Kreslenie dosky plošných spojov. Výroba DPS laserovou tlačiarňou

Podmienky na konkrétnom príklade. Napríklad musíte urobiť dve dosky. Jedným je adaptér z jedného typu krytu do druhého. Druhým je výmena veľkého mikroobvodu s puzdrom BGA za dva menšie, s obalmi TO-252, s tromi odpormi. Rozmery dosky: 10x10 a 15x15 mm. Existujú 2 možnosti výroby dosiek plošných spojov: pomocou fotorezistu a pomocou metódy "laserového železa". Použime metódu "laserového železa".

Proces výroby PCB doma

1. Pripravujeme projekt DPS. Používam program DipTrace: pohodlný, rýchly, kvalitný. Vyvinutý našimi krajanmi. Veľmi pohodlné a príjemné užívateľské rozhranie, na rozdiel od všeobecne uznávaného PCAD. Existuje konverzia do formátu PCAD PCB. Hoci mnohé domáce firmy už začali akceptovať formát DipTrace.

DipTrace má schopnosť vidieť váš budúci výtvor v objeme, čo je veľmi pohodlné a vizuálne. Toto by som mal dostať (dosky sú zobrazené v rôznych mierkach):

2. Najprv si označíme textolit, vystrihneme prírez na dosky plošných spojov.

4. Nezabudnite vyčistiť a odmastiť prírez dosky. Ak nie je žiadny odmasťovač, môžete chodiť po medených sklenených vláknach pomocou gumy. Ďalej pomocou obyčajnej žehličky „zvaríme“ toner z papiera na budúcu dosku plošných spojov. Pod miernym tlakom držím 3-4 minúty, kým papier jemne nezožltne. Teplotu som nastavil na max. Na vrch položím ďalší list papiera pre rovnomernejšie zahrievanie, inak môže obrázok "plávať". Dôležitým bodom je rovnomernosť ohrevu a tlaku.

5. Potom, keď dosku necháme trochu vychladnúť, vložíme prírez s prilepeným papierom do vody, najlepšie horúcej. Fotografický papier rýchlo navlhne a po minúte či dvoch môžete vrchnú vrstvu opatrne odstrániť.

V miestach, kde je veľká akumulácia našich budúcich vodivých dráh, je papier k doske obzvlášť silný. Zatiaľ sme sa toho nedotkli.

6. Nechajte dosku namočiť ešte niekoľko minút. Opatrne odstráňte zvyšok papiera pomocou gumy alebo trením prstom.

7. Vyberieme obrobok. Osušíme. Ak sa niekde ukázalo, že stopy nie sú príliš jasné, môžete ich rozjasniť pomocou tenkého fixu na CD. Aj keď je lepšie zabezpečiť, aby boli všetky stopy rovnako jasné a jasné. Závisí od 1) rovnomernosti a dostatočnosti nahriatia obrobku žehličkou, 2) presnosti pri odstraňovaní papiera, 3) kvality povrchu textolitu a 4) úspešného výberu papiera. S posledným bodom môžete experimentovať, aby ste našli najvhodnejšiu možnosť.

8. Výsledný polotovar s vytlačenými budúcimi vodivými dráhami vložíme do roztoku chloridu železitého. Otrávime 1,5 alebo 2 hodiny Počas čakania prikryjeme náš "kúpeľ" pokrievkou: výpary sú dosť žieravé a toxické.

9. Hotové dosky vyberieme z roztoku, opláchneme, osušíme. Toner sa z dosky úžasne zmyje acetónom. Ako vidíte, celkom dobre vyšli aj najtenšie vodiče so šírkou 0,2 mm. Zostáva veľmi málo.

10. Dosky plošných spojov Ludim vyrobené metódou "laserového železa". Zvyšné tavidlo umyte benzínom alebo alkoholom.

11. Zostáva len vyrezať naše dosky a namontovať rádiové prvky!

zistenia

Pri určitej zručnosti je metóda "laserového železa" vhodná na výrobu jednoduchých dosiek plošných spojov doma. Krátke vodiče od 0,2 mm a širšie sú celkom jasne získané. Hrubšie vodiče fungujú dobre. Čas na prípravu, pokusy s výberom druhu papiera a teplotou žehličky, leptanie a cínovanie trvá cca 3-5 hodín. Ale je to oveľa rýchlejšie, ako keď si objednáte dosky od spoločnosti. Hotovostné náklady sú tiež minimálne. Vo všeobecnosti sa pre jednoduché rozpočtové amatérske rádiové projekty odporúča použiť túto metódu.

Táto stránka je návodom na rýchlu a efektívnu výrobu vysokokvalitných dosiek plošných spojov (ďalej len DPS), najmä pre profesionálnu výrobu plošných spojov. Na rozdiel od väčšiny ostatných návodov sa kladie dôraz na kvalitu, rýchlosť a najnižšie náklady na materiál.

Pomocou metód na tejto stránke môžete vyrobiť jednostrannú a obojstrannú dosku dostatočne dobrej kvality na povrchovú montáž s rozstupom 40-50 prvkov na palec a rozstupom otvorov 0,5 mm.

Tu opísaná metodológia je súhrnom skúseností získaných počas 20 rokov experimentovania v tejto oblasti. Ak budete striktne dodržiavať tu opísanú metodiku, budete môcť zakaždým získať PP vynikajúcej kvality. Samozrejme, môžete experimentovať, ale nezabudnite, že neopatrné činy môžu viesť k výraznému zníženiu kvality.

Prezentované sú tu len fotolitografické metódy tvorby topológie DPS - s inými metódami, ako je prenos, tlač na meď a pod., ktoré nie sú vhodné pre rýchle a efektívne použitie, sa nepočíta.

vŕtanie

Ak používate FR-4 ako základný materiál, budete potrebovať vrtáky s povlakom z karbidu volfrámu, vrtáky z rýchloreznej ocele sa veľmi rýchlo opotrebujú, hoci oceľ možno použiť na jednoduché otvory s veľkým priemerom (väčším ako 2 mm). Vrtáky s povlakom z karbidu volfrámu tohto priemeru sú príliš drahé. Pri vŕtaní otvorov s priemerom menším ako 1 mm je lepšie použiť vertikálny stroj, inak sa vám vrtáky rýchlo zlomia. Pohyb zhora nadol je z hľadiska zaťaženia nástroja najoptimálnejší. Karbidové vrtáky sa vyrábajú s pevnou stopkou (t.j. vrták presne zodpovedá priemeru otvoru), alebo s hrubou stopkou (niekedy nazývanou "turbo"), ktorá má štandardnú veľkosť (zvyčajne 3,5 mm).

Pri vŕtaní karbidovými vrtákmi je dôležité pevne upevniť PP, pretože. vŕtačka môže pri pohybe nahor vytiahnuť úlomok dosky.

Vrtáky s malým priemerom sa zvyčajne vkladajú buď do klieštinového skľučovadla rôznych veľkostí alebo do 3-čeľusťového skľučovadla - niekedy je 3-čeľusťové skľučovadlo najlepšou voľbou. Pre presné upevnenie však toto upevnenie nie je vhodné a malá veľkosť vrtáka (menej ako 1 mm) rýchlo vytvorí drážky v svorkách, ktoré poskytujú dobrú fixáciu. Pre vrtáky s priemerom menším ako 1 mm je preto lepšie použiť klieštinové skľučovadlo. Pre každý prípad si zaobstarajte extra sadu obsahujúcu náhradné klieštiny pre každú veľkosť. Niektoré lacné vŕtačky sa vyrábajú s plastovými klieštinami - vyhoďte ich a kúpte si kovové.

Na dosiahnutie prijateľnej presnosti je potrebné správne usporiadať pracovisko, t.j. po prvé zabezpečiť osvetlenie dosky počas vŕtania. K tomu môžete použiť 12V halogénovú žiarovku (alebo 9V na zníženie jasu) a pripevniť ju na statív, aby ste si mohli zvoliť polohu (osvetliť pravú stranu). Po druhé, zdvihnite pracovnú plochu asi 6" nad výšku stola pre lepšiu vizuálnu kontrolu procesu. Bolo by pekné odstrániť prach (môžete použiť bežný vysávač), ale nie je to potrebné - náhodné skratovanie obvod s prachovými časticami je mýtus.Treba si uvedomiť, že prach zo sklolaminátu vznikajúci pri vŕtaní je veľmi žieravý a ak sa dostane na pokožku, spôsobuje jej podráždenie.V neposlednom rade je veľmi vhodné použiť nožný spínač vŕtačky počas práce, najmä pri častej výmene vrtákov.

