Basılı şema. Evde PCB. PCB üretimi

Birçok kişi ilk PCB'nizi yapmanın çok zor olduğunu söylüyor ama aslında çok basit.

Şimdi size evde baskılı devre kartı yapmanın iyi bilinen birkaç yolunu anlatacağım.

Başlangıç ​​olarak, baskılı devre kartının nasıl yapıldığına dair kısa bir plan:

1. Üretime hazırlık
2. İletken yollar çizilir
2.1 Cila ile çizin
2.2 Bir işaretleyici veya nitro boya ile çizin
2.3Lazerli ütüleme
2.4Filmin fotorezisti ile yazdırma
3. Tahtanın dağlanması
3.1 Demir klorür ile dağlama
3.2 Sofra tuzu ile bakır sülfat ile dağlama
4. Kalaylama
5. Sondaj

1. PCB üretimi için hazırlık

Başlamak için, bir folyo textolite, metal makas veya demir testeresi, normal bir kalem rendesi ve asetona ihtiyacımız var.

Gerekli folyo textolite parçasını dikkatlice kesin. Daha sonra, bakır taraftaki textolite'imizi bir kalem rendesi ile parlatacak şekilde dikkatlice temizlememiz ve ardından iş parçamızı asetonla silmemiz gerekir (bu, yağdan arındırmak için yapılır).

Şekil 1. İşte benim boşluğum

Her şey hazır, şimdi parlak tarafa dokunmayın, aksi takdirde tekrar yağdan arındırmanız gerekecek.

2. İletken yollar çizin

Bunlar, akımın iletileceği yollardır.

2.1 Cila ile yollar çiziyoruz.

Bu yöntem Samiler için en eski ve en basit olanıdır. En basit ojeye ihtiyacımız var.

Oje ile dikkatlice iletken yollar çizin. Dikkatli olun çünkü vernik bazen bulanıklaşır ve izler birleşir. Verniği kurumaya bırakın. Bu kadar.

Şekil 2. Cila ile boyanmış yollar

2.2 Nitro boya veya işaretleyici ile yollar çizin

Bu yöntem öncekinden farklı değil, sadece her şey çok daha kolay ve hızlı çiziliyor.

Şekil 3. Nitro boya ile çizilen yollar

2.3 Lazerle ütüleme

Lazerle ütüleme, baskılı devre kartları yapmanın en yaygın yollarından biridir. Yöntem zahmetli değildir ve çok az zaman alır. Bu yöntemi kişisel olarak denemedim ama tanıdığım birçok kişi bunu büyük bir başarıyla kullanıyor.

Öncelikle baskılı devre kartımızın çizimini lazer yazıcıda basmamız gerekiyor. Lazer yazıcınız yoksa inkjet yazıcıda çıktı alıp fotokopi makinesinde kopyalayabilirsiniz.Çizimleri çizmek için Sprint-Layout 4.0 kullanıyorum. Yalnızca yazdırırken ayna kullanırken dikkatli olun, çoğu panoları bu şekilde birden çok kez öldürdü.

Bazı eski gereksiz dergilere parlak kağıtla basacağız. Yazdırmadan önce, yazıcınızı maksimum toner tüketimine ayarlayın, bu sizi birçok sorundan kurtaracaktır.

Şekil 4. Parlak dergi kağıdına çizim yazdırma

Şimdi çizimimizi bir zarf şeklinde dikkatlice kesin.

Şekil 5. Diyagramlı zarf

Şimdi boşluğumuzu zarfa koyuyoruz ve arkasını dikkatlice bantla kapatıyoruz. Textolite zarf içinde hareket etmeyecek şekilde yapıştırıyoruz

Şekil 6. Bitmiş zarf

Şimdi zarfı ütüleyin. Tek bir milimetreyi kaçırmamaya çalışıyoruz. Tahtanın kalitesine bağlıdır.

Şekil 7. Tahtayı ütülemek

Ütüleme bittiğinde, zarfı dikkatlice ılık su dolu bir kaseye koyun.

Şekil 8. Zarfı ıslatma

Zarf ıslandığında toner izlerine ne zarar gelirse gelsin kağıdı ani hareketler olmadan rulo yapıyoruz. Kusurlar varsa, bir cd veya dvd kalemi alın ve parçaları düzeltin.

Şekil 9. Neredeyse bitmiş tahta

2.4 Film fotorezistli PCB üretimi

Bir önceki yöntemde olduğu gibi Sprint-Layout 4.0 programını kullanarak çizim yapıyoruz ve print'e basıyoruz. Mürekkep püskürtmeli yazıcılarda baskı için özel bir filme baskı yapacağız. Bu nedenle yazdırmayı ayarladık: f1, m1, m2 kenarlarını kaldırıyoruz; Seçeneklerde, Negatif ve Çerçeve onay kutularını işaretleyin.

Şekil 10. Yazdırma kurulumu

Yazıcıyı siyah beyaz yazdırma için kuruyoruz ve renk ayarlarında maksimum yoğunluğu belirliyoruz.

Şekil 11. Yazıcı kurulumu

Mat tarafa yazdırıyoruz. Bu taraf çalışıyor, parmaklarınıza yapıştırarak belirleyebilirsiniz.

Baskıdan sonra şablonumuz kurumaya bırakılır.

Şekil 12. Şablonumuzu kurutmak

Şimdi ihtiyacımız olan fotorezist film parçasını kesiyoruz.

Şekil 13. Fotorezist film

Koruyucu filmi dikkatlice çıkarın (mattır), textolite boşluğumuza yapıştırın

Şekil 14. Fotodirenci textolite yapıştırıyoruz

Dikkatlice yapıştırmanız gerekir ve unutmayın, fotoreziste ne kadar iyi basarsanız tahtadaki izler o kadar iyi olur. İşte kabaca ne olması gerektiği.

Şekil 15. Textolite üzerinde fotorezist

Şimdi üzerine baskı yaptığımız filmden çizimimizi kesip textolite ile fotorezistimize uyguluyoruz. Kenarları karıştırmayın, aksi takdirde bir ayna alırsınız. Ve camla kaplı

Şekil 16. Çizimli bir film uyguluyoruz ve üzerini camla kaplıyoruz

Şimdi bir ultraviyole lamba alıp yolumuzu aydınlatıyoruz. Her lamba için geliştirme parametreleri. Bu nedenle, panoya olan mesafeyi ve parlama süresini kendiniz seçin

Şekil 17. Rayları ultraviyole lamba ile aydınlatıyoruz

Raylar yandığında, küçük bir plastik tabak alıyoruz, 250 gram su, bir kaşık soda çözeltisi yapıyoruz ve tahta şablonumuzu ve ikinci şeffaf fotorezist filmi olmadan tahtamızı oraya indiriyoruz.

Şekil 18. Tahtayı bir soda çözeltisine koyuyoruz

30 saniye sonra baskı izlerimiz görünür. Fotorezistin çözülmesi bittiğinde istediğimiz gibi panomuz ortaya çıkacaktır. Akan su altında iyice durulayın. Her şey hazır

Şekil 19. Bitmiş tahta

3. Yeni PCB'nin dağlanması. Aşındırma, fazla bakırı PCB'den çıkarmanın bir yoludur.

Aşındırma için plastik tabaklarda yapılan özel solüsyonlar kullanılır.

Çözeltiyi yaptıktan sonra oraya bir baskılı devre kartı indirilir ve belli bir süre kazınır. Çözeltinin sıcaklığını 50-60 derece aralığında tutarak ve sürekli karıştırarak aşındırma süresini hızlandırabilirsiniz.

Çalışırken lastik eldiven kullanmayı unutmayın ve ardından ellerinizi sabun ve suyla iyice yıkayın.

Tahtayı aşındırdıktan sonra, tahtayı su altında iyice durulamanız ve kalan verniği (boya, fotorezist) sıradan aseton veya oje çıkarıcı ile çıkarmanız gerekir.

Şimdi çözümler hakkında biraz

3.1 Ferrik klorür ile dağlama

En ünlü aşındırma yöntemlerinden biri. Asitleme için 1:4 oranında ferrik klorür ve su kullanılır. 1'in demir klorür olduğu yerde, 4 sudur.

Hazırlanması basittir: Doğru miktarda klorlu demir bulaşıklara dökülür ve ılık su ile dökülür. Çözüm yeşile dönmelidir.

3x4 cm'lik bir tahta için dağlama süresi, yaklaşık 15 dakika

Demir klorürü pazardan veya radyo elektroniği mağazalarından alabilirsiniz.

3.2 Bakır sülfat ile dağlama

Bu yöntem bir önceki kadar yaygın değildir, ancak aynı zamanda yaygındır. Şahsen bu yöntemi kullanıyorum. Bu yöntem öncekinden çok daha ucuzdur ve bileşenleri elde etmek daha kolaydır.

Bulaşıklara 3 yemek kaşığı sofra tuzu, 1 yemek kaşığı bakır sülfat dökün ve 70 derece sıcaklıkta 250 gram su dökün. Her şey doğruysa, çözüm turkuaz ve biraz sonra yeşile dönmelidir. Süreci hızlandırmak için çözeltiyi karıştırmak gerekir.

3x4 cm'lik bir pano için dağlama süresi, yaklaşık bir saat

Bakır sülfatı tarım ürünleri satan yerlerden temin edebilirsiniz. Bakır sülfat mavi renkli bir gübredir. Kristal toz halindedir. Tam deşarjdan pil koruma cihazı

Merhaba sevgili ziyaretçi. Bu yazıyı neden okuduğunu biliyorum. Evet evet biliyorum. hayır sen nesin Ben bir telepat değilim, sadece neden bu sayfaya geldiğini biliyorum. kesinlikle…….

Ve yine arkadaşım Vyacheslav (SAXON_1996) sütunlardaki deneyimlerini paylaşmak istiyor. Vyacheslav'a bir kelime, bir şekilde filtreli ve tweeter'lı bir 10MAS hoparlörüm var. Uzun zamandır yokum…….

Demokratik Kongo Cumhuriyeti

Her PCB üreticisinin minimum iz genişlikleri, iz aralığı, delik çapları vb. ile ilgili teknoloji kısıtlamaları vardır. Levha bu kısıtlamaları karşılamıyorsa, üretici levhayı üretim için kabul etmeyi reddeder.

Bir PCB dosyası oluştururken, varsayılan teknoloji limitleri, dru dizinindeki default.dru dosyasından ayarlanır. Kural olarak, bu sınırlar gerçek üreticilerin sınırlarına uymaz, bu nedenle değiştirilmeleri gerekir. Gerber dosyalarını oluşturmadan hemen önce sınırları ayarlayabilirsiniz, ancak bunu pano dosyası oluşturulduktan hemen sonra yapmak daha iyidir. Kısıtlamaları ayarlamak için DRC düğmesine basın

boşluklar

Mesafeler

Minimum boyutlar

Kemerler

maskeler

çek çalıştırma

Gerber dosyası oluşturma

Bir detay dosyası için çıkış aygıtı ( cihaz) olmalı MÜKEMMEL, Ama değil GERBER_RS274X

Makale, yüksek frekans kartlarının topolojisini pratik bir bakış açısıyla tartışıyor. Temel amacı, yeni başlayanların yüksek frekanslı cihazlar için baskılı devre kartları (PCB) tasarlarken dikkate alınması gereken birçok nokta hakkında fikir edinmelerine yardımcı olmaktır. Kurulların geliştirilmesine ara vermiş uzmanların becerilerini geliştirmek için de faydalı olacaktır. Ana dikkat, devrelerin özelliklerini iyileştirmenin, gelişim sürelerini hızlandırmanın ve değişikliklerin getirilmesinin yollarına verilir.

Tartışılan konular ve önerilen yöntemler, genel olarak yüksek frekanslı devrelerin topolojisine uygulanabilir. İşlemsel yükselteç (op-amp) yüksek frekanslarda çalışırken, devrenin temel özellikleri PCB'nin topolojisine bağlıdır. İyi bir tasarıma sahip olsa bile, kötü tasarlanmış veya özensiz bir baskılı devre kartı nedeniyle devre performansı vasat olabilir. Devrenin hesaplanan parametreleri yalnızca önceden düşünerek ve PCB yerleşimini geliştirme sürecinin tamamı boyunca ana noktalara dikkat ederek göstereceğinden emin olmak mümkündür.

şema

İyi bir devre, iyi bir topoloji için gerekli ancak yeterli olmayan bir koşuldur. Tasarlarken, çizimle ilgili ek bilgileri gözden kaçırmamalı ve sinyalin yönünü dikkatlice izlemelisiniz. Sinyalin soldan sağa sürekliliğinin PCB üzerinde aynı etkiye sahip olması muhtemeldir. Maksimum kullanışlı bilgişemada sağlayacaktır optimum performans size çok minnettar olacak geliştiriciler, teknisyenler, mühendisler ve herhangi bir zorluk durumunda müşteriler acilen bir geliştirici aramak zorunda kalmayacak.

Devreye, olağan referans tanımlamaları, güç dağılımı ve toleranslara ek olarak hangi bilgiler uygulanmalıdır? Normal bir devreden nasıl süper devre yapılacağına dair bazı ipuçları: dalga biçimleri, paketler veya boyutlar hakkında mekanik bilgiler ekleyin, hat uzunluklarını belirtin, parçaların yerleştirilmemesi gereken alanlar, PCB'nin üst tarafında olması gereken parçalar ; ayarlama talimatları, eleman derecelendirme aralıkları, termal bilgiler, eşleşen empedans hatları, kısa devre çalışma tanımları vb. ekleyin.

Kimseye güvenme

Kendiniz bir topolog değilseniz, topologla devreyi gözden geçirmek için zaman ayırın. Başlangıçta topolojiye dikkat etmek, daha sonra sonsuz iyileştirmelerle uğraşmaktan çok daha kolay ve hızlıdır. Zihninizi okuyabilmek için düzen tasarımcısına güvenmeyin. Pano düzeni sürecinin başlangıcında tanıtım ve rehberlik çok önemlidir. Kablolama sürecinde ne kadar fazla bilgi ve katılım olursa, pano o kadar iyi sonuç verecektir. Kablolama sürecine aşina olmak istediğiniz kilometre taşlarını geliştiriciye belirtin. Bunlar " kontrol noktaları» kartı geniş kapsamlı hatalardan koruyun ve topoloji düzeltmelerini en aza indirin.

Geliştiriciye verilen talimatlar şunları içermelidir: devrenin fonksiyonlarının kısa bir açıklaması; giriş ve çıkışların yerini gösteren pano taslağı; pano yığını (yani pano kalınlığı, katman sayısı, sinyal katmanlarının ve katı katmanların ayrıntıları - güç, toprak - analog, dijital, yüksek frekans); her katmanda olması gereken sinyaller; kritik unsurların yerleştirilmesi; dekuplaj elemanlarının doğru yerleşimi; kritik izler; uyumlu empedanslı hatlar; aynı uzunluktaki izler; eleman boyutları; birbirinden uzak (veya yakın) yollar; birbirinden daha yakın (veya daha uzak) zincirler; birbirine yakın (veya uzak) öğeler; Tahtanın üst ve alt tarafındaki elemanlar. Hiç kimse sizi fazla bilgiyle suçlamayacak, eğer çok az varsa - aksine şikayet edecekler - asla.

Konum, konum ve daha fazla konum

Devreyi tahtaya yerleştirirken, tek tek elemanların yerleşiminden hangi ağların yan yana yerleştirilmesi gerektiğine kadar her şey önemlidir.

Genellikle girişlerin, çıkışların ve gücün yeri belirlenir. Topolojiye özellikle dikkat edilmelidir: kritik elemanların konumu - hem bireysel devreler hem de bir bütün olarak devre. Baştan itibaren ana bileşenlerin ve sinyal yollarının konumunun belirlenmesi, devrenin amaçlandığı gibi çalışmasını sağlar. Bu, maliyetleri azaltır, sorunları çözer ve kablolama sürelerini azaltır.

Güç ayırma

Gürültüyü en aza indirmek için güç kaynağını amplifikatörün güç pimlerinden ayırmak, hem yüksek hızlı op-amp devreleri hem de diğer yüksek frekanslı devreler için PCB tasarım sürecinin kritik bir yönüdür. Tipik olarak, yüksek hızlı op-amp'leri ayırmak için iki konfigürasyondan biri kullanılır.

