Nykymaailmassa painettuja piirilevyjä käytetään elektroniikkapiirien valmistuksessa. Tällaisia ovat esimerkiksi elektroniset kokoonpanot. Levyllä, jossa on useita kerroksia uusia elektronisia elementtejä, on integroitu ominaisuus. Tämän ominaisuuden ansiosta sähköpiirien ja laskentatekniikoiden kokoa voidaan pienentää. Ensimmäinen painettu piirilevy ilmestyi yli sata vuotta sitten.
Sisältö
Mikä on painettu piirilevy?
Painettu piirilevy näyttää dielektriseltä kiekolta. Tuotteen pinnalla on sähköpiiri. Elektronisten komponenttien yhdistämiseen tarvitaan dielektrinen levy. Levyn komponenttijohdot juotetaan johtavan kuvion osiin.
Piirikaavio on tehty foliosta kiinteällä eristyspinnalla. Painettuun piirilevyyn tehdään reikiä ja tyynyjä taso- ja tappikomponenttien asentamista varten. Levyssä oleva kalvo on järjestetty useisiin kerroksiin, joten sähköliitäntä siihen tapahtuu siirtymäaukkojen avulla. Levyn ulkopinta peitetään suojakerroksella (juotosmaski) ja merkinnöillä (suunnitteludokumenttien mukainen lisägrafiikka ja teksti).
Painettujen piirilevyjen luokittelu kalvokerrosten lukumäärän mukaan
- yksipuolinen;
- kaksipuolinen;
- monikerroksinen (useiden levyjen yhdistäminen yhdellä tai kahdella kerroksella).
TÄRKEÄÄ! Kerrosten lukumäärää lisätään hankkeen asennuksen monimutkaisuuden mukaan.
Elektronisen piirilevyn tekeminen kotona
Mitä materiaalia valmistuksessa käytetään
Dielektrisiä folioalustoja käytetään painetuissa piirilevyissä. Materiaali koostuu monikerroksisista levyistä, joissa on sähköeristys tai synteettisiä fluorimuovi- tai polyimidikalvoja. Eristeen tai kalvon päällä on kupari-, alumiini- tai nikkelikalvo.
- Alumiinifolio ei juota hyvin.
- Nikkelifoliolla on suurempi vastus ja alhainen lämmönhukka. Lisäksi sen tuottaminen on kalliimpaa.
- Kuparifoliota voidaan juottaa erittäin hyvin. Paksuus on 18-35 μm.
Markkinoilla on saatavana monia levyjen valmistukseen tarkoitettuja materiaaleja. Jos haluat tehdä levyn omin käsin, voit käyttää lasikuitua tai gethinaxia:
- Lasivahvisteinen float on lasikuituun perustuva komposiittimateriaali. Komposiittimateriaali on kyllästetty epoksihartsilla ja vuorattu kuparifoliolla. Lasikuitu Lasikuidulla on korkea lämmönjohtavuus, lujuus ja sähköeristys. Materiaalin paino ei paina koottua yksikköä. Materiaali on helppo työstää. Käyttölämpötila vaihtelee miinus 60 ja plus 125 celsiusasteen välillä. Sallittu paksuus on 1,5 millimetriä. Kotona suositellaan 0,8 millimetriä yhdellä kerroksella.
- Gethinax on bakeliittilakalla kyllästettyä paperia. Materiaalikerrokset saadaan paperin kuumapuristamisen jälkeen. Gethinax on kyllästetty epoksihartsilla. Käyttölämpötila vaihtelee miinus 65 celsiusasteesta plus 120 celsiusasteeseen. Gethinax-lajikkeen valinta riippuu tulevasta käyttötarkoituksesta.
Valmistettuja levyjä koskevat perusvaatimukset
- Suorakulmainen muoto, jossa on kaksipuolinen pinnoite.
- Paksuus - enintään kolme millimetriä (on vastattava dielektristä substraattia).
- Syvennysten ja aukkojen ääriviivat sijaitsevat levyn kehällä eivätkä ne ole yhteneväiset rasterilinjojen kanssa.
- Kaikkien reikien keskipisteet sijaitsevat ruudukon solmupisteissä.
- Reiän reunojen ja levyn välinen tila ei saa ylittää levyn paksuutta.
- Reiän halkaisija määräytyy kosketusalueen koon mukaan.
- Kiskojen paksuus ja niiden välinen tila on noin 0,2 millimetriä.
Tarvittavat välineet ja kemia
- lasikuitulevy tai gethinax;
- astianpesukone;
- astianpesuaine;
- asetoni;
- asetoniton kynsilakanpoistoaine;
- teollisuus- tai lääketieteellinen alkoholi;
- vanha hammasharja;
- pehmeää kaksikerroksista wc-paperia;
- kahden kupin ruisku;
- valokuvapaperi;
- mustavalkoinen lasertulostin, jonka resoluutio on yli 600 dpi, ja sen kasetti;
- ompelusakset;
- 0,6 millimetrin, 0,8 millimetrin ja 1 millimetrin poranterät.
