Keď je k dispozícii laserová tlačiareň, rádioamatéri používajú technológiu výroby dosiek plošných spojov nazývanú LUT. Takéto zariadenie však nie je dostupné v každej domácnosti, pretože aj v našej dobe je dosť drahé. Existuje aj výrobná technológia využívajúca fotorezistickú fóliu. Na prácu s ním však potrebujete aj tlačiareň, no atramentovú. Je to už jednoduchšie, ale samotný film je dosť drahý a pre začínajúceho rádioamatéra je najprv lepšie minúť dostupné prostriedky na dobrú spájkovaciu stanicu a ďalšie príslušenstvo.
Je možné vyrobiť plošný spoj v prijateľnej kvalite doma bez tlačiarne? Áno. Môcť. Navyše, ak je všetko vykonané tak, ako je opísané v materiáli, budete potrebovať veľmi málo peňazí a času a kvalita bude na veľmi vysokej úrovni. V každom prípade bude elektrický prúd „bežať“ po takýchto cestách s veľkým potešením.
Zoznam potrebných nástrojov a spotrebného materiálu
Mali by ste začať prípravou nástrojov, zariadení a spotrebného materiálu, bez ktorých sa jednoducho nezaobídete.Na implementáciu cenovo najvýhodnejšej metódy výroby dosiek plošných spojov doma budete potrebovať:
- Softvér pre návrh kreslenia.
- Priehľadná polyetylénová fólia.
- Úzka páska.
- Marker.
- Sklolaminátová fólia.
- Brúsny papier.
- Alkohol.
- Nepotrebná zubná kefka.
- Nástroj na vŕtanie otvorov s priemerom 0,7 až 1,2 mm.
- Chlorid železitý.
- Plastová nádoba na leptanie.
- Štetec na maľovanie farbami.
- Spájkovačka.
- Spájka.
- Kvapalný tok.
Poďme stručne prejsť každým bodom, pretože existujú určité nuansy, ktoré možno dosiahnuť iba skúsenosťou.
Dnes existuje obrovské množstvo programov na vývoj dosiek plošných spojov, ale pre začínajúceho rádioamatéra by bola najjednoduchšia možnosť Sprint Layout. Rozhranie je ľahko ovládateľné, je zadarmo na používanie a existuje obrovská knižnica bežných rádiových komponentov.
Na prenos vzoru z monitora je potrebný polyetylén. Je lepšie vziať tuhšiu fóliu, napríklad zo starých obalov na učebnice. Na pripevnenie k monitoru bude vhodná akákoľvek páska. Je lepšie vziať si úzku - bude ľahšie odlúpnuť (tento postup nepoškodí monitor).
Stojí za to pozrieť sa na značky podrobnejšie, pretože ide o bolestivú tému. Na prenos dizajnu na polyetylén je v zásade vhodná akákoľvek možnosť. Ale na kreslenie na fóliu zo sklenených vlákien potrebujete špeciálnu značku. Existuje však malý trik, ako ušetriť peniaze a nekupovať pomerne drahé „špeciálne“ fixky na kreslenie dosiek plošných spojov.Faktom je, že tieto výrobky sa svojimi vlastnosťami absolútne nelíšia od bežných permanentných fixiek, ktoré sa predávajú 5-6 krát lacnejšie v akomkoľvek obchode s kancelárskymi potrebami. Značka však musí mať nápis „Permanent“. Inak nebude fungovať nič.
Môžete si vziať akýkoľvek fóliovaný laminát zo sklenených vlákien. Je lepšie, ak je hustejšia. Pre začiatočníkov je práca s takýmto materiálom oveľa jednoduchšia. Na jeho vyčistenie budete potrebovať brúsny papier so zrnitosťou asi 1000 jednotiek a tiež alkohol (dostať v každej lekárni). Posledný spotrebný materiál je možné nahradiť kvapalinou na miešanie laku na nechty, ktorá je k dispozícii v každom dome, kde žije žena. Tento produkt však dosť nepríjemne zapácha a dlho sa rozptýli.
Na vŕtanie dosky je lepšie mať špeciálnu mini vŕtačku alebo rytec. Môžete však ísť aj lacnejšou cestou. Na malé vŕtačky stačí kúpiť klieštinu alebo čeľusťové skľučovadlo a prispôsobiť ho bežnej domácej vŕtačke.
Chlorid železitý možno nahradiť inými chemikáliami, vrátane tých, ktoré už pravdepodobne máte doma. Vhodný je napríklad roztok kyseliny citrónovej v peroxide vodíka. Informácie o tom, ako sa pripravujú alternatívne kompozície k chloridu železitému na leptacie dosky, možno ľahko nájsť na internete. Jediná vec, ktorá stojí za pozornosť, je nádoba na takéto chemikálie - mala by byť plastová, akrylová, sklenená, ale nie kovová.
