Ako si doma vyrobiť dosku s elektronickými obvodmi?

V dnešnom svete sa dosky s plošnými spojmi používajú pri výrobe elektronických obvodov. Patria sem napríklad elektronické zostavy. Doska s viacerými vrstvami nových elektronických prvkov má vlastnosť byť integrovaná. Táto vlastnosť umožňuje zmenšiť veľkosť elektrických obvodov a výpočtovej techniky. Prvá doska s plošnými spojmi sa objavila pred viac ako sto rokmi.

Čo je to doska s plošnými spojmi?

Doska s plošnými spojmi vyzerá ako dielektrická doštička. Povrch výrobku obsahuje elektrické obvody. Na pripojenie elektronických komponentov je potrebná dielektrická doska. Vývody súčiastok dosky sú pripájané k častiam vodivého vzoru.

Schéma zapojenia je vyrobená z fólie na pevnom izolačnom povrchu. V doske s plošnými spojmi sú vytvorené otvory a podložky na montáž plošných a vývodových komponentov. Fólia v doske je usporiadaná v niekoľkých vrstvách, takže elektrické pripojenie k doske je zabezpečené prechodovými otvormi. Vonkajší povrch dosky je pokrytý ochrannou vrstvou (spájkovacia maska) a značkami (dodatočná grafika a text podľa konštrukčnej dokumentácie).

Klasifikácia dosiek s plošnými spojmi podľa počtu vrstiev fólie

• jednostranný;
• obojstranne;
• viacvrstvové (spojenie viacerých dosiek s jednou alebo dvoma vrstvami).

DÔLEŽITÉ! Počet vrstiev sa zvyšuje v závislosti od zložitosti inštalácie projektu.

Výroba dosky s elektronickými obvodmi doma

Aký materiál sa použije na výrobu

Na dosky s plošnými spojmi sa používajú substráty z dielektrických fólií. Materiál pozostáva z viacvrstvových dosiek s elektrickou izoláciou alebo syntetických fluoroplastových alebo polyimidových fólií. Na vrchnej strane izolácie alebo fólie je medená, hliníková alebo niklová fólia.

• Hliníková fólia sa zle spájkuje.
• Niklová fólia má vyšší odpor a nízky rozptyl tepla. Okrem toho je jeho výroba nákladnejšia.
• Medená fólia sa dá veľmi dobre spájkovať. Hrúbka je 18 až 35 μm.

Na trhu je k dispozícii mnoho materiálov na výrobu dosiek. Ak chcete vytvoriť dosku vlastnými rukami, môžete použiť sklolaminát alebo gethinax:

• Sklom vystužený plavák je kompozitný materiál na báze sklených vlákien. Kompozitný materiál je impregnovaný epoxidovou živicou a obložený medenou fóliou. Sklené vlákno Sklené vlákno má vysokú tepelnú vodivosť, pevnosť a elektrickú izoláciu. Hmotnosť materiálu nebude zaťažovať zmontovanú jednotku. Materiál sa ľahko opracováva. Teplota použitia sa pohybuje od mínus 60 do plus 125 stupňov Celzia. Prípustná hrúbka je 1,5 milimetra. V domácnosti sa uprednostňuje 0,8 milimetra s jednou vrstvou.
• Gethinax je papier impregnovaný bakelitovým lakom. Vrstvy materiálu sa získavajú po lisovaní papiera za tepla. Gethinax je impregnovaný epoxidovou živicou. Teplota použitia sa pohybuje od mínus 65 stupňov Celzia do plus 120 stupňov Celzia. Výber odrody Gethinax závisí od budúceho použitia.

Základné požiadavky na vyrobené dosky

• Obdĺžnikový tvar s obojstranným poťahom.
• Hrúbka - najviac tri milimetre (musí zodpovedať dielektrickému substrátu).
• Obrysy výrezov a drážok sú umiestnené po obvode dosky a nezhodujú sa s líniami mriežky.
• Stredy všetkých otvorov sa nachádzajú v uzloch mriežky.
• Priestor medzi okrajmi otvoru a doskou nesmie presiahnuť hrúbku dosky.
• Veľkosť kontaktnej plochy určuje priemer otvoru.
• Hrúbka koľajničiek a priestoru medzi nimi je približne 0,2 milimetra.

Potrebné nástroje a chémia

• sklenené vláknité dosky alebo getinax;
• škrabka na umývanie riadu;
• prostriedok na umývanie riadu;
• acetón;
• bezacetónový odlakovač na nechty;
• priemyselný alebo lekársky alkohol;
• starú zubnú kefku;
• mäkký dvojvrstvový toaletný papier;
• dvojšálková injekčná striekačka;
• fotopapier;
• čiernobiela laserová tlačiareň s rozlíšením viac ako 600 dpi a jej kazeta;
• šijacie nožnice;
• vrtáky 0,6 milimetra, 0,8 milimetra a 1 milimeter
• značka na kreslenie dosiek plošných spojov;
• mini vŕtačka;
• hydroperitid;
• kyselina citrónová;
• kamenná soľ (nie jodizovaná);
• plastová nádoba na leptanie;
• plastovú kartu;
• Hmotnosť 3 kg;
• tok alkoholu v kanistri;
• spájkovacia stanica.