Güç rayı ve toprak arasında

Bu yöntem çoğu durumda daha iyi çalışır ve op-amp'in güç pimlerinden doğrudan toprağa paralel bağlanan kapasitörlerin kullanılmasına izin verir. Genellikle iki tane yeterlidir, ancak bazı devreler paralel bağlı birden fazla kapasitörden yararlanır.

Farklı kapasitanslara sahip kondansatörlerin paralel bağlanması, güç pinlerinin düşük empedansa sahip olmasını sağlar. alternatif akım geniş bir frekans aralığında. Bu, Güç Kaynağı Kararsızlık Oranı (PSR) düştüğünde özellikle önemlidir - kapasitörler amplifikatörü bu düşüş için telafi eder. On yıllarca frekans için toprağa düşük empedanslı bir yol sağlamak, istenmeyen gürültünün op-amp'e girmesini önler. Şek. 1, bu yöntemin avantajlarını göstermektedir. Daha düşük frekanslarda, kapasitörler geniş kapasite toprağa karşı çok az direnç sağlar. Kapasitörün kendi kendine rezonans frekansında, kapasitörün kalitesi bozulur ve bir endüktans haline gelir. Bu nedenle, birçok kapasitör kullanmak önemlidir: ne zaman frekans tepkisi biri düşer, diğeri önemli hale gelir ve onlarca yıllık frekans boyunca düşük AC empedansı sağlar.

Pirinç. 1. Frekansa karşı kapasitör empedansı

Op-amp'in güç kablolarının hemen yanında, daha küçük kapasitansa ve daha küçük geometrik boyutlara sahip bir kondansatör, op-amp ile aynı tarafta ve amplifikatöre mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir. Kondansatörün toprak tarafı, minimum kablo ve hat uzunlukları ile toprak düzlemine bağlanmalıdır. Güç rayları ve toprak arasındaki girişimi en aza indirmek için bağlantı, amplifikatör sonlandırmasına mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Pirinç. 2 bu tekniği göstermektedir.

Pirinç. 2. Güç raylarını paralel kapasitörlerle toprağa bağlama

Bu işlem bir sonraki en büyük kapasitör ile tekrarlanmalıdır. İyi bir kural, en küçük 0,01 uF kapasitörle başlamak ve 2,2 uF düşük ESR (eşdeğer seri direnç) oksit kapasitöre kadar ilerlemektir. 0508 durumunda belirtilenlerden ilki küçük seri endüktans ve mükemmel yüksek frekanslı parametreler.

Bir lastik ile diğeri arasında

Alternatif bir yapılandırma, op-amp'in pozitif ve negatif güç rayları arasına bağlanan bir veya daha fazla kapasitör kullanmaktır. Bu yöntem, devreye dört kapasitörün tamamının takılmasının zor olduğu durumlarda kullanılır. Dezavantajı, kapasitörlerin boyutundaki artıştır, çünkü aralarındaki voltaj, her bir kaynağı ayrı ayrı bloke etmeye kıyasla iki katına çıkar. Bu durumda, boyutunda bir artışa yol açan, büyük bir arıza voltajına sahip bir kapasitör gereklidir. Ancak, bu seçenek hem PSR hem de distorsiyon performansını iyileştirir.

Her devre ve düzeni farklı olduğundan, kondansatörlerin konfigürasyonu, sayısı ve kapasitansı devrenin özel gereksinimlerine göre belirlenecektir.

Nerede C- kapasite; A- cm² cinsinden kaplama alanı; k- levha malzemesinin bağıl geçirgenliği; Ve D- cm cinsinden plakalar arasındaki mesafe.

Pirinç. 5. Düz paralel bir kapasitörün kapasitansı

Aşırı iz uzunluğu ve yetersiz zemin düzlemi nedeniyle şerit endüktansına da dikkat edilmelidir. Denklem 2 iz endüktans formülünü verir (Şekil 6):

Nerede W- iz genişliği; L- uzunluğu; Ve H- kalınlık. Tüm ölçüler milimetredir.

Pirinç. 6. Endüktansı izleyin

Pirinç. 7. Katmansız ve toprak katmanlı bir impulsa tepki

Nerede T- tahta kalınlığı ve D geçişin santimetre cinsinden çapıdır.

Pirinç. 8. Via Dimensions

toprak tabakası

Burada bu konunun bazı önemli noktalarına değineceğiz. Bağlantıların listesi bu konu makalenin sonunda verilmiştir.

Toprak tabakası genellikle geniş bir alana ve kesite sahip olduğundan direnci minimumda tutulur. Düşük frekanslarda akım en az dirençli yol boyunca akar, ancak yüksek frekanslarda en az dirençli yol boyunca akar. Ancak istisnalar vardır ve bazen daha küçük bir zemin katmanı daha iyi sonuç verir. Giriş ve çıkış pedlerinin altındaki zeminin bir kısmını kaldırırsanız, bu aynı zamanda yüksek hızlı op-amp'ler için de geçerlidir.

Analog ve dijital devreler, toprakları ve alt tabakaları dahil olmak üzere mümkün olduğunca ayrılmalıdır. Dik darbe kenarları, devrenin analog parametrelerini bozarak, zemin katmanı boyunca akan ve gürültü yaratan akım tepe noktaları oluşturur.

Yüksek frekanslarda cilt etkisi denen bir olguya dikkat edilmelidir. Akımın, iletkenin doğru akımdaki değerine göre direncini arttırarak ve daraltarak, iletkenin dış yüzeyi boyunca akmasına neden olur. Cilt etkisi bu makalenin kapsamı dışında olsa da, burada cilt derinliğini bakır cinsinden (cm olarak) hesaplamak için yaklaşık bir ifade verilmiştir:

Cilt etkisini azaltmak için, oluşma olasılığını azaltan bir metal kaplama yararlı olabilir.

kolordu

Pirinç. 9. İşlemsel yükselteçli devrelerin topolojisindeki farklılıklar: a) SOIC paketi; b) SOT-23 paketi; c) Kartın alt tarafında RF dirençli SOIC paketi.

SOT-23 paketine sahip kartın topolojisi neredeyse idealdir: minimum geri bildirim yolu uzunluğu, minimum yol kullanımı; yük ve dekuplaj kondansatörü toprağa kısa yollarda bir noktaya bağlanır; pozitif voltaj dekuplaj kondansatörü, Şek. 9b, kartın alt tarafındaki negatif voltaj kondansatörünün hemen altına yerleştirilmiştir.

Düşük distorsiyonlu amplifikatör pin çıkışı

Analog Cihazların bazı op amp'lerinde (AD8045 gibi) kullanılan yeni distorsiyonu azaltan pin yapısı, yukarıda belirtilen sorunların her ikisini de ortadan kaldırmaya yardımcı olur ve diğer iki önemli alanda performansı artırır. Şekil l'de gösterilen düşük distorsiyonlu LFCP pin çıkışı. 10, bir pin tarafından saat yönünün tersine döndürülerek ve geri besleme döngüsüne ayrılmış ikinci bir çıkış pini eklenerek geleneksel bir op amp pin çıkışından türetilmiştir.

Pirinç. 10. Düşük distorsiyon için pin çıkışlı op-amp

Düşük distorsiyon pin çıkışı, şekil 1'de gösterildiği gibi, çıkış (geri besleme pini) ile evirici giriş arasında kısa bir bağlantıya izin verir. 11. Bu, topolojiyi büyük ölçüde basitleştirir ve ona rasyonel bir biçim verir.

Pirinç. 11. AD8045 Düşük Bozulma Op-Amp için PCB Topolojisi

Durumun ikinci avantajı, doğrusal olmayan distorsiyonun ikinci harmoniğinin zayıflamasıdır. Oluşumunun nedenlerinden biri, negatif besleme voltajının evirmeyen girişi ile çıkışı arasındaki bağlantıdır. LFCP kasasının düşük distorsiyonlu pin çıkışı bu bağlantıyı ortadan kaldırır ve ikinci harmoniği önemli ölçüde azaltır; bazı durumlarda azalması 14 dB'ye kadar çıkabilir. Şek. Şekil 12, SOIC ve LFCSP paketlerindeki AD8099 op amp'ler arasındaki distorsiyon farkını göstermektedir.

Pirinç. 12. AD8099 op-amp distorsiyonunun farklı paketlerde karşılaştırılması - SOIC ve LFCSP

Bu durumun başka bir avantajı var - güç dağıtımında. Paket, termal direncini azaltan ve θ JA'yı yaklaşık %40 iyileştiren açık çipli bir alt tabakaya sahiptir. Bu durumda mikro devre, güvenilirliğini artıran daha düşük sıcaklıklarda çalışır.

Yeni düşük bozulma paketlerinde şu anda üç adet Analog Devices yüksek hızlı op amfi bulunmaktadır: AD8045, AD8099 ve AD8000.

Kablolama ve ekranlama

Elektronik devrelerin baskılı devre kartlarında, doğru akımdan gigahertz frekanslarına kadar çok çeşitli sinyaller - analog ve dijital, yüksek ve alçak gerilim, yüksek ve düşük akım - aynı anda mevcut olabilir. Birbirlerine karışmalarını engellemek zor bir iştir.

Panoda sinyallerin nasıl işlendiğini önceden düşünmek, hangilerinin hassas olduğunu not etmek ve onları sağlam tutmak için atılacak adımları belirlemek önemlidir. için bir referans potansiyeli sağlamaktan başka, dünyanın katmanları elektrik sinyalleri, ekranlama için de kullanılabilir. Sinyalleri izole etmek gerektiğinde, ilk adım sinyal izleri arasında yeterli mesafeyi sağlamaktır. Birkaç pratik adıma bakalım:

• Paralel hatların uzunluğunun en aza indirilmesi ve aynı katmandaki sinyal izleri arasında yakın mesafeden kaçınılması endüktif eşleşmeyi azaltacaktır.
• Bitişik katmanlardaki iz uzunluklarını en aza indirmek kapasitif kuplajı önleyecektir.
• Özel izolasyon gerektiren sinyal hatları geçilmelidir. farklı katmanlar birbirinden dik olarak ayrılamazlarsa, aralarına bir toprak tabakası serilmelidir. Dikey kablolama, kapasitif kuplajı en aza indirir ve toprak bir elektrik kalkanı oluşturur. Bu teknik, uyumlu bir empedans (dalga empedansı) ile çizgiler oluştururken kullanılır.

Yüksek frekanslı (HF) sinyaller genellikle empedans uyumlu hatlarda taşınır. Yani, izin empedansı, örneğin 50 ohm'a eşit sağlanır (RF devreleri için tipik). Yaygın olarak kullanılan iki eşleştirilmiş çizgi türü - mikro şerit ve şerit çizgi - aynı sonuçları verebilir, ancak farklı uygulamaları olabilir.

Şek. 13, tahtanın her iki tarafından da geçebilir; referans zemin düzlemi olarak hemen altındaki zemin katmanını kullanır.

Pirinç. 13. Mikroşerit iletim hattı

Özelliği hesaplamak için dalga direnci FR4 kartındaki satırlar için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:

Nerede H- yer düzleminden piste olan mesafe; W- iz genişliği; T- iz kalınlığı; tüm boyutlar mil cinsindendir (1 mil = 10 -3 inç). εr- levha malzemesinin bağıl geçirgenliği.

Şerit çizgi eşleştirilmiş çizgi (Şekil 14), zemin düzleminin iki katmanını ve aralarında bir sinyal izini kullanır. Bu yöntem daha fazla iz kullanır, daha fazla katman gerektirir, yalıtkan kalınlığındaki değişikliklere duyarlıdır ve daha pahalıdır, bu nedenle genellikle yalnızca daha zorlu uygulamalarda kullanılır.

Pirinç. 14. Eşleştirilmiş çizgi

Bir şerit hattının karakteristik empedansını hesaplamak için denklem:

Pirinç. 15. Koruyucu halkalar: a) eviren ve evirmeyen devre; b) SOT-23-5 paketinde her iki seçeneğin uygulanması

Diğer birçok ekranlama ve kablolama seçeneği vardır. Bunlar ve yukarıda belirtilen diğer konular hakkında daha fazla bilgi için okuyucunun aşağıdaki bağlantılara başvurması önerilir.

Çözüm

Makul PCB topolojisi, yüksek hızlı op-amp'lere dayalı cihazların başarılı tasarımı için esastır. İyi bir devreye dayanmaktadır ve devre mühendisi ile PCB tasarımcısı arasındaki yakın işbirliği de özellikle elemanları yerleştirirken ve bunları bağlarken önemlidir.

Edebiyat

1. Ardizzoni J. Yüksek Hızlı Devre Kartı Düzenini Takip Edin // EE Times, 23 Mayıs 2005.
2. Brokaw P. Bir IC Amplifikatör Kullanım Kılavuzu, Ayırma, Topraklama ve Bir Değişiklik İçin İşlerin Doğru Gitmesini Sağlama // Analog Cihazlar Uygulama Notu AN-202.
3. Brokaw P., Barrow J. Düşük ve Yüksek Frekans Devreleri için Topraklama // Analog Cihazlar Uygulama Notu AN-345.
4. Buxton J. Dikkatli Tasarım, Yüksek Hızlı İşlem Amplifikatörlerini Ehlileştirir // Analog Cihazlar Uygulama Notu AN-257.
5. DiSanto G. Uygun PC Kartı Düzeni, Dinamik Aralığı İyileştiriyor // EDN, 11 Kasım 2004.
6. Grant D., Wurcer S. Pasif Bileşen Tuzaklarından Kaçınma // Analog Cihazlar Uygulama Notu AN-348.
7. Johnson H. W., Graham M. Yüksek Hızlı Dijital Tasarım, Kara Büyü El Kitabı. Prentice Salonu, 1993.
8. Jung W., ed., Op Amp Uygulamaları El Kitabı // Elsevier-Newnes, 2005.

Artık çoğu elektronik devre baskılı devre kartları kullanılarak yapılıyor. Baskılı devre kartı üretim teknolojilerine göre, mikroelektronik tertibatlar da yapılır - çeşitli işlevsel amaçlara ve entegrasyon derecelerine sahip bileşenleri içeren hibrit modüller. Çok katmanlı baskılı devre kartları ve son derece entegre elektronik bileşenler, elektronik bileşenlerin ağırlık ve boyut özelliklerini azaltır ve bilgisayar Bilimi. Artık baskılı devre kartı yüz yıldan daha eski.

Baskılı devre kartı

Bu (İngilizce PCB - baskılı devre kartı)- yüzeyinde, modüller ve entegre devreler dahil olmak üzere monte edilmiş radyo elemanlarını bağlamak için temas pedlerine sahip ince elektriksel olarak iletken şeritlerin (baskılı iletkenler) bir şekilde bulunduğu, elektriksel olarak yalıtkan malzemeden (getinaks, textolite, fiberglas ve diğer benzer dielektrikler) yapılmış bir plaka uygulamalı. Bu ifade tam anlamıyla politeknik sözlükten alınmıştır.

Daha genel bir formül var:

Baskılı devre kartı, yalıtkan bir taban üzerinde sabit elektrik ara bağlantılarından oluşan bir yapıdır.

Bir baskılı devre kartının ana yapısal elemanları, yüzeyinde iletkenlerin bulunduğu bir dielektrik tabandır (sert veya esnek). Bir baskılı devre kartının baskılı devre kartı olabilmesi için dielektrik taban ve iletkenler gerekli ve yeterli unsurlardır. Bileşenleri monte etmek ve bunları iletkenlere bağlamak için ek elemanlar kullanılır: temas yüzeyleri, geçiş metalize ve montaj delikleri, konektör lamelleri, ısı giderme alanları, ekranlama ve akım taşıyan yüzeyler, vb.

Baskılı devre kartlarına geçiş, elektronik ekipman tasarımında niteliksel bir sıçramaya işaret ediyordu. Baskılı devre kartı, radyo elemanlarının taşıyıcı işlevlerini ve bu tür elemanların elektriksel bağlantısını birleştirir. Baskılı devre kartının iletkenleri ve diğer iletken elemanları arasında yeterli düzeyde bir yalıtım direnci sağlanmadığı takdirde, ikinci işlev uygulanabilir değildir. Bu nedenle, PCB substratı bir yalıtkan görevi görmelidir.