Typické veľkosti otvorov:
Cez otvory - 0,8 mm alebo menej
Integrovaný obvod, rezistory atď. - 0,8 mm.
Veľké diódy (1N4001) - 1,0 mm;
· Kontaktné bloky, trimre - od 1,2 do 1,5 mm;

Snažte sa vyhnúť otvorom s priemerom menším ako 0,8 mm. Vždy majte aspoň dva náhradné 0,8 mm vrtáky ako pokazia sa vždy práve v momente, keď si potrebujete súrne objednať. Oveľa spoľahlivejšie sú vrtáky 1mm a väčšie, aj keď by bolo fajn mať k nim aj náhradné. Keď potrebujete vyrobiť dve rovnaké dosky, môžete ich vŕtať súčasne, aby ste ušetrili čas. V tomto prípade je potrebné veľmi opatrne vyvŕtať otvory v strede podložky blízko každého rohu DPS a pre veľké dosky otvory umiestnené blízko stredu. Položte dosky na seba a vyvŕtajte 0,8 mm otvory v dvoch protiľahlých rohoch, potom použite kolíky ako kolíky na pripevnenie dosiek k sebe.

rezanie

Ak vyrábate PP sériovo, na rezanie budete potrebovať gilotínové nožnice (stoja cca 150 USD). Bežné píly sa rýchlo otupia, s výnimkou píl s karbidovým povlakom, a prach z pílenia môže spôsobiť podráždenie pokožky. Píla môže náhodne poškodiť ochrannú fóliu a zničiť vodiče na hotovej doske. Ak chcete použiť gilotínové nožnice, potom buďte veľmi opatrní pri rezaní dosky, nezabudnite, že čepeľ je veľmi ostrá.

Ak potrebujete odrezať dosku pozdĺž zložitého obrysu, môžete to urobiť buď vyvŕtaním mnohých malých otvorov a odlomením dosky plošných spojov pozdĺž získaných perforácií, alebo pomocou priamočiarej píly alebo malej pílky, ale buďte pripravení často meniť čepeľ. . Prakticky je možné urobiť rohový rez gilotínovými nožnicami, ale buďte veľmi opatrní.

cez pokovovanie

Keď robíte obojstrannú dosku, vzniká problém s kombinovaním prvkov na vrchnej strane dosky. Niektoré súčiastky (rezistory, povrchové integrované obvody) sa spájkujú oveľa ľahšie ako iné (napr. kolíkový kondenzátor), preto sa uvažuje o povrchovom spájaní iba „ľahkých“ súčiastok. A pre komponenty DIP použite kolíky a je vhodnejšie použiť model s hrubým kolíkom ako konektor.

Mierne nadvihnite súčiastku DIP z povrchu dosky a prispájkujte pár kolíkov zo strany spájky, pričom na konci vytvorte malý klobúk. Potom je potrebné potrebné súčiastky prispájkovať na vrchnú stranu pomocou prihrievania a pri spájkovaní počkať, kým spájka vyplní priestor okolo kolíka (pozri obrázok). Pri doskách s veľmi hustou náplňou je potrebné rozloženie dobre premyslieť, aby sa uľahčilo spájkovanie DIP komponentov. Po dokončení montáže dosky je potrebné vykonať obojsmernú kontrolu kvality inštalácie.

Pre priechodky sa používajú 0,8 mm rýchloupínacie kolíky (pozri obrázok).

Ide o cenovo najdostupnejší spôsob elektrického pripojenia. Všetko, čo musíte urobiť, je zasunúť koniec nástroja úplne presne do otvoru a opakovať s ostatnými otvormi. . Toto nastavenie je veľmi pohodlné, ale drahé (350 dolárov). Používa "doskové tyče" (pozri obrázok), ktoré pozostávajú z spájkovacej tyče s medeným puzdrom pokovovaným zvonku.Na priechodke sú vyrezané zárezy s intervalom 1,6 mm, čo zodpovedá hrúbke dosky. Tyčinka sa vkladá do otvoru pomocou špeciálneho aplikátora. Potom sa otvor prerazí jadrom, čo spôsobí skrútenie pokovovaného puzdra a tiež vytlačí puzdro z otvoru. Na každej strane dosky sú prispájkované podložky na pripevnenie objímky k podložkám, potom sa spájka odstráni spolu s opletením.

Našťastie tento systém možno použiť na obloženie štandardných 0,8 mm otvorov bez zakúpenia kompletnej súpravy. Aplikátorom môže byť akákoľvek automatická ceruzka s priemerom 0,8 mm, ktorej model má hrot podobný tomu na obrázku, s ktorým sa pracuje oveľa lepšie ako so skutočným aplikátorom.Pokovovanie otvorov by sa malo vykonať pred montážou, pričom povrch dosky je úplne rovný. Otvory musia byť vyvŕtané s priemerom 0,85 mm, pretože po metalizácii sa ich priemery zmenšujú.

Všimnite si, že ak váš program nakreslil podložky rovnakej veľkosti ako vrták, potom by otvory mohli presahovať podložky a spôsobiť poruchu dosky. Ideálne je, ak kontaktná podložka presahuje otvor o 0,5 mm.

Pokovovanie otvorov na báze grafitu

Druhou možnosťou získania vodivosti cez otvory je pokovovanie grafitom, po ktorom nasleduje galvanické nanášanie medi. Po vyvŕtaní sa povrch dosky pokryje aerosólovým roztokom s obsahom jemných častíc grafitu, ktorý sa následne vtlačí do otvorov stierkou (škrabkou alebo špachtľou). Môžete použiť aerosól CRAMOLIN "GRAPHITE". Tento aerosól sa široko používa pri elektrolytickom tvarovaní a iných procesoch galvanického pokovovania, ako aj pri získavaní vodivých povlakov v rádiovej elektronike. Ak je podklad vysoko prchavá látka, potom je potrebné dosku ihneď pretrepať v smere kolmom na rovinu dosky, aby sa prebytočná pasta z otvorov odstránila skôr, ako sa podklad odparí. Prebytočný grafit z povrchu sa odstráni rozpúšťadlom alebo mechanicky - brúsením. Je potrebné poznamenať, že veľkosť výsledného otvoru môže byť o 0,2 mm menšia ako pôvodný priemer. Znečistené otvory je možné vyčistiť ihlou alebo iným spôsobom. Okrem aerosólov je možné použiť aj koloidné roztoky grafitu. Ďalej sa meď nanáša na vodivé valcové povrchy otvorov.

Proces galvanického nanášania je dobre vyvinutý a široko opísaný v literatúre. Zariadenie pre túto operáciu je nádoba naplnená roztokom elektrolytu (nasýtený roztok Cu 2 SO 4 + 10 % roztok H 2 SO 4), do ktorej sa spúšťajú medené elektródy a obrobok. Medzi elektródami a obrobkom sa vytvorí potenciálny rozdiel, ktorý by mal poskytnúť prúdovú hustotu nie väčšiu ako 3 ampéry na štvorcový decimeter povrchu obrobku. Vysoká prúdová hustota umožňuje dosiahnuť vysoké rýchlosti vylučovania medi. Takže na nanášanie na obrobok s hrúbkou 1,5 mm je potrebné naniesť až 25 mikrónov medi, pri takejto hustote tento proces trvá o niečo viac ako pol hodiny. Na zintenzívnenie procesu sa môžu do roztoku elektrolytu pridávať rôzne prísady a kvapalina môže byť podrobená mechanickému miešaniu, prebublávaniu atď. Ak je meď nanesená nerovnomerne na povrch, obrobok je možné vyleštiť. Proces pokovovania grafitom sa zvyčajne používa v subtraktívnej technológii, t.j. pred aplikáciou fotorezistu.

Akákoľvek pasta, ktorá zostane pred aplikáciou medi, zmenšuje voľný objem otvoru a dáva otvoru nepravidelný tvar, čo komplikuje ďalšiu montáž komponentov. Spoľahlivejšou metódou odstránenia zvyškov vodivej pasty je vysávanie alebo preplachovanie pretlakom.

Tvorba fotomasky

Potrebujete vyrobiť pozitívny (čierny = medený) priesvitný fotomaskový film. Naozaj dobrú DPS bez kvalitnej fotomasky nikdy nevyrobíte, preto má táto operácia veľký význam. Je veľmi dôležité mať jasné aextrémne nepriehľadnéobrázok topológie PCB.

Dnes a v budúcnosti sa bude fotomaska ​​vytvárať pomocou počítačových programov rodiny alebo grafických balíkov vhodných na tento účel. V tomto príspevku nebudeme rozoberať výhody softvéru, povieme len, že môžete použiť akékoľvek softvérové ​​produkty, ale je bezpodmienečne nutné, aby program vytlačil diery umiestnené v strede podložky, ktoré slúžia ako značky v následnom vŕtanie. Bez týchto pokynov je takmer nemožné ručne vŕtať otvory. Ak chcete použiť univerzálne CAD alebo grafické balíky, potom v nastaveniach programu špecifikujte podložky buď ako objekt obsahujúci čiernu vyplnenú oblasť s bielym sústredným kruhom menšieho priemeru na svojom povrchu, alebo ako nevyplnený kruh, ktorým nastavíte veľkú najprv hrúbka čiary (t.j. čierny krúžok).

