Прості технології виготовлення друкованих плат
Більшість промислових способів виготовлення плат із друкованим монтажем потребує складного обладнання та дефіцитних матеріалів.
У ремонтних та аматорських умовах технологія виготовлення друкованих плат може бути спрощена за рахунок запровадження ручних операцій. Нижче пропонуються три способи виготовлення друкарського монтажу та друкарських схем. Майстер або радіоаматор може вибрати будь-який з цих способів і потрібний йому матеріал.
Спосіб перенесення. Провідники друкарського монтажу, вирізані нз мідної або латунної фольги і змонтовані на якійсь тимчасовій підкладці (наприклад, на міліметровому папері), наклеюються на діелектрик, після чого підкладка видаляється. Цей спосіб цінний тим, що друкарські провідники можна наклеїти на будь-який плоский діелектрик і не потрібно складного оснащення та дефіцитних матеріалів.
Хімічний метод. На фольгований гетинакс тим чи іншим способом наноситься малюнок друкарського монтажу, після чого незахищені місця витравлюють. Цей спосіб менш трудомісткий, але для нього потрібний розчин - хлорне залізо, яке не завжди можна придбати.
Механічний метод. На фольгований гетинакс наноситься малюнок монтажу, а потім фольга з пробельних місць видаляється ножем, різаком, скальпелем або фрезою. Цей спосіб найпростіший, але вимагає від майстра нлн радіоаматора певних навичок.
СПОСІБ ПЕРЕНОСУ
Для виготовлення друкованої плати за цим способом потрібні: гетинакс товщиною від 1 до 2 мм, мідна фольга товщиною 0,05-0,06 мм, БФ-2, клей конторський універсальний казеїновий (можна використовувати синдетикон), міліметрівка, пергамент, копіювальна та писчая папір. З пристроїв потрібні лише дві металеві пластини, між якими затискається плата при наклейці друкованої схеми.
Під міліметрівку, наякої викреслено в натуральну величину друкований монтаж, підкладають послідовно: копіювальний папір, олівцеву кальку, фольгу і, нарешті, якусь підкладку, наприклад кілька аркушів паперу або картон. Всі листи скріплюють по краях скріпками, після чого отриману пачку кладуть на рівний металевий лист або скло і гостро заточеним олівцем ретельно обводять контури провідників друкованого монтажу. Після зняття скріпок одержують пергамент, на якому буде видно чіткий малюнок друкованого монтажу; такий самий малюнок буде і на фользі у вигляді рельєфних ліній.
Фольгу перед нанесенням на неї малюнка треба обробити з одного боку шліфувальною шкіркою, щоб вона краще приклеювалася до гетінакса. При копіюванні фольгу кладуть шорсткою стороною донизу. За контурами друкарського монтажу ножицями вирізують із фольги провідники і приклеюють їх глянсовою стороною казеїновим клеєм до пергаменту (рис. 106). Клей слід наносити тонким рівномірним шаром та стежити при наклейці провідників на пергамент за точним поєднанням контурів провідників із малюнком на пергаменті. Для точного розміщення провідників щодо країв гетинаксової плати на пергамент наклеюють рамку, що центрує. Схему наклеюють на гетинаксову плату відразу ж після того, як провідники схеми змонтовані на пергаменті; якщо клей висохне, провідники можуть відокремитися від пергаменту. Плату обрізають так, щоб вона точно входила наклеєної всередину на пергамент центруючої рамки. Сторону гетинаксової плати, де буде наклеєно провідники, прошліфовують шкіркою.
Провідники змонтовані на пергаменті, а також гетинаксову плату знежирюють ацетоном, спиртом, грушевою есенцією або будь-яким іншим розчинником. Після цього обидві склеювані поверхні (провідники та гетинаксову плату)покривають тонким шаром клею БФ-2, якому дають підсохнути протягом 10-20 хв. Потім на поверхню провідників пензликом наносять другий шар клею і на змащений клеєм друкований монтаж кладуть гетинаксову плату шорсткою стороною вниз. Весь пакет затискають між двома металевими пластинами, які стягують гвинтами та витримують у такому вигляді протягом години при кімнатній температурі. Після цього пакет нагрівають до 120° С і витримують при цій температурі 3 год. Якщо друкована плата невелика, нагрівати її можна за допомогою електричної праски, прикріпивши пакет до прасувальної поверхні. Особливо зручна праска з терморегулятором.
Мал. 106. Метод перенесення (наклейки схеми) на плату
Мал. 107. Хімічний метод
Після остигання пакет розбирають і гострим скальпелем або ножем зіскаблюють приклеєний до плати пергамент-підкладку. Пергамент зволожують гарячою водою. Коли весь пергамент буде зіскоблений із плати, останню шліфують дрібною шкіркою та промивають розчинником. У платі свердлять отвори для кріплення деталей. Необхідно стежити, щоб отвори проходили через центри контактних майданчиків.