O spájkovačke, spájke a tekutom toku nie je potrebné podrobnejšie hovoriť. Ak sa rádioamatér dostal k otázke výroby plošného spoja, tak tieto veci už asi pozná.
Vývoj a prenos návrhu dosky do šablóny
Keď sú všetky vyššie uvedené nástroje, zariadenia a spotrebný materiál pripravené, môžete začať s vývojom dosky. Ak vyrábané zariadenie nie je jedinečné, bude oveľa jednoduchšie stiahnuť si jeho dizajn z internetu. Postačí aj obyčajná kresba vo formáte JPEG.
Ak chcete ísť zložitejšou cestou, nakreslite si dosku sami. Tejto možnosti sa často nedá vyhnúť, napríklad v situáciách, keď nemáte presne tie isté rádiové komponenty, aké sú potrebné na zostavenie pôvodnej dosky. Preto pri výmene komponentov za analógové musíte pre ne vyhradiť miesto na sklenených vláknach, upraviť otvory a dráhy. Ak je projekt jedinečný, doska bude musieť byť vyvinutá od začiatku. Na to je potrebný vyššie uvedený softvér.
Keď je rozloženie dosky hotové, ostáva už len preniesť ho na priehľadnú šablónu. Polyetylén je pripevnený priamo k monitoru pomocou pásky. Ďalej jednoducho preložíme existujúci vzor - stopy, kontaktné záplaty atď. Na tieto účely je najlepšie použiť rovnakú permanentnú značku. Neotiera sa, nerozmazáva sa a je dobre viditeľný.
Príprava fóliového laminátu zo sklenených vlákien
Ďalším krokom je príprava laminátu zo sklenených vlákien. Najprv ho musíte odrezať na veľkosť budúcej dosky. Je lepšie to urobiť s malou rezervou. Na rezanie fóliovaného laminátu zo sklenených vlákien môžete použiť jednu z niekoľkých metód.
Po prvé, materiál môže byť dokonale rezaný pomocou pílky. Po druhé, ak máte rytec s reznými kolieskami, bude vhodné ho použiť. Po tretie, sklolaminát je možné rezať na mieru pomocou noža.Princíp rezania je rovnaký ako pri práci s rezačkou skla - rezná línia sa aplikuje niekoľkými prechodmi, potom sa materiál jednoducho odlomí.
Teraz je nevyhnutné vyčistiť medenú vrstvu sklenených vlákien od ochranného povlaku a oxidu. Na vyriešenie tohto problému neexistuje lepší spôsob ako brúsny papier. Veľkosť zrna sa odoberá od 1000 do 1500 jednotiek. Cieľom je získať čistý, lesklý povrch. Medenú vrstvu sa neoplatí brúsiť do zrkadlového lesku, pretože malé škrabance od brúsneho papiera zvyšujú priľnavosť povrchu, čo bude potrebné neskôr.
Na záver už ostáva len vyčistiť fóliu od prachu a odtlačkov prstov. K tomu použite alkohol alebo acetón (odlakovač). Po opracovaní sa medeného povrchu nedotýkame rukami. Pre následné manipulácie chytíme sklolaminát za okraje.
Kombinácia šablóny a sklolaminátu
Teraz je našou úlohou skombinovať vzor získaný na polyetyléne s pripraveným laminátom zo sklenených vlákien. Na tento účel sa fólia nanesie na požadované miesto a umiestni sa. Zvyšky sú obalené na rubovej strane a zaistené rovnakou páskou.
Vŕtanie otvorov
Pred vŕtaním sa odporúča sklolaminát so šablónou nejakým spôsobom zaistiť k povrchu. To umožní väčšiu presnosť a tiež zabráni náhlemu otáčaniu materiálu pri prechode vrtáka. Ak máte na takúto prácu vŕtačku, potom opísaný problém vôbec nevznikne.
Otvory do sklolaminátu môžete vŕtať akoukoľvek rýchlosťou. Niektoré pracujú pri nízkych otáčkach, iné pri vysokých. Skúsenosti ukazujú, že samotné vŕtačky vydržia oveľa dlhšie, ak sú prevádzkované pri nízkych otáčkach.To sťažuje ich zlomenie, ohnutie a poškodenie ostrenia.
Otvory sú vyvŕtané priamo cez polyetylén. Budúce kontaktné plochy nakreslené na šablóne budú slúžiť ako referenčné body. Ak si to projekt vyžaduje, obratom vymeníme vrtáky na požadovaný priemer.