Keď sme určili umiestnenie kontaktných plôšok a typy čiar, nastavili sme odporúčané minimálne rozmery:
- Priemer vrtáka - (1 mil = 1/1000 palca) 0,8 mm Môžete vyrobiť DPS ​​s menšími priechodnými otvormi, ale bude to oveľa náročnejšie.
- podložky pre normálne komponenty a DIL LCS: 65 mil okrúhle alebo štvorcové podložky s priemerom otvoru 0,8 mm.
- šírka čiary - 12,5 mil, ak potrebujete, môžete získať 10 mil.
- priestor medzi stredmi 12,5 mil širokých dráh - 25 mil (možno o niečo menej, ak to model tlačiarne umožňuje).

Na zrezaných rohoch je potrebné dbať na správne diagonálne napojenie koľají(oko - 25 mil, šírka stopy - 12,5 mil).

Fotomaska ​​musí byť vytlačená tak, že pri exponovaní je strana, na ktorú je nanesená farba, otočená smerom k povrchu DPS, aby bola zabezpečená minimálna medzera medzi obrázkom a DPS. V praxi to znamená, že vrchná strana obojstrannej DPS musí byť vytlačená zrkadlovo.

Kvalita fotomasky veľmi závisí od výstupného zariadenia a materiálu fotomasky, ako aj od faktorov, o ktorých budeme diskutovať ďalej.

Materiál na fotomasku

Nejde o použitie fotomasky strednej priehľadnosti – keďže na ultrafialové žiarenie bude stačiť priesvitná, nie je to podstatné, lebo. pri menej priehľadnom materiáli sa expozičný čas dosť zvyšuje. Oveľa dôležitejšia je čitateľnosť čiar, nepriehľadnosť čiernej plochy a rýchlosť schnutia tonera/atramentu. Možné alternatívy pri tlači fotomasky:
Priehľadná acetátová fólia (OHP)- toto sa môže zdať ako najzrejmejšia alternatíva, ale táto výmena môže byť nákladná. Materiál má tendenciu sa ohýbať alebo deformovať pri zahrievaní laserovou tlačiarňou a toner/atrament môže ľahko prasknúť a odlupovať sa. NEODPORÚČANÉ
Polyesterový film na kreslenie- dobrá, ale drahá, vynikajúca rozmerová stálosť. Drsný povrch dobre drží atrament alebo toner. Pri použití laserovej tlačiarne je potrebné vziať hrubú fóliu, pretože. pri zahrievaní sa tenký film deformuje. Niektoré tlačiarne však môžu zdeformovať aj hrubú fóliu. Neodporúča sa, ale je to možné.
Pauzovací papier. Vezmite maximálnu hrúbku, ktorú nájdete - najmenej 90 gramov na meter štvorcový. meter (ak ho vezmete tenší, môže sa zdeformovať), 120 gramov na štvorcový meter. meter by bol ešte lepší, ale nájsť ho ťažšie. Je lacný a ľahko dostupný v kanceláriách. Pauzovací papier má dobrú priepustnosť pre ultrafialové žiarenie a schopnosťou zadržiavať atrament sa približuje kresliacemu filmu a dokonca ho prevyšuje vlastnosťami, aby sa pri zahriatí neskreslil.

výstupné zariadenie

Perové plotre- usilovný a pomalý. Budete musieť použiť drahú polyesterovú fóliu na kreslenie (pauzovací papier nie je dobrý, pretože atrament sa nanáša v jednotlivých riadkoch) a špeciálne atramenty. Pero sa bude musieť pravidelne čistiť, pretože. ľahko sa zašpiní. NEODPORÚČANÉ.
Atramentové tlačiarne- hlavný problém pri používaní - dosiahnuť potrebnú nepriehľadnosť. Tieto tlačiarne sú také lacné, že určite stoja za vyskúšanie, no kvalita tlače nie je porovnateľná s laserovými tlačiarňami. Môžete tiež skúsiť najskôr vytlačiť na papier a potom pomocou dobrej kopírky preniesť obrázok na pauzovací papier.
Sadzači- pre najlepšiu kvalitu fotomasky sa vytvorí Postscriptový alebo PDF súbor a odošle sa do DTP alebo skladateľa. Takto vyrobená fotomaska ​​bude mať rozlíšenie minimálne 2400DPI, absolútnu nepriehľadnosť čiernych plôch a perfektnú ostrosť obrazu. Náklad sa zvyčajne uvádza za jednu stranu bez započítanej plochy, tj. ak môžete replikovať kópie PCB alebo umiestniť obe strany PCB na rovnakú stranu, ušetríte peniaze. Na takýchto zariadeniach môžete vyrobiť aj veľkú dosku, ktorej formát vaša tlačiareň nepodporuje.
Laserové tlačiarne- Jednoducho poskytnite najlepšie rozlíšenie, cenovo dostupné a rýchle. Použitá tlačiareň musí mať rozlíšenie aspoň 600 dpi pre všetky dosky plošných spojov. musíme urobiť 40 prúžkov na palec. 300 DPI nebude môcť deliť palec 40 na rozdiel od 600 DPI.

Je tiež dôležité poznamenať, že tlačiareň vytvára dobré čierne výtlačky bez škvŕn od tonera. Ak plánujete kúpu tlačiarne PCB, musíte tento model najskôr otestovať na bežnom hárku papiera. Dokonca aj tie najlepšie laserové tlačiarne nemusia úplne pokryť veľké plochy, ale to nie je problém, ak sa tlačia tenké čiary.

Ak používate pauzovací papier alebo kresliacu fóliu, musíte mať príručku na vkladanie papiera do tlačiarne a správnu výmenu fólie, aby ste predišli zaseknutiu zariadenia. Pamätajte, že pri výrobe malých dosiek plošných spojov, aby ste ušetrili film alebo pauzovací papier, môžete listy rozrezať na polovicu alebo na požadovanú veľkosť (napríklad odrezať A4, aby ste získali A5).

Niektoré laserové tlačiarne tlačia s nízkou presnosťou, ale keďže každá chyba je lineárna, možno ju kompenzovať zmenou mierky údajov pri tlači.

Fotorezist

Najlepšie je použiť sklolaminát FR4 už s naneseným filmovým odporom. V opačnom prípade budete musieť obrobok zakryť sami. Nepotrebujete tmavú miestnosť ani slabé osvetlenie, len sa vyhýbajte priamemu slnečnému žiareniu minimalizovaním prebytočného svetla a vyvíjajte sa priamo po vystavení UV žiareniu.

Málokedy sa používajú tekuté fotorezisty, ktoré sa nanášajú striekaním a pokrývajú meď tenkým filmom. Neodporúčal by som ich používať, pokiaľ nemáte podmienky na získanie veľmi čistého povrchu alebo ak chcete PCB s nízkym rozlíšením.

Vystavenie

Fotorezistom potiahnutá doska musí byť vystavená ultrafialovému svetlu cez fotomasku pomocou UV zariadenia.

Pri expozícii možno použiť štandardné žiarivky a UV kamery. Pre malú DPS postačia dve alebo štyri 8W 12" žiarovky, pre väčšie (A3) sú ideálne štyri 15" 15W žiarovky. Ak chcete určiť vzdialenosť od skla k lampe počas expozície, položte na sklo list pauzovacieho papiera a upravte vzdialenosť tak, aby ste dosiahli požadovanú úroveň osvetlenia povrchu papiera. UV lampy, ktoré potrebujete, sa predávajú buď ako náhradné diely pre zdravotnícke inštalácie alebo lampy na „čierne svetlo“ pre osvetlenie diskoték. Sú zafarbené na bielu alebo niekedy čierno/modrú farbu a žiaria fialovým svetlom, vďaka ktorému je papier fluorescenčný (jasne žiari). NEPOUŽÍVAJTE UV lampy s krátkou vlnovou dĺžkou, ako sú vymazateľné ROM alebo germicídne lampy s čírym sklom. Vyžarujú UV žiarenie s krátkou vlnovou dĺžkou, ktoré môže spôsobiť poškodenie kože a očí a nie sú vhodné na výrobu PP.

Nastavenie expozície môže byť vybavené časovačom, ktorý na PP zobrazuje trvanie expozície žiareniu, limit jeho merania by mal byť od 2 do 10 minút v 30 s krokoch. Bolo by pekné poskytnúť časovaču zvukový signál, ktorý indikuje koniec expozičného času. Ideálne by bolo použiť mechanický alebo elektronický mikrovlnný časovač.

Budete musieť experimentovať, aby ste našli požadovaný čas expozície. Skúste exponovať každých 30 sekúnd, začnite na 20 sekundách a končia na 10 minútach. Vypracujte PP a porovnajte získané povolenia. Všimnite si, že preexponovanie vytvára lepší obraz ako podexponovanie.

