Mnogi ljudi kažu da je napraviti svoj prvi PCB vrlo teško, ali u stvari je vrlo jednostavno.

Sada ću vam reći nekoliko dobro poznatih načina da napravite štampanu ploču kod kuće.

Prvo, kratak plan kako se pravi štampana ploča:

1.Priprema za proizvodnju
2. Nacrtani su provodni putevi
2.1 Boja lakom
2.2 Nacrtajte markerom ili nitro bojom
2.3 Lasersko peglanje
2.4 Štampanje sa filmskim fotorezistom
3. Etching ploče
3.1 Jetkanje željeznim hloridom
3.2 Nagrizanje bakrenim sulfatom i kuhinjskom solju
4. Tinning
5.Bušenje

1. Priprema za proizvodnju PCB-a

Prvo nam je potreban list folije PCB-a, metalne makaze ili pila za metal, obična riba za olovke i aceton.

Pažljivo izrežite potreban komad PCB-a od folije. Zatim morate pažljivo očistiti naš tekstolit, sa bakrene strane, rende za olovke dok ne zablista, a zatim obrišite naš radni komad acetonom (ovo se radi za odmašćivanje).

Slika 1. Ovdje je moj blank

Sve je spremno, sada ne dirajte sjajnu stranu, inače ćete morati ponovo odmastiti.

2. Nacrtajte provodne staze

Ovo su putevi po kojima će struja biti nošena.

2.1 Puteve crtamo lakom.

Ova metoda je najstarija i najjednostavnija. Trebat će nam najjednostavniji lak za nokte.

Lakom za nokte pažljivo nacrtajte provodne staze. Budite oprezni jer lak ponekad krvari i tragovi se spajaju. Pustite da se lak osuši. To je sve.

Slika 2. Staze obojene lakom

2.2 Nacrtajte tragove nitro bojom ili markerom

Ova metoda se ne razlikuje od prethodne, samo se sve crta mnogo lakše i brže

Slika 3. Staze obojene nitro bojom

2.3 Lasersko peglanje

Lasersko peglanje je jedan od najčešćih načina proizvodnje štampanih ploča. Metoda nije radno intenzivna i traje malo vremena. Ja lično nisam isprobao ovu metodu, ali mnogi ljudi koje poznajem koriste je sa velikim uspjehom.

Prvo, trebamo odštampati crtež naše štampane ploče na laserskom štampaču. Ako nemate laserski štampač, možete štampati na inkjet a zatim kopirati na fotokopir mašini. Za izradu crteža koristim program Sprint-Layout 4.0. Samo budite oprezni kada štampate pomoću ogledala; mnogi su ubili daske na ovaj način više puta.

Štampati ćemo na nekom starom nepotrebnom časopisu sa sjajnim papirom. Prije štampanja, podesite vaš štampač na maksimalnu potrošnju tonera, to će vas spasiti od mnogih problema.

Slika 4. Štampanje crteža na sjajnom časopisnom papiru

Sada pažljivo izrezujemo naš crtež u obliku koverte.

Slika 5. Koverta sa dijagramom

Sada stavljamo naš blanko u kovertu i pažljivo je zalijepimo sa zadnje strane trakom. Zapečatimo ga tako da se tekstolit ne pomiče u omotu

Slika 6. Gotova koverta

Sada peglajmo kovertu. Trudimo se da ne promašimo nijedan milimetar. O tome ovisi kvaliteta ploče

Slika 7. Peglanje daske

Kada je peglanje završeno, pažljivo stavite kovertu u posudu sa toplu vodu

Slika 8. Natopite kovertu

Kada se koverta natopi, umotajte papir bez njega nagli pokreti, kako ne bi oštetili tragove tonera. Ako postoje nedostaci, uzmite CD ili DVD marker i ispravite staze.

Slika 9. Gotovo gotova ploča

2.4 Izrada štampane ploče pomoću filmskog fotorezista

Kao iu prethodnoj metodi, crtamo pomoću programa Sprint-Layout 4.0 i pritisnemo print. Štampamo na specijalnom filmu za štampu na inkjet štampačima. Stoga postavljamo ispis: Uklanjamo strane f1, m1, m2; U opcijama označite polja Negativno i Okvir.

Slika 10. Postavke štampanja

Postavili smo štampač da štampa crno-belo i postavili postavke boje na maksimalan intenzitet.

Slika 11. Podešavanje štampača

Štampamo na mat strani. Ova strana je radna strana, možete je odrediti tako što ćete je zalijepiti na prste.

Nakon štampanja ostavite da se naš šablon osuši.

Slika 12. Sušenje našeg šablona

Sada odrežemo komad fotorezist filma koji nam je potreban

Slika 13. Fotorezist film

Pažljivo uklonite zaštitnu foliju (mat je), zalijepite je na našu PCB ploču

Slika 14. Lijepljenje fotorezista na tekstolit

Morate ga pažljivo zalijepiti i zapamtite, što bolje pritisnete fotorezist, to će biti kvalitetnije trake na ploči. To bi otprilike trebalo da se desi.

Slika 15. Fotorezist na PCB-u

Sada, iz filma na kojem smo štampali, izrezujemo naš crtež i nanosimo ga na naš fotorezist sa tekstolitom. Nemojte miješati strane ili ćete na kraju dobiti ogledalo. I prekrijte ga staklom

Slika 16. Nanesite film sa crtežom i prekrijte ga staklom

Sada uzimamo ultraljubičastu lampu i osvjetljavamo naše puteve. Svaka lampa ima svoje parametre za razvoj. Stoga sami odaberite udaljenost do ploče i vrijeme sjaja

Slika 17. Osvetlite staze ultraljubičastom lampom

Kada su staze osvijetljene, uzmemo malu plastičnu posudu, napravimo otopinu od 250 grama vode, kašike sode i u nju spustimo dasku bez šablona za dasku i drugog prozirnog fotorezist filma.

Slika 18. Stavite ploču u rastvor sode

Nakon 30 sekundi, pojavljuje se naš otisak pjesama. Kada se fotorezist završi otapanjem, dobićemo našu ploču, što smo i željeli. Temeljno isperite pod tekućom vodom. Sve je spremno

Slika 19. Gotova ploča

3. Graviranje nove štampane ploče. Jetkanje je način uklanjanja viška bakra sa PCB-a.

Za jetkanje se koriste posebna rješenja koja se izrađuju u plastičnim posudama.

Nakon izrade rješenja, štampana ploča se tamo spušta i gravira određeno vrijeme. Možete ubrzati vrijeme jetkanja održavanjem temperature rastvora oko 50-60 stepeni i stalnim mešanjem.

Ne zaboravite da prilikom rada koristite gumene rukavice, a zatim dobro operite ruke sapunom i vodom.

Nakon jetkanja ploče, potrebno je dobro isprati ploču pod vodom i ukloniti sve preostale lake (boju, fotorezist) običnim acetonom ili sredstvom za skidanje laka za nokte.

Sada malo o rješenjima

3.1 Jetkanje željeznim hloridom

Jedna od najpoznatijih metoda jetkanja. Za jetkanje se koriste željezni hlorid i voda u omjeru 1:4. Gdje je 1 željezni hlorid, 4 je voda.

Lako se priprema: samo sipajte u činiju potrebna količina klorirano gvožđe i napunjeno toplom vodom. Otopina bi trebala postati zelena.

Vrijeme graviranja za ploču dimenzija 3x4 centimetra je oko 15 minuta

Željezni hlorid možete nabaviti na pijaci ili u radnjama radio elektronike.

3.2 Nagrizanje bakrenim sulfatom

Ova metoda nije tako uobičajena kao prethodna, ali je također uobičajena. Ja lično koristim ovu metodu. Ova metoda je mnogo jeftinija od prethodne i lakše je nabaviti komponente.

U posude sipajte 3 kašike kuhinjske soli, 1 kašiku bakar sulfata i napunite sa 250 grama vode na temperaturi od 70 stepeni. Ako je sve ispravno, rješenje bi trebalo postati tirkizno, a nešto kasnije zeleno. Da biste ubrzali proces, morate promiješati otopinu.

Vrijeme graviranja za ploču dimenzija 3x4 centimetra je oko jedan sat

Bakar sulfat možete nabaviti u prodavnicama poljoprivrednih proizvoda. Bakar sulfat je đubrivo plave boje. U obliku je kristalnog praha. Uređaj za zaštitu baterije od potpunog pražnjenja

Pozdrav dragi posjetitelju. Znam zašto čitate ovaj članak. Da, da znam. Ne šta si ti? Nisam telepata, samo znam zašto si završio na ovoj stranici. Sigurno......

I opet, moj prijatelj Vjačeslav (SAXON_1996) želi da podeli svoj rad na zvučnicima. Reč Vjačeslavu. Nekako sam dobio jedan 10MAC zvučnik sa filterom i zvučnik visoke frekvencije. Nisam.... dugo vremena.

Štampana ploča(eng. printed circuit board, PCB, ili printed wiring board, PWB) - dielektrična ploča na površini i/ili zapremini od koje se formiraju električno provodna kola elektronsko kolo. Štampana ploča je dizajnirana za električno i mehaničko povezivanje raznih vrsta elektronske komponente. Elektronske komponente na štampanoj ploči su svojim terminalima povezane sa elementima provodljivog uzorka, obično lemljenjem.
Za razliku od površinske montaže, na štampanoj ploči elektroprovodljiva šara je napravljena od folije, koja se u potpunosti nalazi na čvrstoj izolacionoj podlozi. Štampana ploča sadrži montažne rupe i jastučiće za montažu olovnih ili ravnih komponenti. Osim toga, u štampane ploče Postoje vias za električno povezivanje sekcija folije koje se nalaze na različitim slojevima ploče. Na vanjskoj strani ploče obično se nanosi zaštitni premaz (“lemna maska”) i oznake (popratni crtež i tekst prema projektnoj dokumentaciji).

U zavisnosti od broja slojeva sa elektroprovodljivim uzorkom, štampane ploče se dele na:

• jednostrano (OSP): postoji samo jedan sloj folije zalijepljen na jednu stranu dielektrične ploče.
• dvostrano (DPP): dva sloja folije.
• višeslojni (MLP): folija ne samo na dvije strane ploče, već iu unutrašnjim slojevima dielektrika. Višeslojne štampane ploče izrađuju se lepljenjem više jednostranih ili dvostranih ploča

Kako se povećava složenost projektovanih uređaja i gustina montaže, povećava se i broj slojeva na pločama]. Prema svojstvima osnovnog materijala:

• Teško
• Toplotno provodljiv
• Fleksibilno

Štampane ploče mogu imati svoje karakteristike, zbog svoje namjene i zahtjeva za posebne radne uvjete (na primjer, prošireni temperaturni raspon) ili karakteristike primjene (na primjer, ploče za uređaje koji rade na visokim frekvencijama).
Materijali Osnova štampane ploče je dielektrik, a najčešće korišćeni materijali su fiberglas i getinax. Također, osnova tiskanih ploča može biti metalna baza obložena dielektrikom (na primjer, anodizirani aluminij), a na vrh dielektrika nanesena je bakarna folija staza. Takve štampane ploče se koriste u energetskoj elektronici za efikasno odvođenje toplote sa elektronskih komponenti. U ovom slučaju, metalna osnova ploče pričvršćena je na radijator. Materijali koji se koriste za štampane ploče koje rade u mikrotalasnom opsegu i na temperaturama do 260 °C su fluoroplasti ojačani staklenom tkaninom (na primer FAF-4D) i keramikom.
Fleksibilne ploče izrađene su od poliimidnih materijala kao što je Kapton.

Getinax koristi se u prosečnim uslovima rada.

• Prednosti: jeftino, manje bušenja, vruća integracija.
• Nedostaci: može se raslojiti tokom mehaničke obrade, može apsorbirati vlagu, smanjuje svoja dielektrična svojstva i iskrivljuje se.

Bolje je koristiti getinax obložen galvanski otpornom folijom.