Tarihsel referans

1920'lerde ve 1930'larda baskılı devre kartı tasarımları ve bunları yapma yöntemleri için birçok patent yayınlandı. Baskılı devre kartları üretmenin ilk yöntemleri ağırlıklı olarak katkı maddesi olarak kaldı (Thomas Edison'un fikirlerinin geliştirilmesi). Ancak modern haliyle, baskılı devre kartı, baskı endüstrisinden ödünç alınan teknolojilerin kullanımı sayesinde ortaya çıktı. Baskılı devre kartı - İngilizce baskı teriminden doğrudan çeviri baskı plakası ("baskı formu" veya "matris"). Bu nedenle, Avusturyalı mühendis Paul Eisler, "baskılı devre kartlarının gerçek babası" olarak kabul edilir. Baskı (çıkarma) teknolojilerinin baskılı devre kartlarının seri üretimi için kullanılabileceği sonucuna ilk varan oydu. Çıkarma teknolojilerinde, gereksiz parçalar çıkarılarak bir görüntü oluşturulur. Paul Eisler, bakır folyonun galvanik biriktirme teknolojisi ve bunun demir klorür ile dağlanması üzerinde çalıştı. Baskılı devre kartlarının seri üretimine yönelik teknolojiler, İkinci Dünya Savaşı sırasında zaten talep görüyordu. Ve 1950'lerin ortalarından itibaren, baskılı devre kartlarının oluşumu, yalnızca askeri amaçlı değil, aynı zamanda evsel amaçlar için de radyo ekipmanı için yapıcı bir temel olarak başladı.

PCB malzemeleri

Baskılı devre kartları için temel dielektrikler

Hem tek katmanlı hem de çok katmanlı baskılı devre kartları için malzeme parametrelerini bilmek, özellikle yüksek hızlı ve mikrodalgalı cihazların baskılı devre kartları için, uygulamalarında yer alan herkes için önemlidir. Bir MPP tasarlarken, geliştiriciler aşağıdaki gibi görevlerle karşı karşıya kalır:
- kart üzerindeki iletkenlerin dalga direncinin hesaplanması;
- ara katman yüksek voltaj yalıtımının değerinin hesaplanması;
- kör ve gizli deliklerin yapısının seçimi.
Mevcut seçenekler ve çeşitli malzemelerin kalınlıkları Tablo 2-6'da gösterilmektedir. Malzeme kalınlık toleransının genellikle ±%10'a kadar olduğu dikkate alınmalıdır, bu nedenle bitmiş çok katmanlı levhanın kalınlık toleransı ±%10'dan az olamaz.

Tg - cam geçiş sıcaklığı (yapısal bozulma)

Dk - dielektrik sabiti

Mikrodalga baskılı devre kartları için temel dielektrikler

Baskılı devre kartlarının tipik tasarımları, standart fiberglas tipinin kullanımına dayanmaktadır. FR4, -50 ila +110 °C çalışma sıcaklığı ve yaklaşık 135 °C camsı geçiş sıcaklığı Tg (yumuşama) ile.
Artan ısı direnci gereksinimleriyle veya levhaları kurşunsuz bir fırına (t 260 °C'ye kadar) monte ederken, yüksek sıcaklık FR4 Yüksek Tg veya FR5.
Yüksek sıcaklıklarda veya ani sıcaklık değişimlerinde sürekli çalışma gereksinimleri kullanıldığında poliimid. Ek olarak, poliimid, yüksek güvenilirlikli devre kartlarının imalatında, askeri uygulamalarda ve ayrıca artan dielektrik dayanımının gerekli olduğu durumlarda kullanılır.
içeren panolar için mikrodalga devreler(2 GHz üzerinde) ayrı katmanlar uygulanır mikrodalga malzeme veya tahtanın tamamı mikrodalga malzemeden yapılmıştır. Özel malzemelerin en ünlü tedarikçileri Rogers, Arlon, Taconic, Dupont'tur. Bu malzemelerin maliyeti FR4'ten daha yüksektir ve geleneksel olarak FR4'ün maliyetine göre tablonun sondan bir önceki sütununda gösterilir.

* Dk - dielektrik sabiti

Dk - geçirgenlik

PCB ped kaplamaları

Çoğu zaman, pedler kalay-kurşun alaşımı veya PBC ile kaplanır. Lehim yüzeyini uygulama ve tesviye yöntemine HAL veya HASL denir (İngiliz Sıcak Hava Lehim Tesviye - sıcak hava ile lehim tesviye). Bu kaplama, pedlerin en iyi lehimlenebilirliğini sağlar. Ancak, kural olarak, uluslararası RoHS direktifinin gereklilikleriyle uyumlu daha modern kaplamalarla değiştirilmektedir.

Bu direktif, kurşun da dahil olmak üzere zararlı maddelerin bulunmasının ürünlerde yasaklanmasını şart koşuyor. Şu ana kadar RoHS ülkemiz toprakları için geçerli değil ama varlığını hatırlamakta fayda var.

WFP sahalarını kapsamak için olası seçenekler Tablo 7'de verilmiştir.

HASL, aksi belirtilmedikçe evrensel olarak uygulanabilir.

Daldırma (kimyasal) yaldız daha pürüzsüz bir pano yüzeyi sağlamak için kullanılır (bu özellikle BGA pedleri için önemlidir), ancak biraz daha düşük lehimlenebilirliğe sahiptir. Fırında lehimleme, HASL ile hemen hemen aynı şekilde yapılır, ancak elle lehimleme, özel eritkenlerin kullanılmasını gerektirir. Organik Kaplama veya OSP, bakır yüzeyi oksidasyondan korur. Dezavantajı, kısa bir lehimlenebilirlik tutma süresidir (6 aydan az).

daldırma kalay Sınırlı bir lehim ömrüne sahip olmasına rağmen pürüzsüz bir yüzey ve iyi lehimlenebilirlik sağlar. Kurşunsuz HAL, kurşun içerenle aynı özelliklere sahiptir, ancak lehim bileşimi yaklaşık %99,8 kalay ve %0,2 katkı maddesidir.

Bıçak konektör kontakları Levhanın çalışması sırasında sürtünmeye maruz kalan , daha kalın ve daha sert bir altın tabakası ile elektrolizlenir. Her iki altın kaplama türü de altının dağılmasını önlemek için bir nikel alt katman kullanır.

Not: HASL hariç tüm yüzeyler RoHS uyumludur ve kurşunsuz lehimlerle lehimlemeye uygundur.

Koruyucu ve diğer tip baskılı devre kartı kaplamaları

Koruyucu kaplamalar, lehimleme amaçlı olmayan iletkenlerin yüzeylerini izole etmek için kullanılır.

Resmi tamamlamak için baskılı devre kartı kaplamalarının işlevsel amacını ve malzemelerini göz önünde bulundurun.

1. Lehim maskesi - iletkenleri yanlışlıkla kısa devre ve kirden korumak ve ayrıca lehimleme sırasında fiberglası termal şoklardan korumak için kartın yüzeyine uygulanır. Maske başka herhangi bir işlevsel yük taşımaz ve nem, küf, bozulma vb. (özel tip maskelerin kullanıldığı durumlar hariç) karşı koruma işlevi göremez.
2. İşaretleme - kartın kendisinin ve üzerinde bulunan bileşenlerin tanımlanmasını basitleştirmek için maskenin üzerine boya ile panoya uygulanır.
3. Soyulabilir maske - kartın, örneğin lehimlemeye karşı geçici olarak korunması gereken belirli alanlarına uygulanır. Gelecekte, kauçuk benzeri bir bileşik olduğu ve basitçe soyulduğu için çıkarılması kolaydır.
4. Karbon temaslı kaplama - tahtada belirli yerlere klavyeler için iletişim alanları olarak uygulanır. Kaplama iyi iletkenliğe sahiptir, oksitlenmez ve aşınmaya dayanıklıdır.
5. Grafit dirençli elemanlar - direnç olarak hareket etmek için tahta yüzeyine uygulanabilir. Ne yazık ki, nominal değerlerin doğruluğu yüksek değil - daha kesin olarak ±% 20 değil (lazer ayarıyla -% 5'e kadar).
6. Gümüş kontak jumperları - yönlendirme için yeterli alan olmadığında başka bir iletken katman oluşturarak ek iletkenler olarak uygulanabilir. Esas olarak tek katmanlı ve çift taraflı baskılı devre kartları için kullanılırlar.

PCB tasarımı

Baskılı devre kartlarının en uzak selefi, çoğunlukla yalıtılmış olan sıradan teldir. Önemli bir dezavantajı vardı. Yüksek titreşim koşullarında, REA'nın içine sabitlenmesi için ek mekanik elemanların kullanılması gerekiyordu. Bunun için, üzerine radyo elemanlarının monte edildiği taşıyıcılar, radyo elemanlarının kendileri ve ara bağlantılar için yapısal elemanlar, sabitleme telleri kullanıldı. Bu büyük bir montaj.

Baskılı devre kartları bu eksikliklerden muaftır. İletkenleri yüzeye sabitlenmiştir, konumları sabittir, bu da karşılıklı bağlantılarının hesaplanmasını mümkün kılar. Prensip olarak, baskılı devre kartları artık düz tasarımlara yaklaşıyor.

Uygulamanın ilk aşamasında, baskılı devre kartları tek taraflı veya çift taraflı iletken hat düzenine sahipti.

Tek taraflı PCB- bu, bir tarafında baskılı iletkenler bulunan bir levhadır. Çift taraflı baskılı devre kartlarında, iletkenler ayrıca plakanın boş ters tarafını da işgal ediyordu. Ve bağlantıları için, aralarında en yaygın olanın metalize yollardan olduğu çeşitli seçenekler önerildi. En basit tek taraflı ve çift taraflı baskılı devre kartlarının tasarım parçaları, Şek. 1.

Çift taraflı PCB- tek taraflı yerine kullanımları, düzlemden hacme geçişin ilk adımıydı. Soyutlarsak (çift taraflı bir baskılı devre kartının alt tabakasını zihinsel olarak atarsak), o zaman üç boyutlu bir iletken yapısı elde ederiz. Bu arada, bu adım oldukça hızlı bir şekilde atıldı. Albert Hanson'un uygulaması, alt tabakanın her iki tarafına iletken yerleştirme ve açık delikler kullanarak bunları bağlama olasılığını zaten göstermiştir.

Pirinç. 1. Baskılı devre kartlarının tasarımının parçaları a) tek taraflı ve 6) iki taraflı: 1 - montaj deliği, 2 - ped, 3 - iletken, 4 - dielektrik alt tabaka, 5 - metalize delik

Elektroniğin daha da geliştirilmesi - mikroelektronik, çok pimli bileşenlerin kullanılmasına yol açtı (çipler 200'den fazla pime sahip olabilir), elektronik bileşenlerin sayısı arttı. Buna karşılık, dijital mikro devrelerin kullanımı ve performanslarındaki artış, ekranlama ve bileşenlere güç dağıtımı gereksinimlerinde bir artışa yol açtı; bunun için dijital cihazların çok katmanlı panolarına (örneğin, bilgisayarlar) özel koruyucu iletken katmanlar dahil edildi. ). Bütün bunlar, ara bağlantıların büyümesine ve bunların karmaşıklığına yol açarak katman sayısında bir artışa neden oldu. Modern baskılı devre kartlarında ondan çok daha fazla olabilir. Bir anlamda çok katmanlı baskılı devre kartları hacim kazanmıştır.

Çok katmanlı baskılı devre kartlarının yapımı

İlk, en yaygın versiyonda, levhanın iç katmanları, "çekirdek" adı verilen çift taraflı bakır lamine cam elyafından oluşturulmuştur. Dış katmanlar, "prepreg" adı verilen reçineli bir malzeme olan bir bağlayıcı ile iç katmanlara preslenmiş bakır folyodan yapılmıştır. Yüksek sıcaklıkta preslemeden sonra, içinde deliklerin açıldığı ve metalize edildiği çok katmanlı bir baskılı devre kartı "pastası" oluşturulur. Daha az yaygın olan ikinci seçenek, dış katmanlar prepreg tarafından bir arada tutulan "çekirdeklerden" oluşturulduğundadır. Bu basitleştirilmiş bir açıklamadır, bu seçeneklere dayanan başka birçok tasarım vardır. Bununla birlikte, temel prensip, prepregin katmanlar arasında bir bağlayıcı görevi görmesidir. Açıkçası, bir prepreg pedi olmadan yan yana iki çift taraflı "çekirdek"in olduğu bir durum olamaz, ancak bir folyo-prepreg-foil-prepreg...etc yapısı mümkündür ve genellikle karmaşık kombinasyonlara sahip levhalarda kullanılır. kör ve gömülü delikler.

Çok katmanlı baskılı devre kartları, niceliksel olarak tek ve çift taraflı kartlardan daha düşük olmasına rağmen, artık değer açısından dünyadaki baskılı devre kartı üretiminin üçte ikisini oluşturuyor.

Şematik olarak (basitleştirilmiş), modern bir çok katmanlı baskılı devre kartının tasarımının bir parçası, Şek. 2. Bu tür baskılı devre kartlarındaki iletkenler yalnızca yüzeye değil, aynı zamanda alt tabakanın büyük kısmına da yerleştirilmiştir. Aynı zamanda, iletkenlerin birbirine göre katmanlı düzeni korunmuştur (düzlemsel baskı teknolojilerinin kullanılmasının bir sonucu). Katmanlama, baskılı devre kartlarının ve bunların elemanlarının adlarında kaçınılmaz olarak mevcuttur - tek taraflı, çift taraflı, çok katmanlı, vb. Katmanlama, bu yapıya karşılık gelen baskılı devre kartlarının imalat yapısını ve teknolojilerini gerçekten yansıtır.

Pirinç. 2. Çok katmanlı bir baskılı devre kartı tasarımının parçası: 1 - metalize delik, 2 - kör mikro geçiş, 3 - gizli mikro geçiş, 4 - katmanlar, 5 - gizli ara katman delikleri, 6 - pedler

Gerçekte, çok katmanlı baskılı devre kartlarının tasarımı, Şekil 1'de gösterilenlerden farklıdır. 2.

Yapısı açısından MPP, üretim teknolojisi gibi çift taraflı levhalardan çok daha karmaşıktır. Ve yapılarının kendisi, Şekil l'de gösterilenden önemli ölçüde farklıdır. 2. Ek kalkan katmanları (toprak ve güç) ve birkaç sinyal katmanı içerirler.

Gerçekte şöyle görünürler:

a) Şematik olarak	MFP'nin katmanları arasında geçişi sağlamak için katmanlar arası bağlantılar (vias) ve microvias (microvias) kullanılır. 3 A. Dış katmanları birbirine ve iç katmanlara bağlayan açık delikler şeklinde katmanlar arası geçişler yapılabilmektedir. Sağır ve gizli geçişler de kullanılır. Kör bağlantı, kartın yalnızca üst veya alt tarafından görülebilen, metalize bir bağlantı kanalıdır. Kartın iç katmanlarını birbirine bağlamak için gizli yollar kullanılır. Kullanımları, kartların yerleşimini önemli ölçüde basitleştirmeyi mümkün kılar, örneğin, 12 katmanlı bir MPC tasarımı, eşdeğer bir 8 katmanlı tasarıma indirgenebilir. anahtarlama. Microvias, yüzeye montaj, bağlantı pedleri ve sinyal katmanları için özel olarak geliştirilmiştir.
c) 3D formda netlik için	Çok katmanlı baskılı devre kartlarının üretimi için, folyo ile lamine edilmiş birkaç dielektrik birbirine bağlanır ve bunun için yapıştırma contaları - prepregler kullanılır. Şekil 3.c'de prepreg beyaz olarak gösterilmiştir. Prepreg, çok katmanlı bir baskılı devre kartının katmanlarını termal presleme ile yapıştırır. Çok katmanlı baskılı devre kartlarının toplam kalınlığı, sinyal katmanlarının sayısı arttıkça orantısız bir şekilde daha hızlı büyür. Bu bağlamda, açık delik kaplama işlemi için çok katı bir parametre olan levha kalınlığının açık deliklerin çapına olan büyük oranının dikkate alınması gerekir. Bununla birlikte, küçük çaplı açık delikleri kaplamanın zorluğu göz önüne alındığında bile, çok katmanlı baskılı devre kartı üreticileri, daha az yüksek yoğunluklu ancak buna bağlı olarak daha pahalı katmanlara kıyasla nispeten daha ucuz katmanlarla yüksek paketleme yoğunluğu elde etmeyi tercih ediyor.
İle) Çizim 3	Şekil 3.c, çok katmanlı bir baskılı devre kartının yaklaşık katman yapısını kalınlıklarıyla birlikte göstermektedir.

