תנאים באמצעות דוגמה ספציפית. לדוגמה, אתה צריך לעשות שני לוחות. האחד הוא מתאם מסוג אחד של מארז לאחר. השני הוא החלפת מיקרו-מעגל גדול בחבילת BGA עם שניים קטנים יותר, עם חבילות TO-252, עם שלושה נגדים. מידות לוח: 10x10 ו-15x15 מ"מ. קיימות 2 אפשרויות לייצור מעגלים מודפסים ב: שימוש בפוטו-רזיסט ובשיטת "ברזל לייזר". נשתמש בשיטת "ברזל לייזר".

תהליך הכנת מעגלים מודפסים בבית

1. הכנת עיצוב מעגלים מודפסים. אני משתמש בתוכנת DipTrace: נוח, מהיר, איכותי. פותח על ידי בני ארצנו. ממשק משתמש נוח ונעים מאוד, בניגוד ל-PCAD המקובל. יש המרה לפורמט PCAD PCB. למרות שחברות מקומיות רבות כבר החלו לקבל פורמט DipTrace.

ב-DipTrace יש לך הזדמנות לראות את היצירה העתידית שלך בנפח, וזה מאוד נוח וויזואלי. זה מה שאני צריך לקבל (הלוחות מוצגים בקנה מידה שונה):

2. ראשית, אנו מסמנים את ה-PCB וגוזרים ריק עבור המעגלים המודפסים.

3. אנו מציגים את הפרויקט שלנו בתמונת מראה באיכות הגבוהה ביותר האפשרית, מבלי לחסוך בטונר. לאחר ניסויים רבים, הנייר שנבחר לכך היה נייר צילום מט עבה למדפסות.

4. אל תשכחו לנקות ולהסיר שומנים של הלוח. אם אין לך מסיר שומנים, אתה יכול לעבור על הנחושת של הפיברגלס עם מחק. לאחר מכן, באמצעות מגהץ רגיל, אנו "מרתכים" את הטונר מהנייר אל המעגל המודפס העתידי. אני מחזיק אותו 3-4 דקות בלחץ קל עד שהנייר מצהיב מעט. כיוונתי את החום למקסימום. שמתי עוד דף נייר מעל לחימום אחיד יותר, אחרת התמונה עלולה "לצוף". הנקודה החשובה כאן היא אחידות החימום והלחץ.

5. לאחר מכן, לאחר שנתנו ללוח להתקרר מעט, אנו מניחים את חומר העבודה כשהנייר דבוק אליו במים, רצוי חם. נייר צילום נרטב במהירות, ולאחר דקה או שתיים ניתן להסיר בזהירות את השכבה העליונה.

במקומות בהם יש ריכוז גדול של נתיבים המוליכים העתידיים שלנו, הנייר נדבק ללוח בצורה חזקה במיוחד. אנחנו עדיין לא נוגעים בזה.

6. הניחו ללוח להשרות עוד כמה דקות. הסר בזהירות את הנייר שנותר באמצעות מחק או שפשוף עם האצבע.

7. הוצא את חומר העבודה. יבש אותו. אם איפשהו הרצועות לא ברורות במיוחד, אתה יכול להבהיר אותן עם סמן CD דק. למרות שעדיף להבטיח שכל המסלולים יצאו ברורים ומוארים באותה מידה. זה תלוי ב-1) אחידות וחימום מספק של חומר העבודה עם הברזל, 2) דיוק בעת הסרת הנייר, 3) איכות משטח ה-PCB ו-4) בחירה מוצלחת של נייר. אתה יכול להתנסות בנקודה האחרונה כדי למצוא את האפשרות המתאימה ביותר.

8. הנח את חומר העבודה שנוצר עם מסלולי מוליכים עתידיים מודפסים עליו בתמיסת כלוריד ברזל. אנחנו מרעילים במשך 1.5 או 2 שעות בזמן שאנחנו מחכים, בואו נכסה את ה"אמבטיה" שלנו במכסה: האדים הם די קאוסטיים ורעילים.

9. אנחנו מוציאים את הלוחות המוגמרים מהפתרון, שוטפים ומייבשים. טונר ממדפסת לייזר ניתן לשטוף בקלות מהלוח באמצעות אצטון. כפי שאתה יכול לראות, אפילו המוליכים הדקים ביותר ברוחב של 0.2 מ"מ יצאו די טוב. נשאר מעט מאוד.

10. אנו מפחים את המעגלים המודפסים שנעשו בשיטת "ברזל לייזר". אנחנו שוטפים את השטף שנותר עם בנזין או אלכוהול.

11. כל מה שנותר הוא לחתוך את הלוחות שלנו ולהרכיב את אלמנטי הרדיו!

מסקנות

עם מיומנות מסוימת, שיטת "ברזל לייזר" מתאימה להכנת מעגלים מודפסים פשוטים בבית. מוליכים קצרים מ-0.2 מ"מ ומעלה מתקבלים די בבירור. מוליכים עבים יותר יוצאים די טוב. זמן הכנה, ניסויים בבחירת סוג הנייר וטמפרטורת הברזל, תחריט ופחיות נמשכים כ-3-5 שעות. אבל זה הרבה יותר מהיר מהזמנת לוחות מחברה. גם עלויות המזומן מינימליות. באופן כללי, עבור פרויקטים פשוטים של רדיו חובבני תקציב, השיטה מומלצת לשימוש.

וחומצת לימון - מתכון פופולרי במיוחד בקרב חובבי רדיו. זו לא רק דרך מהירה אלא גם בטוחה להכין בד להלחמת אלמנטים של מכשיר עתידי.

כיצד נחרטו לוחות בעבר?

בעבר, נדרשו מאמץ רב כדי לעשות זאת. ראשית, הדיאגרמה צוירה על נייר, לאחר מכן נוצרו חורים בחומר העבודה, ולאחר מכן המסלולים הועברו ל-PCB או getinax נייר כסף, תוך שימוש במוצרי צבע ולכה. לאחר שהציפוי התייבש, קילפו אותו, והלוח הוטבל במיכל עם אחו לצורך תחריט.

החלק הקשה ביותר היה לחרוט את הלוח. מכיוון שלמטרות אלה השתמשו באחו המבוסס על במעגל הרדיו, תרופה כזו לא הייתה במחסור, אבל בבית היה צורך לחפש חלופה, שהיא לרוב נחושת גופרתית.

עיבוד הלוח נשא סוד נוסף: הלוח נחרט בצורה לא אחידה. חלק מהשבילים נפגעו, ובמקומות מסוימים פני השטח היו חרוטים. הכל בגלל חוסר הניסיון של בעלי המלאכה או שימוש חוזר בתמיסת השלולית.

שיטות מודרניות לעיבוד לוחות

תחריט לוח במי חמצן אינו דבר חדש. אנשים רבים שמעו על שיטה זו בעבר. בבחירה באפשרות זו להכנת הלוח, תגלו יותר מיתרון אחד לעומת תחריט בכלוריד ברזל. לדוגמה, איכות העיבוד, הבטיחות והידידותיות לסביבה של מי חמצן בשילוב עם חומר מחמצן.

מתכון לעיבוד הלוח בבית

אתה תמצא את כל מה שאתה צריך כדי לחרוט לוח עם מי חמצן וחומצת לימון בארון התרופות ובמטבח שלך, או שתוכל לרכוש אותו בקלות. יתרון נוסף שאין להכחישו של עיבוד לוחות בצורה זו הוא עלות המרכיבים ליצירת הפתרון. הנה יתרון נוסף של תערובת המימן - היא תעלה הרבה פחות מכלוריד ברזל.

הרכב הרכיבים

• 3% - 100 מ"ל.
• חומצת לימון - 30 גרם.
• מלח שולחני - 5 גרם (כמרכיב עזר לתגובה).
• מים (במידת הצורך).

חָשׁוּב! מספיקה תמיסה שהוכנה בפרופורציה זו כדי לחרוט רדיד נחושת בעובי של 35 מיקרון ושטח של 100 מ"ר. ס"מ.

הכנת הלוח

1. צייר והדפיס את הלוח.
2. חותכים חתיכת PCB לגודל הדרוש.
3. העבירו את הטונר לטקסטוליט והשאירו אותו לספוג, ואז הסר אותו.

איך מכינים את הפתרון?

1. מחממים את המי חמצן: מניחים את הבקבוק באמבט מים וממתינים עד שהטמפרטורות של שני החומרים יהיו שוות.
2. קח כוס. כל אחד יעשה, רק לא מתכת.
3. יוצקים את הפרוקסיד המחומם לתוך מיכל נקי ויבש ומוסיפים חומצת לימון.
4. מערבבים את התערובת היטב.
5. תוך כדי ערבוב מוסיפים מלח, שפועל כזרז בתמיסה.

איך לחרוט לוח נכון?

כדי לבצע תחריט של הלוח עם מי חמצן וחומצת לימון מהר יותר, אתה יכול להשתמש בשני מיכלים. כל שעליך לעשות הוא למקם את מיכל האחו הקטן יותר לתוך המיכל הגדול יותר ולשפוך לתוכו מים חמים. זה יאיץ ויחזק את התהליך.

תחריט לוח בתמיסת מי חמצן מתבצע באופן הבא: הלוח מונח באחו כשהצד עליו נמשכים המסלולים פונה כלפי מטה, כך שתוצרי הפירוק שוקעים בקלות לתחתית המיכל. כדי להבטיח שהתגובה תתקדם בצורה שווה יותר, יש לערבב קלות את התמיסה מעת לעת. כל התהליך אורך לא יותר מ-10 דקות.

עם השלמת העשב יש לנטרל את הלוח ולשטוף אותו במים זורמים.

שיטה זו של עיבוד הלוח בטוחה לחלוטין. עכשיו אתה יכול ליצור לוחות מעגלים בעבודה, בבית ובמשרד, ואין בכלל צורך לעבוד עם ריאגנטים לא בטוחים.

חָשׁוּב! אם התמיסה מקצפת הרבה, אז הוספת יותר מדי מלח. הוסף עוד מי חמצן, אחרת התגובה תהיה פעילה מדי והמסלולים עלולים להינזק.

אם במהלך תהליך התגובה תשלפו את הלוח ותסתכלו עליו, לא תוכלו להבחין בהבדלים, בהשוואה לאופן שבו המעגל המודפס נחרט בכלוריד ברזל, פשוט אין הבדלים. ההבדל העיקרי הוא תגובה מהירה ותהליך פחות מסוכן לבני אדם.

איך אתה יכול לדעת אם הלוח כבר נחרט?

בסביבה חומצית-מימן, התגובה מתנהלת לפי הנוסחה: Cu+ H3Cit +H2O2→ H +2H2O. תחריט לוח מעגלים מודפס במי חמצן יכול להיחשב כמושלם אם תגובות כלשהן בתמיסה פסקו: היא כבר לא שורשת או מבעבעת.

הלוח המוגמר מנקים ונשטף במים. טונר או צבע נשטפים עם אצטון. לאחר מכן הלוח מנוגב היטב ומסיר שומנים.

חָשׁוּב! בדוק את תקינות המסלולים לאחר עיבוד הלוח. מעגל פגום לא יעבוד.

כפי שאתה יכול לראות, תחריט לוח עם מי חמצן בבית הוא לא רק אפשרי, אלא גם בטוח. לא יהיה קשה למצוא את הרכיבים הדרושים להכנת הרכב התחריט, והתהליך עצמו ייקח לא יותר מ-15 דקות. כיום, כל חובב רדיו, הודות לעצה פשוטה ומדויקת, יוכל להתנסות בבית מבלי לפגוע בעצמו או באחרים.

טהיטי!.. טהיטי!..
לא היינו באף טהיטי!
הם מאכילים אותנו היטב גם כאן!
© חתול מצויר

מבוא עם סטייה

כיצד יוצרו לוחות בעבר בתנאי בית ומעבדה? היו כמה דרכים, למשל:

1. מנצחים עתידיים ציירו שרטוטים;
2. חרוט וחתוך בחותכים;
3. הם הדביקו אותו עם סרט דבק או סרט, ואז חתכו את העיצוב עם אזמל;
4. הם הכינו סטנסילים פשוטים ואז יישמו את העיצוב באמצעות מברשת אוויר.

