Матеріали для друкованих плат Як зробити друковані плати Де взяти друковану плату

Як відомо, світ електроніки підкорив багатьох людей. І як кажуть багато експертів, «За електронікою майбутнє». Щороку з конвеєрів заводів сходять тисячі різних плат. Багато хто захоплюється пайкою плат, ремонтом, деякі люди навіть конструюють будь-які електронні прилади в домашніх умовах. Але мало кому відомо те, що плату можна виготовити в домашніх умовах. Для цього необхідно трохи речей та терпіння.

А які речі потрібні для виготовлення плати в домашніх умовах, як загалом зробити плату буде розказано у цій статті.

Почнемо з того, що потрібно для виготовлення друкованої плати: Фоторезист, прозора плівка фірми «Ламонд», розігрітий ультрафіолет, шаблон плати, спрей, для підсилювача тонера, каустична сода, для змивання фоторезистора, ватяні диски, спирт і ацетон, а також ламінат для наклеювання фоторезистора. Походу справи все про все буде розказано, що й навіщо потрібно. Перше, що варто сказати, це те, що фоторезист – це основа плати. А спрей потрібен для підсилювача малюнка плати. Також варто зазначити, що для виготовлення малюнка самої друкованої плати знадобиться спеціальна програма. У моєму випадку я використовую програму Sprint Layout 6. На цій програмі ми малюємо рисунок плати, тобто саму плату. Також на цій же програмі необхідно виготовити паяльну маску, тобто місця, де пропаюватимуться електронні елементи (транзистори, мікросхеми та інше).

Далі, коли плата надрукована на плівці, тобто планку вставляти замість паперу, її необхідно обробити тонером. Малюнок буде більш виразним і зрозумілим. Перед обробкою малюнка його необхідно добре висушити. Після того як малюнок висох, його необхідно побризкати тонером (У моєму випадку я використовую тонер фірми Kdensit) і залишити висихати на 10-15 хвилин. Після 15 хвилин висихання малюнок буде ідеально чорним. Також хочу сказати, що прямий, заливати малюнок тонером не потрібно. Його необхідно обробляти в міру потреби. Так само необхідно обробити і паяльну маску. Якщо ж станеться, що тонер де-не-де буде бляклим, його можна підфарбувати звичайним фломастером. Іноді бляклості бувають тоді, коли принтер неякісно друкує.

Далі беремо фоторезист. Бажано постійно зберігати в холодильнику, в темній плівці. Беремо наш фоторезистор і нарізаємо його відповідно до розмірів нашої плати. За бажання можна відрізати трохи більше (по краях із запасом).

Далі необхідно наклеїти фоторезистор на плату. Це необхідно робити під холодною водою. Під водою це потрібно робити для того, щоб не було складок. Сам фоторезистор є наклеєною один на одного плівкою, подібно до наклейки, яка часто зустрічається в жуйках. Отже, на один куточок фоторезистора наклеюємо звичайний паперовий скотч і відклеюємо його від основи. Але відклеюємо не весь. Далі опускаємо плату під воду, і знімаємо захисну плівку фоторезистора, і в той же час наклеюємо його на плату. Проклеюємо ґрунтовно, щоб під ним не залишилося бульбашок повітря. У процесі наклейки його можна відклеювати і переклеювати як завгодно. Головне, робити це під холодною водою, і щоб не було складок та бульбашок повітря. Також плати мають бути ідеально вимиті, щоб не було ні сміток, ні розлучень і нічого взагалі. Плати також можна мити під водою з милом, але без жодної побутової хімії. Після проклеювання під водою необхідно розгладити всі складки. Робити це можна звичайним будівельним, але пластмасовим шпателем. Зайві шматки фоторезистора з обох боків необхідно обрізати. У процесі рівняння і витирання води, вмикаємо і прогріваємо еламінатор, щоб він нагрівся. Гріти його потрібно до 125 градусів.