Vytlačenie výkresu dosky na tlačiarni

1. Pre maximálnu šírku čiary na výkrese by ste mali vo vlastnostiach tlačiarne vypnúť režim úspory energie. Možno budete musieť vybrať iný režim, aby ste dosiahli dobrý výsledok. Grafické znázornenie tabule by nemalo byť rozmazané ani odreté.
2. V nastaveniach tlače (v prípade farebnej tlačiarne) vyberte maximálne rozlíšenie a čiernobiely režim.
3. Rozsah by mal byť realistický.
4. Po dokončení tlače by sa obrázok s grafickými prvkami nemal dotýkať rukou. Pred vystrihnutím výkresu je lepšie nechať na hárku okraj. Dodatočná plocha dva centimetre stačí na to, aby ste papier mohli držať prstami bez toho, aby ste sa dotkli diagramu.

DÔLEŽITÉ! Pri vystrihovaní by ste mali nechať tri milimetre od okraja, aby ste pri prenášaní videli okraje.

Príprava roztoku na chemický prenos

Na výrobu chemického roztoku budete potrebovať:

• kvapalina bez acetónu a samotný acetón v pomere 2:1;
• injekčná striekačka;
• Sklenená nádoba s gumovým vekom.

Obe kvapaliny sa odmerajú injekčnou striekačkou, zmiešajú a nalejú do tesne uzavretej nádoby. Pri dlhšom skladovaní sa môže acetón odparovať a látka sa znehodnotí.

Výroba plastov vystužených sklenenými vláknami (GRP)

• Doska zo sklených vlákien vyžaduje širokú rovnú plochu, do ktorej stredu sa umiestni kus toaletného papiera.
• Potom nasleduje príprava materiálu. Doska zo sklených vlákien sa krúživým pohybom kovovej špongie pretrie, aby sa odstránila prípadná oxidácia, škrabance alebo odtlačky prstov. Doska by sa mala lesknúť.
• Kvapnite prací prostriedok do stredu taniera a napenite ho. Okrem toho sa na ruky nanesie mydlový roztok.
• Doska sa niekoľko minút umýva a oplachuje studenou vodou. Doska by mala byť držaná na bokoch za okraje.
• Po umytí položte dosku na papier. Na vrchnú časť naneste niekoľko kvapiek acetónového roztoku a čistite toaletným papierom, kým úplne nevyschne.

DÔLEŽITÉ! Nedovoľte, aby sa na povrch dosky dostali jemné vlákna, prach alebo vlasy. Pred zákrokom vyčistite oblasť.

Prenos vzoru

• Nalejte dva mililitre roztoku do injekčnej striekačky.
• Doska sa položí na papier. Na povrch by sa mala umiestniť medená fólia.
• Na medený povrch sa nanesie tenká vrstva kvapaliny bez medzier.
• Obvodový výkres je rovnomerne umiestnený na doske tesnením nadol. Papier sa nesmie presúvať.
• Pomocou plastovej kartičky papier utrite a vytlačte prebytočný roztok.
• Po desiatich sekundách sa na ňu položia dva kusy papiera, po ďalších desiatich sekundách sa na dosku položí hladký lis (3 kg) a päť sekúnd sa naň vyvíja tlak.
• Po piatich minútach sa závažie odstráni. Papier so vzorom by mal zaschnúť (zbelať).
• Ak chcete odstrániť papier, namočte zubnú kefku do alkoholu a navlhčite povrch. Po zaolejovaní sa papier od jedného okraja preloží dozadu a štetcom sa podň naleje alkohol. Kresliaca plocha by mala byť úplne pokrytá prchavou kvapalinou.
• Plech sa rovnomerne stiahne, aby farba zostala na plechu. Pravidelne dopĺňajte alkohol.

DÔLEŽITÉ! Ak na papieri zostanú malé plochy tonera, môžete použiť fixku a medzery prečiarknuť. Na dosiahnutie efektu čierneho laku sa odporúča naniesť dva nátery. Pred kreslením na tabuľu by ste mali zmerať geometriu výkresu pomocou pravítka.