- piirilevyjen piirtämiseen tarkoitettu merkki;
- miniporakone;
- hydroperitidi;
- sitruunahappo;
- vuorisuola (ei jodioitu);
- muovisäiliö etsausta varten;
- muovikortti;
- 3 kg paino;
- alkoholipullojen virtaus;
- juotosasema.
Piirustuksen tulostaminen tulostimella
- Jos haluat piirroksessa suurimman mahdollisen viivanleveyden, sinun on kytkettävä virransäästötila pois päältä tulostimen ominaisuuksista. Saatat joutua valitsemaan eri tilan saadaksesi hyvän tuloksen. Taulun graafinen esitys ei saa olla epätarkka tai naarmuuntunut.
- Valitse tulostusasetuksista (jos kyseessä on väritulostin) suurin resoluutio ja mustavalkotila.
- Mittakaavan on oltava realistinen.
- Graafisia elementtejä sisältävään kuvaan ei saa koskea käsin, kun tulostus on valmis. Ennen piirroksen leikkaamista on parempi jättää arkille reunus. Kahden senttimetrin ylimääräinen alue riittää pitämään paperia sormilla koskematta kaavioon.
TÄRKEÄÄ! Leikatessasi reunasta on jätettävä kolme millimetriä, jotta reunat näkyvät siirtämisen jälkeen.
Kemiallisen siirtoliuoksen valmistelu
Kemiallisen liuoksen valmistamiseen tarvitset:
- nestettä, jossa ei ole asetonia, ja itse asetonia suhteessa 2:1;
- ruisku;
- Lasiastia, jossa on kumikansi.
Kaksi nestettä mitataan ruiskulla, sekoitetaan ja kaadetaan tiiviisti suljettuun astiaan. Jos tuotetta säilytetään pitkään, asetoni saattaa haihtua ja aine pilaantua.
Lasikuituvahvisteisen muovin (GRP) valmistus
- Lasikuitulevyyn tarvitaan leveä tasainen pinta, jonka keskelle asetetaan pala wc-paperia.
- Seuraavaksi on vuorossa materiaalin valmistelu. Lasikuitulevyä hierotaan ympyräkuvioittain metallisienellä hapettumien, naarmujen ja sormenjälkien poistamiseksi. Levyn pitäisi kiiltää.
- Tiputa pesuainetta levyn keskelle ja vaahdota se. Lisäksi käsiin levitetään saippualiuosta.
- Levyä pestään muutama minuutti ja huuhdellaan kylmällä vedellä. Laudan on pysyttävä sivuillaan reunoista kiinni.
- Aseta levy pesun jälkeen paperille. Levitä päälle pari tippaa asetoniliuosta ja puhdista WC-paperilla, kunnes se on täysin kuiva.
TÄRKEÄÄ! Älä päästä hienoa nukkaa, pölyä tai hiuksia levyn pinnalle. Puhdista alue ennen toimenpidettä.
Kuvion siirtäminen
- Kaada kaksi millilitraa liuosta ruiskuun.
- Levy asetetaan paperin päälle. Kuparifolion päälle on asetettava kuparifolion pinta.
- Kuparin pinnalle levitetään ohut nestekerros ilman rakoja.
- Piirros piirretään tasaisesti levylle tiiviste alaspäin. Paperia ei saa siirtää.
- Käytä muovikorttia paperin pyyhkimiseen ja purista ylimääräinen liuos pois.
- Kymmenen sekunnin kuluttua kaksi paperia asetetaan levyn päälle, ja vielä kymmenen sekunnin kuluttua levylle asetetaan sileä puristin (3 kilogrammaa), jota painetaan viiden sekunnin ajan.
- Paino poistetaan viiden minuutin kuluttua. Kuvioidun paperin pitäisi kuivua (muuttua valkoiseksi).
- Poista paperi liottamalla hammasharja alkoholiin ja kostuttamalla pinta. Kun paperi on öljyyntynyt, se taitetaan reunasta taaksepäin ja sen alle kaadetaan alkoholia siveltimellä. Piirtoalueen on oltava kokonaan haihtuvan nesteen peitossa.
- Levy vedetään tasaisesti taaksepäin niin, että maali jää levylle. Täytä säännöllisesti uudelleen alkoholilla.
TÄRKEÄÄ! Jos paperille jää pieniä alueita, voit käyttää merkkiainetta ja täplätä aukot. On suositeltavaa maalata kahdella kerroksella, jotta saat mustan lakan vaikutelman. Ennen kuin piirrät taululle, sinun on mitattava piirustuksen geometria viivoittimella.