Далі, ми беремо наш малюнок плати та друкованою стороною кладемо на еламінатор, тобто глянсовою вниз, а малюнком назовні. Далі беремо плату і стороною фоторезистора кладемо її на малюнок. Потрібно покласти, точнісінько, тому в процесі рівняємо плату, так щоб вона рівно лягла на малюнок. Далі, добре притискаємо плату до малюнка. Якщо хтось не може, то можете покласти на неї цеглу або щось важке. Головне, щоб цей предмет був чистим і важким. На моєму досвіді один знайомий електронник клав на плату стару чавунну праску XVII-XX століття, яка розігрівалася, гарячим вугіллям. Праска належала його прабабусі. Якщо плату не притиснути, може вийти така річ, як розфокусування. Плату тримати під пресом 5-7 хвилин. Час залежить від того, наскільки близько лампи подано до плати. Далі, включаємо засвічення і засікаємо час.

Далі нам необхідно буде змити не засвічений фоторезист і залишити тільки засвічену частину. Це можна зробити 2 способами: за допомогою ацетону або за допомогою каустичної соди. У моєму випадку, я змиватиму каустичної содою за допомогою малярського пензлика. Пензлик брати ту, якою фарбують труби, тобто маленьку. Соду розводити потрібно на 1 літр води, всього 3 г на літр води. Далі, знімаємо захисний слів (лавсанова плівка) та опускаємо плату в цей розчин і пензликом, легкими рухами змиваємо не засвічений фоторезист. Буває таке, що лавсанова плівка знімається досить важко. Щоб зняти її швидко, плату необхідно покласти в морозилку (в холодильник) і протримати її там 1 хвилину. Після цього плівка знімається легко. Після того, як фоторезист змитий, на платі повинні залишитися тільки доріжки, тобто: сама плата у мене була мідна та відповідного мідного кольору. Фоторезист був синій. Після змивки фоторезиста у розчині каустичної соди у мене на платі залишилися тільки сині доріжки, а сама плата стала мідною, тобто кольором міді. Після відмивання фоторезиста плату необхідно промити водою під краном, щоб змити розчин. Промивати плату потрібно лише в холодній воді, і при промиванні необхідно використовувати губку та мило.

Далі, плату потрібно «протруїти», тобто опустити її відразу в 2 розчини. Опускати треба по черзі. Спочатку опускаємо плату в розчин хлорного заліза, а потім персульфат омонія. При роботі з розчинами обов'язково працювати в гумових рукавичках!

Після травлення плати на них необхідно нанести маску. Під поняттям маска розуміється нанесення 2-х компонентної паяльної маски. У моєму випадку я використовую "RS 2000". Її можна придбати у будь-якому магазині для електронників. Отже, беремо нашу плату, закріплюємо її на столі в моєму випадку я використовую скотч і укладаю на неї картинну раму, яка відповідає її розмірам. Одним словом, маску необхідно наносити строго за розміром, і для цього підійде будь-який предмет, так би мовити, «для зрівняння». Маска дуже густа, тому плату потрібно закріпити щільно. Саму маску необхідно накладати за допомогою гумового, будівельного шпателя. Після нанесення маски необхідно просушити феном, розігрітим до 75 градусів (не більше) протягом 10-15 хвилин. Після перевірити ручним шляхом, тобто банально доторкнутися руками чи пальцями та перевірити, чи прилипає ні. Якщо не прилипає, то все гаразд і потрібно переходити до наступного етапу.