ХІМІЧНИЙ СПОСІБ
На фольгований гетинакс наносять малюнок друкованих провідників кислототривким лаком або наклеюють смужки з липкої стрічки, які захищають від розчину, що травить ті місця фольги, які повинні залишитися на платі.
Для виготовлення аматорських плат із друкованим монтажем найбільше підходить заводський фольгований гетинакс марки ГФ-1 (для односторонніх друкованих плат) та ГФ-2 (для двосторонніх). Якщо заводський фольгований гетинакс дістати неможливо, радіоаматор чи майстер можуть виготовити його самі, скориставшись порадою 81.
Хімічний спосіб виготовлення друкарського монтажумає кілька різновидів, що відрізняються методом нанесення зображення друкованого монтажу на заготовку фольговану. Малюнок друкованого монтажу може бути виконаний ручним (малювальним) способом за допомогою пензлика та рейсфедера; за допомогою липкої стрічки.
Спосіб ручного нанесення друкарського монтажу. Через копіювальний папір малюнок монтажу переносять на фольгований гетинакс з боку фольги.
У місцях, де мають бути отвори, керном набивають заглиблення (мал. 107, а), після чого міліметрівку та копіювальний папір видаляють. Місця фольги, які повинні залишитися на платі, зафарбовують нітролаком, цапонлаком, асфальтобітумним або іншим лаком. Спочатку yа всі набиті керном поглиблення ставлять лаком крапки. Найпростіше це зробити сірником, вмочивши її кінець у лак. Потрібно стежити, щоб поглиблення, набите керном, було у центрі точки. Діаметр точки має бути 2,5-3 мм (рис. 10-7,6). Коли всі точки поставлені, їх з'єднують лаком між собою згідно зі схемою. Сполучні криві лінії проводять пензликом № 2 чи 3, а прямі лінії — рейсфедером (рис. 107, в).
Коли лак висохне, плату ретушують, тобто підправляють малюнок скальпелем, лезом безпечної бритви або спеціальним скребком для ретушування фотографій (рис. 107, г).
Відтратушовану плату травлять у фарфоровій або пластмасовій фотографічній ванночці з розчином хлорного заліза щільністю 1,3 (для отримання такого розчину в склянку ємністю 200 см3 кладуть 150 г хлорного заліза і заливають його до країв водою). Ванну енергійно і безперервно похитують, через кожні 5 хв плату обережно протирають ватним тампоном, який утримують пінцетом, щоб видалити продукти реакції з пробільних ділянок плати, що уповільнюють процес травлення. Повністю схема витравлюєтьсяза 40-50 хв. Якщо ж розчин хлорного заліза підігріти до 40 ° С, то плата витравиться за 10 хв.
Потім з витравленої плати розчинником видаляють лак, добре промивають її кілька разів поперемінно холодною і гарячою водою, сушать, а в місцях, набитих керном, свердлять в платі отвори для висновків радіодеталей (рис. 107,5). Щоб уникнути відклеювання (відшаровування) провідників від матеріалу плати отвори свердлять з боку фольги спочатку свердлом діаметром 0,5-0,8 мм. Потім усі отвори з обох сторін плати зенкуют свердлом, заточеним під кутом 90° з таким розрахунком, щоб після розсвердлювання свердлом необхідного діаметра на отворах залишилися фаски приблизно 0,1-0,2X90°.
Спосіб виконання малюнка друкованого монтажу за допомогою липкої стрічки. На фольгований гетинакс наклеюють кружки і смужки, вирізані з липкої поліхлорвінілової ізоляційної стрічки (синьої). Гуртки та смужки заготовляють наступним чином. На мотку ізоляційної стрічки роблять надріз глибиною 1,5-2 мм (рис. 108, а), відокремлюють від кола кілька шарів стрічки і гострим ножем по лінійці вирізають смужки, а висічкою вирубують кружки (рис. 108,6). Ширина смужок і діаметр залежить від креслення друкованого монтажу (зазвичай смужки мають ширину 1—2 мм, а діаметр гуртків 2,5—3 мм).
Мал. 108. Заготівля гуртків та смужок із липкої стрічки
Висічення найкраще виточити зі сталі і загартувати (рис. 108, в). Після вирубки отримаємо стопку гуртків, що лежать один на одному. Підготувавши деталі із липкої стрічки, приступають до виготовлення друкованої плати.
Заготівлю з фольгованого гетинаксу знежирюють (промивають будь-яким розчинником) і добре просушують. На заготівлю кладуть міліметрівку з кресленням друкарського монтажу та через міліметрівку набивають керном заглиблення у місцях заготівлі, деповинні бути отвори, після чого міліметрівку видаляють. Потім зі стопки гуртків липкої стрічки за допомогою скальпеля і пінцету відокремлюють один гурток (рис. 108, г) і наклеюють його на поглиблення, набите керном таким чином, щоб поглиблення було точно в центрі гуртка.