Folija od fiberglasa- dobijeno presovanjem, impregnacijom epoksidnom smolom slojeva fiberglasa i lepljenog površinskog filma VF-4R od bakarne elektrofolije debljine 35-50 mikrona.

• Prednosti: dobra dielektrična svojstva.
• Nedostaci: 1,5-2 puta skuplji.

Koristi se za jednostrane i dvostrane ploče. Za višeslojne PCB-e koriste se dielektrici tanke folije FDM-1, FDM-2 i polufleksibilni RDME-1. Osnova takvih materijala je impregnirajući epoksidni sloj od stakloplastike. Debljina elektro-bakrene pocinčane folije je 35,18 mikrona. Za proizvodnju višeslojnog PP-a koristi se tkanina za jastuke, na primjer SPT-2 debljine 0,06-0,08 mm, koja je nefolijski materijal.

Manufacturing PP se može proizvesti korištenjem aditivnih ili subtraktivnih metoda. U metodi aditiva, provodljivi uzorak se formira na materijalu bez folije kemijskim bakrenim prevlačenjem kroz zaštitnu masku koja je prethodno nanesena na materijal. Kod subtraktivne metode, provodljivi uzorak se formira na materijalu folije uklanjanjem nepotrebnih dijelova folije. U savremenoj industriji koristi se isključivo subtraktivna metoda.
Cijeli proces proizvodnje štampanih ploča može se podijeliti u četiri faze:

• Izrada blankova (folijskog materijala).
• Obrada radnog komada kako bi se dobio željeni električni i mehanički izgled.
• Ugradnja komponenti.
• Testiranje.

Često se proizvodnja štampanih ploča odnosi samo na obradu radnog komada (folijskog materijala). Tipičan proces obrade folijskog materijala sastoji se od nekoliko faza: bušenje otvora, dobijanje uzorka provodnika uklanjanjem viška bakarne folije, oblaganje rupa, nanošenje zaštitnih premaza i kalajisanje i nanošenje oznaka. Za višeslojne štampane ploče dodaje se presovanje završne ploče iz nekoliko praznina.

Materijal folije- ravan list dielektrika sa zalijepljenom bakrenom folijom. U pravilu se fiberglas koristi kao dielektrik. U staroj ili vrlo jeftinoj opremi koristi se tekstolit na bazi tkanine ili papira, koji se ponekad naziva getinax. Mikrovalni uređaji koriste polimere koji sadrže fluor (fluoroplastika). Debljina dielektrika određena je potrebnom mehaničkom i električnom čvrstoćom, a najčešća debljina je 1,5 mm. Kontinuirani list bakarne folije je zalijepljen na dielektrik s jedne ili obje strane. Debljina folije je određena strujama za koje je ploča dizajnirana. Najrasprostranjenije su folije debljine 18 i 35 mikrona, 70, 105 i 140 mikrona su mnogo rjeđe. Ove vrijednosti se temelje na standardnim uvezenim debljinama bakra, u kojima se debljina sloja bakarne folije izračunava u uncama (oz) po kvadratnom metru. 18 mikrona odgovara ½ oz, a 35 mikrona odgovara 1 oz.

Aluminijumske PCB-ove Posebnu grupu materijala čine aluminijumske metalne štampane ploče.] Mogu se podeliti u dve grupe.

• Prva grupa su rješenja u obliku aluminijskog lima s visokokvalitetnom oksidiranom površinom na koju je zalijepljena bakarna folija. Takve ploče se ne mogu bušiti, pa se obično izrađuju samo jednostrano. Obrada ovakvih folijskih materijala vrši se tradicionalnim hemijskim tehnologijama štampanja. Ponekad se umjesto aluminija koristi bakar ili čelik, laminiran tankim izolatorom i folijom. Bakar ima veliku toplotnu provodljivost, a nerđajući čelik ploče pruža otpornost na koroziju.
• Druga grupa uključuje stvaranje provodljivog uzorka direktno u aluminijskoj bazi. U tu svrhu, aluminijski lim se oksidira ne samo na površini, već i po cijeloj dubini podloge, prema uzorku provodnih područja koji je specificiran fotomaskom.

Dobivanje uzorka žice U proizvodnji ploča za kola se koriste kemijske, elektrolitičke ili mehaničke metode za reprodukciju potrebnog provodljivog uzorka, kao i njihove kombinacije.

Hemijska metoda za proizvodnju štampanih ploča od gotovog folijskog materijala sastoji se od dvije glavne faze: nanošenje zaštitnog sloja na foliju i nagrizanje nezaštićenih područja hemijskim metodama. U industriji se zaštitni sloj nanosi fotolitografijom pomoću fotorezista osjetljivog na ultraljubičasto zračenje, fotomaske i izvora ultraljubičastog svjetla. Bakarna folija je potpuno prekrivena fotorezistom, nakon čega se uzorak tragova sa fotomaske osvjetljavanjem prenosi na fotorezist. Izloženi fotorezist se ispere, izlažući bakarnu foliju za jetkanje, a neeksponirani fotorezist se fiksira na foliju, štiteći je od jetkanja.

Fotorezist može biti tekući ili film. Nanosi se tečni fotorezist industrijskim uslovima, budući da je osjetljiv na neusklađenost sa tehnologijom primjene. Filmski fotorezist je popularan za ručno rađene ploče, ali je skuplji. Fotomaska ​​je UV proziran materijal sa otisnutim uzorkom traga na njemu. Nakon ekspozicije, fotorezist se razvija i fiksira kao u konvencionalnom fotohemijskom procesu. U amaterskim uvjetima, zaštitni sloj u obliku laka ili boje može se nanijeti sitoprojekcijom ili ručno. Za formiranje maske za graviranje na foliji, radio-amateri koriste prijenos tonera sa slike otisnute na laserskom štampaču („tehnologija laserskog gvožđa“). Jetkanje folije se odnosi na hemijski proces pretvaranja bakra u rastvorljiva jedinjenja. Nezaštićena folija se nagriza, najčešće, u rastvoru željeznog hlorida ili u rastvoru drugih hemikalija, na primer, bakar sulfat, amonijum persulfat, amonij bakar hlorid, amonijak bakar sulfat, na bazi hlorita, na bazi hrom anhidrida. Kada se koristi željezni hlorid, proces jetkanja ploče se odvija na sljedeći način: FeCl3+Cu → FeCl2+CuCl. Tipična koncentracija rastvora je 400 g/l, temperatura do 35°C. Kod upotrebe amonijum persulfata, proces jetkanja ploče se odvija na sledeći način: (NH4)2S2O8+Cu → (NH4)2SO4+CuSO4].Nakon jetkanja, zaštitni uzorak se ispire sa folije.

Mehanička metoda proizvodnje uključuje korištenje strojeva za glodanje i graviranje ili drugih alata za mehaničko uklanjanje sloja folije sa određenih područja.

Do nedavno lasersko graviranje štampanih ploča nije bilo široko rasprostranjeno zbog dobrih reflektivnih svojstava bakra na talasnoj dužini najčešćih gasnih CO lasera velike snage. Zbog napretka u oblasti laserske tehnologije, sada su se počele pojavljivati ​​laserske instalacije industrijske prototipe.

Metalizacija rupa Via i rupe za montažu mogu se bušiti, bušiti mehanički (u mekim materijalima kao što je getinax) ili laserom (veoma tanki otvori). Metalizacija rupa se obično vrši hemijski ili mehanički.
Mehanička metalizacija rupa se izvodi posebnim zakovicama, lemljenim žicama ili punjenjem rupe provodljivim ljepilom. Mehanička metoda je skupa za proizvodnju i stoga se koristi izuzetno rijetko, obično u visoko pouzdanim jednodijelnim rješenjima, specijalnoj visokostrujnoj opremi ili radioamaterskim uvjetima.
Prilikom hemijske metalizacije u foliji se prvo izbuše rupe, zatim se metaliziraju, a tek onda se folija ugrize kako bi se dobio uzorak štampe. Hemijska metalizacija rupa - višestepena težak proces, osjetljiv na kvalitet reagensa i pridržavanje tehnologije. Stoga se praktički ne koristi u radioamaterskim uvjetima. Pojednostavljeno, sastoji se od sljedećih koraka:

• Nanošenje zidova rupe provodljive podloge na dielektrik. Ova podloga je vrlo tanka i lomljiva. Primjenjuje se kemijskim taloženjem metala iz nestabilnih spojeva kao što je paladij hlorid.
• Na nastalu podlogu vrši se elektrolitičko ili hemijsko taloženje bakra.

Na kraju proizvodnog ciklusa ili se koristi vruće kalajisanje za zaštitu prilično rastresitog taloženog bakra, ili se rupa štiti lakom (lemna maska). Bare vias Niska kvaliteta su jedni od najviše uobičajeni razlozi kvar elektronske opreme.

Višeslojne ploče (sa više od 2 sloja metalizacije) sklapaju se od gomile tankih dvoslojnih ili jednoslojnih štampanih ploča napravljenih tradicionalan način(osim vanjskih slojeva vrećice - za sada su ostali netaknuti sa folijom). Sastavljaju se u "sendvič" sa posebnim zaptivkama (prepregovima). Zatim se vrši presovanje u peći, bušenje i metalizacija otvora. Na kraju je urezana folija vanjskih slojeva.
Rupe u takvim pločama se također mogu napraviti prije presovanja. Ako se rupe naprave prije presovanja, onda je moguće dobiti daske sa tzv. slijepim rupama (kada postoji rupa samo u jednom sloju sendviča), što omogućava zbijanje rasporeda.

Mogući premazi uključuju:

• Zaštitni i dekorativni premazi laka („maska ​​za lemljenje“). Obično ima karakteristiku zelene boje. Kada birate masku za lemljenje, imajte na umu da su neke od njih neprozirne i da se provodnici ispod njih ne vide.
• Dekorativne i informativne obloge (označavanje). Obično se nanosi sitotiskom, rjeđe - inkjet ili laserom.
• Kalajsiranje provodnika. Štiti bakrenu površinu, povećava debljinu provodnika i olakšava ugradnju komponenti. Obično se izvodi uranjanjem u kadu za lemljenje ili talas lemljenja. Glavni nedostatak je značajna debljina premaza, što otežava ugradnju komponenti visoke gustoće. Da bi se smanjila debljina, višak lema tokom kalajisanja otpuhuje se strujom vazduha.
• Hemijsko, uranjajuće ili galvansko prevlačenje folije provodnika inertnim metalima (zlato, srebro, paladijum, kalaj, itd.). Neki tipovi takvih premaza se nanose prije faze jetkanja bakra.
• Premazivanje provodljivim lakovima za poboljšanje kontaktnih svojstava konektora i membranskih tastatura ili stvaranje dodatnog sloja provodnika.

Nakon montaže štampanih ploča moguće je nanošenje dodatnih zaštitnih premaza koji štite kako samu ploču tako i lemljenje i komponente.
Mehanička restauracija Mnoge pojedinačne ploče se često postavljaju na jedan list radnog komada. Oni prolaze kroz ceo proces obrade folije kao jedne ploče, a tek na kraju se pripremaju za odvajanje. Ako su daske pravougaone, onda se glodaju ne-prolazni žljebovi, koji olakšavaju naknadno lomljenje dasaka (piskanje, od engleskog pisca do ogrebotine). Ako ploče imaju složen oblik, tada se vrši glodanje, ostavljajući uske mostove kako se ploče ne bi raspale. Za ploče bez metalizacije, umjesto glodanja, ponekad se buši niz rupa s malim koracima. U ovoj fazi dolazi i do bušenja montažnih (nemetaliziranih) rupa.

Danas ćemo govoriti u malo neobičnoj ulozi; nećemo govoriti o gadgetima, već o tehnologijama koje stoje iza njih. Prije mjesec dana bili smo u Kazanju, gdje smo upoznali momke iz Navigator Campusa. Istovremeno smo posjetili obližnju (dobro, relativno blizu) fabriku za proizvodnju štampanih ploča - Technotech. Ovaj post je pokušaj da se shvati kako se proizvode te iste štampane ploče.