Наступний етап полягає в наступному: Ми беремо нашу плату і укладаємо на одне скло доріжками вниз, тобто лицьовою стороною. Далі беремо малюнок паяльної маски і укладаємо його на плату, тією стороною, на якій він надрукований. Поєднуємо з усіма доріжками, де мають бути паяльні місця. Після того, як всі паяльні місця поєднані, затискаємо малюнок другим склом. За бажання можна скріпити скла скотчем, щоб вони не їздили і не збили малюнок. І далі, кладемо плату на ультрафіолет і засвічуємо 9-10 хвилин. Зазвичай 8 хвилин достатньо. Далі ми знову кладемо плату в розчин каустичної соди і знову гарненько змиваємо не засвічений фоторезист. Але розчин уже треба розводити інший. Для змивання паяльної маски необхідно на 0,5 літра води розвести 10 грам каустичної соди. Змивати потрібно до того, щоб паяльні кружки (місця припою) стали білими. Змивати малярським пензликом.

Після того, як паяльна маска нанесена, намальовані паяльні доріжки та плата майже готова. Далі, необхідно нанести малюнок, для позначення наших електронних елементів або як ще кажуть трафаретну маску (мікросхем, транзисторів, конденсаторів тощо, сподіваюся, мене зрозуміли). Для цього потрібно зробити шаблон малюнка шовкографії. І наносити його ми на лицьову сторону плати. Лицьовий бік відповідно у нас порожній, і нічим не оброблений. Вона має звичайне зелене тло.

Після того як шаблон трафаретної маски готовий і відповідає всім потрібним вимогам, ми знову використовуємо картинну рамку. У моєму випадку вона саморобна і складається з картону. Отже, плату необхідно вкласти у рамку та поєднати за розмірами з трафаретною маскою. Після того, як все поєднано, необхідно на край трафаретної маски нанести трохи білої фарби. Фарбу нічим не розводити, а наносити, як кажуть будівельники, пасту, тобто густу фарбу. Далі, за допомогою гумового будівельного шпателя, необхідно спочатку підняти шаблон і провести по ньому шпателем, попередньо нанісши на нього красу. Це потрібно для того, щоб заповнити всі порожнечі трафаретної маски. Після «прогону» фарби вже безпосередньо притискаємо шаблон і знову проводимо шпателем, рівно розподіляючи фарбу по всій платі. І все малюнок готовий! Варто також нагадати, що відстань між платою і шаблоном має бути 2 міліметри. Впритул не можна притискати впритул. Інакше в процесі прогону фарби малюнок може вийти нерівним.

Далі, після того як плата готова залишається просвердлити дірочки для паяльних елементів (мікросхем, конденсаторів, транзисторів та інших.). Після того, як дірочки просвердлені, настає час впаювання всіх необхідних елементів. Але то вже інша історія.

Як видно із статті, у виготовленні друкованих платнемає нічого складного. Головне знання та більше терпіння.

Сподіваюся, стаття була цікава для всіх.

Всім успішних виробництв плат.

У цій нотатці я розберу популярні способи створення друкованих плат самостійно в домашніх умовах: ЛУТ, фоторезист, ручне малювання. А також за допомогою яких програм найкраще малювати ПП.

Колись електронні пристрої монтували за допомогою навісного монтажу. Зараз так збирають хіба що лампові аудіопідсилювачі. У масовому ході друкований монтаж, який перетворився вже давно на справжню галузь зі своїми хитрощами, особливостями та технологіями. А хитрощів там чимало. Особливо під час створення ПП для високочастотних пристроїв. (Думаю, що зроблю якось огляд літератури та особливостей проектування розташування провідників ПП)

Загальний принцип створення друкованих плат (ПП) полягає в тому, щоб на поверхню з непровідного струму матеріалу нанести доріжки, які цей струм проводять. Доріжки з'єднують радіодеталі згідно з необхідною схемою. На виході виходить електронний пристрій, який можна трусити, носити, іноді навіть мочити без остраху його пошкодити.