האלמנטים החסרים הושלמו בעטי ציור ועברו ריטוש באזמל.

זה היה תהליך ארוך ומייגע, שדרש מה"מגירה" יכולות ודיוק אמנותיים יוצאי דופן. עובי הקווים כמעט ולא נכנס ל-0.8 מ"מ, לא היה דיוק חזרות, כל לוח היה צריך להיות ציור בנפרד, מה שהגביל מאוד את הייצור אפילו של אצווה קטנה מאוד מעגלים מודפסים(לְקַדֵם עמ').

מה יש לנו היום?

ההתקדמות לא עומדת מלכת. הזמנים שבהם חובבי רדיו ציירו PP עם גרזני אבן על עורות ממותה שקעו בשכחה. הופעתה בשוק של כימיה זמינה לציבור לפוטוליתוגרפיה פותחת סיכויים שונים לחלוטין לייצור PCB ללא מתכת חורים בבית.

בואו נסתכל במהירות על הכימיה המשמשת היום לייצור PP.

Photoresist

אתה יכול להשתמש בנוזל או בסרט. לא נשקול סרט במאמר זה בשל המחסור בו, הקשיים בגלגול על גבי PCB והאיכות הנמוכה יותר של המעגלים המודפסים שנוצרו.

לאחר ניתוח הצעות השוק, הסתפקתי ב-POSITIV 20 בתור הפוטו-רזיסט האופטימלי לייצור PCB ביתי.

מַטָרָה:
לכה רגישה לאור POSITIV 20. משמש בייצור בקנה מידה קטן של מעגלים מודפסים, חריטות נחושת, ובעת ביצוע עבודות הקשורות להעברת תמונות לחומרים שונים.
מאפיינים:
מאפייני חשיפה גבוהים מספקים ניגודיות טובה של תמונות שהועברו.
בַּקָשָׁה:
הוא משמש בתחומים הקשורים להעברת תמונות על גבי זכוכית, פלסטיק, מתכות וכו' בייצור בקנה מידה קטן. הוראות השימוש מצוינות על הבקבוק.
מפרטים:
צבע: כחול
צפיפות: ב-20°C 0.87 גרם/ס"מ 3
זמן ייבוש: ב-70 מעלות צלזיוס 15 דקות.
צריכה: 15 ליטר/מ"ר
רגישות מרבית לאור: 310-440 ננומטר

ההוראות לפוטו-רזיסט אומרות שניתן לאחסן אותו בטמפרטורת החדר ואינו נתון להזדקנות. אני מאוד לא מסכים! יש לאחסן אותו במקום קריר, למשל, במדף התחתון של המקרר, שם הטמפרטורה נשמרת בדרך כלל על +2+6 מעלות צלזיוס. אבל בשום פנים ואופן לא לאפשר טמפרטורות קפואות!

אם אתם משתמשים בפוטורסיסטים הנמכרים בזכוכית ואין להם אריזה חסינת אור, עליכם לדאוג להגנה מפני אור. יש לאחסן אותו בחושך מוחלט ובטמפרטורה של +2+6 מעלות צלזיוס.

מאיר עיניים

כמו כן, אני מחשיב את TRANSPARENT 21, שבו אני משתמש כל הזמן, ככלי החינוכי המתאים ביותר.

מַטָרָה:
מאפשר העברה ישירה של תמונות על משטחים המצופים באמולסיה POSITIV 20 או פוטו-רזיסט אחר.
מאפיינים:
נותן שקיפות לנייר. מספק שידור של קרניים אולטרה סגולות.
בַּקָשָׁה:
להעברה מהירה של קווי המתאר של שרטוטים ודיאגרמות על גבי מצע. מאפשר לך לפשט משמעותית את תהליך השעתוק ולצמצם זמן ס e עלויות.
מפרטים:
צבע: שקוף
צפיפות: ב-20°C 0.79 גרם/ס"מ 3
זמן ייבוש: ב-20 מעלות צלזיוס 30 דקות.
פֶּתֶק:
במקום נייר רגיל עם שקיפות, ניתן להשתמש בסרט שקוף למדפסות הזרקת דיו או לייזר, תלוי על מה נדפיס את הפוטומסק.

מפתח Photoresist

ישנם פתרונות רבים ושונים לפיתוח photoresist.

מומלץ לפתח באמצעות תמיסת "זכוכית נוזלית". ההרכב הכימי שלו: Na 2 SiO 3 * 5H 2 O. לחומר זה יש מספר עצום של יתרונות. הדבר החשוב ביותר הוא שקשה מאוד לחשוף את ה-PP בו ניתן להשאיר את ה-PP לזמן לא קבוע. התמיסה כמעט ואינה משנה את תכונותיה עם שינויי טמפרטורה (אין סיכון להתפוררות עם עליית הטמפרטורה), ויש לה גם חיי מדף ארוכים מאוד - הריכוז שלה נשאר קבוע לפחות כמה שנים. היעדר בעיית חשיפת יתר בתמיסה תאפשר הגדלת הריכוז שלו כדי להפחית את זמן ההתפתחות של PP. מומלץ לערבב 1 חלק תרכיז עם 180 חלקי מים (קצת יותר מ-1.7 גרם סיליקט ב-200 מ"ל מים), אך אפשר להכין תערובת מרוכזת יותר כך שהתמונה תתפתח תוך כ-5 שניות ללא סיכון של פני השטח נזק עקב חשיפת יתר. אם אי אפשר לרכוש נתרן סיליקט, השתמש בנתרן קרבונט (Na 2 CO 3) או אשלגן קרבונט (K 2 CO 3).

לא ניסיתי לא את הראשון ולא את השני, אז אני אגיד לך במה אני משתמש בלי בעיות כבר כמה שנים. אני משתמש בתמיסת מים של סודה קאוסטית. עבור 1 ליטר מים קרים 7 גרם סודה קאוסטית. אם אין NaOH, אני משתמש בתמיסת KOH, מכפילה את ריכוז האלקלי בתמיסה. זמן פיתוח 30-60 שניות בחשיפה נכונה. אם לאחר 2 דקות התבנית לא מופיעה (או מופיעה בצורה חלשה), והפוטורסיסט מתחיל להישטף מחומר העבודה, זה אומר שזמן החשיפה נבחר בצורה שגויה: אתה צריך להגדיל אותו. אם, להיפך, זה מופיע במהירות, אבל גם אזורים חשופים וגם אזורים לא חשופים נשטפים או שריכוז התמיסה גבוה מדי, או איכות הפוטומסק נמוכה (אור אולטרה סגול עובר בחופשיות דרך ה"שחור"): אתה צריך להגדיל את צפיפות ההדפסה של התבנית.

פתרונות תחריט נחושת

עודף נחושת מוסר ממעגלים מודפסים באמצעות תחריטים שונים. בקרב אנשים שעושים זאת בבית, נפוצים לעתים קרובות אמוניום פרסולפט, מי חמצן + חומצה הידרוכלורית, תמיסת נחושת גופרתית + מלח שולחן.

אני תמיד מרעיל עם כלוריד ברזל במיכל זכוכית. כשעובדים עם התמיסה צריך להיות זהירים וקשובים: אם זה עולה על בגדים וחפצים, זה משאיר כתמים חלודים שקשה להסיר עם תמיסה חלשה של לימון (מיץ לימון) או חומצה אוקסלית.

אנו מחממים תמיסה מרוכזת של כלוריד ברזל ל-50-60 מעלות צלזיוס, טובלים בה את חומר העבודה, ומעבירים בזהירות וללא מאמץ מוט זכוכית עם צמר גפן בקצהו על אזורים שבהם נחושת נחרטת פחות בקלות, זה משיג אחידות יותר תחריט על כל שטח ה-PP. אם לא מכריחים את המהירות להשתוות, משך התחריט הנדרש גדל, ובסופו של דבר זה מוביל לעובדה שבאזורים שבהם כבר נחרתה נחושת, מתחילה תחריט של המסלולים. כתוצאה מכך, אנחנו לא מקבלים את מה שרצינו בכלל. רצוי מאוד להבטיח ערבוב מתמשך של תמיסת התחריט.

כימיקלים להסרת photoresist

מהי הדרך הקלה ביותר לשטוף פוטו-רזיסט מיותר לאחר תחריט? לאחר ניסוי וטעייה חוזרים ונשנים, הסתפקתי באציטון רגיל. כאשר הוא לא שם, אני שוטף אותו עם כל ממס עבור צבעי ניטרו.

אז בואו נעשה מעגל מודפס

היכן מתחיל PCB באיכות גבוהה? יָמִינָה:

צור תבנית תמונה באיכות גבוהה

כדי להכין אותו, אתה יכול להשתמש כמעט בכל מדפסת לייזר או הזרקת דיו מודרנית. בהתחשב בכך שאנו משתמשים בפוטו-רזיסט חיובי במאמר זה, שבו נחושת צריכה להישאר על ה-PCB, המדפסת צריכה לצייר שחור. היכן שלא צריכה להיות נחושת המדפסת לא צריכה לצייר שום דבר. נקודה חשובה מאוד בעת הדפסת פוטומסכת: עליך להגדיר את זרימת הצבע המקסימלית (בהגדרות מנהל ההתקן של המדפסת). ככל שהאזורים הצבועים שחורים יותר, כך גדלים הסיכויים לקבל תוצאה מצוינת. אין צורך בצבע, מספיק מחסנית שחורה. מהתוכנית (לא נתחשב בתוכניות: כל אחד חופשי לבחור בעצמו - מ-PCAD ועד מברשת צבע) שבה צוירה תבנית הצילום, אנו מדפיסים אותה על דף נייר רגיל. ככל שרזולוציית ההדפסה גבוהה יותר והנייר איכותי יותר, כך איכות הפוטומסק גבוהה יותר. אני ממליץ לא נמוך מ-600 dpi הנייר לא צריך להיות עבה מאוד. בעת ההדפסה, אנו לוקחים בחשבון שעם הצד של הגיליון עליו מוחל הצבע, התבנית תונח על ריק ה-PP. אם נעשה אחרת, הקצוות של מוליכים PP יהיו מטושטשים ולא ברורים. תן לצבע להתייבש אם זה היה מדפסת הזרקת דיו. לאחר מכן, אנו ספוג את הנייר עם TRANSPARENT 21, נותנים לו להתייבש ותבנית הצילום מוכנה.

במקום נייר והארה, ניתן ואף רצוי מאוד להשתמש בפילם שקוף למדפסות לייזר (בעת הדפסה במדפסת לייזר) או הזרקת דיו (להדפסת דיו). שימו לב שלסרטים האלה יש צדדים לא שווים: רק צד עובד אחד. אם אתם משתמשים בהדפסת לייזר, אני ממליץ בחום להריץ דף סרט לפני ההדפסה - פשוט להעביר את הגיליון דרך המדפסת, לדמות הדפסה, אבל לא להדפיס שום דבר. למה זה נחוץ? בעת ההדפסה, ה-fuser (תנור) יחמם את הגיליון, מה שיוביל בהכרח לעיוות שלו. כתוצאה מכך, יש שגיאה בגיאומטריה של PCB הפלט. בעת ביצוע PCB דו צדדי, זה טומן בחובו חוסר התאמה של שכבות עם כל ההשלכות ובעזרת ריצה "יבשה", אנו מחממים את הסדין, הוא יהיה מעוות ויהיה מוכן להדפסת התבנית. בעת ההדפסה, הגיליון יעבור דרך התנור בפעם השנייה, אך העיוות יהיה הרבה פחות משמעותי שנבדק מספר פעמים.

אם ה-PP פשוט, אתה יכול לצייר אותו ידנית בתוכנית נוחה מאוד עם ממשק Russified Sprint Layout 3.0R (~650 KB).

בשלב ההכנה, זה מאוד נוח לצייר מעגלים חשמליים לא מסורבלים מדי בתוכנית גם Russified sPlan 4.0 (~450 KB).