Vladimir Urazaev [S.12] mikroelektronikte yapıların ve teknolojilerin geliştirilmesinin, nesnel olarak var olan teknik sistemlerin geliştirilmesi yasasına uygun olduğuna inanır: nesnelerin yerleştirilmesi veya hareket ettirilmesi ile ilgili görevler, bir noktadan bir hatta, bir hattan diğerine hareket edilerek çözülür. düzlem, bir düzlemden üç boyutlu uzaya.

Baskı devre kartlarının bu yasaya uyması gerektiğini düşünüyorum. Bu tür çok seviyeli (sonsuz seviyeli) baskılı devre kartlarının uygulanması için potansiyel bir olasılık vardır. Bu, baskılı devre kartlarının üretiminde lazer teknolojilerini kullanma konusundaki zengin deneyim, polimerlerden üç boyutlu nesneler oluşturmak için lazer stereolitografi kullanma konusundaki eşit derecede zengin deneyim, temel malzemelerin ısı direncini artırma eğilimi vb. ile kanıtlanmaktadır. , bu tür ürünlerin başka bir şey olarak adlandırılması gerekecek. Çünkü "baskılı devre kartı" terimi artık ne iç içeriklerini ne de üretim teknolojilerini yansıtmayacaktır.

Belki de öyledir.

Ama bence zaten biliyorlar hacimsel yapılar PCB tasarımında bunlar çok katmanlı baskılı devre kartlarıdır. Ve elektronik bileşenlerin, radyo bileşenlerinin tüm yüzeylerindeki temas pedlerinin konumu ile hacimsel montajı, kurulumlarının üretilebilirliğini, ara bağlantıların kalitesini azaltır ve test ve bakımlarını zorlaştırır.

Gelecek gösterecek!

Esnek baskılı devre kartları

Çoğu insan için baskılı devre kartı, elektriksel olarak iletken ara bağlantılara sahip sert bir levhadır.

Sert baskılı devre kartları, neredeyse herkesin bildiği, radyo elektroniğinde kullanılan en büyük üründür.

Ancak, uygulama alanlarını giderek genişleten esnek baskılı devre kartları da vardır. Bir örnek, sözde esnek baskılı kablolardır (döngüler). Bu tür baskılı devre kartları, sınırlı bir işlev kapsamı gerçekleştirir (radyoelementler için alt tabakanın işlevi hariçtir). Demetleri değiştirerek geleneksel baskılı devre kartlarını bağlamaya yararlar. Esnek baskılı devre kartları, polimer "substrat"larının oldukça elastik bir durumda olması nedeniyle esneklik kazanır. Esnek baskılı devre kartları iki serbestlik derecesine sahiptir. Hatta bir Möbius şeridi şeklinde katlanabilirler.

Çizim 4

Alt tabakanın polimer matrisinin sert, camsı bir durumda olduğu sıradan sert baskılı devre kartlarına da bir veya iki serbestlik derecesi, ancak çok sınırlı bir serbestlik verilebilir. Bu, alt tabakanın kalınlığının azaltılmasıyla elde edilir. İnce dielektriklerden yapılmış kabartmalı baskılı devre kartlarının avantajlarından biri, onlara bir "yuvarlaklık" verebilmesidir. Böylece, bunların şekli ile içine yerleştirilebilecekleri nesnelerin (roketler, uzay nesneleri vb.) şekillerini koordine etmek mümkün hale gelir. Sonuç, ürünlerin iç hacminde önemli bir tasarruftur.

Önemli dezavantajı, katman sayısındaki artışla bu tür baskılı devre kartlarının esnekliğinin azalmasıdır. Ve geleneksel esnek olmayan bileşenlerin kullanılması, şekillerini düzeltmeyi gerekli kılar. Esnek olmayan bileşenlere sahip bu tür baskılı devre kartlarının bükülmeleri, esnek baskılı devre kartı ile bağlantı noktalarında yüksek mekanik gerilimlere yol açtığından.

Sert ve esnek baskılı devre kartları arasındaki bir ara konum, bir akordeon gibi katlanmış sert elemanlardan oluşan "eski" baskılı devre kartları tarafından işgal edilir. Bu tür "akordeonlar" muhtemelen çok katmanlı baskılı devre kartları oluşturma fikrine yol açtı. Modern esnek-sert baskılı devre kartları farklı bir şekilde uygulanmaktadır. Esas olarak çok katmanlı baskılı devre kartlarından bahsediyoruz. Sert ve esnek katmanları birleştirebilir. Esnek tabakalar sert olanlardan çıkarılırsa, sert ve esnek parçalardan oluşan bir baskılı devre kartı elde etmek mümkündür. Diğer bir seçenek de iki sert parçayı esnek bir parçaya bağlamaktır.

PCB tasarımlarının iletken modellerinin katmanlarına göre sınıflandırılması, tüm PCB tasarımlarını olmasa da çoğunu kapsar. Örneğin, dokuma devre kartlarının veya ilmeklerin üretimi için baskı baskısı değil, dokuma ekipmanının uygun olduğu ortaya çıktı. Bu tür "baskılı devre kartları" zaten üç serbestlik derecesine sahiptir. Sıradan bir kumaş gibi, en tuhaf şekilleri ve şekilleri alabilirler.

Yüksek termal iletkenliğe sahip baskılı devre kartları

Son zamanlarda, elektronik cihazların ısı dağılımında aşağıdakilerle ilişkili bir artış olmuştur:

Bilgi işlem sistemlerinin performansını artırmak,

yüksek güç anahtarlama ihtiyaçları,

Artan ısı dağılımı ile elektronik bileşenlerin artan kullanımı.

İkincisi, en açık şekilde, yüksek güçlü ultra parlak LED'lere dayalı ışık kaynaklarının oluşturulmasına olan ilginin keskin bir şekilde arttığı LED aydınlatma teknolojisinde kendini gösterir. Yarı iletken LED'lerin ışık verimliliği şimdiden 100 lm/W'a ulaştı. Bu tür ultra parlak LED'ler, geleneksel akkor lambaların yerini alır ve aydınlatma teknolojisinin neredeyse tüm alanlarında uygulama alanı bulur: lambalar sokak aydınlatması, otomotiv aydınlatması, acil durum aydınlatması, reklam tabelaları, LED paneller, göstergeler, çalışan çizgiler, trafik ışıkları vb. Bu LED'ler monokrom renkleri ve anahtarlama hızları nedeniyle dekoratif aydınlatmada, dinamik aydınlatma sistemlerinde vazgeçilmez hale gelmiştir. Enerji tasarrufunun önemli ölçüde gerekli olduğu, sık bakımın pahalı olduğu ve elektriksel güvenlik gereksinimlerinin yüksek olduğu yerlerde bunları kullanmak da avantajlıdır.

Çalışmalar, LED'in çalışması sırasında elektriğin yaklaşık %65-85'inin ısıya dönüştürüldüğünü göstermektedir. Ancak LED üreticisi tarafından tavsiye edilen termal rejimlere bağlı olarak LED'in hizmet ömrü 10 yıla ulaşabilir. Ancak, termal rejim ihlal edilirse (genellikle bu, bağlantı sıcaklığı 120 ... 125 ° C'nin üzerinde olan bir işlemdir), LED'in hizmet ömrü 10 kat düşebilir! Ve önerilen termal koşullara büyük ölçüde uyulmaması durumunda, örneğin, yayıcı tipteki LED'leri radyatör olmadan 5-7 saniyeden fazla açarken, LED ilk açılışta bile arızalanabilir. Ayrıca geçiş sıcaklığının arttırılması, ışımanın parlaklığının azalmasına ve çalışma dalga boyunun kaymasına neden olur. Bu nedenle, termal rejimi doğru bir şekilde hesaplamak ve mümkünse LED tarafından üretilen ısıyı mümkün olduğunca dağıtmak çok önemlidir.

Cree, Osram, Nichia, Luxeon, Seoul Semiconductor, Edison Opto, vb. gibi yüksek güçlü LED'lerin büyük üreticileri, metal tabanlı (uluslararası IMPCB - Yalıtılmış Metal Baskılı Devre sınıflandırmasında) baskılı devre kartları üzerinde uzun süredir üretilmiş LED modüllerine veya kümelerine sahiptir. Kart veya AL PCB - alüminyum tabanlı baskılı devre kartları).

Şekil 5

Alüminyum tabanlı bu baskılı devre kartları, bir radyatöre monte edildiğinde, LED'in p-n bağlantı noktasından basitçe ısının çıkarılmasını ve tüm hizmet ömrü boyunca çalışmasını sağlamayı sağlayan düşük ve sabit bir termal dirence sahiptir.

Bu tür baskılı devre kartlarının tabanlarında ısı iletkenliği yüksek malzemeler olarak bakır, alüminyum, çeşitli seramik türleri kullanılmaktadır.

Endüstriyel üretim teknolojisinin sorunları

Baskılı devre kartı teknolojisinin gelişim tarihi, kaliteyi artırmanın ve geliştirme sürecinde ortaya çıkan sorunların üstesinden gelmenin tarihidir.

İşte detaylarından bazıları.

Delikten metal kaplama ile üretilen baskılı devre kartları, en geniş uygulama alanlarına rağmen çok ciddi bir dezavantaja sahiptir. Yapıcı bir bakış açısından, bu tür baskılı devre kartlarındaki en zayıf halka, yollardaki metalize direklerin ve iletken katmanların (pedler) birleşimidir. Metalize kolon ve iletken tabakanın bağlantısı pedin uç yüzü boyunca uzanır. Bağlantı uzunluğu, bakır folyonun kalınlığına göre belirlenir ve tipik olarak 35 µm veya daha azdır. Vias duvarlarının galvanik kaplamasından önce kimyasal kaplama aşaması gelir. Galvanik bakırdan farklı olarak kimyasal bakır daha gevşektir. Bu nedenle, metalize kolonun temas yastığının uç yüzeyi ile bağlantısı, mukavemet özellikleri açısından daha zayıf olan bir ara kimyasal bakır alt tabakası aracılığıyla gerçekleşir. Cam elyafının termal genleşme katsayısı bakırınkinden çok daha büyüktür. Epoksi reçinenin camsı geçiş sıcaklığından geçerken, fark keskin bir şekilde artar. Baskı devre kartının çeşitli nedenlerle maruz kaldığı termal şoklar sırasında, bağlantı çok yüksek mekanik yüklere maruz kalır ve ... kopar. Bunun sonucunda elektrik devresi bozulur ve elektrik devresinin performansı bozulur.

Pirinç. 6. Çok katmanlı baskılı devre kartlarında ara katman geçişleri: a) dielektrik alt kaplamasız, 6) dielektrik alt kaplamalı 1 - dielektrik, 2 - iç katmanın pedi, 3 - kimyasal bakır, 4 - galvanik bakır

Pirinç. Şekil 7. Katman katman oluşturma ile yapılan çok katmanlı bir baskılı devre kartı yapısının bir parçası: 1 - katmanlar arası geçiş, 2 - iç katmanın iletkeni, 3 - montaj pedi, 4 - dış iletken katman, 5 - dielektrik katmanlar

Çok katmanlı baskılı devre kartlarında, ek bir işlem - metalleştirmeden önce yollardaki dielektrikin alttan aşındırılması (kısmen çıkarılması) - ek bir işlem uygulanarak dahili yolların güvenilirliğinde bir artış elde edilebilir. Bu durumda, metalize direklerin temas pedleri ile bağlantısı, sadece uç boyunca değil, aynı zamanda kısmen bu pedlerin dış dairesel bölgeleri boyunca da gerçekleştirilir (Şekil 6).

Çok katmanlı baskılı devre kartlarının metalize geçişlerinin daha yüksek güvenilirliği, katman katman oluşturma yöntemiyle çok katmanlı baskılı devre kartları üretme teknolojisi kullanılarak elde edildi (Şekil 7). Bu yöntemde baskılı tabakaların iletken elemanları arasındaki bağlantılar, yalıtım tabakasının deliklerinde bakırın galvanik biriktirilmesiyle gerçekleştirilir. Delikten kaplama yönteminin aksine, bu durumda yollar tamamen bakırla doldurulur. İletken katmanlar arasındaki bağlantı alanı çok daha büyük hale gelir ve geometri farklıdır. Bu tür bağlantıları kırmak o kadar kolay değil. Yine de bu teknoloji de ideal olmaktan uzak. "Galvanik bakır - kimyasal bakır - galvanizli bakır" geçişi hala devam ediyor.

Delikten metal kaplama ile yapılan baskılı devre kartları en az dört (çok katmanlı en az üç) yeniden lehimlemeye dayanmalıdır. Kabartmalı baskılı devre kartları çok daha fazla sayıda (50'ye kadar) yeniden lehimlemeye izin verir. Geliştiricilere göre, kabartmalı baskılı devre kartlarındaki metalize yollar güvenilirliklerini azaltmaz, aksine artırır. Bu kadar keskin bir niteliksel sıçramaya ne sebep oldu? Cevap basit. Kabartmalı baskılı devre kartlarının üretim teknolojisinde, iletken katmanlar ve bunları birleştiren metalize sütunlar, tek bir teknolojik döngüde (eşzamanlı olarak) gerçekleştirilir. Dolayısıyla "galvanik bakır - kimyasal bakır - galvanizli bakır" geçişi yoktur. Ancak, başka bir yapıya geçişin bir sonucu olarak, baskılı devre kartlarının üretimi için en seri üretilen teknolojinin reddedilmesi sonucunda bu kadar yüksek bir sonuç elde edildi. Birçok nedenden dolayı açık deliklerin metal kaplanması yönteminden vazgeçilmesi istenmez.

Nasıl olunur?

Temas pedlerinin ve metalize kapakların uçlarının birleştiği yerde bir bariyer tabakası oluşturma sorumluluğu esas olarak teknoloji uzmanlarına aittir. Bu sorunu çözmeyi başardılar. Baskı devre kartlarının üretim teknolojisindeki devrim niteliğindeki değişiklikler, yalnızca yüzeyin önceden etkinleştirilmesiyle sınırlı olan kimyasal metalleştirme aşamasını hariç tutan, deliklerin doğrudan metalleştirilmesi yöntemleriyle getirilmiştir. Ayrıca, doğrudan metalleştirme işlemleri, iletken bir filmin yalnızca gerekli olduğu yerde - dielektrik yüzeyinde görünecek şekilde uygulanır. Sonuç olarak, doğrudan delik içinden kaplama yöntemiyle yapılan baskılı devre kartlarının kaplanmış yollarında hiçbir bariyer tabakası yoktur. Teknik bir çelişkiyi çözmenin güzel bir yolu değil mi?

Viaların kaplanması ile ilgili teknik çelişkinin de üstesinden gelinmesi mümkün olmuştur. Kaplama delikleri olabilir zayıf bağlantı baskılı devre kartları başka bir nedenle. Via duvar kalınlığı ideal olarak yükseklikleri boyunca üniform olmalıdır. Aksi takdirde, yine güvenilirlikle ilgili sorunlar vardır. Galvanik kaplama işlemlerinin fiziksel kimyası buna karşı koyar. Kaplama yollardaki kaplamanın ideal ve gerçek profili şekil 2'de gösterilmektedir. 5. Deliğin derinliğindeki kaplamanın kalınlığı genellikle yüzeydekinden daha azdır. Sebepler çok farklı: düzensiz akım yoğunluğu, katodik polarizasyon, yetersiz elektrolit değişim oranı, vb. Modern baskılı devre kartlarında, metalize yolların çapı zaten 100 mikron sınırını geçti ve yüksekliğin çapa oranı bazı durumlarda delik 20:1'e ulaşır. Durum son derece karmaşık hale geldi. Fiziksel yöntemler (ultrason kullanmak, baskılı devre kartlarının deliklerindeki sıvı değişiminin yoğunluğunu artırmak vb.) olanaklarını çoktan tüketti. Elektrolitin viskozitesi bile önemli bir rol oynamaya başlar.

Pirinç. 8. Baskı devre kartına kaplanacak geçişin enine kesiti. 1 - dielektrik, 2 - delik duvarlarının ideal metalizasyon profili, 3 - delik duvarlarının gerçek metalizasyon profili,
4 - direnmek

Geleneksel olarak bu sorun, akım yoğunluğunun daha yüksek olduğu alanlarda adsorbe edilen dengeleyici katkılı elektrolitler kullanılarak çözülmüştür. Bu tür katkı maddelerinin soğurulması akım yoğunluğu ile orantılıdır. Katkı maddeleri, aşırı çökelmeyi önlemek için bir bariyer tabakası oluşturur galvanik kaplama keskin kenarlar ve bunlara bitişik alanlar (baskılı devre kartının yüzeyine daha yakın).