Загалом технологія створення друкованої плати в домашніх умовах складається з кількох кроків:

1. Вибрати відповідний фольгований склотекстоліт. Чому текстоліт? Його простіше дістати. Та й дешевше виходить. Найчастіше для аматорського устрою цього достатньо.
2. Нанести на текстоліт малюнок друкованої плати
3. Стравити зайву фольгу. Тобто. прибрати зайву фольгу з ділянок плати, у яких немає малюнка провідників.
4. Просвердлити отвори для висновків компонентів. Якщо потрібно просвердлити отвори під компоненти з виводами. Для чіп компонентів цього не потрібно.
5. Залудити струмопровідні доріжки
6. Нанести паяльну маску. Опціонально, якщо хочеш зовні наблизити свою плату до заводських.

Інший варіант - це просто замовити свлю плату на заводі. Зараз безліч компаній надають послуги з виробництва друкованих плат. Отримаєш чудову заводську друковану плату. Розрізнятися з аматорською вони будуть не лише наявністю паяльної маски, а й багатьма іншими параметрами. Наприклад, якщо в тебе двостороння ПП, то на плату буде присутня металізація отворів. Можна вибирати колір паяльної маски тощо. Переваг море, тільки встигай відслиняти гроші!

Крок 0

Перш, ніж виготовляти ПП, вона має бути десь намальована. Можна по-старому намалювати її на міліметровому папері і потім переносити малюнок на заготівлю. А можна скористатися однією із численних програм для створення друкованих плат. Ці програми називаються загальним словом САПР (CAD). З доступних радіоаматору можна назвати DeepTrace (безпл. версія), Sprint Layout, Eagle (можна звичайно знайти і спеціалізовані типу Altium Designer)

За допомогою цих програм можна не лише намалювати ПП, а й підготувати її до виробництва у заводських умовах. Раптом захочеться замовити десятку хустки? А якщо не захочеться, то таку ПП зручно роздрукувати та за допомогою ЛУТ або фоторезиста виготовити самостійно. Але про це нижче.

Крок 1

Отже, заготівлю для ПП умовно можна розділити на дві частини: основа, що не проводить, і покриття, що проводить.

Заготівлі для ПП бувають різні, але найчастіше вони відрізняються матеріалом шару, що не проводить. Можна зустріти таку підкладку з гетинаксу, склотекстоліту, гнучку основу з полімерів, композиції целюлозного паперу та склотканини з епоксидною смолою, навіть металева основа буває. Всі ці матеріали розливаються своїми фізичними та механічними властивостями. І на виробництві матеріал для ПП вибирається виходячи з економічних міркувань та технічних умов.

Для домашніх ПП я рекомендую фольгований склотекстоліт. Легко дістати і прийнятна ціна. Гетинакси напевно дешевші, але особисто я їх терпіти не можу. Якщо ти розбирав хоч один масовий китайський пристрій, то, напевно, бачив з чого там зроблено ПП? Вони ламкі, а при паянні смердять. Нехай китайці це нюхають.

Залежно від пристрою і умов його експлуатації можна вибрати відповідний текстоліт: односторонній, двосторонній, з різною товщиною фольги (18 мкм, 35 ​​мкм і т.д. і т.п.).

Крок 2

Для нанесення малюнка ПП на фольговану основу радіоаматори відпрацювали багато методів. Серед них два найпопулярніші нині: ЛУТ і фоторезист. ЛУТ - це скорочення від "лезерно праскова технологія". Як і слід з назви знадобляться лазерний принтер, праска та глянсовий фотопапір.

ЛУТ

На фотопапір друкується малюнок у відбитому вигляді. Потім він накладається на фольгований текстоліт. І добре прогрівається праскою. Під впливом температури тонер із глянцевого фотопаперу прилипає до мідної фольги. Після прогрівання плата відмочується у воді та папір акуратно забирається.

На фото вище плата після травлення. Чорний колір струмопровідних доріжок через те, що вони ще покриті затверділим тонером від принтера.

Фоторезист

Це складніша технологія. Але й результат за його допомогою можна отримати якісніший: без протрав, тонші доріжки і т.д. Процес схожий на ЛУТ, але малюнок ПП друкується на прозорій плівці. Таким чином виходить шаблон, який можна використовувати багаторазово. Потім на текстоліт наноситься "фоторезист" - чутлива до ультрафіолету плівка або рідина (фоторезист буває різним).