כך נראות תבניות הצילום המוגמרות, המודפסות במדפסת Epson Stylus Color 740:

אנו מדפיסים רק בשחור, עם תוספת צבע מירבית. חומר סרט שקוף למדפסות הזרקת דיו.

הכנת משטח ה-PP להנחת פוטו-רזיסט

לייצור PP משתמשים בחומרי גיליון מצופים בנייר נחושת. האפשרויות הנפוצות ביותר הן עם עובי נחושת של 18 ו-35 מיקרון. לרוב, לייצור PP בבית משתמשים בגליונות טקסטוליט (בד נלחץ עם דבק במספר שכבות), פיברגלס (זהה, אבל תרכובות אפוקסי משמשות כדבק) וגטינקס (נייר דחוס עם דבק). פחות נפוץ, סיטל ופוליקור (קרמיקה בתדירות גבוהה משמשים לעתים רחוקות ביותר בבית), פלואורפלסטי (פלסטיק אורגני). האחרון משמש גם לייצור מכשירים בתדר גבוה, ובעל מאפיינים חשמליים טובים מאוד, ניתן להשתמש בו בכל מקום ובכל מקום, אך השימוש בו מוגבל על ידי מחירו הגבוה.

קודם כל, אתה צריך לוודא כי לחומר העבודה אין שריטות עמוקות, כתמים או אזורים אכולים. לאחר מכן, רצוי להבריק את הנחושת למראה. אנו מלטשים מבלי להיות קנאים במיוחד, אחרת נמחק את שכבת הנחושת הדקה ממילא (35 מיקרון) או, בכל מקרה, נשיג עובי נחושת שונים על פני חומר העבודה. וזה, בתורו, יוביל לקצבי תחריט שונים: הוא ייחרט מהר יותר היכן שהוא דק יותר. ומוליך דק יותר על הלוח הוא לא תמיד טוב. במיוחד אם הוא ארוך ויזרום בו זרם הגון. אם הנחושת על חומר העבודה היא באיכות גבוהה, ללא חטאים, אז זה מספיק כדי degrease פני השטח.

מריחת photoresist על פני השטח של חומר העבודה

אנו מניחים את הלוח על משטח אופקי או מעט נוטה ומניחים את ההרכב מאריזת אירוסול ממרחק של כ-20 ס"מ אנו זוכרים שהאויב החשוב ביותר במקרה זה הוא אבק. כל חלקיק אבק על פני חומר העבודה הוא מקור לבעיות. ליצירת ציפוי אחיד יש לרסס את האירוסול בתנועת זיגזג מתמשכת, החל מהפינה השמאלית העליונה. אין להשתמש בתרסיס בכמויות עודפות, שכן הדבר יגרום לכתמים לא רצויים ויוביל להיווצרות של עובי ציפוי לא אחיד, הדורש זמן חשיפה ארוך יותר. בקיץ, כאשר טמפרטורות הסביבה גבוהות, ייתכן שיהיה צורך בטיפול חוזר, או שיהיה צורך לרסס את התרסיס ממרחק קצר יותר כדי להפחית את הפסדי האידוי. בעת ריסוס, אין להטות את הפחית יותר מדי. הדבר מוביל לצריכה מוגברת של גז דחף וכתוצאה מכך, התרסיס מפסיק לפעול, אם כי עדיין יש בו פוטו-רזיסט. אם אתה מקבל תוצאות לא משביעות רצון בעת ​​ציפוי פוטו-רזיסט בהתזה, השתמש בציפוי ספין. במקרה זה, photoresist מוחל על לוח המותקן על שולחן מסתובב עם כונן 300-1000 סל"ד. לאחר סיום הציפוי, אין לחשוף את הלוח לאור חזק. בהתבסס על צבע הציפוי, אתה יכול לקבוע בערך את עובי השכבה המיושמת:

• כחול אפור בהיר 1-3 מיקרון;
• כחול אפור כהה 3-6 מיקרון;
• כחול 6-8 מיקרון;
• כחול כהה יותר מ-8 מיקרון.

על נחושת, לצבע הציפוי עשוי להיות גוון ירקרק.

ככל שהציפוי דק יותר על חומר העבודה, כך התוצאה טובה יותר.

אני תמיד מסתובב את הפוטורסיסט. לצנטריפוגה שלי יש מהירות סיבוב של 500-600 סל"ד. הידוק צריך להיות פשוט, הידוק מתבצע רק בקצות חומר העבודה. אנו מתקנים את חומר העבודה, מתחילים את הצנטריפוגה, מרססים אותה על מרכז היצירה וצופים כיצד הפוטורסיסט מתפשט על פני השטח בשכבה דקה. כוחות צנטריפוגליים יזרקו את עודפי הפוטורסיסט מה-PCB העתידי, אז אני ממליץ בחום לספק קיר מגן כדי לא להפוך את מקום העבודה לדיר חזירים. אני משתמש בסיר רגיל עם חור בתחתית במרכז. ציר המנוע החשמלי עובר דרך החור הזה, שעליו מותקנת פלטפורמת הרכבה בצורה של צלב של שני רצועות אלומיניום, שלאורכם "רוצצות" אוזני ההידוק של חומר העבודה. האוזניים עשויות מזוויות אלומיניום, מהודקות למסילה בעזרת אום כנף. למה אלומיניום? משקל סגולי נמוך וכתוצאה מכך פחות יציאה כאשר מרכז המסה של הסיבוב חורג ממרכז הסיבוב של ציר הצנטריפוגה. ככל שחומר העבודה מרוכז בצורה מדויקת יותר, כך תתרחש פחות מכה בגלל האקסצנטריות של המסה ויידרש פחות מאמץ כדי לחבר את הצנטריפוגה בצורה נוקשה לבסיס.

Photoresist מוחל. הניחו לו להתייבש במשך 15-20 דקות, הפכו את חומר העבודה, מרחו שכבה על הצד השני. תנו עוד 15-20 דקות לייבוש. אל תשכח שאור שמש ישיר ואצבעות בצדי העבודה של חומר העבודה אינם מקובלים.

photoresist שיזוף על פני השטח של חומר העבודה

מכניסים את חומר העבודה לתנור, מביאים את הטמפרטורה בהדרגה ל-60-70 מעלות צלזיוס. שמרו על טמפרטורה זו למשך 20-40 דקות. חשוב ששום דבר לא יגע במשטחים של חומר העבודה מותר רק לגעת בקצוות.

יישור המסכות העליונות והתחתונות על משטחי העבודה

לכל אחת ממסכות הצילום (העליון והתחתון) צריך להיות סימנים שלאורכם צריך לעשות 2 חורים על חומר העבודה כדי ליישר את השכבות. ככל שהסימנים רחוקים יותר זה מזה, כך דיוק היישור גבוה יותר. בדרך כלל אני מניח אותם באלכסון על התבניות. באמצעות מכונת קידוח, תוך שימוש בסימנים אלה על חומר העבודה, אנו קודחים שני חורים אך ורק ב-90° (ככל שהחורים דקים יותר, כך היישור מדויק יותר; אני משתמש במקדחה של 0.3 מ"מ) ומיישרים את התבניות לאורכם, מבלי לשכוח כי יש ליישם תבנית על הפוטו-רזיסט בצד שעליו בוצעה ההדפסה. אנו לוחצים את התבניות לחומר העבודה עם כוסות דקות. עדיף להשתמש בזכוכית קוורץ מכיוון שהיא מעבירה קרינה אולטרה סגולה טוב יותר. פרספקס (פרספקס) נותן תוצאות טובות עוד יותר, אבל יש לו את התכונה הלא נעימה של שריטות, מה שישפיע בהכרח על איכות ה-PP. עבור גדלי PCB קטנים, אתה יכול להשתמש בכריכה שקופה מאריזת CD. בהיעדר זכוכית כזו, אתה יכול להשתמש בזכוכית חלון רגילה, להגדיל את זמן החשיפה. חשוב שהזכוכית תהיה חלקה, מה שמבטיח התאמה אחידה של מסכות הצילום לחומר העבודה, אחרת אי אפשר יהיה להשיג קצוות באיכות גבוהה של המסלולים על ה-PCB המוגמר.

ריק עם פוטומסכה מתחת לפרספקס. אנו משתמשים בקופסת CD.

חשיפה (חשיפה לאור)

הזמן הנדרש לחשיפה תלוי בעובי שכבת הפוטו-רזיסט ובעוצמת מקור האור. לכה Photoresist POSITIV 20 רגיש לקרניים אולטרה סגולות, הרגישות המרבית מתרחשת באזור עם אורך גל של 360-410 ננומטר.

עדיף לחשוף מתחת למנורות שטווח הקרינה שלהן הוא באזור האולטרה סגול של הספקטרום, אבל אם אין לך מנורה כזו, אתה יכול להשתמש גם במנורות ליבון חזקות רגילות, להגדיל את זמן החשיפה. אל תתחיל להאיר עד שהתאורה מהמקור התייצבה יש צורך שהמנורה תתחמם במשך 2-3 דקות. זמן החשיפה תלוי בעובי הציפוי והוא בדרך כלל 60-120 שניות כאשר מקור האור ממוקם במרחק של 25-30 ס"מ לוחות הזכוכית בהם משתמשים יכולים לספוג עד 65% מהקרינה האולטרה סגולה, כך שבמקרים כאלה יש צורך להגדיל את זמן החשיפה. התוצאות הטובות ביותר מושגות בעת שימוש בלוחות פרספקס שקופות. בעת שימוש בפוטורסיסט עם חיי מדף ארוכים, ייתכן שיהיה צורך להכפיל את זמן החשיפה זכור: פוטו רזיסטים כפופים להזדקנות!

דוגמאות לשימוש במקורות אור שונים:

מנורות UV

אנו חושפים כל צד בתורו, לאחר החשיפה אנו נותנים לחומר לעמוד 20-30 דקות במקום חשוך.

פיתוח חומר העבודה החשוף

אנו מפתחים אותו בתמיסה של NaOH (סודה קאוסטית) ראה בתחילת המאמר לפרטים נוספים בטמפרטורת תמיסה של 20-25 מעלות צלזיוס. אם אין ביטוי תוך 2 דקות קטן Oזמן חשיפה. אם זה נראה טוב, אבל גם אזורים שימושיים נשטפים, התחכמת מדי עם התמיסה (הריכוז גבוה מדי) או שזמן החשיפה עם מקור קרינה נתון ארוך מדי או שהפוטומסיכה באיכות ירודה הצבע השחור המודפס לא רווי מספיק כדי לאפשר לאור אולטרה סגול להאיר את חומר העבודה.

בעת הפיתוח, אני תמיד "מגלגל" בזהירות רבה, ללא מאמץ, צמר גפן על מוט זכוכית על המקומות שבהם יש לשטוף את הפוטורסיסט החשוף, זה מזרז את התהליך.

שטיפת חומר העבודה מבסיס אלקלי ושאריות של פוטו-רזיסט חשוף מגולף

אני עושה את זה מתחת לברז עם מי ברז רגילים.

photoresist שיזוף מחדש

אנו מניחים את חומר העבודה בתנור, מעלים את הטמפרטורה בהדרגה ומחזיקים אותו בטמפרטורה של 60-100 מעלות צלזיוס למשך 60-120 דקות - הדפוס הופך חזק וקשה.

בדיקת איכות הפיתוח

בקצרה (למשך 5-15 שניות) לטבול את חומר העבודה בתמיסת כלוריד ברזל מחוממת לטמפרטורה של 50-60 מעלות צלזיוס. לשטוף במהירות במים זורמים. במקומות שבהם אין פוטו-רזיסט מתחילה תחריט אינטנסיבי של הנחושת. אם photoresist בטעות נשאר איפשהו, הסר אותו בזהירות מכנית. זה נוח לעשות את זה עם אזמל רגיל או עיניים, חמוש באופטיקה (משקפי הלחמה, זכוכית מגדלת אשען, לופה אעל חצובה, מיקרוסקופ).