Pre expozíciu jednostrannej DPS teda otočte fotomasku potlačenou stranou nahor na inštalačné sklo, odstráňte ochrannú fóliu a umiestnite DPS citlivou stranou nadol na vrch fotomasky. Doska plošných spojov by mala byť pritlačená na sklo, aby sa dosiahla minimálna medzera pre najlepšie rozlíšenie. Dá sa to dosiahnuť buď umiestnením závažia na povrch DPS alebo pripevnením odklápacieho krytu s gumovým tesnením k UV jednotke, ktorá DPS pritláča na sklo. V niektorých inštaláciách je pre lepší kontakt DPS upevnená vytvorením vákua pod uzáverom pomocou malej vákuovej pumpy.

Pri osvetľovaní obojstrannej dosky sa strana fotomasky s tonerom (hrubšia) nanáša na spájkovanú stranu PP normálne a na opačnú stranu (kde budú umiestnené súčiastky) - zrkadlovo. Po umiestnení fotomasiek vedľa seba a ich zarovnaní skontrolujte, či sa všetky oblasti filmu zhodujú. Na tento účel je vhodné použiť stôl s podsvietením, ale môže byť nahradený bežným denným svetlom, ak na povrchu okna skombinujete fotomasky. Ak sa presnosť súradníc stratí počas tlače, môže to viesť k chybnej registrácii obrazu s dierami; pokúste sa zarovnať filmy podľa priemernej hodnoty chyby a uistite sa, že priechody nepresahujú okraje podložiek. Po spojení a správnom zarovnaní fotomasiek ich pripevnite k povrchu DPS lepiacou páskou na dvoch miestach na protiľahlých stranách plechu (ak je doska veľká, tak na 3 stranách) vo vzdialenosti 10 mm od okraja dosky. tanier. Ponechanie medzery medzi kancelárskymi sponkami a okrajom DPS je dôležité, pretože Predídete tým poškodeniu okraja obrazu. Použite sponky najmenšej veľkosti, aké nájdete, aby hrúbka sponky nebola oveľa hrubšia ako PP.

Postupne odkryte každú stranu PCB. Po ožiarení PCB budete môcť vidieť obraz topológie na filme fotorezistu.

Na záver možno poznamenať, že krátke vystavenie sa žiareniu očí nie je škodlivé, ale človek môže pociťovať nepohodlie, najmä pri použití výkonných lámp. Pre inštalačný rám je lepšie použiť sklo, nie plast, pretože. je tuhšia a menej náchylná na praskanie pri kontakte.

Je možné kombinovať UV lampy a biele svetelné trubice. Ak máte veľa objednávok na výrobu obojstranných dosiek, potom by bolo lacnejšie zakúpiť zostavu obojstrannej expozície, kde sú dosky plošných spojov umiestnené medzi dva zdroje svetla a obe strany dosky plošných spojov sú vystavené žiareniu na rovnaký čas.

Prejav

Hlavná vec, ktorú treba povedať o tejto operácii - NEPOUŽÍVAJTE HYDROXID SODNÝ pri vyvíjaní fotorezistu. Táto látka je pre prejav PP úplne nevhodná - okrem žieraviny roztoku k jej nevýhodám patrí silná citlivosť na zmeny teploty a koncentrácie, ako aj nestabilita. Táto látka je príliš slabá na to, aby vyvolala celý obraz a príliš silná na to, aby rozpustila fotorezist. Tie. s týmto riešením nie je možné dosiahnuť prijateľný výsledok, najmä ak svoje laboratórium umiestnite v miestnosti s častými zmenami teploty (garáž, kôlňa atď.).

Oveľa lepší ako vývojka je roztok vyrobený na báze esteru kyseliny kremičitej, ktorý sa predáva ako tekutý koncentrát. Jeho chemické zloženie je Na 2 SiO 3 * 5H 2 O. Táto látka má obrovské množstvo výhod. Najdôležitejšie je, že je veľmi ťažké v ňom preexponovať PP. Z PP môžeš odísť presne na nefixnú dobu. To znamená aj to, že pri zmenách teploty takmer nemení svoje vlastnosti – pri zvyšujúcej sa teplote nehrozí rozklad. Tento roztok má tiež veľmi dlhú trvanlivosť a jeho koncentrácia zostáva konštantná najmenej niekoľko rokov.

Neprítomnosť problému nadmernej expozície v roztoku vám umožní zvýšiť jeho koncentráciu, aby sa skrátil čas vývoja PP. Odporúča sa zmiešať 1 diel koncentrátu so 180 dielmi vody, t.j. 200 ml vody obsahuje niečo vyše 1,7 g. kremičitan, ale je možné vyrobiť aj koncentrovanejšiu zmes, aby sa obraz vyvolal asi za 5 sekúnd bez rizika deštrukcie povrchu pri preexponovaní, ak nie je možné získať kremičitan sodný, možno použiť uhličitan sodný alebo uhličitan draselný (Na 2 CO 3). použité.

Proces vyvolávania môžete ovládať ponorením DPS do chloridu železitého na veľmi krátky čas - meď okamžite vybledne a je možné rozoznať tvar čiar obrazu. Ak zostávajú lesklé miesta alebo sú medzery medzi čiarami rozmazané, dosku umyte a na niekoľko sekúnd namočte do vyvolávacieho roztoku. Podexponovaný PP môže zanechať tenkú vrstvu odolnosti, ktorú rozpúšťadlo neodstráni. Na odstránenie zvyškov filmu jemne utrite dosku plošných spojov papierovou utierkou, ktorá je dostatočne drsná na odstránenie fotorezistu bez poškodenia vodičov.

Môžete použiť buď fotolitografickú vyvolávaciu nádobu, alebo vertikálnu vyvolávaciu nádobu - vaňa je vhodná v tom, že umožňuje kontrolovať proces vyvolávania bez odstraňovania PP z roztoku. Ak sa teplota roztoku udržiava aspoň na 15 stupňov, nebudete potrebovať vyhrievané kúpele alebo nádrže.

Ďalší recept na vyvíjací roztok: Vezmite 200 ml tekutého skla, pridajte 800 ml destilovanej vody a premiešajte. Potom do tejto zmesi pridajte 400 g hydroxidu sodného.

Bezpečnostné opatrenia: Nikdy nemanipulujte s pevným hydroxidom sodným rukami, používajte rukavice. Pri rozpustení hydroxidu sodného vo vode sa uvoľňuje veľké množstvo tepla, preto sa musí rozpúšťať po malých častiach. Ak je roztok príliš horúci, pred pridaním ďalšej časti prášku ho nechajte vychladnúť. Roztok je veľmi žieravý, a preto pri práci s ním treba nosiť ochranné okuliare. Tekuté sklo je tiež známe ako „roztok kremičitanu sodného“ a „konzervátor vajec“. Používa sa na čistenie odtokových potrubí a predáva sa v akomkoľvek železiarstve. Tento roztok nie je možné vyrobiť jednoduchým rozpustením tuhého kremičitanu sodného. Vyvolávací roztok popísaný vyššie má rovnakú intenzitu ako koncentrát, a preto ho treba riediť - 1 diel koncentrátu 4-8 dielmi vody, v závislosti od použitého rezistu a teploty.

Leptanie

Chlorid železitý sa zvyčajne používa ako leptadlo. Je to veľmi škodlivá látka, ale dá sa ľahko získať a je oveľa lacnejšia ako väčšina analógov. Chlorid železitý rozleptá akýkoľvek kov vrátane nehrdzavejúcej ocele, takže pri inštalácii leptacieho zariadenia použite plastovú alebo keramickú hrádzu s plastovými skrutkami a skrutkami a pri pripevňovaní akýchkoľvek materiálov pomocou skrutiek by ich hlavy mali mať tesnenie zo silikónovej gumy. Ak máte kovové rúry, tak ich chráňte plastom (pri inštalácii nového odtoku by bolo ideálne použiť žiaruvzdorný plast). Odparovanie roztoku zvyčajne nie je príliš intenzívne, ale keď sa vane alebo nádrž nepoužívajú, je lepšie ich zakryť.

Odporúča sa použiť hexahydrát chloridu železitého, ktorý má žltú farbu a predáva sa vo forme prášku alebo granúl. Na získanie roztoku sa musia naliať teplou vodou a miešať, kým sa úplne nerozpustí. Výrobu možno z environmentálneho hľadiska výrazne zlepšiť pridaním lyžičky kuchynskej soli do roztoku. Niekedy sa nachádza bezvodý chlorid železitý, ktorý má vzhľad hnedozelených granúl. Ak je to možné, vyhnite sa používaniu tejto látky. Dá sa použiť len ako posledná možnosť, pretože. pri rozpustení vo vode uvoľňuje veľké množstvo tepla. Ak sa z toho predsa len rozhodnete vyrobiť leptací roztok, v žiadnom prípade prášok neplňte vodou. Granule treba do vody pridávať veľmi opatrne a postupne. Ak výsledný roztok chloridu železitého úplne nenaleptá rezist, skúste pridať malé množstvo kyseliny chlorovodíkovej a nechajte pôsobiť 1-2 dni.