Bu soruna farklı bir çözüm teorik olarak uzun süredir biliniyor, ancak pratik olarak bunu yakın zamanda uygulamak mümkün oldu - anahtarlamalı güç kaynaklarının endüstriyel üretiminde uzmanlaştıktan sonra. yüksek güç. Bu yöntem, galvanik banyolar için darbeli (ters) güç kaynağı modunun kullanımına dayanmaktadır. Çoğu zaman doğru akım sağlanır. Bu meydana geldiğinde, kaplamanın birikmesi. Ters akım, zamanın daha az bir kısmı için sağlanır. Eşzamanlı olarak, biriken kaplamanın çözünmesi meydana gelir. Bu durumda eşit olmayan akım yoğunluğu (keskin köşelerde daha büyük) yalnızca faydalıdır. Bu nedenle, kaplamanın çözünmesi ilk önce ve daha büyük ölçüde baskılı devre kartının yüzeyinde gerçekleşir. Bu teknik çözümde, teknik çelişkileri çözmek için bir yöntem "buketi" kullanılır: kısmen gereksiz bir eylem kullanın, zararı iyiliğe çevirin, sürekli bir süreçten dürtü olana geçişi uygulayın, tersini yapın, vb. elde edilen sonuç bu “bukete” karşılık gelmektedir. İleri ve geri darbelerin belirli bir süre kombinasyonu ile, deliğin derinliğinde baskılı devre kartının yüzeyinden daha büyük bir kaplama kalınlığı elde etmek bile mümkün hale gelir. Bu nedenle bu teknoloji, PCB'lerdeki ara bağlantıların yoğunluğunun yaklaşık iki katına çıkmasına neden olan kör yolların metalle doldurulmasında (modern baskılı devre kartlarının bir özelliği) vazgeçilmez olduğunu kanıtlamıştır.

Baskılı devre kartlarındaki metalize bağlantıların güvenilirliği ile ilgili problemler yerel niteliktedir. Sonuç olarak, bir bütün olarak baskılı devre kartlarıyla ilgili olarak gelişim sürecinde ortaya çıkan çelişkiler de evrensel değildir. Bu tür baskılı devre kartları, tüm baskılı devre kartları pazarında aslan payını işgal etmesine rağmen.

Ayrıca geliştirme sürecinde, teknoloji uzmanlarının karşılaştığı ancak tüketicilerin düşünmediği diğer sorunlar da çözülür. İhtiyacımız olan çok katmanlı baskılı devre kartlarını alıp uyguluyoruz.

Mikro minyatürleştirme

İlk aşamada, REA'nın hacimsel kurulumunda kullanılan baskılı devre kartlarına aynı bileşenler kuruldu, ancak boyutlarını küçültmek için sonuçlarda bazı iyileştirmeler yapıldı. Ancak en yaygın bileşenler, yeniden işleme gerekmeden baskılı devre kartlarına takılabilir.

Baskılı devre kartlarının ortaya çıkmasıyla, baskılı devre kartlarında kullanılan bileşenlerin boyutunu küçültmek mümkün hale geldi ve bu da bu elemanların tükettiği çalışma voltajlarının ve akımlarının azalmasına neden oldu. 1954'ten beri Enerji Santralleri ve Elektrik Endüstrisi Bakanlığı, baskılı devre kartı kullanan Dorozhny tüplü taşınabilir radyo alıcısının seri üretimini yaptı.

Minyatür yarı iletken amplifikatör cihazlarının - transistörlerin - ortaya çıkmasıyla, baskılı devre kartları hakim olmaya başladı. Ev aletleri, biraz sonra endüstride ve tek bir çip üzerinde birleştirilmiş elektronik devre parçalarının ortaya çıkmasıyla - işlevsel modüller ve mikro devreler, tasarımları zaten yalnızca baskısız devre kartlarının kurulumunu sağlıyordu.

Aktif ve pasif bileşenlerin boyutunun sürekli küçülmesiyle yeni bir kavram ortaya çıktı - "Mikrominyatürleştirme".

Elektronik bileşenlerde bu, milyonlarca transistör içeren LSI ve VLSI'nin ortaya çıkmasına neden oldu. Görünüşleri, harici bağlantıların sayısını artırmayı gerekli kıldı (Şekil 9.a'daki grafik işlemcinin temas yüzeyine bakın), bu da Şekil 9.b'de görülebilen iletken hatların kablolanmasında karmaşıklığa neden oldu. .

Böyle bir GPU paneli ve İşlemci ayrıca - üzerine işlemci çipinin yerleştirildiği küçük, çok katmanlı bir baskılı devre kartından başka bir şey değil, çip pimlerinin temas alanı ve ekli elemanlarla kablolanması (genellikle güç dağıtım sisteminin filtre kapasitörleri)

Şekil 9

Size şaka gibi gelmesin, Intel veya AMD'nin 2010 CPU'su da bir baskılı devre kartı ve çok katmanlı.

Şekil 9a

Genel olarak elektronik teknolojisinin yanı sıra baskılı devre kartlarının gelişimi, elemanlarının bir indirgeme çizgisidir; basılı yüzey üzerindeki sıkıştırmalarının yanı sıra elektronik teknolojisinin unsurlarının azaltılması. Bu durumda "elemanlar" altında, hem baskılı devre kartlarının (iletkenler, yollar vb.) Kendi özelliklerini hem de süper sistemden (baskılı devre düzeneği) - radyo elemanlarını anlamak gerekir. En son mikro minyatürleştirme hızı, baskılı devre kartlarının önündedir.

Mikroelektronik, VLSI'nin geliştirilmesiyle ilgilenmektedir.

Konum yoğunluğunu artırma eleman tabanı baskılı devre kartının iletkenlerinden - bu eleman tabanının taşıyıcısından - aynısını gerektirir. Bu bağlamda çözülmesi gereken birçok sorun bulunmaktadır. Bu tür iki sorundan ve bunların nasıl çözüleceğinden daha ayrıntılı olarak bahsedeceğiz.

Baskılı devre kartlarının ilk üretim yöntemleri, bakır folyo iletkenlerin bir dielektrik alt tabakanın yüzeyine yapıştırılmasına dayanıyordu.

İletkenlerin genişliğinin ve iletkenler arasındaki boşlukların milimetre cinsinden ölçüldüğü varsayılmıştır. Bu versiyonda, bu teknoloji oldukça etkiliydi. Elektronik teknolojisinin müteakip minyatürleştirilmesi, ana varyantları (çıkarma, ekleme, yarı ekleme, birleşik) bugün hala kullanılan baskılı devre kartlarının üretimi için başka yöntemlerin yaratılmasını gerektirdi. Bu tür teknolojilerin kullanılması, eleman boyutları milimetrenin onda biri cinsinden ölçülen baskılı devre kartlarının uygulanmasını mümkün kıldı.

Yaklaşık 0,1 mm (100 µm) PCB çözünürlük seviyelerine ulaşmak bir kilometre taşı olmuştur. Bir yandan, bir sıra daha "aşağıya" geçiş oldu. Öte yandan, bir tür niteliksel sıçrama. Neden? Çoğu modern baskılı devre kartının dielektrik alt tabakası, cam elyafı ile güçlendirilmiş bir polimer matrisi olan cam elyafı lamine plastiktir. Baskı devre kartının iletkenleri arasındaki boşlukların azaltılması, bunların cam liflerinin kalınlığı veya bu liflerin fiberglasta birbirine geçmesinin düğümlerinin kalınlığı ile orantılı hale gelmesine neden olmuştur. Ve iletkenlerin bu tür düğümlerle "kapalı" olduğu durum oldukça gerçek oldu. Sonuç olarak, cam elyafında bu iletkenleri "kapatan" tuhaf kılcal damarların oluşumu da gerçek oldu. Yüksek nemli koşullar altında, kılcal damarlar sonunda baskılı devre kartlarının iletkenleri arasındaki yalıtım seviyesinde bir bozulmaya yol açar. Ve daha kesin olmak gerekirse, bu normal nem koşullarında bile olur. Fiberglasın kılcal yapılarında nem yoğuşması normal şartlar altında da not edilir.Nem her zaman yalıtım direnci seviyesini azaltır.

Çünkü modern olarak radyo elektronik ekipman bu tür baskılı devre kartları sıradan hale geldi, baskılı devre kartları için temel malzemeleri geliştirenlerin hala bu sorunu geleneksel yöntemlerle çözmeyi başardıkları sonucuna varabiliriz. Ancak bir sonraki önemli olayla başa çıkabilecekler mi? Başka bir niteliksel sıçrama zaten gerçekleşti.

Samsung uzmanlarının, iletken genişliği ve aralarında 8-10 mikron boşluk bulunan baskılı devre kartları üretme teknolojisinde uzmanlaştığı bildiriliyor. Ancak bu bir cam ipliğin kalınlığı değil, cam elyafıdır!

Mevcut ve özellikle gelecekteki baskılı devre kartlarının iletkenleri arasındaki çok küçük boşluklarda yalıtım sağlama görevi zordur. Hangi yöntemlerle çözülecek - geleneksel mi yoksa geleneksel olmayan - ve çözülüp çözülmeyeceğini - zaman gösterecek.

Pirinç. 10. Bakır folyonun aşındırma profilleri: a - ideal profil, b - gerçek profil; 1 - koruyucu tabaka, 2 - iletken, 3 - dielektrik

Baskılı devre kartlarında çok küçük (çok dar) iletkenler elde etmede zorluklar yaşandı. Birçok nedenden dolayı çıkarma yöntemleri PCB üretim teknolojilerinde yaygınlaşmıştır. Çıkarma yöntemlerinde, gereksiz folyo parçaları çıkarılarak bir elektrik devresi modeli oluşturulur. İkinci Dünya Savaşı sırasında bile Paul Eisler, bakır folyoyu ferrik klorürle aşındırma teknolojisi üzerinde çalıştı. Bu kadar iddiasız teknoloji hala radyo amatörleri tarafından kullanılıyor. Endüstriyel teknoloji, bu "mutfak" teknolojisinden çok uzak değildir. Dekapaj çözümlerinin bileşimi değişmedikçe ve proses otomasyonunun unsurları ortaya çıkmadıkça.

Kesinlikle tüm aşındırma teknolojilerinin temel dezavantajı, aşındırmanın yalnızca istenen yönde (dielektrik yüzeyine doğru) değil, aynı zamanda istenmeyen bir enine yönde de ilerlemesidir. İletkenlerin yandan alttan kesilmesi, bakır folyonun kalınlığıyla orantılıdır (yaklaşık %70). Genellikle ideal bir iletken profili yerine mantar benzeri bir profil elde edilir (Şekil 10). İletkenlerin genişliği büyük olduğunda ve en basit baskılı devre kartlarında milimetre cinsinden ölçüldüğünde bile, iletkenlerin yan alt kesimini görmezden gelirler. İletkenlerin genişliği, yükseklikleriyle orantılı veya hatta ondan daha azsa (bugünün gerçekleri), o zaman "yanal özlemler", bu tür teknolojileri kullanmanın uygulanabilirliği konusunda şüphe uyandırır.

Uygulamada, baskılı iletkenlerin yanal aşınma miktarı bir dereceye kadar azaltılabilir. Bu, aşındırma oranını artırarak elde edilir; jet dökümü kullanarak (aşındırıcı jetler istenen yönle çakışır - levha düzlemine dik) ve başka şekillerde. Ancak iletkenin genişliği yüksekliğine yaklaştığında, bu tür iyileştirmelerin etkinliği açıkça yetersiz kalmaktadır.

Ancak fotolitografi, kimya ve teknolojideki gelişmeler artık tüm bu sorunları çözmeyi mümkün kılıyor. Bu çözümler mikroelektronik teknolojilerinden alınmıştır.

Baskılı devre kartlarının üretimi için radyo amatör teknolojileri

Baskı devre kartlarının amatör telsiz koşullarında üretilmesinin kendine has özellikleri vardır ve teknolojinin gelişmesi bu imkanları arttırmaktadır. Ancak süreçler onların temeli olmaya devam ediyor

Baskılı devre kartlarının evde ucuza nasıl yapılacağı sorusu, muhtemelen baskılı devre kartlarının ev aletlerinde yaygın olarak kullanıldığı geçen yüzyılın 60'larından beri tüm radyo amatörlerini endişelendiriyor. Ve o zamanlar teknoloji seçimi o kadar büyük değilse, bugün modern teknolojinin gelişmesi sayesinde radyo amatörleri, herhangi bir pahalı ekipman kullanmadan baskılı devre kartlarını hızlı ve verimli bir şekilde üretebiliyorlar. Ve bu fırsatlar, kreasyonlarının kalitesini endüstriyel tasarımlara yaklaştırmalarına olanak tanıyacak şekilde sürekli olarak genişlemektedir.

Aslında, bir baskılı devre kartının tüm üretim süreci beş ana aşamaya ayrılabilir:

• iş parçasının ön hazırlığı (yüzey temizleme, yağdan arındırma);
• koruyucu bir kaplamanın şu veya bu şekilde uygulanması;
• levha yüzeyinden fazla bakırın çıkarılması (aşındırma);
• iş parçasının koruyucu kaplamadan temizlenmesi;
• delik delme, akı kaplama, kalaylama.

Sadece en yaygın "klasik" teknolojiyi ele alıyoruz; burada fazla bakır alanlar, tahta yüzeyinden kimyasal aşındırma ile temizleniyor. Ek olarak, örneğin öğüterek veya bir elektrikli kıvılcım makinesi kullanarak bakırı çıkarmak mümkündür. Ancak, bu yöntemler ne amatör radyo ortamında ne de endüstride yaygın olarak kullanılmamaktadır (her ne kadar frezeleme ile pano üretimi bazen basit baskılı devre kartlarının tek miktarlarda çok hızlı bir şekilde üretilmesinin gerekli olduğu durumlarda kullanılsa da).

Ve burada teknolojik sürecin ilk 4 noktasından bahsedeceğiz çünkü sondaj bir radyo amatörünün elindeki aletle yapılıyor.

Evde endüstriyel tasarımlarla rekabet edebilecek çok katmanlı bir baskılı devre kartı yapmak imkansızdır, bu nedenle amatör radyo koşullarında genellikle çift taraflı baskılı devre kartları kullanılır ve mikrodalga cihaz tasarımlarında sadece çift taraflı baskılı devre kartları kullanılır.

Evde PCB üretimi, bir devre tasarlarken mümkün olduğu kadar çok yüzeye monte bileşen kullanmaya çabalasa da, bu bazı durumlarda devrenin neredeyse tamamının kartın bir tarafında yönlendirilmesine izin verir. Bunun nedeni, şimdiye kadar evde gerçekten mümkün olan hiçbir viyadın metalize edilmesi teknolojisinin icat edilmemiş olmasıdır. Bu nedenle, kartın bir tarafında kablo bağlantısı yapılamıyorsa, ikinci tarafta, karta vias olarak monte edilmiş çeşitli bileşenlerin uçlarını kullanarak kablolama yapmalısınız, bu durumda kartın her iki tarafına da lehimlenmesi gerekecektir. Tabii ki, deliklerin kaplamasını değiştirmenin çeşitli yolları vardır (deliğe sokulan ve tahtanın her iki tarafındaki raylara lehimlenen ince bir iletken kullanarak; özel kapaklar kullanarak), ancak hepsinin önemli dezavantajları vardır ve elverişsizdir. kullanmak. İdeal olarak kart, minimum sayıda jumper kullanılarak yalnızca bir tarafa yönlendirilmelidir.

Şimdi bir baskılı devre kartı üretme aşamalarının her biri üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım.

İş parçasının ön hazırlığı

Bu aşama ilk aşamadır ve üzerine koruyucu bir kaplama uygulamak için gelecekteki baskılı devre kartının yüzeyinin hazırlanmasından oluşur. Genel olarak, uzun bir süre boyunca, yüzey temizleme teknolojisi önemli bir değişikliğe uğramamıştır. Tüm süreç, çeşitli aşındırıcı ürünler kullanılarak tahta yüzeyinden oksitlerin ve kirletici maddelerin çıkarılmasına ve ardından yağdan arındırmaya indirgenmiştir.