Після наклейки всіх гуртків наклеюють липкі смужки, з'єднуючи між собою контактні майданчики (гуртки) згідно з кресленням друкованої плати, виконаним на міліметрівці. При цьому треба дотримуватися наступних правил: не торкатися руками поверхні смужки, при наклейці не розтягувати стрічку, а укладати її без додаткових поздовжніх зусиль; вигини провідників робити можливо більшого радіусу; з'єднувати смужки з кружками так, як показано на рис. 109 а, тобто встик, і зафарбовувати проміжок між кружком і смужкою кислототривкою фарбою. Якщо ж з'єднання робити внакладку (рис. 109,6), що здається більш простим, то при травленні травить розчин потрапить між смужкою і кружком н після травлення кінці смужок підтравляться і будуть мати вигляд, показаний на рис. 109,6. Отже, таке з'єднання все одно вимагає забарвлення місць стику кружка та смужки (див. рис. 109, а). Потім плату труять у зазначених вище розчинах, промивають і сушать.
РНР. 109. Виконання малюнка друкованого монтажу липкою стрічкою
Мал. 110. Виготовлення друкованої плати методом гравіювання
Мал. 111. Виготовлення друкованої плати шляхом зрізування та відшаровування фольги
Мал. 112. Лієйка з упором для надрізування фольги
МЕХАНІЧНИЙ СПОСІБ
Є два різновиди цього способу виготовлення друкованих плат: 1) видалення фольги з пробельних місць шляхом фрезерування, 2) зрізання та зіскоблювання фольги ножем або різаком.
Спосібфрезерування. На фольгований гетинакс наносять малюнок друкарського монтажу, причому друкований монтаж повинен бути спроектований з вузькими пробельними ділянками (ширина їх повинна дорівнювати діаметру бору).
Металеву фольгу з пробільних місць видаляють фрезою (зубним бором), закріпленою в патроні, що сидить на осі електромотора (рис. 110). Після фрезерування плату шліфують дрібною шкіркою, свердлять у ній отвори та обрізають.
Спосіб вирізування фольги. Це, мабуть, найпростіший спосіб виготовлення друкарського монтажу, він не вимагає майже ніякого оснащення. З матеріалів необхідний лише фольгований гетинакс. Як і раніше описаному способі, на плату наносять малюнок друкованого монтажу і по контуру пробільних ділянок гострим ножем по лінійці прорізають фольгу. Потім край фольги ножем відокремлюють від гетинаксу і відривають уздовж розрізів (рис. 111).
При прорізанні фольги ніж іноді зривається та прорізає схему. Щоб уникнути цього, на лінійку встановлюють металевий обмежувач (рис. 112). На лінійці ставлять рису, що показує, до якого місця доходить ріжучий кінець ножа, коли останній упирається в обмежувач. Лінійку кладуть таким чином, щоб ризик показував кінець розрізу, який робиться у фользі.
Проста установка для лудіння плат друкованого монтажу методом занурення
Найпростіший спосіб лудіння друкованих плат - це занурення їх у розплав. Установка для лудіння складається з нагрівача (електроплітка типу ТС-1/1, 0-Н-М1, встановлена на потужність 450 Вт, напругою 220 В), встановленої на ньому ванни з покрівельного заліза розмірами 240 X 300 X 60 мм (рис. 113 ), в якій знаходиться сплав "Розі" (олово - 25%, свинець - 25%, вісмут - 50%).
РНР. 113. Проста установка для лудіння плат друкованого монтажу методом занурення
Температура розплаву 120 - 140 ° С. Щоб попередити окислення та появу шлакової плівки на поверхні розплаву, його заливають шаром хімічно чистого гліцерину товщиною 20-25 мм.
Процес лудіння відбувається в такий спосіб. Щипцями з довгими ручками захоплюють плату з друкованим монтажем і декапують в 5%-ному розчині соляної кислоти, потім промивають 2-3 с в проточній воді і занурюють на 1-2 с в розплав «Розі».
Зайвий розплав із друкованої плати видаляють за допомогою ракелю з вакуумної гуми. Після цього плата готова для збирання та монтажу навісних елементів.
Установка для лудіння має бути забезпечена витяжкою. Для стабілізації температури розплаву Роже у ванні можна використовувати будь-який автоматичний пристрій, описаний в даній книзі. Як датчик температури використовується термопара «хромель-копель». Точність підтримки температури ±10° С. Установку можна використовувати в ремонтних майстернях та на підприємствах дрібносерійного виробництва.