Dakle, kako se prave štampane ploče za naše omiljene gadžete?

Fabrika zna da napravi ploče od početka do kraja - projektovanje ploče prema vašim tehničkim specifikacijama, proizvodnja fiberglas laminata, proizvodnja jednostranih i dvostranih štampanih ploča, proizvodnja višeslojnih štampanih ploča, obeležavanje, ispitivanje, ručno i automatsko montaža i lemljenje ploča.
Prvo ću vam pokazati kako se prave dvostrane ploče. Njihov tehnički proces se ne razlikuje od proizvodnje jednostranih štampanih ploča, osim što prilikom proizvodnje OPP-a ne obavljaju operacije na drugoj strani.

O metodama proizvodnje ploča

Općenito, sve metode proizvodnje tiskanih ploča mogu se podijeliti u dvije velike kategorije: aditivni (od latinskog additio-dodavanje) i oduzimanje (od latinskog subtratio-oduzimanje). Primjer subtraktivne tehnologije je dobro poznata LUT (Tehnologija laserskog peglanja) i njene varijacije. U procesu izrade tiskane ploče korištenjem ove tehnologije, štitimo buduće staze na listu fiberglasa tonerom od laserskog štampača, a zatim ispuštamo sve nepotrebno u željeznom kloridu.
U aditivnim metodama, naprotiv, vodljivi tragovi se na ovaj ili onaj način talože na površini dielektrika.
Poluaditivne metode (ponekad se nazivaju i kombinovane) su križ između klasičnog aditivnog i subtraktivnog. Prilikom proizvodnje PCB-a ovom metodom, dio provodljivog premaza može biti urezan (ponekad gotovo odmah nakon nanošenja), ali se to po pravilu dešava brže/lakše/jeftinije nego kod subtraktivnih metoda. U većini slučajeva to je posljedica činjenice da večina Debljina staza se povećava galvanizacijom ili hemijskim metodama, a sloj koji je podvrgnut jetkanju je tanak i služi samo kao provodni premaz za galvansko taloženje.
Pokazaću vam tačno kombinovanu metodu.

Izrada dvoslojnih štampanih ploča kombinovanom pozitivnom metodom (poluaditivna metoda)

Proizvodnja laminata od stakloplastike

Proces počinje proizvodnjom laminata od stakloplastike od folije. Fiberglas je materijal koji se sastoji od tankih listova stakloplastike (izgledaju kao gusta sjajna tkanina), impregniranih epoksidnom smolom i utisnute u hrpu u list.
Sami listovi od fiberglasa također nisu baš jednostavni - oni su utkani (kao obična tkanina u vašoj košulji) od tankih, tankih niti od običnog stakla. Toliko su tanki da se lako mogu saviti u bilo kojem smjeru. To izgleda otprilike ovako:

Orijentaciju vlakana možete vidjeti na dugotrajnoj slici sa Wikipedije:


U sredini ploče, svijetla područja su vlakna koja se kreću okomito na rez, a nešto tamnija područja su paralelna.
Ili na primjer na mikrofotografiji Tiberija, koliko se sjećam iz ovog članka:

Dakle, počnimo.
Fiberglas tkanina se isporučuje u proizvodnju u sledećim koturima:


Već je impregniran djelomično očvrslom epoksidnom smolom - ovaj materijal se zove prepreg, s engleskog pre-ja sam preg nated - prethodno impregniran. Budući da je smola već djelomično očvrsnula, više nije tako ljepljiva kao u tekućem stanju - listovi se mogu podizati ručno bez straha da će se smolom zaprljati. Smola će postati tekuća tek kada se folija zagrije, a zatim samo nekoliko minuta prije nego što se potpuno stvrdne.
Na ovoj mašini se sklapa potreban broj slojeva zajedno sa bakarnom folijom:


A evo i same rolne folije.


Zatim se platno reže na komade i ubacuje u prešu visine dvije ljudske visine:


Na fotografiji je Vladimir Potapenko, direktor proizvodnje.
Tehnologija zagrijavanja prilikom presovanja implementirana je na zanimljiv način: ne zagrijavaju se dijelovi prese, već sama folija. Na obje strane lima se dovodi struja, koja zbog otpora folije zagrijava list budućeg stakloplastike. Prešanje se odvija pri vrlo niskom pritisku kako bi se spriječilo pojavljivanje mjehurića zraka unutar PCB-a


Kada se pritisne, zbog topline i pritiska, smola omekšava, popunjava praznine i nakon polimerizacije dobije se jedan list.
Volim ovo:


Posebnom mašinom se reže u otvore za štampane ploče:


Technotech koristi dvije vrste praznina: 305x450 - mala grupna praznina, 457x610 - velika praznina
Nakon toga se za svaki set praznina ispisuje mapa rute i putovanje počinje...


Karta rute je komad papira sa listom operacija, informacijama o naknadi i bar kodom. Za kontrolu izvršenja operacija koristi se 1C 8, koji sadrži sve informacije o nalozima, tehničkom procesu i tako dalje. Nakon završetka sljedeće faze proizvodnje, bar kod na listi rute se skenira i unosi u bazu podataka.

Zarezi za bušenje

Prvi korak u proizvodnji jednoslojnih i dvoslojnih štampanih ploča je bušenje rupa. Sa višeslojnim pločama je složenije, a o tome ću kasnije. Prazni delovi sa trasnim listovima stižu u deo za bušenje:


Od praznina se sastavlja paket za bušenje. Sastoji se od podloge (materijal tipa šperploče), od jedne do tri identične blanko štampane ploče i aluminijumske folije. Folija je potrebna da bi se utvrdilo da li bušilica dodiruje površinu radnog komada - na taj način mašina utvrđuje da li je bušilica pokvarena. Svaki put kada uhvati bušilicu, kontroliše njenu dužinu i oštrenje laserom.


Nakon sklapanja paketa, on se stavlja u ovu mašinu:


Toliko je duga da sam ovu fotografiju morao spojiti iz nekoliko okvira. Ovo je švajcarska mašina iz Posaluxa, nažalost ne znam tačan model. Po karakteristikama je blizak ovome. Trostruko troši trofazni napon napajanja od 400V, a tokom rada troši 20 kW. Težina mašine je oko 8 tona. Može istovremeno obraditi četiri paketa koristeći različite programe, što daje ukupno 12 ploča po ciklusu (naravno, svi obradaci u jednom paketu će se bušiti na isti način). Ciklus bušenja se kreće od 5 minuta do nekoliko sati, u zavisnosti od složenosti i broja rupa. Prosječno vrijeme je oko 20 minuta. Technotech ima ukupno tri takve mašine.


Program se razvija zasebno i preuzima preko mreže. Sve što operater treba da uradi je da skenira batch bar kod i ubaci paket praznina unutra. Kapacitet magacina alata: 6000 svrdla ili glodala.


U blizini se nalazi veliki ormarić sa bušilicama, ali operater ne treba da kontroliše oštrenje svake burgije i da je menja - mašina uvek zna stepen istrošenosti svrdla - beleži u memoriju koliko rupa je svaka izbušila bušilica. Kada se resurs iscrpi, on sam zamjenjuje bušilicu novom, stare bušilice će samo morati biti istovarene iz kontejnera i poslane na ponovno oštrenje.


Ovako izgleda unutrašnjost mašine:


Nakon bušenja, na trasnom listu i podlozi se pravi oznaka, a ploča se šalje fazu po fazu u sljedeću fazu.

Čišćenje, aktiviranje obradaka i hemijsko bakrovanje.

Iako mašina koristi sopstveni „usisivač” tokom i nakon bušenja, površinu ploče i rupe još treba očistiti od prljavštine i pripremiti za sledeću tehnološku operaciju. Za početak, ploča se jednostavno čisti u otopini za čišćenje s mehaničkim abrazivima


Natpisi, s lijeva na desno: „Komora za čišćenje četkom gore/dolje“, „Komora za pranje“, „Neutralna zona“.
Ploča postaje čista i sjajna:


Nakon toga se u sličnoj instalaciji provodi proces površinske aktivacije. Za svaku površinu se upisuje serijski broj Površinska aktivacija je priprema za nanošenje bakra na unutrašnju površinu rupa kako bi se stvorile otvore između slojeva ploče. Bakar se ne može taložiti na nepripremljenoj površini, pa se ploča tretira posebnim katalizatorima na bazi paladija. Paladij se, za razliku od bakra, lako taloži na bilo kojoj površini, a zatim služi kao kristalizacijski centri za bakar. Instalacija za aktivaciju:

Nakon toga, uzastopno prolazeći kroz nekoliko kupki u drugoj sličnoj instalaciji, radni komad dobiva tanak (manji od mikrona) sloj bakra u rupama.


Zatim se ovaj sloj galvanizacijom povećava na 3-5 mikrona - to poboljšava otpornost sloja na oksidaciju i oštećenja.

Nanošenje i ekspozicija fotorezista, uklanjanje neeksponiranih područja.

Zatim se ploča šalje u područje primjene fotorezista. Nisu nas pustili jer je bilo zatvoreno, a generalno je bila čista prostorija, pa ćemo se ograničiti na fotografije kroz staklo. Vidio sam nešto slično u Half-Lifeu (govorim o cijevima koje se spuštaju sa stropa):


Zapravo, zeleni film na bubnju je fotorezist.


Dalje, s lijeva na desno (na prvoj fotografiji): dvije instalacije za nanošenje fotorezista, zatim automatski i ručni okvir za osvjetljenje pomoću unaprijed pripremljenih šablona za fotografije. Automatski okvir ima kontrolu koja uzima u obzir tolerancije poravnanja sa referentnim tačkama i rupama. U ručnom okviru, maska ​​i daska se poravnavaju ručno. Sitotisak i maska ​​za lemljenje prikazani su na istim okvirima. Sledi ugradnja razvijanja i pranja dasaka, ali pošto nismo stigli, nemam fotografije ovog dela. Ali tu nema ništa zanimljivo - otprilike isti transporter kao u "aktivaciji", gdje radni komad prolazi sukcesivno kroz nekoliko kupki s različitim rješenjima.
A u prvom planu je ogroman štampač koji štampa ove iste šablone fotografija:


Evo ploče na kojoj je primijenjena, izložena i razvijena:


Imajte na umu da se fotorezist nanosi na područja gdje kasnije neću bakar - maska ​​je negativna, a ne pozitivna, kao kod LUT-a ili domaćeg fotorezista. To je zato što će u budućnosti doći do nakupljanja u područjima budućih kolosijeka.


Ovo je takođe pozitivna maska:


Sve ove operacije se odvijaju pod neaktiničkim osvjetljenjem, čiji je spektar odabran tako da istovremeno ne utiče na fotorezist i pruža maksimalno osvjetljenje za rad ljudi u datoj prostoriji.
Volim najave čije značenje ne razumijem:

Galvanska metalizacija

Sada je došlo kroz Njeno Veličanstvo - galvansku metalizaciju. Zapravo, to je već izvedeno u prethodnoj fazi, kada je izgrađen tanak sloj hemijskog bakra. Ali sada će sloj biti povećan još više - sa 3 mikrona na 25. Ovo je sloj koji provodi glavnu struju u vijasima. To se radi u sljedećim kupatilima:


U kojima kruže složeni sastavi elektrolita:


A specijalni robot, poštujući programirani program, vuče daske iz jednog kupatila u drugo:


Jedan ciklus bakrenja traje 1 sat i 40 minuta. Jedna paleta može obraditi 4 obradaka, ali u kadi može biti nekoliko takvih paleta.