İnatçı kirleri çıkarmak için ince taneli zımpara kağıdı ("sıfır"), ince aşındırıcı toz veya tahta yüzeyinde derin çizikler bırakmayan başka herhangi bir alet kullanabilirsiniz. Bazen baskılı devre kartının yüzeyini, bulaşıkları deterjan veya tozla yıkamak için sert bir bezle yıkayabilirsiniz (bu amaçla, bulaşıkları yıkamak için, küçük bir madde kalıntısı olan keçe gibi görünen aşındırıcı bir bez kullanmak uygundur; genellikle böyle bir bez bir parça köpük kauçuğa yapıştırılır) . Ek olarak, baskılı devre kartının yüzeyi yeterince temizse, aşındırıcı işlemi tamamen atlayabilir ve doğrudan yağ giderme işlemine geçebilirsiniz.

Baskılı devre kartı üzerinde yalnızca kalın bir oksit film varsa, baskılı devre kartı 3-5 saniye süreyle bir demir klorür çözeltisi ile işlenip ardından soğuk akan suda durulanarak kolayca çıkarılabilir. Bununla birlikte, bakır ışıkta hızla oksitlendiğinden, bu işlemin koruyucu kaplamayı uygulamadan hemen önce veya sonrasında iş parçasını karanlık bir yerde saklamanın istendiğine dikkat edilmelidir.

Yüzey hazırlığının son adımı yağ gidermedir. Bunu yapmak için, lif bırakmayan, alkol, benzin veya asetonla nemlendirilmiş yumuşak bir bez kullanabilirsiniz. Burada yağ giderme işleminden sonra tahta yüzeyinin temizliğine dikkat etmelisiniz, çünkü son zamanlarda kuruduktan sonra tahta üzerinde beyazımsı lekeler bırakan önemli miktarda safsızlığa sahip aseton ve alkol ortaya çıkmaya başlamıştır. Eğer öyleyse, başka bir yağ giderici aramalısınız. Yağ giderme işleminden sonra, tahta akan soğuk suda yıkanmalıdır. Bakır yüzeyin su ile ıslanma derecesi gözlemlenerek temizliğin kalitesi kontrol edilebilir. Su ile tamamen ıslanmış, üzerinde damla oluşmamış ve su filminde kırılmamış bir yüzey, normal bir temizlik seviyesinin göstergesidir. Bu su filminde meydana gelen bozulmalar, yüzeyin yeterince temizlenmediğini gösterir.

Koruyucu kaplama

Koruyucu kaplama uygulaması, PCB üretim sürecindeki en önemli aşamadır ve üretilen levhanın kalitesini %90 oranında belirleyen de budur. Şu anda, amatör radyo ortamında koruyucu bir kaplama uygulamanın en popüler üç yöntemi vardır. Bunları kullanarak elde edilen panoların kalitesine göre artan sırada ele alacağız.

Her şeyden önce, iş parçasının yüzeyindeki koruyucu kaplamanın homojen, hatasız, net sınırları olan ve dekapaj çözeltisinin kimyasal bileşenlerine dayanıklı homojen bir kütle oluşturması gerektiği açıklığa kavuşturulmalıdır.

Koruyucu kaplamanın manuel olarak uygulanması

Bu yöntem ile baskılı devre kartının çizimi, bir çeşit yazı aleti kullanılarak manuel olarak cam elyafına aktarılır. Son zamanlarda, boyası suyla yıkanmayan ve oldukça güçlü bir koruyucu tabaka sağlayan birçok işaretleyici satışa çıktı. Ek olarak, manuel çizim için çizim kalemi veya boyayla doldurulmuş başka bir cihaz kullanabilirsiniz. Bu nedenle, örneğin, çizim için ince iğneli bir şırınga kullanmak uygundur (bu amaç için en uygun iğne çapı 0,3-0,6 mm olan insülin şırıngaları), 5-8 mm uzunluğunda kesilir. Bu durumda, çubuk şırınganın içine yerleştirilmemelidir - boya, kılcal etkinin etkisi altında serbestçe akmalıdır. Ayrıca şırınga yerine ateşin üzerine gerilmiş ince bir cam veya plastik tüp kullanarak istenen çapı elde edebilirsiniz. Borunun veya iğnenin kenarının işlenmesinin kalitesine özellikle dikkat edilmelidir: çizerken tahtayı çizmemelidirler, aksi takdirde zaten boyanmış alanlar zarar görebilir. Bu tür cihazlarla çalışırken boya olarak, bitümlü veya bir çözücü, zaponlak veya hatta alkolde bir rosin çözeltisi ile seyreltilmiş başka bir vernik kullanabilirsiniz. Bu durumda boyanın kıvamını, çizim yaparken serbestçe akacak, ancak aynı zamanda dışarı akmayacak ve iğnenin veya tüpün ucunda damla oluşturmayacak şekilde seçmek gerekir. Koruyucu bir kaplamanın manuel olarak uygulanması işleminin oldukça zahmetli olduğu ve yalnızca küçük bir tahtanın çok hızlı bir şekilde yapılması gereken durumlarda uygun olduğu belirtilmelidir. Elle çizerken elde edilebilecek minimum iz genişliği 0,5 mm mertebesindedir.

"Lazer yazıcı ve ütü teknolojisi" kullanma

Bu teknoloji nispeten yakın zamanda ortaya çıktı, ancak basitliği nedeniyle hemen yaygınlaştı ve Yüksek kaliteÖdemeler alındı. Teknolojinin temeli, tonerin (lazer yazıcılarda baskıda kullanılan toz) herhangi bir alt tabakadan baskılı devre kartına aktarılmasıdır.

Bu durumda, iki seçenek mümkündür: ya kullanılan alt tabaka aşındırmadan önce levhadan ayrılır ya da alt tabaka kullanılıyorsa alüminyum folyo, bakırla kazınmış .

Bu teknolojiyi kullanmanın ilk aşaması yazdırmaktır. aynadaki görüntü alt tabaka üzerinde baskılı devre kartı deseni. Yazıcının baskı ayarları en yüksek baskı kalitesine ayarlanmalıdır (çünkü bu durumda en kalın toner tabakası uygulanır). Alt tabaka olarak ince kuşe kağıt (çeşitli dergilerden kapaklar), faks kağıdı, alüminyum folyo, lazer yazıcı filmi, Oracal kendinden yapışkanlı film desteği veya diğer bazı malzemeleri kullanabilirsiniz. Çok ince kağıt veya folyo kullanırsanız, bunları kalın bir kağıda çevre boyunca yapıştırmanız gerekebilir. İdeal olarak, yazıcının, bu tür bir sandviçin yazıcı içinde kırışmasını önleyen, kıvrılmayan bir kağıt yolu olmalıdır. Bu, Oracal filmden folyo veya taban üzerine yazdırırken de büyük önem taşır, çünkü üzerlerindeki toner çok zayıftır ve kağıt yazıcının içinde katlanırsa, temizlik için birkaç hoş olmayan dakika harcamanız gerekme olasılığı yüksektir. yazıcının fırınına yapışan toner kalıntılarından. Yazıcının üst tarafa yazdırırken kağıdı yatay olarak kendi içinden besleyebilmesi en iyisidir (örneğin, HP LJ2100 PCB uygulamaları için en iyi yazıcılardan biridir). HP LJ 5L, 6L, 1100 gibi yazıcı sahiplerini, Oracal'dan folyo veya taban üzerine baskı yapmaya çalışmamaları için hemen uyarmak isterim - genellikle bu tür deneyler başarısızlıkla sonuçlanır. Ayrıca, yazıcıya ek olarak, kalın bir toner tabakası uygulanması nedeniyle kullanımı bazen yazıcılara kıyasla daha iyi sonuçlar veren bir fotokopi makinesi de kullanabilirsiniz. Alt tabaka için temel gereksinim, tonerden ayrılma kolaylığıdır. Ayrıca kağıt kullanılıyorsa tonerde tiftik bırakmamalıdır. Bu durumda, iki seçenek mümkündür: ya alt tabaka, toneri tahtaya aktardıktan sonra kolayca çıkarılır (lazer yazıcılar için bir film veya Oracal'dan bir taban söz konusu olduğunda) veya önceden suya batırılır ve ardından yavaş yavaş ayrılmış (kaplanmış kağıt).

Tonerin panoya transferi, önceden temizlenmiş bir panoya tonerli bir alt tabakanın uygulanmasından ve ardından tonerin erime noktasının biraz üzerinde bir sıcaklığa ısıtılmasından oluşur. Bunun nasıl yapılacağına dair çok sayıda seçenek var, ancak en basiti, alt tabakayı sıcak bir ütüyle tahtaya bastırmaktır. Aynı zamanda, ütünün basıncını alt tabaka üzerinde eşit olarak dağıtmak için aralarına birkaç kat kalın kağıt döşenmesi önerilir. Çok önemli bir konu, ütünün sıcaklığı ve maruz kalma süresidir. Bu parametreler duruma göre değişir, bu nedenle iyi sonuçlar elde etmeden önce birden fazla deney yapmanız gerekebilir. Burada tek bir kriter vardır: Tonerin tahta yüzeyine yapışacak kadar erimesi için zamana sahip olması ve aynı zamanda yarı sıvı hale gelmesi için zamana sahip olmaması gerekir ki izlerin kenarları sıyrılmasın. doğrulmak. Toneri tahtaya "kaynakladıktan" sonra, alt tabakayı ayırmak gerekir (alt tabaka olarak alüminyum folyo kullanılması durumu hariç: hemen hemen tüm dağlama solüsyonlarında çözündüğü için ayrılmamalıdır). Oracal'ın lazer yazıcı filmi ve arkası hafifçe soyulurken, normal kağıdın önceden sıcak suda ıslatılması gerekir.

Lazer yazıcıların yazdırma özelliklerinden dolayı, büyük katı çokgenlerin ortasındaki toner tabakasının oldukça küçük olduğunu belirtmekte fayda var, bu nedenle tahtada bu tür alanları kullanmaktan mümkün olduğunca kaçınmalısınız veya alt tabakayı çıkardıktan sonra, tahtayı manuel olarak rötuşlamak zorunda kalacak. Genel olarak, bu teknolojinin biraz eğitimden sonra kullanılması, izlerin genişliğini ve aralarındaki boşlukları 0,3 mm'ye kadar elde etmeyi mümkün kılar.

Bu teknolojiyi yıllardır kullanıyorum (lazer yazıcı benim için kullanılabilir hale geldiğinden beri).

Fotorezistlerin uygulanması

Fotodirenç, ışığa duyarlı (genellikle ultraviyole yakın) ve ışığa maruz kaldığında özelliklerini değiştiren bir maddedir.

Son zamanlarda, Rusya pazarında, özellikle ev kullanımı için uygun olan, aerosol ambalajında ​​\u200b\u200bbirkaç tür ithal fotorezist ortaya çıktı. Bir fotodirenç kullanmanın özü şu şekildedir: üzerine bir fotodirenç tabakası uygulanmış bir levhaya bir fotomaske () uygulanır ve aydınlatılır, ardından fotorezistin aydınlatılmış (veya pozlanmamış) alanları özel bir madde ile yıkanır. genellikle kostik soda (NaOH) olan çözücü. Tüm fotodirençler iki kategoriye ayrılır: pozitif ve negatif. Pozitif fotodirençler için tahtadaki iz, fotomaske üzerindeki siyah bir alana karşılık gelir ve negatif olanlar için buna göre şeffaftır.

En yaygın olanı, kullanımı en uygun olan pozitif fotodirençlerdir.

Pozitif fotodirençlerin aerosol ambalajında ​​​​kullanımı üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım. İlk adım, fotoğraf maskesini hazırlamaktır. Evde, bir lazer yazıcıda bir tahta deseni film üzerine basılarak elde edilebilir. Bu durumda, yazıcı ayarlarında tüm toner tasarrufu modlarını devre dışı bırakmanın ve baskı kalitesini artırmanın gerekli olduğu fotoğraf maskesindeki siyah yoğunluğuna özel dikkat gösterilmelidir. Ek olarak, bazı şirketler bir foto çizerde bir foto maske çıktısı sunarken, size yüksek kaliteli bir sonuç garanti edilir.

İkinci aşamada, levhanın önceden hazırlanmış ve temizlenmiş yüzeyine ince bir fotorezist film uygulanır. Bu, yaklaşık 20 cm mesafeden püskürtülerek yapılır, bu durumda, elde edilen kaplamanın maksimum homojenliği için çaba gösterilmelidir. Ek olarak, püskürtme işlemi sırasında toz olmamasını sağlamak çok önemlidir - fotoreziste giren her toz parçacığı kaçınılmaz olarak tahtada iz bırakacaktır.

Bir fotorezist tabakası uygulandıktan sonra, elde edilen filmin kurutulması gerekir. Bunu 70-80 derecelik bir sıcaklıkta yapmanız tavsiye edilir ve önce yüzeyi düşük bir sıcaklıkta kurutmanız ve ancak daha sonra sıcaklığı kademeli olarak istenen değere getirmeniz gerekir. Belirtilen sıcaklıkta kuruma süresi yaklaşık 20-30 dakikadır. Aşırı durumlarda, tahtanın oda sıcaklığında 24 saat kurutulmasına izin verilir. Fotorezist uygulanmış levhalar karanlık ve serin bir yerde saklanmalıdır.

Fotodirenci uyguladıktan sonraki adım pozlamadır. Aynı zamanda, tahtaya bir fotoğraf maskesi bindirilir (baskı tarafı tahtaya gelecek şekilde, bu, pozlama sırasında netliği artırmaya yardımcı olur), ince bir cama veya üzerine bastırılır. Presleme için yeterince küçük boyutlu plakalarla, emülsiyondan yıkanmış bir fotoğraf plakası kullanılabilir. Çoğu modern fotodirenççinin maksimum spektral hassasiyet bölgesi ultraviyole aralığında olduğundan, aydınlatma için spektrumda (DRSH, DRT, vb.) Büyük bir UV radyasyon fraksiyonuna sahip bir lambanın kullanılması arzu edilir. Son çare olarak, güçlü bir ksenon lambası. Maruz kalma süresi birçok faktöre bağlıdır (lambanın türü ve gücü, lambadan levhaya olan mesafe, fotorezist katmanın kalınlığı, vb.) ve deneysel olarak seçilir. Bununla birlikte, genel olarak, doğrudan güneş ışığına maruz kalsa bile maruz kalma süresi genellikle 10 dakikayı geçmez.

(Plastik, görünür ışıkta şeffaf, UV radyasyonunu güçlü bir şekilde emdikleri için presleme için plaka kullanılmasını önermiyorum)

Çoğu fotorezistin gelişimi, litre su başına 7 gram olan bir kostik soda (NaOH) çözeltisi ile gerçekleştirilir. 20-25 derece sıcaklığa sahip taze hazırlanmış bir solüsyon kullanmak en iyisidir. Geliştirme süresi, fotorezist filmin kalınlığına bağlıdır ve 30 saniye ile 2 dakika arasında değişir. Geliştirmeden sonra, fotorezist asitlere karşı dayanıklı olduğundan, tahta ortak solüsyonlarla kazınabilir. Yüksek kaliteli foto maskeler kullanıldığında, fotorezist kullanımı 0,15-0,2 mm genişliğe kadar izler elde etmeyi mümkün kılar.

gravür

Bakırın kimyasal dağlanması için birçok bileşim vardır. Hepsi, reaksiyon hızı, reaksiyon sonucunda salınan maddelerin bileşimi ve ayrıca çözeltiyi hazırlamak için gerekli kimyasal reaktiflerin mevcudiyeti bakımından farklılık gösterir. Aşağıda en popüler dekapaj çözümleri hakkında bilgi verilmektedir.