Потім поверх фоторезиста міцно закріплюється фотошаблон з малюнком ПП і потім бутерброд опромінюється ультрафіолетовою лампою чітко відмірений час. Треба сказати, що малюнок ПП на фотошаблоні друкується інвертованим: доріжки прозорі, а темні порожнечі. Робиться це для того, щоб при засвітленні фоторезиста незакриті шаблоном ділянки фоторезиста зреагували на ультрафіолет і стали нерозчинними.

Після засвітки (або експонування, як це називають фахівці) плата і "виявляється" - засвічені ділянки стають темними, незасвічені - світлими, тому що там фоторезист легко розчинився у проявнику (звичайна кальцинована сода). Потім плата труїться в розчині, а потім фоторезист видаляється, наприклад, ацетоном.

Види фоторезиста

У природі мешкає кілька видів фоторезиста: рідкий, плівка, що самоклеїться, позитивний, негативний. У чому різниця та як вибрати собі відповідний? На мій погляд, у аматорському застосуванні особливої ​​різниці немає. Тут вже як ти призвичаїшся, той вид застосовувати і будеш. Я виділив би лише два основні критерії: ціна і на скільки зручно особисто користуватися тим чи іншим фоторезистом.

Крок 3

Травлення заготовки ПП із нанесеним малюнком. Розчинити незахищену частину фолги з ПП можна безліччю способів: травлення в персульфаті амонію, хлорному залозі, . Мені подобається останній спосіб: швидко, чисто, дешево.

Поміщаємо заготовку в розчин для травлення, чекаємо 10 хвилин, виймаємо, промиваємо, зачищаємо доріжки на платі і переходимо до наступного етапу.

Крок 4

Плату можна залудити або сплавом Розі, або Вуда, просто покрити доріжки флюсом і пройтися по них паяльником з припоєм. Сплави Розе і Вуда - багатокомпонентні легкоплавкі метали. А сплав Вуда ще й містить кадмій. Так, то в домашніх умовах проводити такі роботи слід під витяжкою з фільтром. Ідеально мати простенький димоуловлювач. Ти ж хочеш жити довго та щасливо?:=)

Крок 6

П'ятий крок я пропущу, там зрозуміло. А ось нанесення паяльної маски досить цікавий і не найпростіший етап. Тож давай вивчимо його докладніше.

Паяльна маска використовується в процесі створення ПП для того, щоб захистити доріжки плати від окиснення, вологи, флюсів при монтажі компонентів, а також, щоб полегшити сам монтаж. Особливо коли використовуються SMD-компоненти.

Зазвичай, щоб захистити доріжки ПП без маски від хім. і хутро впливів радіолюбителі такі доріжки покривають шаром припою. Після лудіння така плата часто виглядає не дуже красиво. Але гірше, що в процесі лудіння можна перегріти доріжки або повісити між ними "соплю". У першому випадку провідник відвалиться, а в другому доведеться видаляти такі несподівані соплі, щоб усунути коротке замикання. Ще одним мінусом є збільшення ємності між такими провідниками.

Насамперед: паяльна маска досить токсична. Всі роботи слід проводити в приміщенні, що добре провітрюється (а краще під витяжкою), а також уникати попадання маски на шкіру, слизові оболонки і в очі.

Не можу сказати, що процес нанесення маски досить складний, але все ж таки вимагає великої кількостікроків. Після обмірковування вирішив, що дам посилання на більш-менш докладний описнанесення паяльної маски, оскільки зараз немає можливості самостійно продемонструвати процес.

Творіть, хлопці, це цікаво =) Створення ПП у наш час схоже не просто на ремесло, а на ціле мистецтво!