Všetky manipulácie s roztokmi sa musia vykonávať veľmi opatrne. Nedovoľte striekaniu oboch druhov leptadiel, pretože. pri zmiešaní môže dôjsť k malému výbuchu, ktorý spôsobí, že kvapalina vystrekuje z nádoby a môže sa dostať do očí alebo na odev, čo je nebezpečné. Pri práci preto noste rukavice a okuliare a kvapky, ktoré sa dostanú do kontaktu s pokožkou, ihneď zmyte.

Ak vyrábate PCB na profesionálnej báze, kde čas sú peniaze, môžete na urýchlenie procesu použiť vyhrievané morenie. S čerstvým horúcim FeCl bude PP úplne vyleptaný za 5 minút pri teplote roztoku 30-50 stupňov. Výsledkom je lepšia kvalita okrajov a rovnomernejšia šírka čiary obrazu. Namiesto vyhrievaných kúpeľov môžete nakladaciu panvicu umiestniť do väčšej nádoby naplnenej horúcou vodou.

Ak na miešanie roztoku nepoužívate nádobu so vzduchom, budete musieť dosku pravidelne posúvať, aby ste zabezpečili rovnomerné leptanie.

Cínovanie

Nanášanie cínu na povrch PP sa vykonáva na uľahčenie spájkovania. Operácia metalizácie spočíva v nanesení tenkej vrstvy cínu (nie viac ako 2 mikróny) na medený povrch.

Príprava povrchu DPS je veľmi dôležitým krokom pred začiatkom pokovovania. Najprv musíte odstrániť zvyšný fotorezist, na čo môžete použiť špeciálne čistiace roztoky. Najbežnejším riešením na odstránenie rezistu je 3% roztok KOH alebo NaOH, zahriaty na 40 - 50 stupňov. Doska sa ponorí do tohto roztoku a fotorezist sa po chvíli odlepí od medeného povrchu. Po precedení je možné roztok znovu použiť. Ďalší recept je s metanolom (metylalkohol). Čistenie sa vykonáva nasledovne: držte DPS (umytú a vysušenú) vodorovne, nakvapkajte na povrch niekoľko kvapiek metanolu, potom dosku mierne nakloňte a pokúste sa kvapky alkoholu rozotrieť po celom povrchu. Počkajte asi 10 sekúnd a utrite dosku handričkou, ak rezist zostane, zopakujte operáciu znova. Potom utrite povrch dosky plošných spojov drôtenou handričkou (ktorá poskytuje oveľa lepší výsledok ako brúsny papier alebo brúsne valčeky), kým nezískate lesklý povrch, utrite handričkou, aby ste odstránili častice, ktoré zostali na špongii, a dosku ihneď vložte do cínovací roztok. Po čistení sa povrchu dosky nedotýkajte prstami. Počas procesu spájkovania môže byť cín navlhčený taveninou spájky. Je lepšie spájkovať mäkkými spájkami s tavidlami bez obsahu kyselín. Treba si uvedomiť, že ak medzi technologickými operáciami uplynie určitý časový úsek, potom je potrebné dosku dekapitovať, aby sa odstránil vzniknutý oxid meďnatý: 2-3 s v 5% roztoku kyseliny chlorovodíkovej s následným opláchnutím pod tečúcou vodou. . Stačí jednoducho vykonať chemické pocínovanie, na to sa doska ponorí do vodného roztoku s obsahom chloridu cínatého. K uvoľňovaniu cínu na povrchu medeného povlaku dochádza pri ponorení do roztoku soli cínu, v ktorom je potenciál medi elektronegatívny ako povlakový materiál. Zmena potenciálu v požadovanom smere je uľahčená zavedením komplexotvornej prísady - tiokarbamidu (tiomočoviny), kyanidu alkalického kovu, do roztoku soli cínu. Roztoky tohto typu majú nasledujúce zloženie (g/l):

Spomedzi vyššie uvedených riešení sú najbežnejšie riešenia 1 a 2. Pozor! Roztok na báze kyanidu draselného je extrémne jedovatý!

Niekedy sa ako povrchovo aktívna látka na 1 roztok navrhuje použiť detergent Progress v množstve 1 ml / l. Pridanie 2-3 g/l dusičnanu bizmutitého do roztoku 2 vedie k vyzrážaniu zliatiny obsahujúcej až 1,5 % bizmutu, čo zlepšuje spájkovateľnosť povlaku a udržuje ho niekoľko mesiacov. Na ochranu povrchu sa používajú aerosólové spreje na báze taviacich kompozícií. Po zaschnutí lak nanesený na povrch obrobku vytvorí pevný, hladký film, ktorý zabraňuje oxidácii. Jednou z populárnych takých látok je "SOLDERLAC" od Cramolinu. Následné spájkovanie prechádza priamo na opracovaný povrch bez dodatočného odstraňovania laku. V obzvlášť kritických prípadoch spájkovania je možné lak odstrániť alkoholovým roztokom.

Roztoky na umelé pocínovanie sa časom zhoršujú, najmä ak sú vystavené vzduchu. Ak teda nemáte pravidelne veľké objednávky, skúste si ihneď pripraviť malé množstvo roztoku, postačujúce na pocínovanie potrebného množstva PP, zvyšok roztoku skladujte v uzavretej nádobe (ideálne je použiť niektorý z fľaše použité na fotografii, ktoré neprepúšťajú vzduch). Tiež je potrebné chrániť roztok pred kontaminantmi, ktoré môžu značne zhoršiť kvalitu látky. Pred každým krokom procesu obrobok dôkladne očistite a vysušte. Na tento účel musíte mať špeciálny zásobník a kliešte. Nástroje by sa mali po použití tiež dôkladne vyčistiť.

Najpopulárnejšou a najjednoduchšou taveninou na pocínovanie je tavná zliatina - "Ruža" (cín - 25%, olovo - 25%, bizmut - 50%), ktorej teplota topenia je 130 C o. Doska s kliešťami sa položí na 5-10 s pod hladinu tekutej taveniny a po vybratí sa skontroluje, či sú všetky medené povrchy rovnomerne potiahnuté. V prípade potreby sa operácia opakuje. Doska sa ihneď po vybratí z taveniny odstráni buď gumovou stierkou, alebo prudkým zatrasením v smere kolmom na rovinu dosky, pričom sa drží v svorke. Ďalším spôsobom, ako odstrániť zvyšky ružovej zliatiny, je zahriať ju v rúre a pretrepať. Operáciu možno opakovať, aby sa dosiahol mono-hrubý povlak. Aby sa zabránilo oxidácii horúcej taveniny, pridáva sa do roztoku nitroglycerín tak, aby jeho hladina pokrývala taveninu o 10 mm. Po operácii sa doska umyje od glycerínu v tečúcej vode.

Pozor! Tieto operácie zahŕňajú prácu s inštaláciami a materiálmi, ktoré sú pod vplyvom vysokej teploty, preto, aby sa predišlo popáleniu, je potrebné používať ochranné rukavice, okuliare a zástery. Operácia pocínovania cínu a olova prebieha podobne, ale vyššia teplota taveniny obmedzuje rozsah tohto spôsobu v remeselnej výrobe.

Zariadenie s tromi nádržami: vyhrievaný moriaci kúpeľ, bublinkový kúpeľ a vyvíjací podnos. Ako zaručené minimum: moriaca vaňa a nádoba na oplachovanie dosiek. Podnosy na fotografie možno použiť na vyvolávanie a pocínovanie dosiek.
- Sada pocínovacích podnosov rôznych veľkostí
- Gilotína pre PP alebo malé gilotínové nožnice.
- Vŕtačka s nožným pedálom.

Ak nemôžete dostať umývací kúpeľ, môžete na umývanie dosiek použiť ručný rozprašovač (napríklad na polievanie kvetov).

To je všetko. Prajeme vám, aby ste túto techniku ​​úspešne zvládli a zakaždým dosiahli vynikajúce výsledky.

DRC

Každý výrobca PCB má technologické obmedzenia týkajúce sa minimálnej šírky stôp, rozstupu stôp, priemerov otvorov atď. Ak doska tieto obmedzenia nespĺňa, výrobca odmietne dosku prijať do výroby.

Pri vytváraní súboru PCB sa predvolené technologické limity nastavia zo súboru default.dru v adresári dru. Tieto limity spravidla nezodpovedajú limitom skutočných výrobcov, preto ich treba zmeniť. Limity môžete nastaviť tesne pred vygenerovaním súborov Gerber, ale je lepšie to urobiť hneď po vygenerovaní súboru dosky. Ak chcete nastaviť obmedzenia, stlačte tlačidlo DRC

medzery

Vzdialenosti

Minimálne rozmery

Pásy

masky

Prebieha kontrola

Generovanie súboru Gerber

Pre súbor vŕtačky, výstupné zariadenie ( zariadenie) by mala byť EXCELLON, ale nie GERBER_RS274X

Bohužiaľ, jediná vec, ktorú potrebujete, je textolit, môžete si ho kúpiť, je nepravdepodobné, že by ste ho našli doma.
V prvom rade odporúčame textolit očistiť (vypáliť), nech sa leskne. Je lepšie to urobiť pred vyrezaním požadovaného vzoru, pretože potom bude oveľa ťažšie vyleštiť povrch podľa vzoru.