Demir klorür (FeCl)

Belki de en ünlü ve popüler reaktif. Kuru ferrik klorür, doymuş altın sarısı bir çözelti elde edilene kadar suda çözünür (bu, bir bardak su için yaklaşık iki yemek kaşığı gerektirecektir). Bu solüsyondaki aşındırma işlemi 10 ila 60 dakika sürebilir. Süre, çözeltinin konsantrasyonuna, sıcaklığa ve ajitasyona bağlıdır. Karıştırma, reaksiyonu büyük ölçüde hızlandırır. Bu amaçla solüsyonun hava kabarcıkları ile karışmasını sağlayan akvaryum kompresörü kullanılması uygundur. Çözelti ısıtıldığında reaksiyon da hızlanır. Aşındırma işleminden sonra levha bol su ile, tercihen sabunla (asit kalıntılarını nötralize etmek için) yıkanmalıdır. Bu çözümün dezavantajları, reaksiyon sırasında levha üzerinde biriken ve aşındırma işleminin normal seyrini engelleyen atık oluşumunun yanı sıra nispeten düşük bir reaksiyon hızını içerir.

amonyum persülfat

35 g maddenin 65 g suya oranına göre suda çözünen hafif kristalli madde. Bu çözeltideki aşındırma işlemi yaklaşık 10 dakika sürer ve dağlanan bakır kaplamanın alanına bağlıdır. Reaksiyon için en uygun koşulları sağlamak için çözeltinin sıcaklığı yaklaşık 40 derece olmalı ve sürekli karıştırılmalıdır. Aşındırma işleminden sonra tahta akan suda yıkanmalıdır. Bu çözümün dezavantajları, gerekli sıcaklığı ve karıştırmayı koruma ihtiyacını içerir.

Hidroklorik asit çözeltisi (HCl) ve hidrojen peroksit (H 2 O 2)

- Bu solüsyonu hazırlamak için 770 ml suya 200 ml %35 hidroklorik asit ve 30 ml %30 hidrojen peroksit ekleyin. Bitmiş çözelti, hidrojen peroksitin ayrışması sırasında gaz salındığından, hermetik olarak kapatılmamış karanlık bir şişede saklanmalıdır. Dikkat: Bu çözeltiyi kullanırken, kostik kimyasallarla çalışırken tüm önlemler alınmalıdır. Tüm işler sadece temiz havada veya bir başlık altında yapılmalıdır. Solüsyon cilt ile temas ederse hemen bol su ile yıkanmalıdır. Aşındırma süresi, büyük ölçüde çözeltinin ajitasyonuna ve sıcaklığına bağlıdır ve oda sıcaklığında iyice karıştırılmış taze bir çözelti için 5-10 dakika mertebesindedir. Çözeltiyi 50 derecenin üzerinde ısıtmayın. Aşındırma işleminden sonra, tahta akan su ile durulanmalıdır.

Aşındırma işleminden sonra bu solüsyon H 2 O 2 eklenerek eski haline getirilebilir . Gerekli hidrojen peroksit miktarının değerlendirilmesi görsel olarak yapılır: çözeltiye batırılmış bakır levha kırmızıdan koyu kahverengiye yeniden boyanmalıdır. Solüsyonda kabarcık oluşumu, aşındırma reaksiyonunu yavaşlatan aşırı hidrojen peroksiti gösterir. Bu çözümün dezavantajı, onunla çalışırken tüm önlemlere sıkı sıkıya bağlı kalma ihtiyacıdır.

Radiokot'tan bir sitrik asit ve hidrojen peroksit çözeltisi

100 ml eczanede %3 hidrojen peroksit, 30 gr sitrik asit ve 5 gr tuz çözülür.

Bu çözelti, 35 µm kalınlığında 100 cm2 bakırın aşındırılması için yeterli olmalıdır.

Çözeltinin hazırlanmasında tuzdan kaçınılamaz. Katalizör rolü oynadığı için dağlama işleminde pratik olarak tüketilmez. Peroksit %3 daha fazla seyreltilmemelidir. diğer bileşenler eklendiğinde konsantrasyonu azalır.

Ne kadar çok hidrojen peroksit (hidroperit) eklenirse, işlem o kadar hızlı ilerler, ancak aşırıya kaçmayın - çözelti depolanmaz, yani. yeniden kullanılmaz, bu da hidroperitin aşırı kullanılacağı anlamına gelir. Asitleme sırasında fazla miktarda peroksit, bol "kabarcık" ile kolayca belirlenir.

Bununla birlikte, sitrik asit ve peroksit ilavesi oldukça kabul edilebilir, ancak taze bir çözelti hazırlamak daha mantıklıdır.

iş parçası temizleme

Tahtanın aşındırılmasından ve yıkanmasından sonra, yüzeyinin koruyucu kaplamadan temizlenmesi gerekir. Bu, aseton gibi herhangi bir organik çözücü ile yapılabilir.

Ardından, tüm delikleri delmeniz gerekir. Bu, elektrik motorunun maksimum hızında keskinleştirilmiş bir matkapla yapılmalıdır. Koruyucu bir kaplama uygularken temas yüzeylerinin merkezlerinde boş alan kalmamışsa, önce deliklerin işaretlenmesi gerekir (bu, örneğin bir göbekle yapılabilir). Bundan sonra, kartın arka tarafındaki kusurlar (saçak) havşa açılarak ve bakır üzerine çift taraflı bir baskılı devre kartında - bir dönüş için manuel bir kelepçede yaklaşık 5 mm çapında bir matkapla giderilir. kuvvet uygulamadan delin.

Bir sonraki adım, tahtayı akı ile kaplamak ve ardından kalaylamaktır. Piyasada bulunan tozları (en iyi suda yıkanabilir veya hiç durulama yok) kullanabilir veya tahtayı alkol içinde zayıf bir reçine çözeltisiyle kaplayabilirsiniz.

Kalaylama iki şekilde yapılabilir:

Lehim daldırma

Bir havya ve lehimle emprenye edilmiş metal bir örgü yardımı.

İlk durumda, bir demir banyosu yapmak ve az miktarda düşük erime noktalı lehim - bir Gül veya Odun alaşımı ile doldurmak gerekir. Lehimin oksidasyonunu önlemek için eriyik tamamen bir gliserin tabakası ile kaplanmalıdır. Banyoyu ısıtmak için ters demir veya elektrikli soba kullanabilirsiniz. Levha eriyiğe daldırılır ve ardından sert kauçuk bir çekçek ile fazla lehimin eşzamanlı olarak çıkarılmasıyla çıkarılır.

Çözüm

Bu materyalin, okuyucuların baskılı devre kartlarının tasarımı ve üretimi hakkında fikir edinmelerine yardımcı olacağını düşünüyorum. Ve elektronikle uğraşmaya başlayanlar için, onları evde yapmanın temel becerilerini edinin.Baskı devre kartlarını daha eksiksiz tanımak için [L.2] okumanızı tavsiye ederim. İnternetten indirilebilir.

Edebiyat

1. Politeknik Sözlük. Yayın ekibi: Inglinsky A. Yu. ve diğerleri M.: Sovyet Ansiklopedisi. 1989.
2. Medvedev A. M. Baskılı devre kartları. Yapılar ve malzemeler. Moskova: Teknosfer. 2005.
3. Baskılı devre kartı teknolojisinin tarihinden // Electronics-NTB. 2004. 5 numara.
4. Elektronik teknolojisinin yenilikleri. Intel, 3D transistörler çağını başlatıyor. Geleneksel düzlemsel cihazlara alternatif // Elektronika-NTB. 2002. 6 numara.
5. Gerçekten üç boyutlu mikro devreler - ilk yaklaşım // Bileşenler ve teknolojiler. 2004. 4 numara.
6. Mokeev M. N., Lapin M. S. Dokuma devre kartları ve kabloların üretimi için teknolojik süreçler ve sistemler. L.: LDNTP 1988.
7. Volodarsky O. Bu bilgisayar bana uygun mu? Kumaşa dokunan elektronikler moda oluyor // Electronics-NTB. 2003. 8 numara.
8. Medvedev AM Baskılı devre kartı üretim teknolojisi. Moskova: Teknosfer. 2005.
9. Medvedev A. M. Baskılı devre kartlarının impuls metalizasyonu // Elektronik endüstrisindeki teknolojiler. 2005. 4 numara
10. Baskı devre kartları - geliştirme hatları, Vladimir Urazaev,

Bir baskılı devre kartı (İngilizce baskılı devre kartı, PCB veya baskılı devre kartı, PWB), yüzeyinde ve / veya hacminde bir elektronik devrenin elektriksel olarak iletken devrelerinin oluşturulduğu bir dielektrik plakadır. Baskılı devre kartı, çeşitli elektronik bileşenlerin elektriksel ve mekanik bağlantısı için tasarlanmıştır. Baskılı bir devre kartı üzerindeki elektronik bileşenler, uçları ile genellikle lehimleme yoluyla iletken modelin elemanlarına bağlanır.

Baskılı bir devre kartı üzerindeki yüzeye montajın aksine, elektriği ileten model folyodan yapılmıştır ve tamamen sağlam bir yalıtkan taban üzerine yerleştirilmiştir. Baskılı devre kartı, pim veya düzlemsel bileşenleri monte etmek için montaj delikleri ve yastıkları içerir. Ek olarak, baskılı devre kartları, kartın farklı katmanlarında bulunan folyo bölümlerin elektrik bağlantısı için yollara sahiptir. Dıştan, tahta genellikle koruyucu bir kaplama (“lehim maskesi”) ve işaretlerle (tasarım belgelerine göre yardımcı bir şekil ve metin) kaplanır.

Elektriği ileten bir desene sahip katman sayısına bağlı olarak, baskılı devre kartları aşağıdakilere ayrılır:

tek taraflı (SPP): dielektrik levhanın bir tarafına yapıştırılmış yalnızca bir folyo tabakası vardır.

çift ​​taraflı (DPP): iki kat folyo.

çok katmanlı (MPP): levhanın yalnızca iki tarafında değil, aynı zamanda dielektrikin iç katmanlarında da folyo. Çok katmanlı baskılı devre kartları, birkaç tek veya çift taraflı kartın birbirine yapıştırılmasıyla elde edilir.

Tasarlanan cihazların karmaşıklığı ve montaj yoğunluğu arttıkça kartlar üzerindeki katman sayısı da artmaktadır.

Baskılı devre kartının temeli bir dielektriktir, en yaygın kullanılan malzemeler cam elyafı, getinaklardır. Ayrıca, bir dielektrik (örneğin, anotlanmış alüminyum) ile kaplanmış bir metal taban, baskılı devre kartları için temel oluşturabilir, dielektrik üzerine bakır folyo izler uygulanır. Bu tür baskılı devre kartları, elektronik bileşenlerden verimli ısı giderme için güç elektroniğinde kullanılır. Bu durumda, levhanın metal tabanı radyatöre takılır. Mikrodalga aralığında ve 260 ° C'ye kadar sıcaklıklarda çalışan baskılı devre kartları için malzeme olarak cam kumaşla güçlendirilmiş floroplastik (örneğin FAF-4D) ve seramikler kullanılır. Esnek levhalar, Kapton gibi poliimid malzemelerden yapılır.

Levha üretimi için hangi malzemeyi kullanacağız?

Devre kartlarının üretimi için en yaygın, uygun fiyatlı malzemeler Getinaks ve Steklotekstolit'tir. Bakalit vernik emdirilmiş Getinax kağıt, epoksi ile cam elyafı textolite. Kesinlikle fiberglas kullanacağız!

Folyolu cam elyafı, epoksi reçine bazlı bir bağlayıcı ile emprenye edilmiş ve her iki tarafı 35 mikron kalınlığında bakır elektrolitik galvanik dirençli folyo ile astarlanmış cam kumaşlar bazında yapılan levhalardır. İzin verilen maksimum sıcaklık -60ºС ila +105ºС arasındadır. Çok yüksek mekanik ve elektrik yalıtım özelliklerine sahiptir, kesme, delme, damgalama yoluyla işlemeye uygundur.

Fiberglas esas olarak 1,5 mm kalınlığında tek veya çift taraflı ve 35μm veya 18μm kalınlığında bakır folyo ile kullanılır. 0,8 mm kalınlığında tek taraflı fiberglas ve 35 µm kalınlığında bir folyo kullanacağız (nedeni daha sonra ayrıntılı olarak tartışılacaktır).

Evde baskılı devre kartı yapma yöntemleri

Levhalar kimyasal ve mekanik olarak üretilebilir.

Kimyasal yöntem ile tahta üzerinde iz (çizim) olması gereken yerlere folyoya koruyucu bir bileşim (lak, toner, boya vb.) sürülür. Daha sonra tahta, bakır folyoyu "aşındıran" ancak koruyucu bileşimi etkilemeyen özel bir çözeltiye (ferrik klorür, hidrojen peroksit ve diğerleri) daldırılır. Sonuç olarak, bakır koruyucu bileşim altında kalır. Koruyucu bileşim daha sonra bir çözücü ile çıkarılır ve bitmiş levha kalır.

Mekanik yöntem, bir neşter (manuel üretim için) veya bir freze makinesi kullanır. Özel bir kesici, folyo üzerinde oluklar açar ve sonunda gerekli desen olan folyolu adaları bırakır.

Freze makineleri oldukça pahalıdır ve kesicilerin kendileri de pahalıdır ve küçük bir kaynağa sahiptir. Dolayısıyla bu yöntemi kullanmayacağız.

En basit kimyasal yöntem manueldir. Bir risograph verniği ile tahtaya izler çizilir ve ardından bir solüsyonla aşındırılır. Bu yöntem, çok ince izlere sahip karmaşık tahtaların yapılmasına izin vermez - yani bu bizim durumumuz da değil.

Pano yapmak için bir sonraki yöntem bir fotorezisttir. Bu çok yaygın bir teknolojidir (panolar fabrikada bu yöntemle yapılır) ve genellikle evde kullanılır. İnternette bu teknolojiyi kullanarak pano üretimi için birçok makale ve yöntem var. Çok iyi ve tekrarlanabilir sonuçlar verir. Ancak, bu da bizim seçeneğimiz değil. Bunun ana nedeni, oldukça pahalı malzemeler (zamanla bozulan fotorezist) ve ayrıca ek araçlardır (UV lambası, laminatör). Tabii ki, evde toplu bir pano üretiminiz varsa - o zaman fotorezist rekabet dışıdır - ustalaşmanızı öneririz. Fotorezist ekipmanı ve teknolojisinin devre kartlarında serigrafi baskı ve koruyucu maske üretimine izin verdiğini de belirtmekte fayda var.

Lazer yazıcıların ortaya çıkmasıyla birlikte, radyo amatörleri bunları devre kartlarının üretimi için aktif olarak kullanmaya başladı. Bildiğiniz gibi, bir lazer yazıcı yazdırmak için "toner" kullanır. Bu, sıcaklıkta sinterlenen ve kağıda yapışan özel bir tozdur - sonuç olarak bir desen elde edilir. Tonerin çeşitli kimyasallara karşı dayanıklı olması, bakır yüzey üzerinde koruyucu bir kaplama olarak kullanılmasına olanak tanır.

Bu yüzden yöntemimiz kağıttan toneri bakır folyonun yüzeyine aktarmak ve ardından tahtayı özel bir solüsyonla aşındırarak bir desen elde etmektir.

Kullanım kolaylığı nedeniyle bu yöntem amatör radyoda çok geniş bir dağılım kazanmıştır. Toneri kağıttan tahtaya nasıl aktaracağınızı Yandex veya Google'a yazarsanız, hemen "LUT" - lazer ütüleme teknolojisi gibi bir terim bulacaksınız. Bu teknolojiyi kullanan tahtalar şu şekilde yapılır: ayna versiyonunda bir iz deseni basılır, tahtaya bakır desenli kağıt uygulanır, bu kağıdı üste ütüleriz, toner yumuşar ve tahtaya yapışır. Kağıt daha fazla suya batırılır ve tahta hazırdır.

İnternette bu teknolojiyi kullanarak bir tahtanın nasıl yapılacağına dair "bir milyon" makale var. Ancak bu teknolojinin, doğrudan eller ve ona çok uzun süre bağlanmayı gerektiren birçok dezavantajı vardır. Yani, onu hissetmek zorundasın. Ödemeler ilk seferde gelmiyor, her seferinde alınıyor. Çok iyi sonuçlar elde etmeyi sağlayan bir laminatör kullanmak (değişiklik ile - normal olanda yeterli sıcaklık yoktur) gibi birçok iyileştirme vardır. Özel ısı presleri inşa etmenin yöntemleri bile vardır, ancak tüm bunlar yine özel ekipman gerektirir. LUT teknolojisinin ana dezavantajları:

aşırı ısınma - yayılan izler - genişler

yetersiz ısınma - kağıt üzerinde izler kalıyor

kağıt tahtaya "pişirilir" - ıslandığında bile ayrılması zordur - sonuç olarak toner zarar görebilir. İnternette hangi kağıdın seçileceğine dair birçok bilgi var.