Саморобна друкована плата

Як виготовити друковану плату в домашніх умовах за допомогою лазерно-прасної технології. Мається на увазі термоперенесення тонера з паперу на поверхню металізації майбутньої друкованої плати.

Багато разів намагався виготовити друковану плату з використанням лазерно-прасної технології, але мені так жодного разу не вдалося отримати надійний результат, що легко повторюється. Крім того, при виготовленні плати мені потрібні протруєні отвори в контактних майданчиках розміром не більше 0,5 мм. Згодом, я їх використовую при свердлінні для того, щоб відцентрувати свердло діаметром 0,75мм.

Шлюб проявляється у вигляді усунення або зміни ширини доріжок, а також у неоднаковій товщині тонера, що залишився на мідній фользі після видалення паперу. Крім того, при видаленні паперу перед травленням, проблематично очистити кожен отвір у тонері від залишків целюлози. В результаті, при травленні друкованої плати з'являються додаткові труднощі, яких вдалося уникнути лише зробивши все навпаки. http://oldoctober.com/ru/

Припускаю, що причина, яка викликає шлюб, наступна.

Папір, нагріваючись до високої температури починає коробитися. У той час як температура фольгованого склотекстоліту завжди трохи нижча. Тонер частково закріплюється на фользі, але залишається розплавленим із боку паперу. При коробленні папір зсувається і змінює початкову форму провідників.

На початку хочу попередити, що технологія не позбавлена ​​певних недоліків.

Перший, це відсутність спеціального паперу для термоперенесення, замість якого я пропоную підібрати підходящий папір для самоклеючих етикеток. На жаль, не всякий папір годиться. Потрібно вибрати ту, у якої етикетки щільніші, а підкладка має гарну, рівну поверхню.

Другий недолік у тому, що розмір друкованої плати обмежений розмірами підошви праски. Крім того, не кожна праска може досить рівномірно розігріти фольгований склотекстоліт, тому краще вибрати найпотужніший.

Однак, при всіх цих недоліках, технологія, що описується нижче, дозволила мені отримати стабільний, легко повторюваний результат, при дрібносерійному виробництві.

Суть зміни традиційного процесу полягає в тому, що пропонується нагрівати не папір із тонером, а сам фольгований склотекстоліт.

Основна перевага полягає в тому, що при цьому легко контролювати температуру в зоні плавлення тонера. Крім того, гумовий валик дозволяє рівномірно розподілити тиск і запобігти роздавлюванню тонера. (Я скрізь пишу саме про фольгований склотекстоліт, оскільки інші матеріали не відчував).

Технологія однаково добре підходить для фольгованого склотекстоліту різної товщини, але краще використовувати матеріал не товщий за один міліметр, так як його легко різати ножицями.

Отже, беремо шматок самого затрапезного фольгованого склотекстоліту і обробляємо його шкіркою. Дуже велику шкірку використовувати не варто, тому що можна пошкодити майбутні доріжки. Однак можна не шкурити, якщо ви маєте шматок нового склотекстоліту. Поверхню міді потрібно ретельно очистити та знежирити у будь-якому випадку.

Робимо трафарет для термоперенесення. Для чого відрізаємо необхідний шматок від аркуша паперу для етикеток, відокремлюємо від підкладки самі етикетки. На початку листа потрібно залишити шматочок етикетки, щоб запобігти застряганню підкладки в механізмі принтера.

Не торкайтеся руками тих місць на підкладці, куди згодом буде нанесено тонер.

Якщо товщина фольгованого склотекстоліту один і менший за міліметр, то відстань між краями окремих плат можна вибрати 0,2мм, якщо більше і ви збираєтеся розрізати заготовку ножівкою, то — 1,5-2,0мм в залежності від товщини полотна і допуску на обробку.

Шар тонера я використовую той, що закладено за замовчуванням у дрйвері принтера, а ось B & W Halftones: (Ч/Б Полутон) слід вибрати Solid (Суцільний). Іншими словами, потрібно запобігти появі растру. Ви його можете не побачити на трафареті, проте це може позначитися на товщині тонера.