Taloženje metalnog otpornika

Sljedeća operacija je još jedna galvanska metalizacija, samo što sada taloženi materijal nije bakar, već POS - olovno-kalajni lem. A sam premaz, po analogiji s fotorezistom, naziva se metalni rezist. Ploče se postavljaju u okvir:


Ovaj okvir prolazi kroz nekoliko već poznatih galvanskih kupki:


I prekriven je bijelim slojem POS-a. U pozadini možete vidjeti drugu ploču, koja još nije obrađena:

Uklanjanje fotorezista, bakarno jetkanje, uklanjanje metalnog otpora

Sada je fotorezist ispran s ploča, ispunio je svoju funkciju. Sada na mirnoj bakrenoj ploči postoje tragovi prekriveni metalnim otpornikom. U ovoj instalaciji, nagrizanje se javlja u lukavom rješenju koje ugrize bakar, ali ne dodiruje metalni otpornik. Koliko se sjećam, sastoji se od amonijum karbonata, amonijum hlorida i amonijum hidroksida. Nakon graviranja, ploče izgledaju ovako:


Trake na ploči su „sendvič“ od donjeg sloja bakra i gornjeg sloja galvanskog POS-a. Sada, s još jednim još lukavijim rješenjem, provodi se još jedna operacija - POS sloj se uklanja bez utjecaja na sloj bakra.


Istina, ponekad se PIC ne uklanja, već se topi u posebnim pećima. Ili ploča prolazi kroz vruće kalajisanje (HASL proces) - gdje se spušta u veliku kupku lemljenja. Prvo se premazuje kolofonijskim fluksom:


I instaliran je u ovoj mašini:


Spušta ploču u kadu za lemljenje i odmah je izvlači. Vazdušne struje otpuhuju višak lema, ostavljajući samo tanak sloj na ploči. Plaćanje je ovako:


Ali u stvari, metoda je malo "varvarska" i ne funkcionira baš dobro na pločama, posebno na višeslojnim - kada se uroni u rastopljeni lem, ploča trpi temperaturni šok, što ne funkcionira baš dobro na unutarnjim elementima višeslojnih ploče i tanki tragovi jednoslojnih i dvoslojnih ploča.
Mnogo je bolje pokriti zlatom ili srebrom. Evo nekoliko vrlo dobrih informacija o premazima za uranjanje ako nekoga zanima.
Nismo posjetili mjesto za potapanje iz banalnog razloga - bilo je zatvoreno, a mi smo bili previše lijeni da dobijemo ključ. Steta.

Elektrotest

Zatim se gotovo gotove ploče šalju na vizuelni pregled i električna ispitivanja. Električni test je kada se provjeravaju spojevi svih kontaktnih pločica da se vidi ima li prekida. Izgleda vrlo smiješno - mašina drži ploču i brzo zabada sonde u nju. Video ovog procesa možete pogledati na mom instagram(usput, možete se pretplatiti tamo). A u foto obliku to izgleda ovako:


Ta velika mašina lijevo je električni test. A evo i samih sondi bliže:


Na snimku je, međutim, bila još jedna mašina - sa 4 sonde, a ovde ih je 16. Kažu da je mnogo brža od sve tri stare mašine sa četiri sonde zajedno.

Nanošenje maske za lemljenje i premazivanje jastučića

Sljedeći tehnološki proces je nanošenje maske za lemljenje. Ta ista zelena (pa, najčešće zelena. Ali generalno može biti jako različite boje) premaz koji vidimo na površini ploča. Pripremljene ploče:


Stavljaju se u ovu mašinu:


Koji kroz tanku mrežicu širi polutekuću masku po površini ploče:


Inače, možete pogledati i video aplikacije instagram(i pretplatite se također :)
Nakon toga, ploče se suše dok maska ​​ne prestane da se lijepe i izlažu se u istoj žutoj prostoriji koju smo vidjeli gore. Nakon toga, neeksponirana maska ​​se ispere, otkrivajući kontaktne mrlje:


Zatim se premazuju završnim premazom - vrućim kalajisanjem ili potapanjem:


I nanose se oznake - sitotisak. To su bijela (najčešće) slova koja pokazuju gdje se koji konektor nalazi i koji element se tu nalazi.
Može se primijeniti pomoću dvije tehnologije. U prvom slučaju sve se događa isto kao i sa maskom za lemljenje, samo se boja sastava razlikuje. Pokriva cijelu površinu ploče, zatim se izlaže, a područja koja nisu osušena ultraljubičastim svjetlom se ispiru. U drugom slučaju, nanosi ga poseban štampač koji štampa lukavom epoksidnom smjesom:


To je i jeftinije i mnogo brže. Vojska, inače, ne favorizuje ovaj štampač, a u zahtevima za svoje ploče stalno navodi da se oznake primenjuju samo fotopolimerom, što uveliko uznemirava glavnog tehnologa.

Proizvodnja višeslojnih štampanih ploča metodom metalizacije kroz rupe:

Sve što sam gore opisao važi samo za jednostrane i dvostrane štampane ploče (u fabrici ih, inače, niko tako ne zove, svi kažu OPP i DPP). Višeslojne ploče (MPC) izrađuju se na istoj opremi, ali koristeći nešto drugačiju tehnologiju.

Proizvodnja zrna

Jezgro je unutrašnji sloj tanke PCB-a sa bakrenim provodnicima na njemu. U jednoj ploči može biti od 1 takve jezgre (plus dvije strane - troslojna ploča) do 20. Jedna od jezgri se zove zlato - to znači da se koristi kao referenca - sloj na kojem su sve ostale set. Jezgra izgledaju ovako:


Izrađuju se na potpuno isti način kao i konvencionalne ploče, samo što je debljina laminata od stakloplastike vrlo mala - obično 0,5 mm. List ispada toliko tanak da se može saviti poput debelog papira. Na njegovu površinu se nanosi bakrena folija, a onda se sve dešava normalne faze- nanošenje, ekspozicija fotorezista i jetkanje. Rezultat toga su sljedeći listovi:


Nakon proizvodnje, gusjenice se provjeravaju na integritet na mašini koja poredi uzorak ploče sa svjetlom pomoću fotomaske. Osim toga, postoji i vizualna kontrola. I to je stvarno vizualno - ljudi sjede i gledaju u prazna mjesta:


Ponekad jedna od kontrolnih faza donosi presudu o lošem kvalitetu jednog od obradaka (crni križići):


Ovaj list ploča, u kojem je došlo do kvara, i dalje će biti proizveden u potpunosti, ali nakon rezanja, neispravna ploča će otići u smeće. Nakon što su svi slojevi napravljeni i testirani, počinje sljedeća tehnološka operacija.

Sklapanje jezgri u vrećicu i presovanje

Ovo se dešava u prostoriji koja se zove "Presing Area":


Jezgra za ploču su položena u ovu gomilu:


A pored nje je mapa lokacije slojeva:


Nakon toga u igru ​​ulazi poluautomatska mašina za presovanje dasaka. Njegova poluautomatska priroda leži u činjenici da joj operater mora, na njenu naredbu, dati jezgra određenim redoslijedom.


Prenošenje za izolaciju i lijepljenje prepreg pločama:


A onda počinje magija. Mašina hvata i prenosi listove na radno polje:


Zatim ih poravnava duž referentnih rupa u odnosu na zlatni sloj.


Zatim radni komad ide u vruću prešu, a nakon zagrijavanja i polimerizacije slojeva u hladnu. Nakon toga dobivamo isti list stakloplastike, koji se ne razlikuje od praznina za dvoslojne tiskane ploče. Ali unutra ima dobro srce, nekoliko jezgri sa formiranim stazama, koje, međutim, još nisu ni na koji način povezane i razdvojene su izolacijskim slojevima polimeriziranog preprega. Zatim proces prolazi kroz iste faze koje sam ranije opisao. Istina, sa malom razlikom.

Zarezi za bušenje

Prilikom sastavljanja paketa OPP i DPP za bušenje ne treba ga centrirati, a može se sklopiti sa određenom tolerancijom - ovo je još uvijek prva tehnološka operacija, a svi ostali će se njome rukovoditi. Ali prilikom sastavljanja paketa višeslojnih štampanih ploča, vrlo je važno pridržavati se unutrašnjih slojeva - prilikom bušenja rupa mora proći kroz sve unutrašnje kontakte jezgara, povezujući ih u ekstazi tokom metalizacije. Dakle, paket se sklapa na mašini ovako:


Ovo je rendgenska bušilica koja vidi unutrašnje metalne referentne oznake kroz tekstolit i na osnovu njihove lokacije buši osnovne rupe u koje se ubacuju pričvršćivači za ugradnju paketa u mašinu za bušenje.

Metalizacija

Tada je sve jednostavno - obradak se buši, čisti, aktivira i metalizira. Metalizacija rupe povezuje sve bakrene pete unutar štampane ploče:


Tako se završava elektronsko kolo unutrašnjosti štampane ploče.

Provjera i poliranje

Zatim se iz svake ploče izrezuje komad koji se polira i pregleda pod mikroskopom kako bi se uvjerio da su sve rupe ispale u redu.


Ovi dijelovi se nazivaju presjeci - poprečno rezani dijelovi tiskane ploče, što vam omogućava da ocijenite kvalitetu ploče u cjelini i debljinu bakrenog sloja u središnjim slojevima i spojevima. U ovom slučaju nije dozvoljeno brusiti zasebnu ploču, već cijeli set promjera posebno izrađenih od ruba ploče koji se koriste u narudžbi. Tanki dio ispunjen prozirnom plastikom izgleda ovako:

Glodanje ili crtanje

Zatim se ploče koje se nalaze na grupnom blanku moraju podijeliti na nekoliko dijelova. To se radi ili na glodalici:


Koji glodalicom izrezuje željenu konturu. Druga opcija je crtanje, to je kada se obris ploče ne izrezuje, već se seče okruglim nožem. Ovo je brže i jeftinije, ali vam omogućava da napravite samo pravokutne ploče, bez složenih kontura i unutrašnjih izreza. Evo ispisane table:

A evo i mljevenog:


Ako je samo naručena proizvodnja ploča, tu se sve završava - ploče se stavljaju na hrpu:


Pretvara se u isti list rute:


I čekaju da budu poslani.
A ako vam je potrebna montaža i brtvljenje, onda je još nešto zanimljivo pred vama.

Skupština

Zatim ploča, ako je potrebno, ide u prostor za montažu, gdje su potrebne komponente zalemljene na nju. Ako govorimo o ručnom sklapanju, onda je sve jasno, sjede ljudi (inače, većina su žene, kad sam otišla do njih, uši su mi se navukle od pjesme sa magnetofonske trake “Bože, kakav čovjek”):


I sakupljaju, sakupljaju:


Ali ako govorimo o automatskoj montaži, onda je sve mnogo zanimljivije. To se događa na tako dugoj instalaciji od 10 metara, koja radi sve - od nanošenja paste za lemljenje do lemljenja na termalnim profilima.


Inače, sve je ozbiljno. Čak su i tepisi tamo uzemljeni:


Kao što rekoh, sve počinje činjenicom da se nerezani list sa štampanim pločama ugrađuje zajedno sa metalnim šablonom na početku mašine. Lemna pasta se gusto nanosi na šablonu, a nož za ribanje koji prolazi odozgo ostavlja precizno odmerene količine paste u udubljenjima šablona.


Šablon se podiže i lemna pasta se postavlja na ispravna mesta na ploči. Kasete sa komponentama su ugrađene u sledeće pregrade:


Svaka komponenta se ubacuje u odgovarajuću kasetu:


Računaru koji kontroliše mašinu se kaže gde se svaka komponenta nalazi:


I on počinje da raspoređuje komponente na ploči.


Ovako izgleda (video nije moj). Možete gledati zauvijek:

Mašina za ugradnju komponenti zove se Yamaha YS100 i sposobna je da instalira 25.000 komponenti na sat (jedna traje 0,14 sekundi).
Zatim ploča prolazi kroz toplu i hladnu zonu šporeta (hladno znači „samo“ 140°C, u poređenju sa 300°C u toplom delu). Provodeći strogo određeno vrijeme u svakoj zoni sa strogo određenom temperaturom, pasta za lemljenje se topi, čineći jednu cjelinu s nogama elemenata i tiskanom pločom:


Zalemljeni list ploča izgleda ovako:


Sve. Ploča se po potrebi seče i pakuje da uskoro ide kupcu:

Primjeri

Konačno, primjeri onoga što tehnotehnologija može učiniti. Na primjer, dizajn i proizvodnja višeslojnih ploča (do 20 slojeva), uključujući ploče za BGA komponente i HDI ploče:


C sa svim "numeriranim" vojnim odobrenjima (da, svaka ploča je ručno označena brojem i datumom proizvodnje - to zahtijeva vojska):


Dizajn, proizvodnja i montaža ploča gotovo bilo koje složenosti, od vlastitih ili od komponenti kupaca:


I HF, mikrovalna, ploče sa metaliziranim krajem i metalnom podlogom (ja ovo nažalost nisam slikao).
Naravno, nisu konkurencija Resonit-u u smislu brzih prototipova ploča, ali ako imate 5 ili više komada, preporučujem da ih pitate za cijenu proizvodnje - oni stvarno žele raditi sa civilnim narudžbama.