Gözenekli toner - kağıdı çıkardıktan sonra tonerde mikro gözenekler kalır - tahta da bunların içinden aşınır - aşınmış izler elde edilir

sonucun tekrarlanabilirliği - bugün mükemmel, yarın kötü, sonra iyi - kararlı bir sonuç elde etmek çok zordur - kesinlikle sabit bir toner ısınma sıcaklığına ihtiyacınız var, sabit bir kart basıncına ihtiyacınız var.

Bu arada tahta yapmak için bu yöntem bende işe yaramadı. Hem dergilerde hem de kuşe kağıtta yapmaya çalıştım. Sonuç olarak, tahtaları bile bozdu - bakır aşırı ısınmadan şişti.

Bazı nedenlerden dolayı, internette başka bir toner aktarma yöntemi - soğuk kimyasal aktarma yöntemi - hakkında haksız yere çok az bilgi var. Tonerin alkolle değil asetonla çözündüğü gerçeğine dayanır. Sonuç olarak, yalnızca toneri yumuşatacak böyle bir aseton ve alkol karışımı seçerseniz, kağıttan tahtaya "yeniden yapıştırılabilir". Bu yöntemi gerçekten beğendim ve hemen ödedim - ilk tahta hazırdı. Ancak daha sonra ortaya çıktığı gibi, hiçbir yerde% 100 sonuç verecek ayrıntılı bilgi bulamadım. Bir çocuğun bile ödeme yapabileceği bir yönteme ihtiyacımız var. Ancak ikinci kez ödeme işe yaramadı, ardından gerekli malzemeleri seçmek yine uzun zaman aldı.

Sonuç olarak, uzun bir süre sonra, bir dizi eylem geliştirildi, iyi bir sonucun %100 olmasa da %95'ini veren tüm bileşenler seçildi. Ve en önemlisi işlem o kadar basittir ki çocuk ödemeyi tamamen kendi başına yapabilir. Kullanacağımız yöntem bu. (Tabii ki, ideale daha da geliştirilebilir - sizin için daha iyi sonuç verirse, o zaman yazın). Bu yöntemin avantajları:

tüm reaktifler ucuz, bulunabilir ve güvenlidir

ek alet gerekmez (ütüler, lambalar, laminatörler - hiçbir şey, ancak olmasa da - bir tavaya ihtiyacınız var)

tahtayı bozmanın bir yolu yok - tahta hiç ısınmıyor

kağıt kendiliğinden uzaklaşıyor - toner transferinin sonucunu görebilirsiniz - transferin çıkmadığı yer

tonerde gözenek yoktur (kağıtla kapatılmıştır) - buna göre mordan yoktur

1-2-3-4-5 yapın ve her zaman aynı sonucu alın - neredeyse %100 tekrarlanabilirlik

Başlamadan önce hangi tahtalara ihtiyacımız olduğuna ve bu yöntemle evde neler yapabileceğimize bakalım.

Üretilen panolar için temel gereksinimler

Modern sensörler ve mikro devreler kullanarak mikrodenetleyiciler üzerinde cihazlar yapacağız. Mikro devreler gittikçe küçülüyor. Buna göre, aşağıdaki gereksinimler karşılanmalıdır:

panolar iki taraflı olmalıdır (kural olarak, tek taraflı bir panoyu ayırmak çok zordur, evde dört katmanlı panolar yapmak oldukça zordur, mikrodenetleyicilerin parazite karşı koruma sağlamak için bir zemin katmanına ihtiyacı vardır)

izler 0,2 mm kalınlığında olmalıdır - bu boyut oldukça yeterli - 0,1 mm daha iyi olurdu - ancak dekapaj, lehimleme sırasında iz bırakma olasılığı vardır

izler arasındaki boşluklar - 0,2 mm - bu neredeyse tüm devreler için yeterlidir. Boşluğun 0,1 mm'ye düşürülmesi, izlerin birleştirilmesi ve kısa devreler için kartın izlenmesinde zorluklarla doludur.

Koruyucu maske kullanmayacağız ve serigrafi de yapacağız - bu, üretimi zorlaştıracak ve tahtayı kendiniz yapıyorsanız, bu gerekli değildir. Yine internette bu konuda bir çok bilgi var ve dilerseniz kendinize bir “marafet” yapabilirsiniz.

Tahtalarla uğraşmayacağız, bu da gerekli değil (100 yıldır bir cihaz yapmıyorsanız). Koruma için vernik kullanacağız. Ana hedefimiz, evde cihaz için hızlı, verimli ve ucuz bir tahta yapmaktır.

Bitmiş tahta böyle görünüyor. bizim yöntemimizle yapıldı - 0.25 ve 0.3 izleri, 0.2 mesafeleri

2 tek taraflıdan çift taraflı tahta nasıl yapılır

Çift taraflı tahtalar yapmanın sorunlarından biri, viyadlar hizalanacak şekilde kenarları hizalamaktır. Bunun için genellikle bir "sandviç" yapılır. Bir kağıda aynı anda 2 taraf yazdırılır. Levha ikiye bükülür, yanlar özel işaretler yardımıyla tam olarak hizalanır. İçine çift taraflı textolite yerleştirilir. LUT yöntemi ile böyle bir sandviç ütülenir ve çift taraflı bir tahta elde edilir.

Ancak soğuk transfer toner yönteminde transferin kendisi bir sıvı yardımıyla gerçekleştirilir. Ve bu nedenle, bir tarafı diğer tarafla aynı anda ıslatma sürecini organize etmek çok zordur. Tabii ki, bu da yapılabilir, ancak özel bir cihaz yardımıyla - mini bir pres (mengene). Toner transfer sıvısını emen kalın kağıtlar alınır. Levhalar sıvının damlamaması ve levhanın şeklini muhafaza etmesi için ıslatılır. Ve sonra bir "sandviç" yapılır - ıslatılmış bir kağıt, fazla sıvıyı emmek için bir tuvalet kağıdı, desenli bir kağıt, çift taraflı tahta, desenli bir kağıt, bir tuvalet kağıdı, tekrar ıslatılmış çarşaf. Bütün bunlar dikey olarak bir mengeneye sıkıştırılır. Ama bunu yapmayacağız, daha kolay yapacağız.

Pano imalat forumlarından çok iyi bir fikir geçti - çift taraflı bir tahta yapmak ne sorun - bir bıçak alıp textoliti ikiye böldük. Fiberglas puf bir malzeme olduğu için bunu belli bir beceri ile yapmak zor değil:

Sonuç olarak, 1,5 mm kalınlığında bir çift taraflı levhadan iki tek taraflı yarım elde ederiz.

Sonra, iki tahta yapıyoruz, matkap yapıyoruz ve hepsi bu - mükemmel şekilde hizalanmışlar. Tekstoliti eşit şekilde kesmek her zaman mümkün olmadı ve sonuç olarak, hemen 0,8 mm kalınlığında tek taraflı ince bir tekstolit kullanma fikri ortaya çıktı. O zaman iki yarıyı yapıştıramazsınız, bunlar köprülerde, düğmelerde, konektörlerde lehimlenmiş jumperlar tarafından tutulacaktır. Ancak gerekirse epoksi yapıştırıcı ile sorunsuz bir şekilde yapıştırabilirsiniz.

Bu gezinin başlıca avantajları:

0,8 mm kalınlığındaki Textolite kağıt üzerinde makasla kolayca kesilir! Herhangi bir biçimde, yani vücuda uyacak şekilde kesilmesi çok kolaydır.

İnce textolite - şeffaf - aşağıdan bir fener parlatarak tüm izlerin, kısa devrelerin, kopuklukların doğruluğunu kolayca kontrol edebilirsiniz.

Bir tarafı lehimlemek daha kolaydır - diğer taraftaki bileşenler karışmaz ve mikro devre pimlerinin lehimlenmesini kolayca kontrol edebilirsiniz - tarafları en uçta bağlayabilirsiniz

İki kat daha fazla delik açmanız gerekir ve delikler biraz yanlış hizalanabilir.

Levhaları yapıştırmazsanız yapının sertliği biraz kaybolur ve yapıştırma çok uygun değildir

0.8mm kalınlığında tek taraflı cam elyafı almak zordur, çoğunlukla 1.5mm satılır ama alamadıysanız bıçakla daha kalın bir textolite kesebilirsiniz.

Ayrıntılara geçelim.

Gerekli araçlar ve kimya

Aşağıdaki bileşenlere ihtiyacımız olacak:

Artık tüm bunlar orada olduğuna göre, adım adım yapalım.

1. InkScape kullanarak yazdırmak için bir kağıt yaprağına pano katmanlarının yerleşimi

Otomatik pens seti:

İlk seçeneği öneriyoruz - daha ucuz. Ardından, kabloları ve motora giden bir anahtarı (tercihen bir düğme) lehimlemeniz gerekir. Düğmeyi gövdeye yerleştirmek daha iyidir, böylece motoru hızlı bir şekilde açıp kapatmak daha uygundur. Bir güç kaynağı seçmeye devam ediyor, 1A (veya daha az) akımla 7-12V için herhangi bir güç kaynağını alabilir, böyle bir güç kaynağı yoksa, ardından 1-2A'da USB veya bir Kron pil ile şarj edebilirsiniz. uygundur (sadece denemeniz gerekir - herkes motorları şarj etmeyi sevmez, motor çalışmayabilir).

Matkap hazır, delmeye başlayabilirsiniz. Ancak sadece kesinlikle 90 derecelik bir açıyla delmek gerekir. Bir mini makine oluşturabilirsiniz - İnternette çeşitli şemalar vardır:

Ama daha kolay bir çözüm var.

Matkap aleti

Tam olarak 90 derecede delmek için bir delme aparatı yapmanız yeterlidir. Bunun gibi bir şey yapacağız:

Bunu yapmak çok kolay. Herhangi bir plastikten bir kare alıyoruz. Matkabımızı bir masaya veya başka bir düz yüzeye koyuyoruz. Ve doğru matkapla plastikte bir delik açıyoruz. Matkabın düzgün bir yatay yer değiştirmesini sağlamak önemlidir. Motoru bir duvara veya raya ve plastiğe de yaslayabilirsiniz. Ardından, pens için bir delik açmak üzere büyük bir matkap kullanın. Ters tarafta, matkabın görülebilmesi için bir plastik parçayı delin veya kesin. Kaymaz bir yüzey tabana yapıştırılabilir - kağıt veya elastik bant. Her matkap için böyle bir iletken yapılmalıdır. Bu, mükemmel derecede hassas delme sağlayacaktır!

Bu seçenek de uygundur, plastiğin üst kısmını kesin ve köşeyi alttan kesin.

Bununla sondaj şu şekilde yapılır:

Pens tamamen daldırıldığında matkabı 2-3 mm dışarı çıkacak şekilde sıkıştırıyoruz. Matkabı delmenin gerekli olduğu yere koyarız (tahtayı aşındırırken, bakırda mini bir delik şeklinde nereye delineceğini işaretleyeceğiz - Kicad'da bunun için özel olarak bir onay kutusu belirledik, böylece matkap kendiliğinden yukarı çıkacaktır), iletkene bastırın ve motoru açın - delik hazır. Aydınlatma için masanın üzerine koyarak el feneri kullanabilirsiniz.

Daha önce yazdığımız gibi, yalnızca bir tarafta - rayların oturduğu yerde - delikler açabilirsiniz, ikinci yarı, ilk kılavuz delik boyunca bir aparat olmadan delinebilir. Bu biraz güç tasarrufu sağlar.

8. Kalaylama tahtası

Neden kalay levhalar - esas olarak bakırı korozyondan korumak için. Kalaylamanın ana dezavantajı, tahtanın aşırı ısınması, paletlerde olası hasardır. Bir lehim istasyonunuz yoksa - kesinlikle - tahtayı kalaylamayın! Eğer öyleyse, risk minimumdur.

ROSE alaşımlı levhayı kaynar suda kalaylamak mümkündür, ancak elde edilmesi pahalı ve zordur. Sıradan lehimle kalaylamak daha iyidir. Bunu niteliksel olarak yapmak için çok ince bir tabaka basit bir cihaz haline getirilmelidir. Parçaları lehimlemek için bir parça örgü alıp iğneye koyuyoruz, çıkmayacak şekilde iğneye bir tel ile tutturuyoruz:

Tahtayı bir akı ile kaplıyoruz - örneğin, LTI120 ve ayrıca bir örgü. Şimdi kalayı örgüye topluyoruz ve tahta boyunca sürüyoruz (boyuyoruz) - mükemmel bir sonuç alıyoruz. Ancak kullandıkça örgü parçalanır ve bakır lifler tahta üzerinde kalmaya başlar - çıkarılmaları gerekir, aksi takdirde kısa devre olur! Tahtanın arkasına bir el feneri tutarak bunu görmek çok kolaydır. Bu yöntemle, güçlü bir havya (60 watt) veya ROSE alaşımı kullanmak iyidir.

Sonuç olarak, tahtaları kalaylamak değil, en sonunda cilalamak daha iyidir - örneğin, PLASTIC 70 veya KU-9004 otomobil parçalarından satın alınan basit bir akrilik vernik:

Toner aktarım yönteminde ince ayar

Yöntemde, ayarlamaya uygun olan ve hemen çalışmayabilecek iki nokta vardır. Bunları kurmak için, Kicad'da bir test tahtası yapmanız, 0,3 ila 0,1 mm arasında farklı kalınlıklarda ve 0,3 ila 0,1 mm arasında farklı aralıklarla kare bir spiral içinde raylar yapmanız gerekir. Bu örneklerden birkaçını hemen bir sayfaya yazdırmak ve ayarlamak daha iyidir.

Düzelteceğimiz olası sorunlar:

1) izler geometriyi değiştirebilir - yayılabilir, genişleyebilir, genellikle çok fazla değil, 0,1 mm'ye kadar - ama bu iyi değil

2) toner tahtaya iyi yapışmayabilir, kağıdı çıkarırken uzaklaşabilir, tahtaya iyi yapışmayabilir

Birinci ve ikinci sorunlar birbiriyle ilişkilidir. Ben birinciyi çözüyorum, siz ikinciye geliyorsunuz. Bir uzlaşma bulmalıyız.

İzler iki nedenden dolayı yayılabilir - çok fazla kenetleme ağırlığı, elde edilen sıvının bileşiminde çok fazla aseton. Her şeyden önce, yükü azaltmaya çalışmalısınız. Minimum yük yaklaşık 800g'dir, altına düşürmemelisiniz. Buna göre yükü herhangi bir baskı olmadan koyuyoruz - sadece üstüne koyuyoruz ve bu kadar. Fazla solüsyonun iyi emilmesi için 2-3 kat tuvalet kağıdı bulundurduğunuzdan emin olun. Yükü çıkardıktan sonra kağıdın mor lekeler olmadan beyaz olduğundan emin olmalısınız. Bu tür lekeler, tonerin güçlü bir şekilde eridiğini gösterir. Yük ile yükü ayarlamak mümkün olmadıysa, izler hala bulanıksa, solüsyondaki oje çıkarıcı oranını arttırırız. 3 kısım sıvı ve 1 kısım asetona yükseltilebilir.

İkinci sorun, geometri ihlali yoksa, yükün yetersiz ağırlığını veya az miktarda aseton olduğunu gösterir. Yine, yükle başlamaya değer. 3 kg'dan fazlası mantıklı değil. Toner hala tahtaya iyi yapışmıyorsa, aseton miktarını artırmanız gerekir.

Bu sorun çoğunlukla oje çıkarıcınızı değiştirdiğinizde ortaya çıkar. Ne yazık ki bu kalıcı ve saf bir bileşen değil, ancak başka bir bileşenle değiştirmek mümkün olmadı. Alkolle değiştirmeye çalıştım ama görünüşe göre karışım homojen değil ve toner bazı katkılarla yapışıyor. Ayrıca oje çıkarıcı aseton içerebilir, o zaman daha az ihtiyaç duyacaktır. Genel olarak, sıvı bitene kadar böyle bir ayarlama yapmanız gerekecektir.

Pano hazır

Tahtayı hemen lehimlemezseniz, korunması gerekir. Bunu yapmanın en kolay yolu, alkollü rosin akısı ile kaplamaktır. Lehimlemeden önce, bu kaplamanın örneğin izopropil alkol ile çıkarılması gerekecektir.

alternatifler

Ayrıca ödeme yapabilirsiniz:

Ek olarak, Easy EDA gibi özel bir pano üretim hizmeti de artık popülerlik kazanıyor. Daha karmaşık bir panoya ihtiyaç duyulursa (örneğin, 4 katmanlı bir pano), o zaman tek çıkış yolu budur.