Закріплюємо трафарет на відрізку фольгованого склотекстоліту канцелярськими скріпками. Ще одну скріпку чіпляємо на вільний край трафарету, щоб він не стикнувся з праскою.

Температура плавлення тонера різних марокстановить приблизно 160-180С. Тому температура праски має бути трохи вищою на 10-20С. Якщо ваша праска не нагрівається до температури 180С, то доведеться її підрегулювати.

Перед нагріванням підошву праски слід ретельно очистити від жиру та інших забруднень!

Розігріваємо праску до температури 180-190 градусів і щільно притискаємо до фольгованого склотекстоліту так, як показано на малюнку. Якщо розташувати праску інакше, плата може розігрітися надто нерівномірно, тому що зазвичай праска розігрівається на 20-30С сильніше в широкій частині. Витримуємо дві хвилини.

Після цього, знімаємо праску та одним рухом, із зусиллям прикочуємо трафарет до фольгованого склотекстоліту використовуючи гумовий валик для накатки фотографій.

Якщо під час прикочування відбувається роздавлювання тонера, тобто доріжки з'їжджають убік або змінюють свої обриси, слід зменшити кількість тонера в драйвері принтера.

Потрібно, щоб центр валика завжди рухався вздовж центру плати. Ручку валика потрібно тримати так, щоб не допустити появи вектора сили спрямованого "навколо" ручки.

Ще кілька разів сильно прикочуємо трафарет і притискаємо отриманий бутерброд чимось важким, попередньо проклавши складену в кілька разів газету для того, щоб рівномірно розподілити вагу.

Прикочувати трафарет слід щоразу в той самий бік. Валік починає рух від місця кріплення трафарету.

Хвилин за десять можна зняти прес і видалити трафарет. Ось що вийшло.

Тепер потрібно до зворотного боку плати приклеїти у будь-який спосіб щось таке, за що згодом можна буде цю плату утримувати при травленні. (Я використовую термоклей.)

Травимо плату у розчині хлорного заліза.

Як зробити розчин?

Якщо банку з хлорним залізом розгерметизовано, то там, найімовірніше, вже є надконцентрований розчин. Його можна злити в посуд для травлення та додати трохи води.

Якщо хлорне залізо ще покрилося водою, це можна зробити самому. Напевно, можна дістати й самі кристали із банки, але не використовуйте для цього родинне срібло.

Майте на увазі, у сверконцентрированном розчині процес травлення не піде, тому, отримавши такий розчин, потрібно додати трохи води.

Як посуд найкраще використовувати фото ванну з вініпласту, але можна і будь-яку іншу.

На знімку видно, що платня плаває на поверхні розчину за рахунок його поверхневого натягу. Цей метод хороший тим, що продукти травлення не затримуються на поверхні плати, а відразу опускаються на дно ванни.

На початку травлення потрібно переконатися, що під платою не залишилося повітряних бульбашок. У процесі травлення бажано перевіряти, щоб травлення протікало рівномірно по всій поверхні плати.

Якщо є якась неоднорідність, потрібно активувати процес старої зубної щіткою або чимось подібним. Але робити це потрібно обережно, щоби не зруйнувати шар тонера.

Особливу увагу слід приділити отворам контактних майданчиках. Місця, на яких процес травлення не пішов відразу - світліші. У принципі, досить на самому початку процесу досягти потемніння всієї поверхні і всіх отворів і тоді успіх вирішений наперед.

Якщо основна частина плати витравилася за 15 хвилин, то не варто збільшувати загальний частравлення більше, ніж удвічі, тобто понад 30 хвилин. Подальше травлення не лише зменшить ширину провідників, а й може частково зруйнувати тонер.

Зазвичай за подвоєний час витравлюються всі отвори 0,5 мм у контактних майданчиках.