Pa ipak, još uvijek postoji proizvodnja u Rusiji. Bez obzira šta kažu.

Konačno, možete doći do daha, pogledati u strop i pokušati razumjeti zamršenost cijevi:

Šta je štampana ploča

Štampana ploča (PCB, ili printed wiring board, PWB) je dielektrična ploča na površini i/ili zapremini od koje se formiraju električno provodna kola elektronskog kola. Štampana ploča je dizajnirana da električno i mehanički poveže različite elektronske komponente. Elektronske komponente na štampanoj ploči su svojim terminalima povezane sa elementima provodljivog uzorka, obično lemljenjem.

Za razliku od površinske montaže, na štampanoj ploči elektroprovodljiva šara je napravljena od folije, koja se u potpunosti nalazi na čvrstoj izolacionoj podlozi. Štampana ploča sadrži montažne rupe i jastučiće za montažu olovnih ili ravnih komponenti. Pored toga, štampane ploče imaju otvore za električno povezivanje delova folije koji se nalaze na različitim slojevima ploče. Na vanjskoj strani ploče obično se nanosi zaštitni premaz (“lemna maska”) i oznake (popratni crtež i tekst prema projektnoj dokumentaciji).

U zavisnosti od broja slojeva sa elektroprovodljivim uzorkom, štampane ploče se dele na:

jednostrano (OSP): postoji samo jedan sloj folije zalijepljen na jednu stranu dielektrične ploče.

dvostrano (DPP): dva sloja folije.

višeslojni (MLP): folija ne samo na dvije strane ploče, već iu unutrašnjim slojevima dielektrika. Višeslojne štampane ploče izrađuju se lepljenjem više jednostranih ili dvostranih ploča.

Kako se povećava složenost projektovanih uređaja i gustina ugradnje, povećava se i broj slojeva na pločama.

Osnova štampane ploče je dielektrik, a najčešće korišćeni materijali su fiberglas i getinax. Također, osnova tiskanih ploča može biti metalna baza obložena dielektrikom (na primjer, anodizirani aluminij), a na vrh dielektrika nanesena je bakarna folija staza. Takve štampane ploče se koriste u energetskoj elektronici za efikasno odvođenje toplote sa elektronskih komponenti. U ovom slučaju, metalna osnova ploče pričvršćena je na radijator. Materijali koji se koriste za štampane ploče koje rade u mikrotalasnom opsegu i na temperaturama do 260 °C su fluoroplasti ojačani staklenom tkaninom (na primer FAF-4D) i keramikom. Fleksibilne ploče izrađene su od poliimidnih materijala kao što je Kapton.

Koji materijal ćemo koristiti za izradu ploča?

Najčešći, pristupačni materijali za izradu ploča su Getinax i Fiberglass. Getinax papir impregniran bakelitnim lakom, fiberglas tekstolit sa epoksidom. Definitivno ćemo koristiti fiberglas!

Folija fiberglas laminat je ploča izrađena od staklenih tkanina, impregnirana vezivom na bazi epoksidnih smola i obostrano obložena bakarnom elektrolitički galvanski otpornom folijom debljine 35 mikrona. Ekstremno dozvoljena temperatura od -60ºS do +105ºS. Ima vrlo visoka mehanička i električna izolacijska svojstva i lako se obrađuje rezanjem, bušenjem, štancanjem.

Fiberglas se uglavnom koristi jednostrano ili dvostrano debljine 1,5 mm i sa bakarnom folijom debljine 35 mikrona ili 18 mikrona. Koristit ćemo jednostrani laminat od stakloplastike debljine 0,8 mm sa folijom debljine 35 mikrona (zašto će biti detaljnije objašnjeno u nastavku).

Metode za izradu štampanih ploča kod kuće

Ploče se mogu proizvoditi hemijski i mehanički.

Hemijskom metodom, na onim mjestima gdje bi na ploči trebale biti tragove (uzorak), na foliju se nanosi zaštitni sastav (lak, toner, boja itd.). Zatim se ploča uranja u poseban rastvor (gvozdeni hlorid, vodikov peroksid i drugi) koji „korodira“ bakrenu foliju, ali ne utiče na zaštitni sastav. Kao rezultat toga, bakar ostaje pod zaštitnim sastavom. Zaštitni sastav se zatim uklanja otapalom i ostaje gotova ploča.

Mehanička metoda koristi skalpel (za ručnu proizvodnju) ili glodalicu. Poseban rezač pravi žljebove na foliji, ostavljajući na kraju otoke s folijom - neophodan uzorak.

Mašine za glodanje su prilično skupe, a same glodalice su skupe i imaju kratak resurs. Dakle, nećemo koristiti ovu metodu.

Najjednostavnija hemijska metoda je ručna. Lakom za rizograf crtamo tragove na ploči, a zatim ih jedkamo otopinom. Ova metoda ne dozvoljava izradu složenih ploča sa vrlo tankim tragovima - tako da to nije ni naš slučaj.

Sljedeća metoda izrade ploča je korištenje fotorezista. Ovo je vrlo uobičajena tehnologija (ploče se izrađuju ovom metodom u tvornici) i često se koristi kod kuće. Na internetu postoji mnogo članaka i metoda za izradu ploča pomoću ove tehnologije. Daje vrlo dobre i ponovljive rezultate. Međutim, ni to nije naša opcija. Glavni razlog su prilično skupi materijali (fotootpor, koji se takođe vremenom kvari), kao i dodatni alati (UV lampa, laminator). Naravno, ako kod kuće imate veliku proizvodnju ploča - tada je fotorezist bez premca - preporučujemo da ga savladate. Također je vrijedno napomenuti da nam oprema i fotorezist tehnologija omogućavaju proizvodnju sitotiska i zaštitnih maski na štampanim pločama.

Pojavom laserskih pisača, radio-amateri su ih počeli aktivno koristiti za proizvodnju ploča. Kao što znate, laserski štampač koristi "toner" za štampanje. Ovo je poseban prah koji se interesuje pod temperaturom i lijepi se za papir - rezultat je crtež. Toner je otporan na razne hemikalije, to mu omogućava da se koristi kao zaštitni premaz na površini bakra.

Dakle, naša metoda je da prebacimo toner sa papira na površinu bakrene folije, a zatim nagrizemo ploču posebnim rastvorom kako bismo napravili uzorak.

Zbog jednostavnosti korištenja ovu metodu je zaradio veoma široku distribuciju u radio-amaterima. Ako u Yandex ili Google upišete kako prenijeti toner sa papira na ploču, odmah ćete pronaći izraz kao što je "LUT" - tehnologija laserskog peglanja. Ploče po ovoj tehnologiji izrađuju se ovako: uzorak staza se štampa u zrcalnoj verziji, papir se nanosi na dasku sa šarom na bakru, vrh ovog papira se pegla, toner omekšava i lepi se za board. Papir se zatim natopi vodom i ploča je spremna.

Na internetu postoji "milion" članaka o tome kako napraviti ploču koristeći ovu tehnologiju. Ali ova tehnologija ima mnoge nedostatke koji zahtijevaju direktne ruke i jako dugo vremena da se prilagodite na nju. Odnosno, morate to osjetiti. Isplate ne izlaze prvi put, izlaze svaki drugi put. Postoje mnoga poboljšanja - korištenje laminatora (sa modifikacijom - uobičajeni nema dovoljno temperature), što vam omogućava da postignete vrlo dobre rezultate. Postoje čak i metode za izradu specijalnih toplotnih presa, ali sve to opet zahtijeva posebnu opremu. Glavni nedostaci LUT tehnologije:

pregrijavanje - staze se šire - postaju šire

pregrijavanje - tragovi ostaju na papiru

papir je “spržen” na ploču - čak i kada je mokar teško se skida - kao rezultat, toner se može oštetiti. Na internetu postoji mnogo informacija o tome koji papir odabrati.

Porozni toner - nakon uklanjanja papira ostaju mikropore u toneru - kroz njih se i ploča ugrize - dobijaju se korodirani tragovi

ponovljivost rezultata - danas je odlično, sutra je loše, pa dobro - vrlo je teško postići stabilan rezultat - strogo je neophodno konstantna temperatura za zagrijavanje tonera potreban vam je stabilan kontaktni pritisak na ploču.

Usput, nisam uspio napraviti ploču na ovaj način. Pokušao sam to učiniti i na časopisima i na premazanom papiru. Kao rezultat toga, čak sam i pokvario ploče - bakar je nabubrio zbog pregrijavanja.

Iz nekog razloga, na Internetu postoji nepravedno malo informacija o drugoj metodi prijenosa tonera - metodi hladnog kemijskog prijenosa. Zasnovan je na činjenici da toner nije rastvorljiv u alkoholu, ali je rastvorljiv u acetonu. Kao rezultat toga, ako odaberete mješavinu acetona i alkohola koja će samo omekšati toner, onda se može "ponovno zalijepiti" na ploču od papira. Ova metoda mi se jako svidjela i odmah je urodila plodom - prva ploča je bila spremna. Međutim, kako se kasnije ispostavilo, nigdje nisam mogao pronaći detaljne informacije, što bi dalo 100% rezultate. Potrebna nam je metoda kojom bi čak i dijete moglo napraviti ploču. Ali drugi put nije uspjelo napraviti ploču, pa je opet trebalo dugo da se odaberu potrebni sastojci.

Kao rezultat toga, nakon mnogo truda, razvijen je niz akcija, odabrane su sve komponente koje daju, ako ne 100%, onda 95% dobrog rezultata. I što je najvažnije, proces je toliko jednostavan da dijete može napraviti ploču potpuno samostalno. Ovo je metoda koju ćemo koristiti. (naravno, možete nastaviti da ga dovodite do ideala - ako vam bude bolje, onda pišite). Prednosti ove metode:

svi reagensi su jeftini, pristupačni i sigurni

nije potreban dodatni alat (pegle, lampe, laminatori - ništa, iako ne - potrebna vam je šerpa)

nema načina da oštetite ploču - ploča se uopće ne zagrijava

papir se sam odvaja - možete vidjeti rezultat prijenosa tonera - gdje transfer nije izašao

u toneru nema pora (zapečaćene su papirom) - dakle, nema jedki

radimo 1-2-3-4-5 i uvijek dobijemo isti rezultat - skoro 100% ponovljivost

Prije nego što počnemo, hajde da vidimo koje ploče su nam potrebne i šta možemo učiniti kod kuće koristeći ovu metodu.

Osnovni zahtjevi za proizvedene ploče

Radićemo uređaje na mikrokontrolerima, koristeći moderne senzore i mikro kola. Mikročipovi postaju sve manji i manji. Shodno tome, za ploče moraju biti ispunjeni sljedeći zahtjevi:

ploče moraju biti dvostrane (u pravilu je vrlo teško ožičiti jednostranu ploču, napraviti četveroslojne ploče kod kuće je prilično teško, mikrokontrolerima je potreban sloj zemlje za zaštitu od smetnji)

gusjenice treba da budu debljine 0,2 mm - ova veličina je sasvim dovoljna - 0,1 mm bi bilo još bolje - ali postoji mogućnost nagrizanja i odlijetanja tragova tokom lemljenja

razmaci između staza su 0,2 mm - to je dovoljno za gotovo sve strujne krugove. Smanjenje razmaka na 0,1 mm prepuno je spajanja staza i poteškoća u praćenju ploče zbog kratkih spojeva.