תַחרִיט

אנו מרעילים בתמיסה מרוכזת של כלוריד ברזל בטמפרטורה של 50-60 מעלות צלזיוס. רצוי להבטיח מחזור רציף של תמיסת התחריט. אנחנו בזהירות "מעסים" אזורים עם דימום גרוע עם צמר גפן על מוט זכוכית. אם כלוריד ברזל מוכן טרי, זמן התחריט בדרך כלל אינו עולה על 5-6 דקות. אנו שוטפים את חומר העבודה במים זורמים.

לוח חרוט

איך מכינים תמיסה מרוכזת של כלוריד ברזל? ממיסים את FeCl 3 במים מחוממים מעט (עד 40 מעלות צלזיוס) עד שהוא מפסיק להתמוסס. מסננים את התמיסה. יש לאחסן אותו במקום קריר וחשוך באריזות אטומות לא מתכתיות בבקבוקי זכוכית, למשל.

הסרת photoresist מיותר

אנו שוטפים את הפוטורסיסט מהרצועות עם אצטון או ממס לצבעי ניטרו ואמייל ניטרו.

קידוח חורים

רצוי לבחור את קוטר נקודת החור העתידי על הפוטומסק כך שיהיה נוח לקדוח מאוחר יותר. לדוגמה, עם קוטר חור נדרש של 0.6-0.8 מ"מ, קוטר הנקודה על הפוטומסק צריך להיות בערך 0.4-0.5 מ"מ במקרה זה המקדחה תהיה מרוכזת היטב.

רצוי להשתמש במקדחים המצופים בטונגסטן קרביד: מקדחים העשויים מפלדות מהירות גבוהות נשחקות מהר מאוד, אם כי ניתן להשתמש בפלדה לקידוח חורים בודדים בקוטר גדול (יותר מ-2 מ"מ), שכן מקדחים המצופים בטונגסטן קרביד של זה. קוטר יקרים מדי. בעת קידוח חורים בקוטר של פחות מ-1 מ"מ, עדיף להשתמש במכונה אנכית, אחרת המקדחים שלך ישברו במהירות. אם אתה קודח עם מקדחה ידנית, עיוותים הם בלתי נמנעים, מה שמוביל לחיבור לא מדויק של חורים בין שכבות. התנועה מלמעלה למטה במכונת קידוח אנכית היא האופטימלית ביותר מנקודת המבט של העומס על הכלי. מקדחי קרביד מיוצרים עם שוק קשיח (כלומר, המקדחה מתאימה בדיוק לקוטר החור) או שוק עבה (המכונה לפעמים "טורבו") בגודל סטנדרטי (בדרך כלל 3.5 מ"מ). כאשר קודחים עם מקדחים מצופים קרביד, חשוב לאבטח היטב את ה-PCB, שכן מקדחה כזו, כאשר היא נעה כלפי מעלה, יכולה להרים את ה-PCB, להטות את הניצב ולקרוע שבר מהלוח.

מקדחים בקוטר קטן מותאמים בדרך כלל לתוך צ'אק קולט (בגדלים שונים) או צ'אק בעל שלוש לסתות. להידוק מדויק, הידוק במחבט תלת לסת אינו האפשרות הטובה ביותר, והגודל הקטן של המקדחה (פחות מ-1 מ"מ) עושה במהירות חריצים במהדקים, ומאבד הידוק טוב. לכן, עבור מקדחות בקוטר של פחות מ-1 מ"מ, עדיף להשתמש בצ'אק קולט. ליתר בטחון, רכשו סט נוסף המכיל קולטים רזרביים לכל מידה. כמה מקדחות לא יקרות מגיעות עם קולטים מפלסטיק לזרוק אותם ולקנות מתכת.

כדי להשיג דיוק מקובל, יש צורך לארגן כראוי את מקום העבודה, כלומר, ראשית, להבטיח תאורה טובה של הלוח בעת הקידוח. לשם כך, אתה יכול להשתמש במנורת הלוגן, לחבר אותה לחצובה כדי להיות מסוגל לבחור מיקום (להאיר את הצד הימני). שנית, הרם את משטח העבודה כ-15 ס"מ מעל משטח השולחן לשליטה חזותית טובה יותר על התהליך. כדאי להסיר אבק ושבבים בזמן הקידוח (אפשר להשתמש בשואב אבק רגיל), אבל זה לא הכרחי. יש לציין כי האבק מפיברגלס שנוצר במהלך הקידוח הוא מאכל מאוד ובמידה והוא בא במגע עם העור גורם לגירוי בעור. ולבסוף, בזמן העבודה, נוח מאוד להשתמש במתג הרגל של מכונת הקידוח.

גדלי חורים אופייניים:

• דרך 0.8 מ"מ או פחות;
• מעגלים משולבים, נגדים וכו'. 0.7-0.8 מ"מ;
• דיודות גדולות (1N4001) 1.0 מ"מ;
• בלוקים למגע, גוזמים עד 1.5 מ"מ.

נסו להימנע מחורים בקוטר של פחות מ-0.7 מ"מ. שמור תמיד לפחות שתי מקדחות רזרביות של 0.8 מ"מ ומטה, מכיוון שהן תמיד נשברות בדיוק ברגע שאתה צריך להזמין בדחיפות. מקדחים 1 מ"מ ומעלה הם הרבה יותר אמינים, אם כי זה יהיה נחמד שיהיו להם מקדחים רזרביים. כאשר אתה צריך לעשות שני לוחות זהים, אתה יכול לקדוח אותם בו זמנית כדי לחסוך זמן. במקרה זה, יש צורך לקדוח בזהירות רבה חורים במרכז משטח המגע ליד כל פינה של ה-PCB, ועבור לוחות גדולים, חורים הממוקמים קרוב למרכז. הנח את הלוחות זה על גבי זה ובאמצעות חורים מרוכזים של 0.3 מ"מ בשתי פינות מנוגדות וסיכות כמו יתדות, מהדקים את הלוחות זה לזה.

במידת הצורך, אתה יכול להטביע את החורים עם מקדחות בקוטר גדול יותר.

פחחות נחושת על PP

אם אתה צריך לפח את המסלולים על ה-PCB, אתה יכול להשתמש במלחם, הלחמה רכה מתכה נמוכה, שטף רוזין אלכוהול וצמת כבל קואקסיאלי. עבור נפחים גדולים, הם פח באמבטיות מלאות הלחמות בטמפרטורה נמוכה עם תוספת של שטפים.

ההמסה הפופולרית והפשוטה ביותר לפח היא הסגסוגת "ורד" בעלת התכה נמוכה (פח 25%, עופרת 25%, ביסמוט 50%), שנקודת ההיתוך שלה היא 93-96 מעלות צלזיוס. בעזרת מלקחיים, הניחו את הלוח מתחת לגובה ההמסה הנוזלית למשך 5-10 שניות ולאחר הסרתו, בדקו האם כל משטח הנחושת מכוסה באופן שווה. במידת הצורך, הפעולה חוזרת על עצמה. מיד לאחר הוצאת הלוח מההמסה, מוציאים את שאריותיו או באמצעות מגב גומי או על ידי ניעור חד בכיוון הניצב למישור הלוח, מחזיקים אותו במהדק. דרך נוספת להסיר שאריות של סגסוגת ורד היא לחמם את הלוח בארון חימום ולנער אותו. ניתן לחזור על הפעולה כדי להשיג ציפוי מונו-עובי. כדי למנוע חמצון של ההמסה החמה מוסיפים גליצרין למיכל הפח כך שמפלסו מכסה את ההמסה ב-10 מ"מ. לאחר השלמת התהליך, הלוח נשטף מגליצרין במים זורמים. תְשׁוּמַת לֵב!פעולות אלו כוללות עבודה עם מתקנים וחומרים החשופים לטמפרטורות גבוהות, ולכן כדי למנוע כוויות יש צורך להשתמש בכפפות מגן, משקפי מגן וסינרים.

פעולת הפח עם סגסוגת פח-עופרת מתרחשת באופן דומה, אך הטמפרטורה הגבוהה יותר של ההיתוך מגבילה את היקף היישום של שיטה זו בתנאי ייצור מלאכותיים.

לאחר הפח, אל תשכח לנקות את הלוח משטף ולהסיר אותו היטב.

אם יש לך ייצור גדול, אתה יכול להשתמש בפח כימי.

מריחת מסכת הגנה

הפעולות עם מריחת מסכת הגנה חוזרות בדיוק על כל מה שהיה כתוב למעלה: אנו מורחים פוטורסיסט, מייבשים, משזפים, מרכזים את מסכות הפוטומסק, חושפים, מפתחים, שוטפים ומשזפים שוב. כמובן שאנו מדלגים על שלבי בדיקת איכות הפיתוח, תחריט, הסרת פוטו-רזיסט, פחחות וקידוח. בסוף, שזפי את המסכה במשך שעתיים בטמפרטורה של כ-90-100 מעלות צלזיוס - היא תהפוך חזקה וקשה, כמו זכוכית. המסכה שנוצרה מגנה על פני השטח של ה-PP מפני השפעות חיצוניות ומגינה מפני קצרים אפשריים תיאורטית במהלך הפעולה. זה גם ממלא תפקיד חשוב בהלחמה אוטומטית: הוא מונע מההלחמה "לשבת" על אזורים סמוכים, לקצר אותם.

זהו, המעגל המודפס הדו-צדדי עם המסכה מוכן

הייתי צריך לעשות PP בצורה זו עם רוחב המסלולים והמדרגה ביניהם עד 0.05 מ"מ (!). אבל זו כבר עבודת תכשיטים. ובלי הרבה מאמץ, אתה יכול לעשות PP עם רוחב מסילה ושלב ביניהם של 0.15-0.2 מ"מ.

לא הנחתי מסכה על הלוח המוצג בתמונות, לא היה צורך כזה.

מעגל מודפס בתהליך התקנת רכיבים עליו

והנה המכשיר עצמו שעבורו נוצר ה-PP:

זהו גשר טלפון סלולרי המאפשר להוזיל את עלות שירותי התקשורת הסלולרית פי 2-10 בשביל זה היה שווה להתעסק עם ה-PP;). ה-PCB עם רכיבים מולחמים ממוקם במעמד. בעבר היה מטען רגיל לסוללות טלפונים ניידים.

מידע נוסף

מתכת של חורים

אתה יכול אפילו לבצע מתכת חורים בבית. לשם כך, המשטח הפנימי של החורים מטופל בתמיסה של 20-30% של חנקתי כסף (לפיס). לאחר מכן מנקים את המשטח בעזרת מגב ומייבשים את הלוח באור (ניתן להשתמש במנורת UV). המהות של פעולה זו היא שבהשפעת האור, חנקתי כסף מתפרק, ותכלילי כסף נשארים על הלוח. לאחר מכן מתבצעת משקעים כימיים של נחושת מהתמיסה: גופרת נחושת (סולפט נחושת) 2 גרם, סודה קאוסטית 4 גרם, אמוניה 25 אחוז 1 מ"ל, גליצרין 3.5 מ"ל, פורמלדהיד 10 אחוז 8-15 מ"ל, מים 100 מ"ל. חיי המדף של התמיסה המוכנה קצרים מאוד יש להכין אותה מיד לפני השימוש. לאחר הפקדת הנחושת, הלוח נשטף ומייבש. השכבה מתבררת כדקה מאוד יש להגדיל את עוביה ל-50 מיקרון באמצעים גלווניים.

פתרון ליישום ציפוי נחושת באמצעות ציפוי אלקטרוני:
עבור 1 ליטר מים, 250 גרם סולפט נחושת (סולפט נחושת) ו-50-80 גרם חומצה גופרתית מרוכזת. האנודה היא לוחית נחושת תלויה במקביל לחלק המצופה. המתח צריך להיות 3-4 V, צפיפות זרם 0.02-0.3 A/cm 2, טמפרטורה 18-30°C. ככל שהזרם נמוך יותר, תהליך המתכת איטי יותר, אך הציפוי המתקבל טוב יותר.