V miestach, kde budú otvory pre elektronické súčiastky, je potrebné načrtnúť otvory. Ak to chcete urobiť, môžete si vziať ostrý klinec alebo vŕtačku, umiestniť vrták na miesto kontaktu a udrieť ho zozadu kladivom (nie tvrdo, aby sa vrták neotupil a nezlomil)

Ak si označíte otvory, bude pre vás jednoduchšie vŕtať otvory. Vŕtačka veľmi tesne zapadá do takého podlievania a nevyskakuje, čo vám umožňuje robiť presné a krásne otvory. Pomôže vám tiež prekresliť kresbu vytlačenú na hárku papiera pomocou kotviacich bodov.

Najdôležitejšou etapou je rezanie textolitu. Tu budete potrebovať skalpel alebo ostrý nôž (čepeľ). Silným stlačením noža môžete prejsť po všetkých okrajoch nakreslených ciest. Týmto spôsobom urobíte plytké rezy, ktoré oddelia stopy od nepotrebnej medenej dosky. Na nôž je potrebné tlačiť takou silou, aby prerezal povrch medenej platničky textolitu (nemali by ste silno tlačiť - textolit môžete prerezať).

Ďalej môžete ostrou časťou skalpelu vypáčiť medenú platničku prilepenú k textolitu v mieste, kde by sa mala medená platňa odstrániť. Urobte to odvážnejšie, čím oddelíte povedzme centimeter medi, môžete ho vziať prstami a jednoducho potiahnuť smerom k sebe, aby ste ho oddelili od textolitu. Prebytočný medený plát sa oddelí presne podľa vzoru, ktorý vyrežete skalpelom.
S touto šperkárskou procedúrou sa neponáhľajte, ak meď odtrhnete prudko, môžete odtrhnúť časť dráhy a dielo sa zničí. Nezľaknite sa, ak niekde prerušíte dráhu...môžete zobrať kúsok drôtu a prispájkovať ho cez konce prerušenej dráhy, čím odstránite rez.

Po oddelení prebytočného textolitu vám zostanú medené stopy, v skutočnosti budete musieť iba vyvŕtať otvory, vložiť elektronické súčiastky a prispájkovať ich.

Prečítajte si o ďalších spôsoboch vytvárania dosiek plošných spojov na našej webovej stránke.
Veľa šťastia vo vašom snažení.

Vytlačená obvodová doska- ide o dielektrickú základňu, na ktorej povrchu a v objeme sú nanesené vodivé dráhy v súlade s elektrickým obvodom. Doska plošných spojov je určená na mechanické upevnenie a elektrické spojenie medzi sebou spájkovaním vodičov elektronických a elektrických výrobkov na nej inštalovaných.

Operácie rezania obrobku zo sklenených vlákien, vŕtanie otvorov a leptanie dosky s plošnými spojmi na získanie dráh nesúcich prúd, bez ohľadu na spôsob kreslenia vzoru na doske plošných spojov, sa vykonávajú pomocou rovnakej technológie.

Technológia manuálnej aplikácie
stopy PCB

Príprava šablóny

Papier, na ktorý sa kreslí rozloženie DPS je väčšinou tenký a pre presnejšie vŕtanie otvorov, najmä pri použití ručnej domácej vŕtačky, aby vrták neviedol do strany, je potrebné ho zhustiť. Aby ste to dosiahli, musíte nalepiť vzor dosky plošných spojov na hrubší papier alebo tenkú hrubú lepenku pomocou akéhokoľvek lepidla, napríklad PVA alebo Moment.

Rezanie obrobku

Vyberie sa prírez z fóliového sklolaminátu vhodnej veľkosti, na prírez sa nanesie šablóna dosky s plošnými spojmi a po obvode sa obkreslí fixou, mäkkou jednoduchou ceruzkou alebo nakreslením čiary ostrým predmetom.

Ďalej sa sklolaminát nareže pozdĺž označených čiar pomocou kovových nožníc alebo sa nareže pílkou. Nožnice strihajú rýchlejšie a bez prachu. Je však potrebné vziať do úvahy, že pri rezaní nožnicami je sklolaminát silne ohnutý, čo trochu zhoršuje pevnosť lepenia medenej fólie a ak je potrebné opätovné spájkovanie prvkov, môžu sa stopy odlepiť. Preto, ak je doska veľká a má veľmi tenké stopy, je lepšie ju odrezať pílkou.

Na vystrihnutý prírez sa pomocou lepidla Moment nalepí šablóna so vzorom dosky plošných spojov, ktorej štyri kvapky sa nanesú do rohov prírezu.

Pretože lepidlo tuhne za pár minút, môžete okamžite začať vŕtať otvory pre rádiové komponenty.

Vŕtanie otvorov

Najlepšie je vŕtať otvory pomocou špeciálnej mini vŕtačky s tvrdokovovým vrtákom 0,7-0,8 mm. Ak nie je k dispozícii mini vŕtačka, potom môžete vyvŕtať otvory pomocou vŕtačky s nízkym výkonom s jednoduchým vrtákom. Ale pri práci s univerzálnou ručnou vŕtačkou bude počet zlomených vrtákov závisieť od tvrdosti vašej ruky. Jedna vŕtačka určite nestačí.

Ak sa vrták nedá upnúť, jeho driek môže byť obalený niekoľkými vrstvami papiera alebo jednou vrstvou brúsneho papiera. Na drieku je možné tesne navinúť zvitok k zvitku tenkého kovového drôtu.

Po dokončení vŕtania sa skontroluje, či sú vyvŕtané všetky otvory. To je jasne viditeľné, ak sa pozriete na dosku plošných spojov cez svetlo. Ako vidíte, nechýbajú diery.

Kreslenie topografického výkresu

Aby boli miesta fólie na sklolamináte, ktoré budú vodivými dráhami, chránené pred zničením pri leptaní, musia byť prekryté maskou, ktorá je odolná voči rozpusteniu vo vodnom roztoku. Pre pohodlie pri kreslení stôp je lepšie ich vopred označiť mäkkou jednoduchou ceruzkou alebo značkou.

Pred označením je potrebné odstrániť stopy lepidla Moment, ktorým bola prilepená šablóna dosky plošných spojov. Keďže lepidlo málo vytvrdlo, dá sa jednoducho odstrániť rolovaním prstom. Povrch fólie je tiež potrebné odmastiť handrou s akýmikoľvek prostriedkami, ako je acetón alebo lakový benzín (ako sa nazýva rafinovaný benzín) a môžete použiť akýkoľvek prostriedok na umývanie riadu, napríklad Ferry.

Po označení stôp dosky plošných spojov môžete začať aplikovať ich vzor. Na kreslenie stôp je vhodný akýkoľvek vodotesný email, napríklad alkydový email série PF, zriedený na vhodnú konzistenciu lakovým rozpúšťadlom. Trasy môžete kresliť rôznymi nástrojmi - skleneným alebo kovovým perom, lekárskou ihlou a dokonca aj špáradlom. V tomto článku vám ukážem, ako nakresliť stopy DPS pomocou kresliaceho pera a baleríny, ktoré sú určené na kreslenie atramentom na papier.

Predtým neexistovali počítače a všetky kresby sa kreslili jednoduchými ceruzkami na papier Whatman a potom sa preniesli atramentom na pauzovací papier, z ktorého sa robili kópie pomocou kopírok.

Kreslenie obrázka začína kontaktnými podložkami, ktoré sú nakreslené balerínou. K tomu je potrebné nastaviť medzeru posuvných čeľustí zásuvky baleríny na požadovanú šírku čiary a pre nastavenie priemeru kruhu nastavte druhú skrutku posunutím zásuvky z osi otáčania.

Ďalej je zásuvka baleríny v dĺžke 5-10 mm naplnená štetcom. Pre nanášanie ochrannej vrstvy na dosku plošných spojov je najvhodnejšia farba značky PF alebo GF, ktorá pomaly schne a umožňuje pokojnú prácu. Dá sa použiť aj farba značky NC, ale ťažko sa s ňou pracuje, pretože rýchlo schne. Farba by mala dobre ležať a neroztierať sa. Pred kreslením treba farbu rozriediť na tekutú konzistenciu, po troškách do nej za intenzívneho miešania pridávať vhodné rozpúšťadlo a snažiť sa kresliť na zvyšky sklolaminátu. Na prácu s farbou je najvhodnejšie naliať ju do fľaštičky s lakom na nechty, v ktorej zákrute je nainštalovaná kefa odolná voči rozpúšťadlám.

Po nastavení zásuvky baleríny a získaní požadovaných parametrov linky môžete začať aplikovať kontaktné podložky. Za týmto účelom sa ostrá časť osi vloží do otvoru a základňa baleríny sa otáča v kruhu.