Leptanie dosky

• Na prípravu roztoku nalejte do nádoby 50 mililitrov teplej vody.
• Do vody sa pridajú tri tablety hydroperitidu, kým sa nerozpustia. Výsledkom je peroxid vodíka (3 %).
• Do kvapaliny sa pridá 15 gramov kyseliny citrónovej a 5 gramov soli, kým sa úplne nerozpustí.
• Nalejte roztok do plastovej nádoby a ponorte do neho dosku plošných spojov na pol hodiny (niekedy na štyridsať minút).
• Umyte dosku teplou vodou a zotrite toner acetónom. Doska je potiahnutá alkoholovo-kanipónovým tavidlom.

Vŕtanie otvorov

V miestach, kde vychádza koľajnica, sa vyvŕtajú otvory. Druhé otvory sa vŕtajú v mieste, kde vychádza koľajnica. Na okrajoch dosky sú pridané prechody pre väčšiu tuhosť. Mini vŕtačka je potrebná, pretože sa používa malý priemer vrtáka.

Vypaľovanie dosky

Odhrotovanie dosky chráni medené pokovovanie pred koróziou. Na tento proces je potrebná spájkovacia stanica. Opletený oplet sa pripevní na hrot spájkovačky a pocínuje sa drôtom, aby sa dosiahol dobrý výsledok pocínovania.

Doska a opletenie sú pokryté tavidlom. Na dosku sa potom nanesie cín. Počas tohto procesu sa z opletu odstránia medené škvrny.

Recepty na leptacie roztoky

Leptací roztok z peroxidu vodíka a kyseliny citrónovej

Zloženie:

• peroxid vodíka (3 %);
• kyselina citrónová;
• kuchynská soľ;
• teplá voda (100 ml).

Na odstránenie medenej fólie (hrúbka 35 µm) z dosky s plochou 100 cm štvorcových stačí 100 mililitrov leptacieho roztoku. Pripravený roztok sa nesmie skladovať. Namiesto kyseliny citrónovej sa môže použiť kyselina octová, ale doska sa musí sušiť vonku kvôli nepríjemnému zápachu.

Výhodami riešenia sú lacnosť, ľahká dostupnosť zložiek, vysoká rýchlosť a bezpečnosť. Leptanie sa môže vykonávať pri izbovej teplote.

Roztok chloridu železitého na morenie

Roztok chloridu železitého nevyžaduje teplotu. Čas leptania je rýchly. Rýchlosť však klesá, keď sa spotrebuje chlorid železitý v kvapaline.

Na prípravu budete potrebovať: 200 mililitrov vody a 150 gramov chlórového železa vo forme prášku. Zložky miešajte, kým sa úplne nerozpustia.

DÔLEŽITÉ! Leptací roztok sa môže skladovať v tesne uzavretej nádobe a používať opakovane. Na opakované použitie sa "oživuje" medenými klincami. Nevýhodou tohto riešenia je jeho vysoká cena.

Leptací roztok na báze peroxidu vodíka a kyseliny chlorovodíkovej

Leptacie riešenie je rýchle a ľahko dostupné. Hydroperitol alebo peroxid vodíka možno získať v lekárni.

Na prípravu sa do kyseliny chlorovodíkovej naleje roztok peroxidu vodíka (3 %) (za miešania) v tenkom prúde. Počas leptania je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia, pretože kyselina chlorovodíková spôsobuje koróziu rúk a poškodzuje iné predmety. Z tohto dôvodu sa neodporúča používať roztok doma.

DÔLEŽITÉ! Namiesto kyseliny chlorovodíkovej sa môže použiť elektrolyt batérie, do ktorého sa pridá soľ.

Leptací roztok na báze síranu meďnatého

Roztok na morenie na báze síranu meďnatého sa používa zriedkavo, pretože postup je komplikovaný. Okrem toho je síran meďnatý pesticíd, ktorý sa používa v poľnohospodárstve na ničenie škodcov. Predáva sa v maloobchodných predajniach pre záhradkárov.

Spôsob prípravy: síran meďnatý (⅓ časti) sa zmieša s kuchynskou soľou (⅔ časti). Do zmesi nalejte 1,5 šálky horúcej vody, aby sa soľ rozpustila.

Čas morenia pomocou síranu meďnatého je približne štyri hodiny. Požadovaná teplota je 50 až 80 stupňov Celzia. Roztok sa musí počas procesu leptania neustále meniť.

Metóda domácej výroby dosiek plošných spojov je užitočná pre tých, ktorí s elektronikou začínajú. Pred profesionálnou prácou je možné získať potrebné zručnosti doma. Počet metód je rôzny, čo ovplyvní úspech toho, čo ste počali.

Čo je to vodíkový generátor a ako si ho môžete vyrobiť sami

Ako vytvoriť detektor kovov vlastnými rukami, pomoc pre začiatočníkov

Ako spájkovať hliník doma, vlastnosti spájkovania hliníka

Ako vytvoriť Teslovu cievku vlastnými rukami?

Tvorba vonkajšej retro elektroinštalácie vlastnými rukami

Čo je nichrómový drôt, jeho vlastnosti a použitie