Nećemo koristiti zaštitne maske, niti ćemo raditi sitotisak - to će zakomplikovati proizvodnju, a ako sami pravite ploču, onda za tim nema potrebe. Opet, na internetu ima dosta informacija o ovoj temi, a ako želite, možete i sami odraditi “maraton”.

Daske nećemo kalajisati, to takođe nije potrebno (osim ako ne pravite uređaj 100 godina). Za zaštitu ćemo koristiti lak. Naš glavni cilj je da brzo, efikasno i jeftino napravimo ploču za uređaj kod kuće.

Ovako izgleda gotova ploča. izrađene po našoj metodi - staze 0,25 i 0,3, udaljenosti 0,2

Kako napraviti dvostranu ploču od 2 jednostrane

Jedan od izazova izrade dvostranih ploča je poravnavanje stranica tako da se spojevi poravnaju. Obično se za to pravi “sendvič”. Na listu papira se štampaju dvije strane odjednom. List je presavijen na pola, a strane su precizno poravnate posebnim oznakama. Unutra je postavljen dvostrani tekstolit. LUT metodom se takav sendvič pegla i dobije se dvostrana daska.

Međutim, kod metode prijenosa hladnog tonera, sam prijenos se vrši pomoću tekućine. Zbog toga je veoma teško organizovati proces vlaženja jedne strane u isto vreme kada i druge strane. To se, naravno, također može učiniti, ali uz pomoć posebnog uređaja - mini presa (vice). Uzimaju se debeli listovi papira - koji upijaju tečnost za prenošenje tonera. Plahte se navlaže kako tečnost ne bi kapala i plahta zadržala oblik. A onda se pravi "sendvič" - navlažena čaršava, list toalet papira da upije višak tečnosti, list sa slikom, dvostrana daska, list sa slikom, list toalet papira, navlažena čaršava opet. Sve je to vertikalno stegnuto u škripcu. Ali nećemo to učiniti, uradićemo to jednostavnije.

Na forumima za proizvodnju ploča pojavila se vrlo dobra ideja - kakav je problem napraviti dvostranu ploču - uzmite nož i prepolovite PCB. Budući da je fiberglas slojevit materijal, to nije teško učiniti uz određenu vještinu:

Kao rezultat, od jedne dvostrane ploče debljine 1,5 mm dobijamo dvije jednostrane polovice.

Zatim napravimo dvije ploče, izbušimo ih i to je to - savršeno su poravnate. Nije uvijek bilo moguće ravnomjerno seći PCB, pa je na kraju došla ideja da se koristi tanak jednostrani PCB debljine 0,8 mm. Dvije polovice tada ne moraju biti zalijepljene zajedno; oni će se držati na mjestu pomoću zalemljenih kratkospojnika u spojevima, dugmadima i konektorima. Ali ako je potrebno, možete ga bez problema zalijepiti epoksidnim ljepilom.

Glavne prednosti ovog planinarenja:

Tekstolit debljine 0,8 mm lako se seče makazama za papir! U bilo kojem obliku, odnosno vrlo je lako rezati da pristaje tijelu.

Tanka PCB - prozirna - svjetlucanjem svjetiljke odozdo možete lako provjeriti ispravnost svih staza, kratkih spojeva, prekida.

Lemljenje jedne strane je lakše - komponente s druge strane ne ometaju i lako možete kontrolirati lemljenje pinova mikrokruga - možete spojiti strane na samom kraju

Morate izbušiti duplo više rupa i rupe se mogu malo poklapati

Krutost konstrukcije se malo gubi ako ne zalijepite ploče zajedno, ali lijepljenje nije baš zgodno

Jednostrani laminat od stakloplastike debljine 0,8 mm teško je kupiti; većina ljudi prodaje 1,5 mm, ali ako ga ne možete nabaviti, možete nožem izrezati deblji tekstolit.

Idemo dalje na detalje.

Potrebni alati i hemiju

Biće nam potrebni sledeći sastojci:

Sada kada imamo sve ovo, idemo korak po korak.

1. Raspored slojeva ploče na listu papira za štampanje pomoću InkScape-a

Komplet automatskih stezaljki:

Preporučujemo prvu opciju - jeftinija je. Zatim morate lemiti žice i prekidač (po mogućnosti dugme) na motor. Bolje je postaviti dugme na kućište kako bi bilo praktičnije brzo uključivanje i isključivanje motora. Ostaje samo da odaberete napajanje, možete uzeti bilo koje napajanje sa 7-12V strujom 1A (moguće je manje), ako nema takvog napajanja, tada može biti prikladno USB punjenje na 1-2A ili Krona baterija (samo morate probati - ne vole svi motore za punjenje, motor se možda neće pokrenuti).

Bušilica je spremna, možete bušiti. Ali samo treba da bušite strogo pod uglom od 90 stepeni. Možete napraviti mini mašinu - na Internetu postoje različite šeme:

Ali postoji jednostavnije rješenje.

Pribor za bušenje

Da biste izbušili tačno 90 stepeni, dovoljno je napraviti šablon za bušenje. Uradićemo nešto ovako:

Veoma je lako napraviti. Uzmite kvadrat bilo koje plastike. Postavljamo našu bušilicu na sto ili drugu ravnu površinu. I izbušite rupu u plastici koristeći potrebnu bušilicu. Važno je osigurati ravnomjerno horizontalno kretanje bušilice. Motor možete nasloniti na zid ili šinu, kao i plastiku. Zatim upotrijebite veliku bušilicu da izbušite rupu za steznu čauru. Sa stražnje strane izbušite ili odrežite komad plastike tako da bušilica bude vidljiva. Na dno možete zalijepiti neklizajuću površinu - papir ili gumicu. Za svaku bušilicu se mora napraviti takva šablona. Ovo će osigurati savršeno precizno bušenje!

Ova opcija je također prikladna, odrežite dio plastike na vrhu i odrežite kut odozdo.

Evo kako bušiti s njim:

Bušilicu pričvrstimo tako da strši 2-3 mm kada je stezaljka potpuno uronjena. Bušilicu stavljamo na mesto gde treba da izbušimo (prilikom jetkanja ploče imaćemo oznaku gde da izbušimo u vidu mini rupe u bakru - u Kicadu smo posebno stavili kvačicu za to, tako da bušilica će stajati sama), pritisnite šablon i uključite motor - rupa spremna. Za osvjetljenje možete koristiti baterijsku lampu tako što ćete je staviti na sto.

Kao što smo ranije pisali, rupe možete izbušiti samo na jednoj strani - tamo gdje staze stanu - druga polovina se može izbušiti bez uboda duž prve rupe za vođenje. Ovo štedi malo truda.

8. Lisenje ploče

Zašto kalajisati ploče - uglavnom za zaštitu bakra od korozije. Glavni nedostatak kalajisanja je pregrijavanje ploče i moguće oštećenje gusjenica. Ako nemate stanica za lemljenje- definitivno - ne petljajte sa pločom! Ako jeste, onda je rizik minimalan.

Dasku možete kalajisati legurom RUŽE u kipućoj vodi, ali je skupa i teško dostupna. Bolje je kalajisati običnim lemom. Da biste to učinili efikasno, morate napraviti jednostavan uređaj s vrlo tankim slojem. Uzimamo komad pletenice za odlemljivanje dijelova i stavljamo ga na vrh, zašrafimo ga na vrh žicom da se ne odlijepi:

Pokrivamo ploču fluksom - na primjer LTI120 i pletenicu također. Sada stavljamo lim u pletenicu i pomičemo ga duž daske (obojimo) - dobijamo odličan rezultat. Ali dok koristite pletenicu, ona se raspada i bakreno vlakno počinje da ostaje na ploči - moraju se ukloniti, inače će doći do kratkog spoja! To možete vrlo lako vidjeti tako što ćete upaliti baterijsku lampu na poleđinu ploče. Kod ove metode dobro je koristiti ili moćno lemilo (60 vati) ili leguru ROSE.

Kao rezultat toga, bolje je ne kalajisati ploče, već ih lakirati na samom kraju - na primjer, PLASTIC 70, ili jednostavnim akrilnim lakom kupljenim od auto dijelova KU-9004:

Fino podešavanje metode prijenosa tonera

Postoje dvije točke u metodi koje se mogu podesiti i koje možda neće raditi odmah. Da biste ih konfigurisali, potrebno je da napravite probnu ploču u Kicadu, staze u kvadratnoj spirali različitih debljina, od 0,3 do 0,1 mm i sa različitim intervalima, od 0,3 do 0,1 mm. Bolje je odmah odštampati nekoliko takvih uzoraka na jednom listu i izvršiti podešavanja.

Mogući problemi koje ćemo otkloniti:

1) staze mogu promijeniti geometriju - raširiti se, postati šire, obično vrlo malo, do 0,1 mm - ali to nije dobro

2) toner se možda neće dobro zalijepiti za ploču, odvojiti se kada se papir ukloni ili se slabo lijepi za ploču

Prvi i drugi problem su međusobno povezani. Ja rješavam prvo, ti dolaziš do drugog. Moramo naći kompromis.

Tragovi se mogu širiti iz dva razloga - prevelikog pritiska, previše acetona u nastaloj tečnosti. Prije svega, morate pokušati smanjiti opterećenje. Minimalno opterećenje je oko 800g, ne vrijedi ga smanjiti ispod. Shodno tome, postavljamo teret bez ikakvog pritiska - samo ga stavimo na vrh i to je to. Mora postojati 2-3 sloja toalet papira kako bi se osiguralo dobro upijanje viška rastvora. Morate osigurati da nakon uklanjanja utega papir bude bijel, bez ljubičastih mrlja. Takve mrlje ukazuju na jako topljenje tonera. Ako ga ne možete podesiti utegom, a tragovi se i dalje zamagljuju, povećajte udio sredstva za uklanjanje laka za nokte u otopini. Možete povećati na 3 dijela tekućine i 1 dio acetona.

Drugi problem, ako nema kršenja geometrije, ukazuje na nedovoljnu težinu tereta ili malu količinu acetona. Opet, vrijedi početi s opterećenjem. Više od 3 kg nema smisla. Ako se toner i dalje ne lijepi dobro za ploču, tada morate povećati količinu acetona.

Ovaj problem se uglavnom javlja kada promijenite sredstvo za skidanje laka za nokte. Nažalost, ovo nije trajna ili čista komponenta, ali je nije bilo moguće zamijeniti drugom. Pokušala sam ga zamijeniti alkoholom, ali očigledno smjesa nije homogena i toner se lijepi na neke mrlje. Također, sredstvo za skidanje laka za nokte može sadržavati aceton, tada će ga biti potrebno manje. Općenito, morat ćete izvršiti takvo podešavanje jednom dok ne ponestane tekućine.

Ploča je spremna

Ako odmah ne zalemite ploču, ona mora biti zaštićena. Najlakši način da to učinite je da ga premažete fluksom od alkoholne smole. Prije lemljenja, ovaj premaz će se morati ukloniti, na primjer, izopropil alkoholom.

Alternativne opcije

Možete napraviti i tablu:

Uz to, usluge proizvodnje ploča po narudžbi sada postaju sve popularnije – na primjer Easy EDA. Ako vam je potrebna složenija ploča (na primjer, 4-slojna ploča), onda je to jedini izlaz.

Štampana ploča– ovo je dielektrična podloga na čijoj su površini iu zapremini postavljene provodne staze u skladu sa električnim krugom. Štampana ploča je namenjena za mehaničko pričvršćivanje i električno povezivanje provodnika elektronskih i električnih proizvoda koji su na njoj instalirani lemljenjem.

Operacije izrezivanja radnog komada od stakloplastike, bušenja rupa i graviranja štampane ploče radi dobijanja strujnih tragova, bez obzira na način nanošenja šare na štampanu ploču, izvode se po istoj tehnologiji.