Pri správnom nastavení kresliaceho pera a požadovanej konzistencii farby okolo otvorov na doske plošných spojov sa získajú kruhy dokonale okrúhleho tvaru. Keď baletka začne slabo kresliť, zvyšky zaschnutej farby sa z medzery zásuvky odstránia handričkou a zásuvka sa naplní čerstvou farbou. na obkreslenie všetkých otvorov na tejto doske s plošnými spojmi pomocou krúžkov boli potrebné iba dve doplnenia pera a nie viac ako dve minúty času.

Po nakreslení okrúhlych kontaktných plôšok na doske môžete začať kresliť vodivé dráhy pomocou ručného kresliaceho pera. Príprava a úprava ručného kresliaceho pera sa nelíši od prípravy baleríny.

Jediné, čo je navyše potrebné, je ploché pravítko s kusmi gumy nalepenými na jednej zo strán pozdĺž okrajov, s hrúbkou 2,5-3 mm, aby sa pravítko počas prevádzky nekĺzalo a sklolaminát bez toho, aby sa dotkol pravítka, môže voľne prechádzať pod ním. Drevený trojuholník sa najlepšie hodí ako pravítko, je stabilný a zároveň môže slúžiť ako opora pre ruku pri kreslení plošného spoja.

Aby sa doska plošných spojov pri kreslení stôp nešmýkala, je vhodné ju položiť na list brúsneho papiera, čo sú dva listy brúsneho papiera znitované k sebe papierovými stranami.

Ak sa pri kreslení ciest a kruhov dotkli, nemali by sa podniknúť žiadne kroky. Farbu na plošnom spoji je potrebné nechať zaschnúť do stavu, kedy pri dotyku nešpiní a ostrím noža odstráňte prebytočnú časť vzoru. Aby farba rýchlejšie schla, treba dosku umiestniť na teplé miesto, napríklad v zime na radiátor. V letnej sezóne - pod lúčmi slnka.

Keď je vzor na doske plošných spojov úplne aplikovaný a všetky chyby sú opravené, môžete pristúpiť k jeho leptaniu.

Technológia kreslenia dosiek plošných spojov
pomocou laserovej tlačiarne

Pri tlači na laserovej tlačiarni sa obraz vytvorený tonerom prenáša elektrostaticky z fotovalca, na ktorý laserový lúč obraz namaľoval, na papier. Toner drží na papieri a zachováva obraz len vďaka elektrostatike. Na fixáciu tonera sa papier navíja medzi valcami, z ktorých jeden je tepelná pec vyhriata na teplotu 180-220°C. Toner sa roztopí a prenikne do štruktúry papiera. Po vychladnutí toner stvrdne a pevne priľne k papieru. Ak sa papier opäť zahreje na 180-220°C, toner sa opäť stane tekutým. Táto vlastnosť tonera sa používa na prenos obrazu prúdových dráh na dosku s plošnými spojmi doma.

Keď je súbor s výkresom dosky plošných spojov pripravený, je potrebné ho vytlačiť pomocou laserovej tlačiarne na papier. Upozorňujeme, že obrázok výkresu dosky plošných spojov pre túto technológiu je potrebné vidieť zo strany inštalácie dielov! Na tieto účely nie je vhodná atramentová tlačiareň, ktorá funguje na inom princípe.

Príprava papierovej šablóny na prenos vzoru na plošný spoj

Ak vytlačíte vzor dosky plošných spojov na obyčajný papier pre kancelárske vybavenie, potom vďaka svojej poréznej štruktúre toner prenikne hlboko do tela papiera a keď sa toner prenesie na dosku plošných spojov, väčšina z neho zostane v novinách. Okrem toho budú problémy s odstraňovaním papiera z dosky plošných spojov. Budete ho musieť dlho namočiť vo vode. Preto na prípravu fotomasky potrebujete papier, ktorý nemá poréznu štruktúru, ako je fotografický papier, substrát zo samolepiacich fólií a etikiet, pauzovací papier, strany z lesklých časopisov.

Ako papier na tlač návrhu DPS používam pauzovací papier zo starých zásob. Pauzovací papier je veľmi tenký a nedá sa naň priamo vytlačiť šablóna, zasekáva sa v tlačiarni. Ak chcete tento problém vyriešiť, pred tlačou na pauzovací papier požadovanej veľkosti naneste do rohov kvapku akéhokoľvek lepidla a nalepte ho na hárok kancelárskeho papiera A4.

Táto technika umožňuje vytlačiť vzor dosky plošných spojov aj na ten najtenší papier alebo fóliu. Aby bola hrúbka vzoru maximálna, musíte pred tlačou nakonfigurovať „Vlastnosti tlačiarne“ vypnutím úsporného režimu tlače a ak táto funkcia nie je dostupná, vyberte najhrubší typ papiera, napr. ako kartón alebo niečo podobné. Je dosť možné, že nebudete mať dobrý výtlačok na prvýkrát a budete musieť trochu experimentovať a vybrať najlepší režim tlače pre laserovú tlačiareň. Vo výslednej tlači vzoru musia byť stopy a kontaktné podložky dosky plošných spojov husté bez medzier a rozmazania, pretože retušovanie v tejto technologickej fáze je zbytočné.

Zostáva orezať sledovací papier pozdĺž obrysu a šablóna na výrobu dosky s plošnými spojmi bude pripravená a môžete prejsť na ďalší krok, preniesť obrázok na sklolaminát.

Prenos vzoru z papiera na sklolaminát

Prenos vzoru PCB je najdôležitejším krokom. Podstata technológie je jednoduchá, papier so stranou tlačeného vzoru dráh plošného spoja sa nanáša na medenú fóliu sklolaminátu a lisuje sa s veľkým úsilím. Potom sa tento sendvič zahreje na teplotu 180-220 °C a potom sa ochladí na teplotu miestnosti. Papier sa odtrhne a vzor zostane na doske plošných spojov.

Niektorí remeselníci navrhujú preniesť vzor z papiera na dosku plošných spojov pomocou elektrickej žehličky. Skúsil som túto metódu, ale výsledok bol nestabilný. Je ťažké súčasne zohriať toner na požadovanú teplotu a rovnomerne pritlačiť papier po celej ploche dosky plošných spojov, keď toner stuhne. Výsledkom je, že vzor nie je úplne prenesený a v vzore stôp PCB zostávajú medzery. Je možné, že sa žehlička dostatočne nezahriala, hoci bol regulátor nastavený na maximálny ohrev žehličky. Nechcelo sa mi otvárať žehličku a prestavovať termostat. Použil som preto inú technológiu, ktorá je menej prácna a poskytuje stopercentný výsledok.

Na doske s plošnými spojmi narezanej na mieru a odmastenej acetónom bol na rohy pauzovacieho papiera prilepený prírez z fóliového sklolaminátu s vytlačeným vzorom. Na pauzovací papier položte na rovnomernejší tlak pätky hárkov kancelárskeho papiera. Výsledný balík bol umiestnený na list preglejky a pokrytý listom rovnakej veľkosti na vrchu. Celý tento sendvič bol upnutý maximálnou silou v svorkách.

Zostáva ohriať vyrobený sendvič na teplotu 200 ° C a vychladnúť. Na ohrev je ideálna elektrická rúra s regulátorom teploty. Vytvorenú štruktúru stačí umiestniť do skrinky, počkať na dosiahnutie nastavenej teploty a po pol hodine dosku vybrať na vychladnutie.

Ak nie je k dispozícii elektrická rúra, potom môžete použiť aj plynovú rúru nastavením teploty gombíkom prívodu plynu podľa zabudovaného teplomera. Ak nie je teplomer alebo je chybný, môžu pomôcť ženy, postačí poloha gombíka regulátora, pri ktorom sa koláče pečú.

Keďže konce preglejky boli ohnuté, pre každý prípad som ich zovrel ďalšími svorkami. aby ste predišli tomuto javu, je lepšie upnúť dosku plošných spojov medzi plechy s hrúbkou 5-6 mm. V ich rohoch môžete vyvŕtať otvory a upnúť dosky plošných spojov, dosky dotiahnuť skrutkami a maticami. M10 bude stačiť.

Po pol hodine je dizajn dostatočne vychladnutý na to, aby toner vytvrdol, doska sa dá vybrať. Už pri prvom pohľade na odstránenú dosku plošných spojov je jasné, že toner sa z pauzovacieho papiera preniesol na dosku dokonale. Pauzovací papier prilieha tesne a rovnomerne pozdĺž čiar vytlačených stôp, krúžkov podložiek a označovacích písmen.

Pauzovací papier sa ľahko stiahol takmer zo všetkých stôp dosky plošných spojov, zvyšky pauzovacieho papiera sa odstránili vlhkou handričkou. No predsa len na viacerých miestach vytlačených koľají boli medzery. Môže k tomu dôjsť v dôsledku nerovnomernej tlače tlačiarne alebo zvyškov nečistôt alebo korózie na fólii zo sklenených vlákien. Medzery je možné vyplniť akoukoľvek vodeodolnou farbou, lakom na nechty alebo vyretušovať fixkou.