Levyn syövytys
- Liuoksen valmistamiseksi kaada 50 millilitraa lämmintä vettä astiaan.
- Kolme hydroperitiditablettia lisätään veteen, kunnes se liukenee. Tuloksena on vetyperoksidia (3 prosenttia).
- 15 grammaa sitruunahappoa ja 5 grammaa suolaa lisätään nesteeseen, kunnes se on täysin liuennut.
- Kaada liuos muovisäiliöön ja upota piirilevy siihen puoleksi tunniksi (joskus neljäkymmeneksi minuutiksi).
- Pese levy lämpimällä vedellä ja pyyhi väriaine pois asetonilla. Levy on päällystetty alkoholi-tokanifoni-fluxilla.
Reikien poraaminen
Reiät porataan radan ulostulon kohdalle. Toiset reiät porataan radan ulostulon kohdalle. Levyn reunoille on lisätty siirtymiä jäykkyyden lisäämiseksi. Tarvitaan miniporakone, koska käytetään pientä poranterän halkaisijaa.
Laudan kiillottaminen
Levyn purseenpoisto suojaa kuparipinnoitetta korroosiolta. Prosessiin tarvitaan juotosasema. Punottu punos kiinnitetään juotosraudan kärkeen ja tinataan langalla hyvän tinatuloksen aikaansaamiseksi.
Levy ja punos on peitetty vuolla. Tämän jälkeen levylle levitetään tinaa. Samalla poistetaan punoksesta kuparihiukkaset.
Etsausliuoksen reseptit
Syövytysliuos vetyperoksidista ja sitruunahaposta
Ainesosat:
- vetyperoksidia (3 %);
- sitruunahappo;
- keittosuola;
- lämmintä vettä (100 ml).
100 millilitran etsausliuos riittää poistamaan kuparifolion (35 µm paksuus) 100 neliösenttimetrin levyalueelta. Valmistettua liuosta ei saa varastoida. Sitruunahapon sijasta voidaan käyttää etikkahappoa, mutta levy on kuivattava ulkona sen epämiellyttävän hajun vuoksi.
Ratkaisun etuja ovat edullisuus, ainesosien helppo saatavuus, suuri nopeus ja turvallisuus. Syövytys voidaan tehdä huoneenlämmössä.
Rautakloridin peittausliuos
Rautakloridiliuos ei vaadi lämpötilaa. Syövytysaika on nopea. Nopeus kuitenkin pienenee, kun nesteen sisältämä ferrikloridi kuluu.
Valmisteluun tarvitset: 200 millilitraa vettä ja 150 grammaa kloorirautaa jauheena. Sekoita komponentteja, kunnes ne ovat täysin liuenneet.
TÄRKEÄÄ! Syövytysliuosta voidaan säilyttää tiiviisti suljetussa astiassa ja käyttää toistuvasti. Toistuvaa käyttöä varten se "elävöitetään" kuparikynsillä. Ratkaisun haittapuolena ovat sen korkeat kustannukset.
Vetyperoksidiin ja suolahappoon perustuva syövytysliuos
Syövytysratkaisu on nopea ja helposti saatavilla. Hydroperitolia tai vetyperoksidia saa apteekista.
Valmistamiseksi 3-prosenttinen vetyperoksidiliuos kaadetaan suolahappoon (sekoittaen) ohuena virtana. Syövytysprosessin aikana on noudatettava turvatoimia, koska suolahappo syövyttää käsiä ja pilaa muita esineitä. Tästä syystä ei ole suositeltavaa käyttää liuosta kotona.
TÄRKEÄÄ! Pariston elektrolyyttiä, johon on lisätty suolaa, voidaan käyttää suolahapon sijasta.
Kuparisulfaattiin perustuva syövytysliuos
Kuparisulfaattipohjaista peittausliuosta käytetään harvoin, koska menettely on monimutkainen. Lisäksi kuparisulfaatti on torjunta-aine, jota käytetään maataloudessa tuhoeläinten tappamiseen. Sitä myydään puutarhureille tarkoitetuissa vähittäismyymälöissä.
Valmistusmenetelmä: kuparisulfaatti (⅓ osaa) sekoitetaan ruokasuolaan (⅔ osaa). Kaada seokseen 1,5 kuppia kuumaa vettä, jotta suola liukenee.
Kuparisulfaatin peittausaika on noin neljä tuntia. Tarvittava lämpötila on 50-80 celsiusastetta. Liuosta on vaihdettava jatkuvasti syövytysprosessin aikana.
Menetelmä piirilevyjen valmistamiseksi kotona on hyödyllinen niille, jotka ovat vasta-alkajia elektroniikan alalla. Tarvittavat taidot on mahdollista hankkia kotona ennen ammattimaista työskentelyä. Menetelmien määrä vaihtelee, mikä vaikuttaa sen onnistumiseen, mitä olet suunnitellut.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