Tehnologija ručne primjene
PCB staze

Priprema šablona

Papir na kojem je nacrtan raspored štampane ploče je obično tanak i za preciznije bušenje rupa, posebno kada se koristi ručna domaća bušilica, kako burgija ne bi vodila u stranu, potrebno je da bude deblja. . Da biste to učinili, trebate zalijepiti dizajn tiskane ploče na deblji papir ili tanak debeli karton pomoću bilo kojeg ljepila, kao što je PVA ili Moment.

Rezanje radnog komada

Odabire se blanko folijskog laminata od stakloplastike odgovarajuće veličine, šablon za štampanu ploču se nanosi na prazninu i ocrtava po obodu markerom, mekom olovkom ili označavanjem oštrim predmetom.

Zatim se laminat od stakloplastike reže po označenim linijama metalnim škarama ili pili nožnom pilom. Makaze brže seku i nema prašine. Ali moramo uzeti u obzir da se pri rezanju škarama stakloplastika snažno savija, što donekle pogoršava čvrstoću prianjanja bakrene folije i ako elemente treba ponovno lemiti, tragovi se mogu oljuštiti. Stoga, ako je ploča velika i ima vrlo tanke tragove, onda je bolje izrezati je pomoću nožne pile.

Predložak uzorka tiskane ploče zalijepljen je na izrezani radni komad pomoću ljepila Moment, čije se četiri kapi nanose na uglove obratka.

Budući da se ljepilo veže za samo nekoliko minuta, možete odmah početi bušiti rupe za radio komponente.

Bušenje rupa

Najbolje je bušiti rupe pomoću posebne mini bušilice sa karbidnom bušilicom promjera 0,7-0,8 mm. Ako mini bušilica nije dostupna, tada možete bušiti rupe bušilicom male snage pomoću jednostavne bušilice. Ali kada radite s univerzalnom ručnom bušilicom, broj slomljenih bušilica ovisit će o tvrdoći vaše ruke. Definitivno nećete moći proći samo sa jednom vježbom.

Ako ne možete da stegnete bušilicu, njenu dršku možete omotati sa nekoliko slojeva papira ili jednim slojem brusnog papira. Možete čvrsto omotati tanku metalnu žicu oko drške, okretati do okretanja.

Nakon završetka bušenja provjerite da li su sve rupe izbušene. To se može jasno vidjeti ako pogledate štampanu ploču do svjetla. Kao što vidite, rupa nema.

Primjena topografskog crteža

Kako bi se mjesta folije na fiberglas laminatu koja će biti provodne staze zaštitila od razaranja tokom jetkanja, moraju se prekriti maskom koja je otporna na otapanje u vodenom rastvoru. Za praktičnost crtanja staza, bolje ih je unaprijed označiti mekom olovkom ili markerom.

Prije nanošenja oznaka potrebno je ukloniti tragove ljepila kojim je zalijepljen šablon za štampanu ploču. S obzirom da se ljepilo nije puno stvrdnulo, lako se može ukloniti valjanjem prstom. Površina folije se također mora odmastiti krpom bilo kojim sredstvom, na primjer acetonom ili bijelim alkoholom (tzv. pročišćeni benzin), ili bilo kojim deterdžentom za pranje posuđa, na primjer Ferry.

Nakon označavanja tragova tiskane ploče, možete početi primjenjivati ​​njihov dizajn. Bilo koji vodootporni emajl je prikladan za crtanje staza, na primjer alkidni emajl serije PF, razrijeđen do odgovarajuće konzistencije s bijelim alkoholnim rastvaračem. Puteve možete crtati različitim alatima - staklenom ili metalnom olovkom za crtanje, medicinskom iglom, pa čak i čačkalicom. U ovom članku ću vam reći kako nacrtati tragove na ploči pomoću olovke za crtanje i balerinke, koje su dizajnirane za crtanje na papiru tintom.

Ranije nije bilo kompjutera i svi crteži su crtani jednostavnim olovkama na whatman papiru, a zatim tintom prenošeni na paus papir, sa kojeg su se kopirale pomoću kopir mašina.

Crtanje počinje kontaktnim jastučićima, koji se crtaju balerinom. Da biste to učinili, trebate podesiti razmak kliznih čeljusti daske za crtanje balerine na potrebnu širinu linije i, da biste postavili promjer kruga, izvršite podešavanje drugim vijkom, pomičući oštricu za crtanje od ose rotacije.

Zatim se daska za crtanje balerine četkom ispuni bojom do dužine 5-10 mm. Za nanošenje zaštitnog sloja na štampanu ploču, PF ili GF boja je najprikladnija, jer se sporo suši i omogućava tihi rad. Može se koristiti i boja marke NTs, ali je s njom teško raditi jer se brzo suši. Boja treba dobro prianjati i ne širiti se. Prije farbanja, trebate razrijediti boju do tečne konzistencije, dodajući joj malo po malo odgovarajući rastvarač uz snažno miješanje i pokušavajući slikati na komadićima stakloplastike. Za rad s bojom najpogodnije je uliti je u bočicu laka za manikuru, u čijem je zavoju ugrađena četka otporna na otapala.

Nakon podešavanja ploče za crtanje balerinke i dobivanja potrebnih parametara linije, možete početi primjenjivati ​​kontaktne podloge. Da biste to učinili, oštar dio osi se ubacuje u rupu i baza balerine se okreće u krug.

Pravilnim podešavanjem olovke za crtanje i željenom konzistencijom boje oko rupa na štampanoj ploči dobijaju se savršeni krugovi okruglog oblika. Kada balerina počne loše da slika, preostala osušena boja se krpom uklanja iz otvora na ploči za crtanje i crta se puni svežom bojom. Za crtanje svih rupa na ovoj štampanoj ploči sa krugovima bila su potrebna samo dva punjenja olovke za crtanje i ne više od dve minute vremena.

Nakon što su okrugli jastučići na ploči nacrtani, možete početi crtati provodljive staze koristeći ručnu olovku za crtanje. Priprema i podešavanje ručne ploče za crtanje ne razlikuje se od pripreme balerine.

Jedino što je dodatno potrebno je ravno ravnalo, sa komadima gume debljine 2,5-3 mm zalijepljenim na jednu od njegovih strana duž ivica, tako da lenjir ne klizi tokom rada i fiberglas, bez dodirivanja lenjira, može slobodno da prolazi ispod njega. Drveni trokut je najprikladniji kao ravnalo, stabilan je i istovremeno može poslužiti kao oslonac za ruku pri crtanju tiskane ploče.

Kako bi spriječili klizanje štampane ploče prilikom crtanja tragova, preporučljivo je da je postavite na list brusnog papira koji se sastoji od dva lista brusnog papira zapečaćena zajedno sa stranama papira.

Ako dođu u kontakt prilikom crtanja staza i krugova, onda ne biste trebali poduzimati nikakve mjere. Morate pustiti da se boja na štampanoj ploči osuši dok se ne zamrlja kada se dodirne, a vrhom noža uklonite višak dizajna. Da bi se boja brže osušila, ploču treba staviti na toplo mjesto, npr zimsko vrijeme na bateriju za grijanje. Ljeti - pod zracima sunca.

Kada je dizajn na tiskanoj ploči u potpunosti primijenjen i svi nedostaci su ispravljeni, možete nastaviti s graviranjem.

Tehnologija dizajna štampanih ploča
pomoću laserskog štampača

Prilikom štampanja na laserskom štampaču, slika formirana tonerom se, zbog elektrostatike, prenosi sa foto bubnja na kojem je laserski snop nacrtao sliku na papir. Toner se drži na papiru, čuvajući sliku, samo zahvaljujući elektrostatici. Za fiksiranje tonera papir se valja između valjaka, od kojih je jedan termo peć zagrijana na temperaturu od 180-220°C. Toner se topi i prodire u teksturu papira. Kada se ohladi, toner se stvrdne i čvrsto prianja na papir. Ako se papir ponovo zagreje na 180-220°C, toner će ponovo postati tečan. Ovo svojstvo tonera se koristi za prenošenje slika strujnih staza na štampanu ploču kod kuće.

Nakon što je datoteka sa dizajnom PCB-a spremna, potrebno je da je odštampate laserskim štampačem na papir. Imajte na umu da se slika crteža štampane ploče za ovu tehnologiju mora gledati sa strane na kojoj su dijelovi ugrađeni! Inkjet štampač nije pogodan za ove svrhe, jer radi na drugom principu.

Priprema papirnog šablona za prenošenje dizajna na štampanu ploču

Ako dizajn tiskane ploče odštampate na običnom papiru za uredsku opremu, tada će zbog svoje porozne strukture toner prodrijeti duboko u tijelo papira i kada se toner prenese na tiskanu ploču, većina će ostati u novinama. Osim toga, pojavit će se poteškoće pri uklanjanju papira sa štampane ploče. Morat ćete ga namakati u vodi duže vrijeme. Stoga vam je za pripremu fotomaske potreban papir koji nema poroznu strukturu, na primjer, foto papir, podloga od samoljepljivih filmova i naljepnica, paus papir, stranice iz sjajnih časopisa.

Koristim stari papir za pausiranje kao papir za štampanje dizajna PCB-a. Paus papir je vrlo tanak i na njega je nemoguće ispisati šablon direktno, zaglavi se u štampaču. Da biste riješili ovaj problem, prije ispisa trebate nanijeti kap bilo kojeg ljepila na komad paus papira potrebne veličine u uglovima i zalijepiti ga na list kancelarijski papir A4.

Ova tehnika vam omogućava da štampate dizajn štampane ploče čak i na najtanjem papiru ili filmu. Da bi debljina tonera crteža bila maksimalna, prije štampanja potrebno je konfigurisati “Svojstva štampača” tako što ćete isključiti ekonomični režim štampanja, a ako ova funkcija nije dostupna, izaberite najgrublji tip papira, za na primjer karton ili nešto slično. Sasvim je moguće da prvi put nećete dobiti dobar otisak i morat ćete malo eksperimentirati, birajući najbolji modštampanje laserskim štampačem. U rezultirajućem otisku dizajna, staze i kontaktne pločice tiskane ploče moraju biti gusti bez praznina ili mrlja, jer je retuširanje u ovoj tehnološkoj fazi beskorisno.

Ostaje samo da izrežete paus papir po konturi i šablon za izradu štampane ploče će biti spreman i možete preći na sledeći korak, prenošenje slike na laminat od fiberglasa.

Prenošenje dizajna sa papira na fiberglas

Prenošenje dizajna štampane ploče je najkritičniji korak. Suština tehnologije je jednostavna: papir, sa stranom odštampanog uzorka tragova štampane ploče, nanosi se na bakarnu foliju od fiberglasa i pritiska velikom snagom. Zatim se ovaj sendvič zagrije na temperaturu od 180-220°C, a zatim ohladi na sobnu temperaturu. Papir se otkine, a dizajn ostaje na štampanoj ploči.

Neki majstori predlažu prenošenje dizajna s papira na tiskanu ploču pomoću električne pegle. Isprobao sam ovu metodu, ali rezultat je bio nestabilan. Teško je istovremeno osigurati da se toner zagrije na željenu temperaturu i da se papir ravnomjerno pritisne na cijelu površinu tiskane ploče kada se toner stvrdne. Kao rezultat toga, uzorak se ne prenosi u potpunosti i ostaju praznine u uzorku staza na štampanoj ploči. Možda se pegla nije dovoljno zagrejala, iako je regulator bio podešen na maksimalno zagrevanje pegle. Nisam želio da otvorim peglu i ponovo konfigurišem termostat. Stoga sam koristio drugu tehnologiju, manje radno intenzivnu i davala je stopostotne rezultate.

Na komad folijskog stakloplastičnog laminata izrezan na veličinu štampane ploče i odmašćen acetonom, zalijepio sam paus papir sa otisnutim uzorkom u uglovima. Na paus papir sam stavio, za ravnomjerniji pritisak, pete listova kancelarijskog papira. Dobiveni paket stavljen je na list šperploče i odozgo prekriven limom iste veličine. Cijeli ovaj sendvič stegnut je maksimalnom snagom u stezaljkama.