שבר של לוח מעגלים מודפס המראה מתכת בחור

פוטורסיסטים תוצרת בית

פוטו רזיסט על בסיס ג'לטין ואשלגן ביכרומט:
פתרון ראשון: יוצקים 15 גרם ג'לטין ל-60 מ"ל מים רתוחים ומניחים לתפיחה של 2-3 שעות. לאחר שהג'לטין מתנפח שמים את המיכל באמבט מים בטמפרטורה של 30-40 מעלות עד להמסה מלאה של הג'לטין.
פתרון שני: ממיסים 5 גרם אשלגן דיכרומט (אבקה כרומית, כתומה בוהקת) ב-40 מ"ל מים רתוחים. מתמוססים באור נמוך ומפוזר.
יוצקים את השני לתוך התמיסה הראשונה תוך ערבוב נמרץ. בעזרת פיפטה מוסיפים כמה טיפות אמוניה לתערובת שהתקבלה עד שהיא הופכת לצבע קש. האמולסיה מוחלת על הלוח המוכן באור נמוך מאוד. הלוח מיובש עד שהוא נטול דבק בטמפרטורת החדר בחושך מוחלט. לאחר החשיפה, שטפו את הלוח תחת אור סביבה נמוך במים זורמים חמים עד להסרת הג'לטין הלא שזוף. כדי להעריך טוב יותר את התוצאה, אתה יכול לצבוע אזורים עם ג'לטין שלא הוסר עם תמיסה של אשלגן פרמנגנט.

Photoresist משופר תוצרת בית:
פתרון ראשון: 17 גרם דבק עץ, 3 מ"ל תמיסה מימית אמוניה, 100 מ"ל מים, מניחים לתפיחה למשך יממה ולאחר מכן מחממים באמבט מים ב-80 מעלות צלזיוס עד להמסה מלאה.
תמיסה שניה: 2.5 גרם אשלגן דיכרומט, 2.5 גרם אמוניום דיכרומט, 3 מ"ל תמיסה מימית של אמוניה, 30 מ"ל מים, 6 מ"ל אלכוהול.
כשהתמיסה הראשונה התקררה ל-50 מעלות צלזיוס, שופכים לתוכה את התמיסה השנייה תוך ערבוב נמרץ ומסננים את התערובת שהתקבלה ( פעולות זה ואחרות חייבות להתבצע בחדר חשוך, אור שמש אסור!). האמולסיה מיושמת בטמפרטורה של 30-40 מעלות צלזיוס. ממשיכים כמו במתכון הראשון.

Photoresist על בסיס אמוניום דיכרומט ואלכוהול פוליוויניל:
מכינים תמיסה: אלכוהול פוליוויניל 70-120 גרם לליטר, אמוניום דיכרומט 8-10 גרם לליטר, אלכוהול אתילי 100-120 גרם לליטר. הימנע מאור בהיר!יש למרוח ב-2 שכבות: שכבה ראשונה ייבוש 20-30 דקות ב-30-45°C שכבה שנייה ייבוש 60 דקות ב-35-45°C. מפתח תמיסת אלכוהול אתילי 40%.

פחחות כימית

קודם כל, יש לבחור את הלוח כדי להסיר את תחמוצת הנחושת שנוצרה: 2-3 שניות בתמיסה 5% של חומצה הידרוכלורית, ולאחר מכן שטיפה במים זורמים.

מספיק פשוט לבצע פח כימי על ידי טבילת הלוח בתמיסה מימית המכילה פח כלוריד. שחרור של בדיל על פני ציפוי נחושת מתרחש כאשר הוא טבילה בתמיסת מלח בדיל שבה הפוטנציאל של הנחושת הוא אלקטרוניטיבי יותר מחומר הציפוי. השינוי בפוטנציאל בכיוון הרצוי מקל על ידי החדרת תוסף מורכב, thiocarbamide (thiourea), לתמיסת מלח הפח. לסוג זה של תמיסה יש את ההרכב הבא (g/l):

בין המפורטים, הנפוצות ביותר הן תמיסות 1 ו-2. לפעמים מוצע להשתמש ב-Progress דטרגנט בכמות של 1 מ"ל/ליטר כחומר פעיל שטח לתמיסה הראשונה. הוספת 2-3 גרם/ליטר ביסמוט חנקתי לתמיסה השנייה מובילה למשקעים של סגסוגת המכילה עד 1.5% ביסמוט, המשפרת את יכולת ההלחמה של הציפוי (מונעת הזדקנות) ומגדילה מאוד את חיי המדף של ה-PCB המוגמר לפני ההלחמה. רכיבים.

כדי לשמר את פני השטח, נעשה שימוש בתרסיסי אירוסול המבוססים על קומפוזיציות שטף. לאחר הייבוש, הלכה המונחת על פני חומר העבודה יוצרת סרט חזק וחלק המונע חמצון. אחד החומרים הפופולריים הוא "SOLDERLAC" מבית Cramolin. הלחמה לאחר מכן מתבצעת ישירות על המשטח המטופל ללא הסרת לכה נוספת. במקרים קריטיים במיוחד של הלחמה, ניתן להסיר את הלכה בעזרת תמיסת אלכוהול.

פתרונות פחחות מלאכותיות מתקלקלים עם הזמן, במיוחד כאשר הם נחשפים לאוויר. לכן, אם יש לכם הזמנות גדולות לעיתים רחוקות, אז נסו להכין כמות קטנה של תמיסה בבת אחת, המספיקה לפח לכמות הנדרשת של PP, ואחסנו את יתרת התמיסה במיכל סגור (בקבוקים מהסוג המשמש בצילום שאינם לאפשר לאוויר לעבור דרכו הם אידיאליים). כמו כן, יש צורך להגן על התמיסה מפני זיהום שעלול לפגוע מאוד באיכות החומר.

לסיכום, אני רוצה לומר שעדיין עדיף להשתמש בפוטורסיסטים מוכנים ולא להתעסק עם חורים מתכתיים בבית, עדיין לא תקבלו תוצאות מצוינות.

תודה רבה למועמד למדעי הכימיה פילטוב איגור יבגנייביץ'להתייעצויות בנושאים הקשורים לכימיה.
אני גם רוצה להביע את תודתי איגור צ'ודקוב."

במאמר זה נדבר על שיטות לייצור מעגל מודפס וחריטת הלוח.

ישנן דרכים רבות ליצור מעגל מודפס. השיטה העיקרית שבה אני משתמש באופן אישי היא הכנת לוח מ-PCB נייר כסף (גטינקס), על ידי מריחת תבנית בעט ציור וחריטה בתמיסה כימית. כך קרה שהתחלתי לצייר מעגלים מכיתה ו' של בית הספר (כיום מה'), כשמחשבים היו בגודל של חדרים שלמים. באותה תקופה הפכתי להיות "מאומן". לכן, אני מצייר לוח על גיליון נייר בריבוע מהר יותר מאשר במחשב, באמצעות תוכניות מיוחדות. נכון, הלוח הנרחב ביותר מבחינת בסיס האלמנטים שאי פעם ציירתי ביד היה לוח המורכב מארבעה עשר מעגלים מיקרו וכמה מאות אלמנטים פשוטים.

יצירת לוח על ידי יישום תבנית בעט ציור או, לעתים קרובות יותר, LUT (טכנולוגיית לייזר-ברזל) ותחריט בתמיסה כימית מורכבת מהשלבים הבאים ההבדל משיטות אחרות עשוי להיות שונה מעט בפעולות עצמן הרצף שלהם:

1. פריסת מיקום אלמנטי רדיו על הלוח וניתוב מוליכים (מסלולים). נכון לעכשיו, ישנן תוכניות רבות לפיתוח לוחות רדיו. קל יותר להשתמש בהם. אתה יכול לעשות פיתוח בלי להשתמש בתוכנות מיוחדות, אבל זה מצריך התמדה והרבה פעמים יותר זמן. במקרה זה, מטעמי נוחות, הלוח מצויר על דף נייר בדוגמה משובצת, ולצורך פיתוח מחדש הוא מצויר שוב;

2. לוח במידות הנדרשות נחתך מתוך נייר כסף PCB, או getinax. חומר נוח יותר הוא טקסטוליט, שהוא בעצם פיברגלס רב שכבתי, ונייר כסף נצמד אליו טוב יותר מאשר לגטינקס. Getinax הוא חומר גיליון העשוי מנייר דחוס ספוג בלכה בקליט. Getinax הוא חומר באיכות נמוכה יותר מאשר PCB ויש לו מספר תכונות שאני אישית לא אוהב:

- עלול להתפרק;

- מוליכים מודפסים קופצים מהר יותר מהתחממות יתר מאלו של PCB, מה שמקשה על החלפת רכיבי רדיו מבלי לפגוע בלוח אם הם נכשלים;

- ישנם מקרים של התחממות יתר של רכיבי רדיו, שעלולים לגרום ללוח הרדיו להפוך ל"עשן". אותו דבר קורה כאשר לחות נכנסת למעגלי מתח גבוה. גטינקס שרוף הופך לעתים קרובות למנצח (משהו כמו גרפיט). אותו דבר קורה עם getinax כאשר לחות נכנסת בטעות למעגלי מתח גבוה. זה האחרון יכול להביא לך צרות ענק;

אבל למרות כל זה, הוא זול משמעותית וניתן לחתוך אותו במספריים. זה יכול להיות שימושי כאשר אתה צריך ליצור לוח חד צדדי מהיר באמצעות חלקי SMD.

3. קצוות הלוח מעובדים מפינות חדות וקורות עם קובץ או נייר זכוכית;

4. הלוח החתוך עטוף בגיליון עם הלוח מצוייר עליו. עם ליבה דקה ומכות קלות של פטיש, עושים חורים (סימון) עבור חורים עתידיים באותם מקומות שסומנו בעבר על הסדין;

5. במקומות המסומנים קודחים חורים לרכיבי רדיו עתידיים. עבור חלקים קטנים - נגדים, קבלים, טרנזיסטורים עופרת דקה, מקדחה 0.5 מ"מ משמשת, ללידים עבים יותר - מקדחה 0.7 מ"מ. במידת הצורך, ניתן להשתמש בגדלים אחרים. כמקדחה, נוח יותר להשתמש במכונת קידוח ניידת, אותה ניתן לרכוש בחנות רדיו מתמחה. אתה יכול גם להשתמש במקדחה חשמלית ידנית עם מיומנות מסוימת;

6. לאחר קידוח החורים משייפים את הלוח בנייר זכוכית. כל הקוצים שנוצרו כתוצאה מקידוח מנוקים, והרדיד מנוקה ליישום נוסף של דפוסי מסלול ותחריט;

7. עט עשוי בעט כדורי ריק רגיל. לשם כך מחממים את המוט על להבת גפרור (או מצית), וכשהפלסטיק נמס, המוט נשלף החוצה. לאחר שהפלסטיק התקשה, חותכים את קצה לוח השרטוט לקבלת חור בקוטר של כ-0.2...0.4 מ"מ;

8. לעט הציור מכניסים לכה (יותר נוח להשתמש בלק) בגובה 2...5 ס"מ, ולאחר מכן מציירים את המעגל המודפס: מסביב לחורים יוצרים רפידות הלחמה ובין אלה נמשכים פסי מעגלים מודפסים רפידות. עם מידה מסוימת של מיומנות ושימוש בסרגלים כמדריכים, איכות הציור יכולה להיות שווה ללוחות הרדיו של המפעל;

9. לאחר התייבשות הלכה, השטחים הלא מלוטשים של הלוח נחרטים על ידי הנחת הלוח בתמיסת כלוריד ברזל. יחד עם זאת, הנחושת של המסלולים המוגנים בלכה אינה נחרטת, וציפוי הנחושת של הלוח שאינו מכוסה בלכה, הנכנס לתגובה כימית, מתמוסס בכלוריד ברזל. כדי להאיץ את תהליך התחריט, ניתן לחמם את הפתרון עם הלוח באמבט מים, או פשוט להניח על רדיאטור הסקה מרכזי;

10. לאחר התחריט, הלוח נשטף במים ובאמצעות צמר גפן מורטב באציטון או ממס אחר מסירים את הלכה מהלוח, ולאחר מכן שוטפים אותה שוב במים זורמים;

11. עדיף להלחים רכיבי רדיו באמצעות הלחמה מתכה נמוכה ושטף - רוזין מומס באלכוהול.