Kreslenie stôp
Ďalej sa šablóna odstráni, ale nevyhodí sa. Stále sa snažíme nedotýkať sa medeného povlaku rukami. Na kreslenie ciest používame fixku, vždy trvalú. Je to jasne viditeľné z chodníka, ktorý zanecháva. Je lepšie kresliť jedným prechodom, pretože po vytvrdnutí laku, ktorý je súčasťou permanentnej fixky, bude veľmi ťažké robiť úpravy.
Ako vodidlo používame rovnakú polyetylénovú šablónu. Môžete tiež kresliť pred počítačom a kontrolovať pôvodné rozloženie, kde sú značky a ďalšie poznámky. Ak je to možné, je lepšie použiť niekoľko fixiek s hrotmi rôznej hrúbky. To vám umožní efektívnejšie kresliť tenké cesty aj rozsiahle polygóny.
Po nanesení kresby určite počkajte nejaký čas potrebný na konečné vytvrdnutie laku. Môžete ho dokonca vysušiť fénom. Od toho bude závisieť kvalita budúcich skladieb.
Leptanie a čistenie značkovacích stôp
Teraz prichádza zábavná časť – leptanie dosky. Je tu niekoľko nuancií, ktoré málokto spomína, no výrazne ovplyvňujú kvalitu výsledku. Najskôr pripravte roztok chloridu železitého podľa odporúčaní na obale. Zvyčajne sa prášok riedi vodou v pomere 1:3. A tu je prvá rada. Urobte roztok viac nasýtený. Pomôže to urýchliť proces a nakreslené cestičky nespadnú skôr, ako sa vyleptá všetko potrebné.
Hneď druhý tip.Kúpeľ s roztokom sa odporúča ponoriť do horúcej vody. Môžete ho ohriať v kovovej miske. Zvyšovanie teploty, ako je známe už zo školy, výrazne urýchľuje chemickú reakciu, ktorou je leptanie našej dosky. Skrátenie času procedúry je našou výhodou. Stopy robené fixkou sú dosť nestabilné a čím menej v tekutine kysnú, tým lepšie. Ak sa doska pri izbovej teplote leptá v chloridu železitom asi hodinu, potom sa v teplej vode tento proces skráti na 10 minút.
Na záver ešte jedna rada. Počas procesu leptania, aj keď je už zrýchlený v dôsledku zahrievania, sa odporúča neustále posúvať dosku, ako aj čistiť produkty reakcie štetcom. Kombináciou všetkých vyššie opísaných manipulácií je celkom možné vyleptať prebytočnú meď len za 5-7 minút, čo je jednoducho vynikajúci výsledok pre túto technológiu.
Na konci postupu je potrebné dosku dôkladne opláchnuť pod tečúcou vodou. Potom ju osušíme. Ostáva už len zmyť stopy fixky, ktoré nám ešte zakrývajú cestičky a záplaty. To sa robí s rovnakým alkoholom alebo acetónom.
Pocínovanie dosiek plošných spojov
Pred cínovaním nezabudnite opäť prejsť medenú vrstvu brúsnym papierom. Teraz to však robíme mimoriadne opatrne, aby sme nepoškodili stopy. Najjednoduchší a najdostupnejší spôsob cínovania je tradičný, s použitím spájkovačky, taviva a spájky. Môžu sa použiť aj zliatiny ruže alebo dreva. Na trhu je tiež takzvaný tekutý cín, ktorý môže výrazne zjednodušiť úlohu.
Všetky tieto nové technológie si ale vyžadujú dodatočné náklady a určité skúsenosti, preto je na prvýkrát vhodný aj klasický spôsob cínovania. Na vyčistené dráhy sa aplikuje tekuté tavidlo.Potom sa spájka zhromaždí na hrote spájkovačky a rozdelí sa po medi zostávajúcej po leptaní. Tu je dôležité zahriať stopy, inak sa spájka nemusí „lepiť“.
Ak ešte máte zliatiny Rose alebo Wood, potom sa dajú použiť mimo technológie. Dobre sa roztavia pomocou spájkovačky, ľahko sa rozložia po dráhach a nezhlukujú sa do hrudiek, čo bude len plus pre začínajúceho rádioamatéra.
Záver
Ako je zrejmé z vyššie uvedeného, rozpočtová technológia na výrobu dosiek plošných spojov doma je skutočne dostupná a lacná. Nepotrebujete tlačiareň, žehličku ani drahý fotorezist. Pomocou všetkých vyššie opísaných tipov môžete ľahko vytvoriť jednoduchú elektroniku remeslábez toho, aby sa do toho investovalo veľa peňazí, čo je v prvých fázach rádioamatérstva veľmi dôležité.