Ostaje samo zagrijati pripremljeni sendvič na temperaturu od 200°C i ohladiti. Električna pećnica s regulatorom temperature idealna je za grijanje. Dovoljno je da kreiranu strukturu stavite u ormarić, sačekate da dostigne zadatu temperaturu i nakon pola sata uklonite ploču da se ohladi.

Ako nemate na raspolaganju električnu pećnicu, možete je i koristiti plinska peć, podešavanje temperature pomoću dugmeta za dovod gasa pomoću ugrađenog termometra. Ako nema termometra ili je neispravan, onda mogu pomoći žene, prikladan je položaj kontrolnog dugmeta na kojem se peku pite.

Pošto su krajevi šperploče bili iskrivljeni, za svaki slučaj sam ih stegnuo dodatnim stezaljkama. Da biste izbjegli ovu pojavu, bolje je stegnuti tiskanu ploču između metalnih limova debljine 5-6 mm. Možete izbušiti rupe u njihovim uglovima i stegnuti štampane ploče, zategnuti ploče pomoću vijaka i matica. M10 će biti dovoljno.

Nakon pola sata, struktura se dovoljno ohladila da se toner stvrdne i ploča se može ukloniti. Već na prvi pogled na uklonjenu štampanu ploču postaje jasno da je toner savršeno prešao sa paus papira na ploču. Paus papir čvrsto i ravnomerno pristaje duž linija odštampanih tragova, prstenova kontaktnih pločica i slova za obeležavanje.

Paus papir se lako skida sa gotovo svih tragova štampane ploče, a preostali paus papir je uklonjen vlažnom krpom. Ali ipak je bilo praznina na nekoliko mjesta na štampanim stazama. To se može dogoditi kao rezultat neravnomjernog otiska sa štampača ili preostale prljavštine ili korozije na foliji od fiberglasa. Praznine se mogu prefarbati bilo kojom vodootpornom bojom, lakom za manikir ili retuširati markerom.

Da biste provjerili prikladnost markera za retuširanje štampane ploče, potrebno je da njime povučete linije na papiru i navlažite papir vodom. Ako se linije ne zamute, onda je prikladan marker za retuširanje.

Najbolje je nagrizati tiskanu ploču kod kuće u otopini željeznog klorida ili vodikovog peroksida s limunskom kiselinom. Nakon jetkanja, toner se lako može ukloniti sa odštampanih tragova štapićem natopljenim acetonom.

Zatim se izbuše rupe, provodne staze i kontaktne jastučiće kalajišu, a radioelementi zaptivaju.

Ovako izgleda štampana ploča sa ugrađenim radio komponentama. Rezultat je napajanje i sklopna jedinica za elektronski sistem, koja nadopunjuje običan toalet sa funkcijom bidea.

PCB graviranje

Za uklanjanje bakrene folije sa nezaštićenih područja laminata od folije od stakloplastike prilikom izrade štampanih ploča kod kuće, radio amateri obično koriste hemijsku metodu. Štampana ploča se stavlja u rastvor za jetkanje i, usled hemijske reakcije, bakar nezaštićen maskom se rastvara.

Recepti za rastvore za kiseljenje

Ovisno o dostupnosti komponenti, radio amateri koriste jedno od rješenja navedenih u donjoj tabeli. Rješenja za jetkanje su raspoređena prema popularnosti njihove upotrebe od strane radio-amatera kod kuće.

Naziv rješenja	Compound	Količina	Tehnologija kuvanja	Prednosti	Nedostaci
Vodikov peroksid plus limunska kiselina	Vodikov peroksid (H 2 O 2)	100 ml	Otopite limunsku kiselinu i kuhinjsku sol u 3% otopini vodikovog peroksida.	Dostupnost komponenti, velika brzina jetkanja, sigurnost	Nije pohranjeno
	Limunska kiselina (C 6 H 8 O 7)	30 g
	Sol(NaCl)	5 g
Vodeni rastvor željeznog hlorida	voda (H2O)	300 ml	Otopiti željezni hlorid u toploj vodi	Dovoljna brzina jetkanja, višekratna upotreba	Niska dostupnost željeznog hlorida
	feri hlorid (FeCl 3)	100 g
Vodikov peroksid plus hlorovodonična kiselina	Vodikov peroksid (H 2 O 2)	200 ml	Sipajte 10% hlorovodonične kiseline u 3% rastvor vodonik peroksida.	Visoka stopa jetkanja, za višekratnu upotrebu	Potrebna je velika njega
	hlorovodonična kiselina (HCl)	200 ml
Vodeni rastvor bakar sulfata	voda (H2O)	500 ml	IN vruća voda(50-80°C) rastvoriti kuhinjsku so, a zatim bakar sulfat	Dostupnost komponenti	Toksičnost bakar sulfata i sporo jetkanje, do 4 sata
	Bakar sulfat (CuSO 4)	50 g
	kuhinjska so (NaCl)	100 g

Urezati štampane ploče metalni pribor nije dozvoljen. Da biste to učinili, trebate koristiti posudu od stakla, keramike ili plastike. Korišteni rastvor za jetkanje može se odložiti u kanalizacioni sistem.

Otopina za nagrizanje vodikovog peroksida i limunske kiseline

Otopina na bazi vodikovog peroksida s otopljenom limunskom kiselinom je najsigurnija, najpristupačnija i najbrže djelotvorna. Od svih navedenih rješenja ovo je najbolje po svim kriterijima.

Vodikov peroksid se može kupiti u bilo kojoj ljekarni. Prodaje se u obliku tekuće 3% otopine ili tableta koje se nazivaju hidroperit. Da biste dobili tečnu 3% otopinu vodikovog peroksida iz hidroperita, potrebno je otopiti 6 tableta težine 1,5 grama u 100 ml vode.

Limunska kiselina u obliku kristala prodaje se u bilo kojoj trgovini, pakirana u vrećice od 30 ili 50 grama. Kuhinjska so se može naći u svakom domu. 100 ml otopine za jetkanje dovoljno je za uklanjanje bakrene folije debljine 35 mikrona sa štampane ploče površine 100 cm 2. Korišteni rastvor se ne skladišti i ne može se ponovo koristiti. Inače, limunska kiselina se može zamijeniti octenom kiselinom, ali zbog njenog oštrog mirisa morat ćete nagrizati tiskanu ploču na otvorenom.

Rastvor za kiseljenje željeznog klorida

Drugo najpopularnije rješenje za graviranje je vodeni rastvor gvožđe hlorid. Ranije je bio najpopularniji, jer je željezni klorid bilo lako nabaviti u bilo kojem industrijskom poduzeću.

Otopina za jetkanje nije zahtjevna za temperaturu, dovoljno se brzo jetka, ali brzina jetkanja opada kako se troše željezni klorid u otopini.

Željezni hlorid je vrlo higroskopan i stoga brzo upija vodu iz zraka. Kao rezultat, na dnu tegle se pojavljuje žuta tekućina. To ne utječe na kvalitetu komponente i takav željezni klorid je pogodan za pripremu otopine za jetkanje.

Ako se korištena otopina željeznog klorida čuva u hermetički zatvorenoj posudi, može se više puta koristiti. Podložno regeneraciji, samo sipajte željezne eksere u otopinu (oni će odmah biti prekriveni labavim slojem bakra). Ako dospije na bilo koju površinu, ostavlja žute mrlje koje se teško uklanjaju. Trenutno se otopina željeznog klorida rjeđe koristi za proizvodnju tiskanih ploča zbog visoke cijene.

Otopina za jetkanje na bazi vodikovog peroksida i hlorovodonične kiseline

Odlično rješenje za jetkanje, pruža veliku brzinu jetkanja. Hlorovodonična kiselina se uz snažno mešanje u tankom mlazu sipa u 3% vodeni rastvor vodikovog peroksida. Neprihvatljivo je sipati vodikov peroksid u kiselinu! Ali, zbog prisustva hlorovodonične kiseline u rastvoru za jetkanje, pri nagrizanju ploče mora biti velika pažnja, jer rastvor nagriza kožu ruku i kvari sve sa čime dođe u kontakt. Iz tog razloga, rješenje za jetkanje sa hlorovodonične kiseline Nije preporučljivo koristiti ga kod kuće.

Rastvor za jetkanje na bazi bakar sulfata

Metoda proizvodnje tiskanih ploča pomoću bakrenog sulfata obično se koristi ako je nemoguće proizvesti rješenja za jetkanje na bazi drugih komponenti zbog njihove nepristupačnosti. Bakar sulfat je pesticid i široko se koristi za kontrolu štetočina u poljoprivredi. Osim toga, vrijeme nagrizanja štampane ploče je do 4 sata, pri čemu je potrebno održavati temperaturu otopine na 50-80°C i osigurati stalna smjena rastvor na površini koja se nagriza.

PCB tehnologija graviranja

Za jetkanje ploče u bilo kojem od gore navedenih rješenja za jetkanje pogodno je stakleno, keramičko ili plastično posuđe, na primjer od mliječnih proizvoda. Ako nemate pri ruci odgovarajuću veličinu posude, možete uzeti bilo koju kutiju od debelog papira ili kartona odgovarajuće veličine i obložiti je iznutra plastičnom folijom. U posudu se ulijeva otopina za jetkanje i na njenu površinu pažljivo se postavlja štampana ploča, uzorkom prema dolje. Zbog snage površinski napon tečnost i lagana daska će plutati.

Radi praktičnosti, možete zalijepiti plastični čep za bocu na sredinu ploče instant ljepilom. Pluta će istovremeno služiti kao ručka i plovak. Ali postoji opasnost da se na ploči formiraju mjehurići zraka i da se bakar ne ugravira na tim mjestima.

Da biste osigurali ravnomjerno nagrizanje bakra, možete postaviti štampanu ploču na dno posude sa šarom okrenutom prema gore i povremeno protresti ladicu rukom. Nakon nekog vremena, ovisno o otopini za jetkanje, počeće se pojavljivati ​​područja bez bakra, a zatim će se bakar potpuno otopiti na cijeloj površini tiskane ploče.

Nakon što se bakar potpuno otopi u otopini za jetkanje, štampana ploča se uklanja iz kade i temeljito ispere pod tekućom vodom. Toner se uklanja sa tragova krpom natopljenom acetonom, a boja se lako uklanja krpom namočenom u rastvarač koji je dodat boji da bi se dobila željena konzistencija.

Priprema štampane ploče za ugradnju radio komponenti

Sljedeći korak je priprema štampane ploče za ugradnju radio elemenata. Nakon uklanjanja boje sa ploče, tragove je potrebno izbrusiti kružnim pokretima finim brusnim papirom. Nema potrebe da se zanosite, jer su bakrene staze tanke i lako se bruse. Dovoljno je samo nekoliko prolaza abrazivom uz lagani pritisak.

Zatim su strujne staze i kontaktne ploče štampane ploče premazane alkoholno-kolofonijskim fluksom i kalajisane mekim lemom pomoću eklektičkog lemilice. Da biste spriječili da rupe na štampanoj ploči budu prekrivene lemom, potrebno je malo toga nanijeti na vrh lemilice.

Nakon završetka proizvodnje štampane ploče, ostaje samo da se radio komponente umetnu na predviđena mesta i zalemite njihove vodove na jastučiće. Prije lemljenja, noge dijelova moraju se navlažiti alkoholno-kolofonijskim tokom. Ako su noge radio komponenti dugačke, prije lemljenja ih je potrebno izrezati bočnim rezačima do dužine izbočine iznad površine tiskane ploče od 1-1,5 mm. Nakon dovršetka ugradnje dijelova, potrebno je ukloniti ostatak kolofonija pomoću bilo kojeg otapala - alkohola, bijelog alkohola ili acetona. Svi oni uspješno rastvaraju kolofonij.

Nije bilo potrebno više od pet sati za implementaciju ovog jednostavnog kapacitivnog relejnog kola od postavljanja staza za proizvodnju štampane ploče do stvaranja radnog uzorka, mnogo manje nego što je bilo potrebno da se otkuca ova stranica.