יש להוסיף:

ניתן להשתמש במזרק חד פעמי כעט ציור, אך יש צורך לשבור את החתך האלכסוני של המחט ולחדד אותו כך שלא יהיו משטחי שריטה חדים בקצה. לאחרונה יש הרבה טושים במבצע, שצבעם אינו נשטף במים ומספק שכבת הגנה עמידה למדי, כך שהם יכולים לשמש גם כעט לציור.

כמה בעלי מלאכה פח גם לאחר תחריט הלוח. הפחחות מתבצעת באחת משתי דרכים:

1. מלחם;

2. אמבט הברזל מלא בסגסוגת ורד או עץ. הסגסוגת, על מנת למנוע חמצון של ההלחמה, מכוסה במלואה בשכבת גליצרין מעל. עבור פחחות, הלוח טובל בהמסה לא יותר מחמש שניות. מחממים את האמבט באמצעות כיריים חשמליות.

לאחרונה, שיטת המדפסת להעברת דפוס לוח רדיו הפכה לנפוצה יותר ויותר.

הוא מורכב מהדברים הבאים:

1. באמצעות תוכניות מיוחדות, לוח רדיו מתוכנן ומצויר;

2. תמונת מראה של הלוח מודפסת על מצע באמצעות מדפסת לייזר. במקרה זה, משתמשים בנייר מצופה דק (כריכות ממגזינים שונים), נייר פקס או סרט למדפסות לייזר כמצע.

3. את המצע מורחים על הלוח המוכן עם הצד הקדמי (תמונה) ו"משפשפים" על הלוח באמצעות מגהץ חם מאוד. לפיזור אחיד של לחץ הברזל על המצע, מומלץ להניח מספר שכבות של נייר עבה ביניהן. הטונר נמס ונדבק ללוח.

4. לאחר הקירור, ישנן שתי אפשרויות להסרת הגיבוי: או שהגב פשוט מוסר לאחר העברת הטונר ללוח (במקרה של סרט למדפסות לייזר), או שהוא מושרה מראש במים ואז מקלפים אותו בהדרגה ( נייר מצופה). הטונר נשאר על הלוח. לאחר הסרת הגיבוי, באותם מקומות שבהם הטונר נפרד, ניתן לשחזר את הלוח באופן ידני.

5. הלוח נחרט בתמיסה כימית. במהלך התחריט, הטונר אינו מתמוסס בכלוריד ברזל.

שיטה זו מאפשרת לך לקבל מונטאז' מודפס יפה מאוד, אבל אתה צריך להתרגל אליו, כי זה עלול לא להצליח בפעם הראשונה. העובדה היא שנדרש משטר מסוים בטמפרטורה גבוהה. יש כאן רק קריטריון אחד: הטונר חייב להספיק זמן להימס כדי להידבק לפני השטח של הלוח, ובמקביל אסור לו להגיע למצב חצי נוזלי כדי ששולי המסלולים לא יידבקו. לְשַׁטֵחַ. הסרת גיליון הנייר דורשת ריכוך מסוים במים, אחרת גיליון הנייר עלול להתנתק יחד עם הטונר. קידוח חורים במעגל מודפס מתבצע לאחר תחריט.

תחריט PCB

ישנן תרכובות רבות להפשטה כימית של נחושת ממעגל מודפס. כולם נבדלים במהירות התגובה ובזמינות הריאגנטים הכימיים הדרושים להכנת התמיסה. אל תשכח שכל כימיקל מזיק לבריאות, אז אל תשכח לנקוט באמצעי זהירות. להלן הפתרונות הכימיים לחריטת מעגלים מודפסים בהם השתמשתי באופן אישי:

1. חומצה חנקתית (HNO 3)- המגיב המסוכן והלא פופולרי ביותר. שקוף, בעל ריח חריף, היגרוסקופי מאוד וגם מתאדה חזק. לכן, לא מומלץ לאחסון בבית. לחריטה לא משתמשים בו בצורתו הטהורה, אלא בתמיסה עם מים ביחס של 1/3 (חלק חומצה לשלושה חלקים מים). אל תשכח שלא מים נשפכים לחומצה, אלא החומצה למים. תהליך התחריט אורך לא יותר מחמש דקות, עם שחרור גז פעיל. "חנקן" גם ממיס לכה, אז לפני השימוש בו אתה צריך לתת לכה להתייבש היטב. לאחר מכן, במהלך התחריט, לא יהיה לו זמן להתרכך ולהיפרד מציפוי הנחושת. יש להקפיד על אמצעי הזהירות.

2. תמיסה של חומצה גופרתית (H 2 SO 4) ומי חמצן (H 2 O 2). כדי להכין פתרון זה, אתה צריך להוסיף ארבע טבליות של מי חמצן (שם בית המרקחת - "Hydroperite") לכוס אלקטרוליט סוללה רגיל (תמיסה של חומצה גופרתית במים). את התמיסה המוכנה יש לאחסן במיכל כהה, לא אטום הרמטית, שכן פירוק מי חמצן משחרר גז. זמן התחריט של מעגל מודפס הוא כשעה לתמיסה טרייה מעורבת היטב בטמפרטורת החדר. פתרון זה לאחר תחריט ניתן לשחזר על ידי הוספת מי חמצן H 2 O 2. הכמות הנדרשת של מי חמצן מוערכת ויזואלית: לוח נחושת שקוע בתמיסה צריך להיות צבוע מחדש מאדום לחום כהה. היווצרות בועות בתמיסה מעידה על עודף של מי חמצן, מה שמוביל להאטה בתגובת התחריט. יש להקפיד על אמצעי הזהירות.

תְשׁוּמַת לֵב:בעת שימוש בשתי התמיסות שהוזכרו לעיל, יש לנקוט בכל אמצעי הזהירות כאשר עובדים עם כימיקלים קאוסטיים. כל העבודה חייבת להיעשות רק באוויר צח או מתחת למכסה מנוע. אם התמיסה מגיעה לעור שלך, יש לשטוף אותה מיד עם הרבה מים.

3. כלוריד ברזל (FeCl 3)- המגיב הפופולרי ביותר לחריטת מעגלים מודפסים. ממיסים 150 גרם אבקת כלוריד ברזל ב-200 מ"ל מים חמימים. תהליך התחריט בפתרון זה יכול להימשך בין 15 ל-60 דקות. הזמן תלוי בטריות התמיסה ובטמפרטורה. לאחר סיום התחריט, יש לשטוף את הלוח בהרבה מים, רצוי עם סבון (לנטרול שאריות חומצה). החסרונות של פתרון זה כוללים היווצרות פסולת במהלך התגובה, אשר מתייצבת על הלוח ומפריעה למהלך התקין של תהליך התחריט, כמו גם קצב התגובה הנמוך יחסית.

4. תמיסה של מלח שולחן (NaCl) וסולפט נחושת (CuSO 4) במים. ארבע כפות של מלח שולחן ושתי כפות של נחושת גופרתית כתוש לאבקה מומסות ב-500 מ"ל מים חמים (כ-80 מעלות צלזיוס). התמיסה מוכנה לשימוש מיד לאחר הקירור (בשימוש בצבע עמיד בחום אין צורך בקירור). זמן התחריט הוא כ-8 שעות כדי להאיץ את תהליך התחריט, ניתן לחמם את התמיסה עם הלוח ל-50 מעלות צלזיוס.

5. תמיסה של חומצת לימון במי חמצן (H 2 O 2).באמבטיה קטנה (עד 100 מ"ל), ממלאים את המעגל המודפס בנפח גדול של מי חמצן, ולאחר מכן מוסיפים 1 כף חומצת לימון. לאחר מכן מתחיל תהליך תחריט המעגל המודפס. זה מלווה באופן פעיל בשינוי בצבע הנוזל משקוף לכחול. הקצוות יתבררו חלקים, ואם תעברו תחילה על רדיד הפיברגלס בנייר זכוכית עדין, הכל ייחרט בצורה שווה מאוד.

בשיטה זו הצלחתי להשיג לוחות עם הפרמטרים הבאים:

הפער בין המוליכים הוא 0.2 מ"מ.

עם עובי מוליך מוגדר של 0.25 מ"מ, במציאות התברר שהוא 0.2-0.22 מ"מ.

מידות לוחות עד 100X200 מ"מ.

אם צריך להחמיץ מהר יותר, אפשר להוסיף קורט מלח שולחני רגיל. זה יאיץ את התהליך, אבל היזהר: תהליך התחריט משחרר אנרגיה תרמית ובדרך כלל גורם לתמיסה להתחמם למדי. במהלך שנות הניסיון הרבות שלי בעבודה עם הפתרון הזה, הוא התפוצץ פעמיים ו"מרח" את כל מה שסביבי. כמובן, הכל נמחק מהר מאוד עם סמרטוט וסודה רגילים ולא היו עקבות שלו על בגדים או דברים (בניגוד לכלוריד ברזל), אבל זה היה די מעניין לראות.

זמן התחריט הממוצע הוא 20-30 דקות.

לא השתמשתי בפתרונות אחרים לחריטת מעגלים מודפסים. הכי נעים לעבוד עם הנקודה האחרונה, שכן את הרכיבים ניתן להשיג בכל עיר.

אם אתה צריך לעשות את זה טוב

באופן עקרוני, ניתן להזמין מעגלים מודפסים גם במפעל המתמחה לייצורם. כמובן, זה עולה יותר ממה שהיית עושה את זה בעצמך, אבל איכות הביצוע תהיה טובה פי כמה. אם יש לכם הרבה אבות טיפוס כאלה, אז אני ממליץ בחום לצפות בסרטון על ייצור מעגלים מודפסים.

הנקודה כאן היא זו. המפעל לוקח כסף עבור 2 דברים: עבור הכנה לייצור, במהלכו הוא ממיר את קבצי ה-PCB שלך לתקן שלו ומייצר כלי עבודה, ועל הייצור עצמו. הייצור עצמו הוא לא דבר יקר: מפעלים קונים ריקים ללוחות רדיו בכמויות גדולות והייצור עצמו זול יותר, אבל הם גובים בממוצע 2-3 אלף רובל להכנה. מבחינתי, לשלם כסף כזה עבור ייצור של לוח אחד לא הגיוני. אבל, אם יש 10-20 מהלוחות האלה, אז הכסף הזה להכנה מתחלק בין כל הלוחות וזה יוצא יותר זול.

לוח מעגלים מודפסים (PCB, או לוח חיווט מודפס, PWB) הוא לוח דיאלקטרי שעל פני השטח ו/או נפחו נוצרים מעגלים מוליכים חשמלית של מעגל אלקטרוני. לוח מעגלים מודפס מיועד לחיבור חשמלי ומכני של רכיבים אלקטרוניים שונים. רכיבים אלקטרוניים על לוח מעגלים מודפס מחוברים על ידי המסופים שלהם לאלמנטים של תבנית מוליכה, בדרך כלל על ידי הלחמה.

שלא כמו הרכבה על פני השטח, על לוח מעגלים מודפס הדפוס המוליך חשמלי עשוי מנייר כסף, הממוקם כולו על בסיס בידוד מוצק. המעגל המודפס מכיל חורי הרכבה ורפידות להרכבת רכיבים עם עופרת או מישוריים. בנוסף, למעגלים מודפסים יש דרך לחיבור חשמלי של חלקי נייר כסף הממוקמים על שכבות שונות של הלוח. בצד החיצוני של הלוח מורחים בדרך כלל ציפוי מגן ("מסכת הלחמה") וסימונים (שרטוט וטקסט תומכים לפי תיעוד העיצוב).

בהתאם למספר השכבות עם דפוס מוליך חשמלי, לוחות מעגלים מודפסים מחולקים ל:

חד צדדי (OSP): יש רק שכבה אחת של נייר כסף מודבק לצד אחד של הגיליון הדיאלקטרי.

דו צדדי (DPP): שתי שכבות של נייר כסף.

