o soluție lichidă de peroxid de hidrogen 3% din hidroperită, trebuie să dizolvați 6 tablete cu o greutate de 1,5 grame în 100 ml de apă.

Acidul citric sub formă de cristale se vinde în orice magazin alimentar, ambalat în pungi cu greutatea de 30 sau 50 de grame. Sarea de masă poate fi găsită în orice casă. 100 ml de soluție de decapare sunt suficiente pentru a îndepărta folia de cupru cu o grosime de 35 µm de pe o placă de circuit imprimat de 100 cm2. Soluția uzată nu este stocată și nu poate fi reutilizată. Apropo, acidul citric poate fi înlocuit cu acid acetic, dar din cauza mirosului său înțepător, va trebui să murați placa de circuit imprimat în aer liber.

Soluție de decapare pe bază de clorură ferică

A doua cea mai populară soluție de decapare este o soluție apoasă de clorură ferică. Anterior, era cea mai populară, deoarece clorura ferică era ușor de obținut la orice întreprindere industrială.

Soluția de gravare nu este pretențioasă cu privire la temperatură, se gravează destul de repede, dar rata de gravare scade pe măsură ce clorura ferică din soluție este consumată.

Clorura ferică este foarte higroscopică și, prin urmare, absoarbe rapid apa din aer. Ca urmare, în fundul borcanului apare un lichid galben. Acest lucru nu afectează calitatea componentei și o astfel de clorură ferică este potrivită pentru prepararea unei soluții de gravare.

Dacă soluția utilizată de clorură ferică este depozitată într-un recipient etanș, atunci poate fi utilizată în mod repetat. Pentru a fi regenerat, este suficient să turnați cuie de fier în soluție (vor fi acoperite imediat cu un strat liber de cupru). Lasa pete galbene greu de indepartat la contactul cu orice suprafata. În prezent, o soluție de clorură ferică pentru fabricarea plăcilor cu circuite imprimate este utilizată mai rar datorită costului ridicat.

Soluție de gravare pe bază de peroxid de hidrogen și acid clorhidric

Soluție excelentă de decapare, oferă viteză mare de decapare. Acidul clorhidric cu agitare puternică se toarnă într-o soluție apoasă 3% de peroxid de hidrogen într-un curent subțire. Turnarea peroxidului de hidrogen în acid este inacceptabilă! Dar, din cauza prezenței acidului clorhidric în soluția de gravare, trebuie avută mare grijă la gravarea plăcii, deoarece soluția corodează pielea mâinilor și strica tot ce ajunge pe acesta. Din acest motiv, nu se recomandă o soluție de gravare cu acid clorhidric acasă.

Soluție de gravare pe bază de sulfat de cupru

Metoda de fabricare a plăcilor de circuite imprimate folosind sulfat de cupru este de obicei utilizată dacă este imposibil să se fabrice soluții de gravare pe baza altor componente din cauza indisponibilității acestora. Sulfatul de cupru este un pesticid și este utilizat pe scară largă pentru combaterea dăunătorilor în agricultură. În plus, timpul de gravare PCB este de până la 4 ore, în timp ce este necesar să se mențină temperatura soluției la 50-80°C și să se asigure că soluția este schimbată în mod constant la suprafața gravată.

Tehnologia de gravare PCB

Pentru gravarea plăcii în oricare dintre soluțiile de gravare de mai sus, sunt potrivite ustensile din sticlă, ceramică sau plastic, cum ar fi produsele lactate. Dacă nu există o dimensiune adecvată a containerului la îndemână, atunci puteți lua orice cutie din hârtie groasă sau carton de o dimensiune adecvată și puteți căptuși interiorul cu folie de plastic. O soluție de gravare este turnată în recipient și o placă de circuit imprimat este plasată cu grijă pe suprafața sa, cu un model în jos. Datorită forțelor tensiunii superficiale a lichidului și greutății reduse, placa va pluti.

Pentru comoditate, un dop dintr-o sticlă de plastic poate fi lipit de centrul plăcii cu lipici. Pluta va servi simultan ca mâner și flotor. Dar există pericolul ca pe placă să se formeze bule de aer și în aceste locuri cuprul să nu se corodeze.

Pentru a asigura gravarea uniformă a cuprului, puteți pune placa de circuit imprimat pe fundul rezervorului cu modelul în sus și agitați periodic baia cu mâna. După un timp, în funcție de soluția de decapare, vor începe să apară zone fără cupru, iar apoi cuprul se va dizolva complet pe întreaga suprafață a plăcii de circuit imprimat.

După dizolvarea finală a cuprului în soluția de decapare, placa de circuit imprimat este îndepărtată din baie și spălată bine sub jet de apă. Tonerul se indeparteaza de pe piste cu o carpa inmuiata in acetona, iar vopseaua se indeparteaza bine cu o carpa imbibata intr-un solvent care a fost adaugat in vopsea pentru a obtine consistenta dorita.

Pregătirea plăcii de circuit imprimat pentru instalarea componentelor radio

Următorul pas este pregătirea plăcii de circuit imprimat pentru instalarea elementelor radio. După îndepărtarea vopselei de pe placă, urmele trebuie prelucrate într-o mișcare circulară cu șmirghel fin. Nu trebuie să vă lăsați dus, deoarece șenile de cupru sunt subțiri și pot fi șlefuite cu ușurință. Sunt suficiente doar câteva treceri cu un abraziv de joasă presiune.

În plus, pistele care transportă curent și plăcuțele de contact ale plăcii de circuit imprimat sunt acoperite cu flux de alcool-colofoniu și cositorite cu lipit moale cu un fier de lipit eclectic. pentru ca orificiile de pe placa de circuit imprimat să nu fie strânse cu lipire, trebuie să luați puțin din ea pe vârful fierului de lipit.

După finalizarea fabricării plăcii de circuit imprimat, tot ce rămâne este să introduceți componentele radio în pozițiile prevăzute și să le lipiți cablurile la locații. Înainte de lipire, picioarele pieselor trebuie umezite cu flux de alcool-colofoniu. Dacă picioarele componentelor radio sunt lungi, atunci acestea trebuie tăiate cu tăietoare laterale înainte de lipire la o lungime de proeminență de 1-1,5 mm deasupra suprafeței plăcii de circuit imprimat. După finalizarea instalării pieselor, este necesar să îndepărtați resturile de colofoniu folosind orice solvent - alcool, alcool alb sau acetonă. Toate dizolvă cu succes colofonia.

Acest circuit de releu capacitiv simplu a durat nu mai mult de cinci ore pentru a fi finalizat de la urmele PCB la un prototip funcțional, mult mai puțin decât aspectul acestei pagini.