Aby ste si overili vhodnosť fixky na retuš dosky plošných spojov, musíte ňou nakresliť čiary na papier a navlhčiť papier vodou. Ak sa čiary nerozmazávajú, potom je vhodný retušovací fix.

Leptanie dosky plošných spojov doma je najlepšie v roztoku chloridu železitého alebo peroxidu vodíka s kyselinou citrónovou. Po leptaní sa toner z vytlačených stôp ľahko odstráni tampónom namočeným v acetóne.

Potom sa vyvŕtajú otvory, pocínujú sa vodivé cesty a kontaktné plôšky a prispájkujú sa rádiové prvky.

Túto podobu prevzala doska plošných spojov s nainštalovanými rádiovými komponentmi. Ukázalo sa, že napájacia a spínacia jednotka pre elektronický systém, ktorý dopĺňa bežnú záchodovú misu s funkciou bidetu.

Leptanie DPS

Na odstránenie medenej fólie z nechránených oblastí fóliového sklolaminátu pri výrobe dosiek plošných spojov doma používajú rádioamatéri zvyčajne chemickú metódu. Doska plošných spojov sa vloží do roztoku na leptanie a chemickou reakciou sa meď nechránená maskou rozpustí.

Recepty na leptací roztok

V závislosti od dostupnosti komponentov používajú rádioamatéri jedno z riešení uvedených v tabuľke nižšie. Leptacie roztoky sú uvedené v poradí podľa obľúbenosti pre ich použitie rádioamatérmi v domácnosti.

Vyleptajte dosky plošných spojov kovové náčinie nie je povolené. Na tento účel použite nádobu vyrobenú zo skla, keramiky alebo plastu. Spotrebovaný moriaci roztok je dovolené likvidovať do kanalizácie.

Leptací roztok peroxidu vodíka a kyseliny citrónovej

Roztok na báze peroxidu vodíka s rozpustenou kyselinou citrónovou je najbezpečnejší, cenovo dostupný a najrýchlejšie fungujúci. Zo všetkých uvedených riešení je podľa všetkých kritérií toto najlepšie.

Peroxid vodíka je možné zakúpiť v akejkoľvek lekárni. Predáva sa vo forme tekutého 3% roztoku alebo tabliet nazývaných hydroperit. Na získanie tekutého 3% roztoku peroxidu vodíka z hydroperitu je potrebné rozpustiť 6 tabliet s hmotnosťou 1,5 gramu v 100 ml vody.

Kyselina citrónová vo forme kryštálov sa predáva v akomkoľvek obchode s potravinami, balená vo vreckách s hmotnosťou 30 alebo 50 gramov. Kuchynskú soľ nájdete v každej domácnosti. Na odstránenie 35 µm hrubej medenej fólie zo 100 cm2 dosky plošných spojov stačí 100 ml moriacieho roztoku. Spotrebovaný roztok sa neskladuje a nedá sa znovu použiť. Mimochodom, kyselina citrónová môže byť nahradená kyselinou octovou, ale kvôli jej štipľavému zápachu budete musieť dosku plošných spojov moreť pod holým nebom.

Moriaci roztok na báze chloridu železitého

Druhým najobľúbenejším moriacim roztokom je vodný roztok chloridu železitého. Predtým to bolo najobľúbenejšie, pretože chlorid železitý sa dal ľahko získať v akomkoľvek priemyselnom podniku.

Leptací roztok nie je náročný na teplotu, leptá pomerne rýchlo, ale rýchlosť leptania sa znižuje, keď sa chlorid železitý v roztoku spotrebuje.

Chlorid železitý je veľmi hygroskopický, a preto rýchlo absorbuje vodu zo vzduchu. V dôsledku toho sa na dne nádoby objaví žltá kvapalina. To neovplyvňuje kvalitu súčiastky a takýto chlorid železitý je vhodný na prípravu leptacieho roztoku.

Ak je použitý roztok chloridu železitého skladovaný vo vzduchotesnej nádobe, je možné ho použiť opakovane. Na regeneráciu stačí do roztoku naliať železné klince (okamžite sa pokryjú voľnou vrstvou medi). Pri kontakte s akýmkoľvek povrchom zanecháva ťažko odstrániteľné žlté škvrny. V súčasnosti sa roztok chloridu železitého na výrobu dosiek plošných spojov používa menej často kvôli jeho vysokej cene.

Leptací roztok na báze peroxidu vodíka a kyseliny chlorovodíkovej

Vynikajúce morenie, poskytuje vysokú rýchlosť morenia. Kyselina chlorovodíková sa za intenzívneho miešania naleje do 3% vodného roztoku peroxidu vodíka tenkým prúdom. Nalievanie peroxidu vodíka do kyseliny je neprijateľné! Ale kvôli prítomnosti kyseliny chlorovodíkovej v leptacom roztoku je potrebné pri leptaní dosky dávať veľký pozor, pretože roztok rozleptáva pokožku rúk a kazí všetko, na čo sa dostane. Z tohto dôvodu sa leptací roztok s kyselinou chlorovodíkovou doma neodporúča.

Leptací roztok na báze síranu meďnatého

Spôsob výroby dosiek plošných spojov pomocou síranu meďnatého sa zvyčajne používa, ak nie je možné vyrobiť leptacie roztoky na báze iných komponentov z dôvodu ich nedostupnosti. Síran meďnatý je pesticíd a je široko používaný na kontrolu škodcov v poľnohospodárstve. Navyše doba leptania DPS je až 4 hodiny, pričom je potrebné udržiavať teplotu roztoku na 50-80°C a zabezpečiť neustálu výmenu roztoku na leptanom povrchu.

Technológia leptania DPS

Na leptanie dosky v ktoromkoľvek z vyššie uvedených leptacích roztokov sú vhodné sklenené, keramické alebo plastové náčinie, ako sú mliečne výrobky. Ak nie je po ruke žiadna vhodná veľkosť nádoby, môžete si vziať akúkoľvek škatuľu vyrobenú z hrubého papiera alebo lepenky vhodnej veľkosti a vyložiť jej vnútro plastovým obalom. Do nádoby sa naleje roztok na leptanie a na jej povrch sa opatrne umiestni doska plošných spojov vzorom nadol. Vďaka silám povrchového napätia kvapaliny a nízkej hmotnosti bude doska plávať.

Pre pohodlie je možné korok z plastovej fľaše prilepiť do stredu dosky lepidlom. Korok bude súčasne slúžiť ako rukoväť a plavák. Hrozí ale, že sa na doske vytvoria vzduchové bubliny a v týchto miestach meď nebude korodovať.

Aby ste zabezpečili rovnomerné leptanie medi, môžete dosku plošných spojov položiť na dno nádrže vzorom nahor a pravidelne potriasť rukou. Po chvíli, v závislosti od moriacieho roztoku, sa začnú objavovať miesta bez medi a následne sa meď úplne rozpustí na celom povrchu dosky plošných spojov.

Po konečnom rozpustení medi v moriacom roztoku sa doska plošných spojov vyberie z kúpeľa a dôkladne sa umyje pod tečúcou vodou. Toner sa zo stôp odstráni handrou namočenou v acetóne a farba sa dobre odstráni handrou namočenou v rozpúšťadle, ktoré bolo pridané do farby, aby sa získala požadovaná konzistencia.

Príprava dosky plošných spojov na inštaláciu rádiových komponentov

Ďalším krokom je príprava dosky plošných spojov na inštaláciu rádiových prvkov. Po odstránení farby z dosky musia byť stopy spracované krúživým pohybom jemným brúsnym papierom. Nemusíte sa nechať uniesť, pretože medené pásy sú tenké a dajú sa ľahko zbrúsiť. Stačí len niekoľko prechodov nízkotlakovým abrazívom.

Ďalej sú vodivé dráhy a kontaktné plôšky dosky s plošnými spojmi pokryté liehovinovým tavidlom a pocínované mäkkou spájkou s eklektickou spájkovačkou. aby sa diery na doske plošných spojov neuťahovali pájkou, treba z nej trošku odobrať na hrot spájkovačky.

Po dokončení výroby dosky s plošnými spojmi zostáva len vložiť rádiové komponenty do určených pozícií a prispájkovať ich vodiče na miesta. Pred spájkovaním musia byť nohy dielov navlhčené tavivom z liehu a kolofónie. Ak sú nožičky rádiových komponentov dlhé, potom ich treba pred spájkovaním narezať bočnými frézami na dĺžku výstupku 1-1,5 mm nad povrch dosky plošných spojov. Po dokončení inštalácie dielov je potrebné odstrániť zvyšky kolofónie pomocou akéhokoľvek rozpúšťadla - alkoholu, lakového benzínu alebo acetónu. Všetky úspešne rozpúšťajú kolofóniu.

Dokončenie tohto jednoduchého kapacitného reléového obvodu od stôp PCB po funkčný prototyp netrvalo viac ako päť hodín, oveľa menej ako rozloženie tejto stránky.