רב שכבתי (MLP): נייר כסף לא רק בשני הצדדים של הלוח, אלא גם בשכבות הפנימיות של הדיאלקטרי. לוחות מעגלים מודפסים רב שכבתיים מיוצרים על ידי הדבקה של מספר לוחות חד צדדיים או דו צדדיים.

ככל שהמורכבות של המכשירים המעוצבים וצפיפות ההתקנה עולה, מספר השכבות על הלוחות עולה.

הבסיס של המעגל המודפס הוא דיאלקטרי החומרים הנפוצים ביותר הם פיברגלס וגטינקס. כמו כן, הבסיס של לוחות מעגלים מודפסים יכול להיות בסיס מתכת מצופה דיאלקטרי (לדוגמה, רדיד נחושת אנודייז של המסלולים מוחל על גבי הדיאלקטרי). לוחות מעגלים מודפסים כאלה משמשים באלקטרוניקה כוח להסרת חום יעילה מרכיבים אלקטרוניים. במקרה זה, בסיס המתכת של הלוח מחובר לרדיאטור. החומרים המשמשים למעגלים מודפסים הפועלים בטווח המיקרוגל ובטמפרטורות של עד 260 מעלות צלזיוס הם פלואורפלסטיים מחוזקים בבד זכוכית (לדוגמה, FAF-4D) וקרמיקה. לוחות מעגלים גמישים עשויים מחומרי פוליאמיד כמו קפטון.

באיזה חומר נשתמש לייצור הלוחות?

החומרים הנפוצים והזולים ביותר לייצור לוחות הם Getinax ופיברגלס. נייר Getinax ספוג בלכה בקליט, פיברגלס טקסטוליט עם אפוקסי. אנחנו בהחלט נשתמש בפיברגלס!

לרבד פיברגלס נייר כסף הוא יריעות העשויות מבדי זכוכית, ספוגות בחומר קלסר על בסיס שרפי אפוקסי ומצופים משני הצדדים בנייר כסף עמיד אלקטרוליטי גלווני נחושת בעובי 35 מיקרון. הטמפרטורה המקסימלית המותרת מ-60ºС עד +105ºС. יש לו תכונות בידוד מכניות וחשמליות גבוהות מאוד וניתן לעבד אותו בקלות על ידי חיתוך, קידוח, הטבעה.

פיברגלס משמש בעיקר חד צדדי או דו צדדי בעובי 1.5 מ"מ ועם רדיד נחושת בעובי 35 מיקרון או 18 מיקרון. נשתמש ברבד פיברגלס חד צדדי בעובי 0.8 מ"מ עם נייר כסף בעובי 35 מיקרון (למה נדון בהרחבה בהמשך).

שיטות להכנת מעגלים מודפסים בבית

ניתן לייצר לוחות בצורה כימית ומכנית.

בשיטה הכימית, באותם מקומות שבהם צריכים להיות מסלולים (דפוס) על הלוח, מוחל על נייר הכסף הרכב מגן (לכה, טונר, צבע וכו'). לאחר מכן, הלוח טובל בתמיסה מיוחדת (כלוריד ברזל, מי חמצן ואחרים) אשר "שוהה" את רדיד הנחושת, אך אינה משפיעה על הרכב המגן. כתוצאה מכך, נחושת נשארת מתחת להרכב המגן. הרכב המגן מוסר לאחר מכן עם ממס והלוח המוגמר נשאר.

השיטה המכנית משתמשת באזמל (ליצור ידני) או במכונת כרסום. חותך מיוחד עושה חריצים על נייר הכסף, בסופו של דבר משאיר איים עם נייר כסף - התבנית הדרושה.

מכונות כרסום הן די יקרות, ומכונות הכרסום עצמן יקרות ויש להן משאב קצר. אז לא נשתמש בשיטה הזו.

השיטה הכימית הפשוטה ביותר היא ידנית. בעזרת לכה ריסוגרף, אנו מציירים מסלולים על הלוח ואז חורטים אותם בתמיסה. שיטה זו אינה מאפשרת ביצוע לוחות מורכבים עם עקבות דקים מאוד – כך שגם זה לא המקרה שלנו.

השיטה הבאה לייצור לוחות מעגלים היא באמצעות photoresist. זוהי טכנולוגיה נפוצה מאוד (לוחות מיוצרים בשיטה זו במפעל) ולרוב משתמשים בה בבית. יש הרבה מאמרים ושיטות להכנת לוחות באמצעות טכנולוגיה זו באינטרנט. זה נותן תוצאות טובות מאוד שניתן לחזור עליהן. עם זאת, זו גם לא האופציה שלנו. הסיבה העיקרית היא חומרים יקרים למדי (פוטורסיסט, שגם מתדרדר עם הזמן), כמו גם כלים נוספים (מנורת תאורת UV, למינציה). כמובן, אם יש לך ייצור בקנה מידה גדול של לוחות מעגלים בבית - אז photoresist הוא ללא תחרות - אנו ממליצים לשלוט בו. כמו כן, ראוי לציין שהציוד וטכנולוגיית הפוטו-רזיסט מאפשרים לנו לייצר הדפסת משי ומסכות הגנה על לוחות מעגלים.

עם הופעת מדפסות הלייזר, חובבי רדיו החלו להשתמש בהן באופן פעיל לייצור לוחות מעגלים. כידוע, מדפסת לייזר משתמשת ב"טונר" להדפסה. זוהי אבקה מיוחדת שמתחלחלת בטמפרטורה ונדבקת לנייר - התוצאה היא ציור. הטונר עמיד בפני כימיקלים שונים, מה שמאפשר להשתמש בו כציפוי מגן על פני הנחושת.

לכן, השיטה שלנו היא להעביר טונר מנייר אל פני השטח של נייר נחושת ולאחר מכן לחרוט את הלוח עם פתרון מיוחד ליצירת דפוס.

בשל קלות השימוש בה, שיטה זו הפכה לנפוצה מאוד ברדיו חובבים. אם תקליד ב-Yandex או בגוגל איך להעביר טונר מנייר ללוח, תמצא מיד מונח כמו "LUT" - טכנולוגיית גיהוץ לייזר. לוחות המשתמשים בטכנולוגיה זו מיוצרים כך: תבנית הרצועות מודפסת בגרסת מראה, הנייר מוחל על הלוח עם הדוגמה על הנחושת, החלק העליון של נייר זה מגוהץ, הטונר מתרכך ונדבק ללוח. לוּחַ. לאחר מכן משרים את הנייר במים והלוח מוכן.

יש "מיליון" מאמרים באינטרנט על איך ליצור לוח באמצעות טכנולוגיה זו. אבל לטכנולוגיה הזו יש חסרונות רבים שדורשים ידיים ישירות וזמן ארוך מאוד כדי להתאים את עצמך אליה. כלומר, אתה צריך להרגיש את זה. התשלומים לא יוצאים בפעם הראשונה, הם יוצאים כל פעם אחרת. ישנם שיפורים רבים - שימוש בלמינטור (עם שינוי - הרגיל אין מספיק טמפרטורה), אשר מאפשר לך להשיג תוצאות טובות מאוד. יש אפילו שיטות לבניית מכבשי חום מיוחדים, אבל כל זה שוב דורש ציוד מיוחד. החסרונות העיקריים של טכנולוגיית LUT:

התחממות יתר - המסלולים מתפרסים - הופכים רחבים יותר

תת-חימום - הרצועות נשארות על הנייר

הנייר "מטוגן" ללוח - גם כשהוא רטוב קשה לרדת ממנו - כתוצאה מכך, הטונר עלול להינזק. יש הרבה מידע באינטרנט על איזה נייר לבחור.

טונר נקבובי - לאחר הוצאת הנייר נשארות מיקרונקבוביות בטונר - דרכם נחרט גם הלוח - מקבלים מסלולים שחוקים

חזרתיות של התוצאה - מצוין היום, מחר רע, אז טוב - קשה מאוד להגיע לתוצאה יציבה - אתה צריך טמפרטורה קבועה למהדרין לחימום הטונר, אתה צריך לחץ מגע יציב על הלוח.

אגב, לא הצלחתי ליצור לוח בשיטה זו. ניסיתי לעשות את זה גם על מגזינים וגם על נייר מצופה. כתוצאה מכך אפילו קלקלתי את הלוחות - הנחושת התנפחה בגלל התחממות יתר.

משום מה, יש מעט מידע באינטרנט על שיטה אחרת להעברת טונר - שיטת ההעברה הכימית הקרה. הוא מבוסס על העובדה שהטונר אינו מסיס באלכוהול, אלא מסיס באציטון. כתוצאה מכך, אם תבחרו בתערובת של אצטון ואלכוהול שרק תרכך את הטונר, ניתן "להדביק" אותו מחדש על הלוח מנייר. מאוד אהבתי את השיטה הזו ומיד נשאה פרי – הלוח הראשון היה מוכן. עם זאת, כפי שהתברר מאוחר יותר, לא הצלחתי למצוא מידע מפורט בשום מקום שייתן 100% תוצאות. אנחנו צריכים שיטה שאפילו ילד יוכל לעשות איתה את הלוח. אבל בפעם השנייה לא ניתן היה להכין את הלוח, אז שוב לקח הרבה זמן לבחור את המרכיבים הדרושים.

כתוצאה מכך, לאחר מאמצים רבים, פותח רצף של פעולות, נבחרו כל הרכיבים שנותנים, אם לא 100%, אז 95% של תוצאה טובה. והכי חשוב, התהליך כל כך פשוט שילד יכול להכין את הלוח לבדו. זו השיטה שבה נשתמש. (כמובן שאפשר להמשיך להביא את זה לאידיאל - אם תצליח יותר אז תכתוב). היתרונות של שיטה זו:

כל הריאגנטים הם זולים, נגישים ובטוחים

אין צורך בכלים נוספים (מגהצים, מנורות, למינציה - כלום, אם כי לא - אתה צריך סיר)

אין דרך לפגוע בלוח - הלוח אינו מתחמם כלל

הנייר יורד מעצמו - ניתן לראות את התוצאה של העברת הטונר - היכן שההעברה לא יצאה

אין נקבוביות בטונר (הן אטומות בנייר) - לכן, אין חומרי מורדים

אנחנו עושים 1-2-3-4-5 ואנחנו תמיד מקבלים את אותה תוצאה - כמעט 100% חזרה

לפני שנתחיל, בואו נראה אילו לוחות אנחנו צריכים ומה אנחנו יכולים לעשות בבית בשיטה זו.

דרישות בסיסיות עבור לוחות מיוצרים

ניצור מכשירים על מיקרו-בקרים, באמצעות חיישנים ומיקרו-מעגלים מודרניים. שבבים קטנים הולכים וקטנים. בהתאם, יש לעמוד בדרישות הבאות ללוחות:

הלוחות חייבים להיות דו-צדדיים (ככלל, קשה מאוד לחבר לוח חד-צדדי, הכנת לוחות ארבע שכבות בבית זה די קשה, מיקרו-בקרים צריכים שכבת קרקע כדי להגן מפני הפרעות)

הרצועות צריכות להיות בעובי של 0.2 מ"מ - גודל זה מספיק - 0.1 מ"מ יהיה אפילו טוב יותר - אך ישנה אפשרות לחריטה והמסלולים יורדים במהלך ההלחמה

הפערים בין המסלולים הם 0.2 מ"מ - זה מספיק כמעט לכל המעגלים. צמצום הפער ל-0.1 מ"מ כרוך במיזוג מסלולים וקושי בניטור הלוח לקצר חשמלי.

לא נשתמש במסכות מגן וגם לא הדפסת משי - זה יסבך את הייצור, ואם אתה מכין את הלוח לעצמך, אז אין צורך בכך. שוב, יש הרבה מידע על נושא זה באינטרנט, ואם תרצה, אתה יכול לעשות "מרפת" בעצמך.

לא נפח את הלוחות, גם זה לא הכרחי (אלא אם כן אתה מייצר מכשיר ל-100 שנה). להגנה נשתמש בלכה. המטרה העיקרית שלנו היא ליצור במהירות, יעיל וזול לוח למכשיר בבית.

כך נראה הלוח המוגמר. נעשה בשיטה שלנו - מסלולים 0.25 ו-0.3, מרחקים 0.2

איך מכינים לוח דו-צדדי מ-2 חד-צדדיים

אחד האתגרים של יצירת לוחות דו-צדדיים הוא יישור הצדדים כך שה-vias יישור קו. בדרך כלל מכינים בשביל זה "סנדוויץ'". שני צדדים מודפסים על דף נייר בבת אחת. הסדין מקופל לשניים, והצדדים מיושרים במדויק באמצעות סימנים מיוחדים. טקסטוליט דו צדדי ממוקם בפנים. בשיטת LUT מגהצים כריך כזה ומתקבל קרש דו צדדי.

עם זאת, בשיטת העברת הטונר הקר, ההעברה עצמה מתבצעת באמצעות נוזל. ולכן קשה מאוד לארגן את תהליך הרטבת צד אחד במקביל לצד השני. אפשר כמובן לעשות זאת גם, אבל בעזרת מכשיר מיוחד - מיני מכבש (סגן). לוקחים גיליונות נייר עבים - שסופגים את הנוזל להעברת טונר. את הסדינים מרטיבים כדי שהנוזל לא יטפטף והיריעה מחזיקה בצורתו. ואז מכינים "סנדוויץ'" - דף לח, דף נייר טואלט לספיגת נוזלים עודפים, דף עם תמונה, לוח דו צדדי, דף עם תמונה, דף נייר טואלט, דף לח. שׁוּב. כל זה מהודק אנכית בסגן. אבל אנחנו לא נעשה את זה, נעשה את זה יותר פשוט.

רעיון טוב מאוד עלה בפורומים של ייצור - איזו בעיה לעשות לוח דו צדדי - קח סכין וחתוך את ה-PCB לשניים. מכיוון שפיברגלס הוא חומר שכבות, זה לא קשה לעשות עם מיומנות מסוימת:

כתוצאה מכך, מלוח דו צדדי אחד בעובי 1.5 מ"מ נקבל שני חצאים חד צדדיים.

לאחר מכן אנו מכינים שני לוחות, קודחים אותם וזהו - הם מיושרים בצורה מושלמת. לא תמיד ניתן היה לחתוך את ה-PCB באופן שווה, ובסופו של דבר הגיע הרעיון להשתמש ב-PCB דק חד צדדי בעובי של 0.8 מ"מ. לאחר מכן אין צורך להדביק את שני החצאים יחד. אך במידת הצורך ניתן להדביק אותו בדבק אפוקסי ללא כל בעיה.

היתרונות העיקריים של טיול זה:

טקסטוליט בעובי 0.8 מ"מ קל לחתוך במספרי נייר! בכל צורה, כלומר, קל מאוד לחתוך כך שיתאים לגוף.

PCB דק - שקוף - על ידי הדלקת פנס מלמטה אתה יכול לבדוק בקלות את נכונות כל המסלולים, הקצרים, הפסקות.

הלחמת צד אחד קלה יותר - הרכיבים בצד השני אינם מפריעים וניתן לשלוט בקלות על הלחמת פיני המיקרו-מעגלים - ניתן לחבר את הצדדים ממש בקצה

אתה צריך לקדוח פי שניים יותר חורים והחורים עשויים להיות מעט לא מתאימים

קשיחות המבנה אובדת מעט אם לא מדביקים את הלוחות יחד, אבל ההדבקה לא מאוד נוחה

קשה לקנות לרבד פיברגלס חד צדדי בעובי של 0.8 מ"מ, אבל אם אתה לא יכול להשיג את זה, אתה יכול לחתוך טקסטוליט עבה יותר עם סכין.

בואו נעבור לפרטים.

כלים נחוצים וכימיה

נצטרך את המרכיבים הבאים:

עכשיו כשיש לנו את כל זה, בואו ניקח את זה צעד אחר צעד.

1. פריסת שכבות לוח על דף נייר להדפסה באמצעות InkScape

סט קולט אוטומטי:

אנו ממליצים על האפשרות הראשונה - היא זולה יותר. לאחר מכן, עליך להלחים חוטים ומתג (רצוי כפתור) למנוע. עדיף למקם את הכפתור על הגוף כדי שיהיה נוח יותר להפעיל ולכבות את המנוע במהירות. כל מה שנותר הוא לבחור ספק כוח, ניתן לקחת כל ספק כוח 7-12V עם זרם של 1A (אפשר פחות), אם אין ספק כוח כזה, אז טעינת USB ב-1-2A או סוללת Krona עשויה להיות מתאים (אתה רק צריך לנסות את זה - לא כולם אוהבים להטעין מנועים, ייתכן שהמנוע לא יתניע).

המקדחה מוכנה, אתה יכול לקדוח. אבל אתה רק צריך לקדוח בקפדנות בזווית של 90 מעלות. אתה יכול לבנות מכונת מיני - ישנן תוכניות שונות באינטרנט:

אבל יש פתרון פשוט יותר.

ג'יג קידוח

כדי לקדוח בדיוק 90 מעלות, זה מספיק כדי לעשות ג'יג קידוח. אנחנו נעשה משהו כזה:

זה מאוד קל להכנה. קח ריבוע מכל פלסטיק. אנו מניחים את המקדחה שלנו על שולחן או משטח שטוח אחר. וקדח חור בפלסטיק באמצעות המקדחה הנדרשת. חשוב להקפיד על תנועה אופקית אחידה של המקדחה. אתה יכול להישען את המנוע על הקיר או המסילה וגם על הפלסטיק. לאחר מכן, השתמש במקדחה גדולה כדי לקדוח חור עבור הקולט. מהצד ההפוך, קדחו או חתכו חתיכת פלסטיק כך שהמקדחה תיראה. ניתן להדביק משטח מונע החלקה לתחתית - נייר או גומייה. יש לעשות ג'יג כזה עבור כל מקדחה. זה יבטיח קידוח מדויק לחלוטין!

גם אפשרות זו מתאימה, חותכים חלק מהפלסטיק מלמעלה וחותכים פינה מלמטה.

הנה איך לקדוח עם זה:

אנו מהדקים את המקדחה כך שיבלוט 2-3 מ"מ כאשר הקולט טבול במלואו. שמנו את המקדחה במקום בו אנו צריכים לקדוח (בעת תחריט הלוח, יהיה לנו סימון היכן לקדוח בצורת חור קטן בנחושת - ב-Kicad שמנו לכך סימון מיוחד, כך מקדחה תעמוד שם לבד), לחץ על הג'יג והפעל את המנוע - חור מוכן. להארה, אתה יכול להשתמש בפנס על ידי הנחתו על השולחן.

כפי שכתבנו קודם, ניתן לקדוח חורים רק בצד אחד - היכן שהמסילות מתאימות - את החצי השני ניתן לקדוח ללא ג'יג לאורך חור ההנחיה הראשון. זה חוסך מעט מאמץ.

8. חיפוי הלוח

למה לפח את הלוחות - בעיקר כדי להגן על נחושת מפני קורוזיה. החיסרון העיקרי של פחחות הוא התחממות יתר של הלוח ופגיעה אפשרית במסילות. אם אין לך תחנת הלחמה, בהחלט אל תפח את הלוח! אם כן, אז הסיכון הוא מינימלי.

אתה יכול לפח קרש עם סגסוגת ROSE במים רותחים, אבל זה יקר וקשה להשגה. עדיף לפח עם הלחמה רגילה. כדי לעשות זאת ביעילות, אתה צריך לעשות מכשיר פשוט עם שכבה דקה מאוד. אנחנו לוקחים חתיכת צמה להלחמת חלקים ושמים אותה על הקצה, מבריגים אותה לקצה עם חוט כדי שלא יתנתק:

אנחנו מכסים את הלוח בשטף - למשל LTI120 וגם הצמה. עכשיו אנחנו מכניסים פח לתוך הצמה ומעבירים אותו לאורך הלוח (צובעים אותו) - נקבל תוצאה מצוינת. אבל בזמן שאתה משתמש בצמה, היא מתפרקת ומוכת נחושת מתחילה להישאר על הלוח - יש להסיר אותם, אחרת יהיה קצר חשמלי! אתה יכול לראות זאת בקלות רבה על ידי הדלקת פנס על גב הלוח. בשיטה זו, כדאי להשתמש במלחם חזק (60 וואט) או בסגסוגת ROSE.

כתוצאה מכך, עדיף לא לפח את הלוחות, אלא לכה אותם ממש בסוף - למשל, PLASTIC 70, או לכה אקרילית פשוטה שנרכשה מחלקי רכב KU-9004:

כוונון עדין של שיטת העברת הטונר

ישנן שתי נקודות בשיטה שניתן לכוונן ואולי לא יפעלו מיד. כדי להגדיר אותם, אתה צריך לעשות לוח בדיקה ב Kicad, מסלולים בספירלה מרובעת בעובי שונה, מ 0.3 עד 0.1 מ"מ ובמרווחים שונים, מ 0.3 עד 0.1 מ"מ. עדיף להדפיס מיד כמה דוגמאות כאלה על גיליון אחד ולבצע התאמות.

בעיות אפשריות שנתקן:

1) מסלולים יכולים לשנות את הגיאומטריה - להתפשט, להתרחב, בדרך כלל מעט מאוד, עד 0.1 מ"מ - אבל זה לא טוב

2) ייתכן שהטונר לא יידבק היטב ללוח, יתנתק כשהנייר מוסר או יידבק בצורה גרועה ללוח

הבעיה הראשונה והשנייה קשורות זו בזו. אני פותר את הראשון, אתה מגיע לשני. אנחנו צריכים למצוא פשרה.

המסלולים יכולים להתפשט משתי סיבות - יותר מדי לחץ, יותר מדי אצטון בנוזל שנוצר. קודם כל, אתה צריך לנסות להפחית את העומס. העומס המינימלי הוא כ-800 גרם, לא כדאי להפחית למטה. בהתאם לכך, אנו מניחים את המטען ללא כל לחץ - פשוט שמים אותו למעלה וזהו. חייבות להיות 2-3 שכבות של נייר טואלט כדי להבטיח ספיגה טובה של עודפי תמיסה. עליך לוודא שלאחר הסרת המשקל, הנייר צריך להיות לבן, ללא כתמים סגולים. כתמים כאלה מעידים על התכה חמורה של הטונר. אם אינך יכול להתאים אותו עם משקולת והרצועות עדיין מטושטשות, הגדל את שיעור מסיר הלק בתמיסה. ניתן להגדיל ל-3 חלקים נוזלים וחלק אחד אצטון.

הבעיה השנייה, אם אין הפרה של הגיאומטריה, מצביעה על משקל לא מספיק של העומס או כמות קטנה של אצטון. שוב, כדאי להתחיל עם העומס. יותר מ-3 ק"ג לא הגיוני. אם הטונר עדיין לא נדבק היטב ללוח, אז אתה צריך להגדיל את כמות האציטון.

בעיה זו מתרחשת בעיקר כאשר אתה מחליף את מסיר הלק שלך. למרבה הצער, לא מדובר ברכיב קבוע או טהור, אך לא ניתן היה להחליף אותו באחר. ניסיתי להחליף אותו באלכוהול, אבל כנראה שהתערובת לא הומוגנית והטונר נדבק בחלק מהטלאים. כמו כן, מסיר לק עשוי להכיל אצטון, ואז יהיה צורך בפחות ממנו. באופן כללי, תצטרך לבצע כוונון כזה פעם אחת עד שייגמר הנוזל.

הלוח מוכן

אם לא תלחמו מיד את הלוח, יש להגן עליו. הדרך הקלה ביותר לעשות זאת היא לצפות אותו בשטף רוזין אלכוהולי. לפני ההלחמה, ציפוי זה יהיה צורך להסיר, למשל, עם אלכוהול איזופרופיל.

אפשרויות חלופיות

אתה יכול גם לעשות לוח:

בנוסף, שירותי ייצור לוחות מותאמים אישית צוברים כעת פופולריות - למשל Easy EDA. אם אתה צריך לוח מורכב יותר (לדוגמה, לוח 4 שכבות), אז זו הדרך היחידה לצאת.