Моторчик крутить невеликий ексцентрик, який створює вібрації у розчині (не обов'язково, якщо періодично піднімати та ворушити плату).

Змиваємо тонер змоченим тампоном в ацетоні.

Ось що вийшло. Зліва плата ще покрита тонером. Ширина доріжок 0,4 мм.

Тепер можна видалити задирки, що утворилися на міді під час свердління. Для цього спочатку закочуємо їх за допомогою шарикопідшипника закріпленого в якійсь зручній оправці. При цьому плату краще розмістити на рівній твердій поверхні. Потім дрібною шкіркою видаляємо оксид з поверхні міді, якщо він утворився.

Лудимо заготовку, навіщо попередньо покриваємо її шаром флюсу.

Сходив у магазин канцтоварів і сфотографував упаковку з самоклеючими етикетками. Саме цей папір погано підходить для термоперенесення. Хоча, якщо немає іншої, то можна використати і цю після деякого доопрацювання.

Папір, який виявився найзручнішим для термопереносу, виявився виробництва фінської компанії «Campas». Оскільки на дрібній упаковці немає ніяких розпізнавальних знаків, то навряд чи вдасться її ідентифікувати без тестування.

Ця сторінка є посібником з виробництва високоякісних друкованих плат (далі ПП) швидко та ефективно, особливо для професійного макетування виробництва ПП. На відміну від більшості інших посібників, акцент робиться на якості, швидкості та мінімальної вартостіматеріалів.

За допомогою описаних на цій сторінці методів ви зможете зробити односторонню та двосторонню плату досить гарної якості, придатну для поверхневого монтажуз кроком розташування елементів 40-50 елементів на дюйм та з кроком розташування отворів 0.5 мм.

Методика, описана тут, є сумованим досвідом, зібраним протягом 20 років експериментів у цій галузі. Якщо ви точно дотримуватиметеся описаної тут методики, то зможете щоразу отримувати ПП відмінної якості. Звичайно, ви можете експериментувати, але пам'ятайте, що необережні дії можуть спричинити істотне зниження якості.

Тут представлені лише фотолітографічні методи формування топології ПП – інші способи, такі як трансферт, друк на міді тощо, які не підходять для швидкого та ефективного використання, не розглядаються.

Свердління

Якщо як основний матеріал ви використовуєте FR-4, то вам знадобляться свердла, покриті карбідом вольфраму, свердла з швидкорізальних сталей дуже швидко зношуються, хоча сталь можна застосовувати для свердління одиночних отворів великого діаметру (більше 2 мм), т.к. свердла з напилюванням карбіду вольфраму такого діаметра надто дорогі. При свердлінні отворів діаметром менше 1 мм краще використовувати вертикальний верстат, інакше ваші свердла будуть швидко ламатися. Рух зверху вниз найоптимальніший з погляду навантаження на інструмент. Карбідні свердла виготовляють з жорстким хвостовиком (тобто свердло точно відповідає діаметру отвору), або з товстим (іноді називають "турбо") хвостовиком, що має стандартний розмір(Зазвичай 3.5 мм).

При свердлінні свердлами з карбідним напиленням важливо жорстко закріпити ПП, т.к. свердло може під час руху вгору вирвати фрагмент плати.

Свердла маленьких діаметрів зазвичай вставляють або в цанговий патрон різних розмірів, або в трьох кулачковий патрон - іноді 3-х кулачковий патрон є оптимальним варіантом. Для точного фіксування, однак, це закріплення не підходить, і маленький розмір свердла (менше 1 мм) швидко робить жолобки у затискачах, що забезпечують хорошу фіксацію. Тому для свердла діаметром менше 1 мм краще використовувати цанговий патрон. Про всяк випадок придбайте додатковий набір, що містить запасні цанги для кожного розміру. Деякі недорогі свердла виробляють із пластиковими цангами – викиньте їх та купіть металеві.

Для отримання прийнятної точності необхідно правильно організувати робоче місце, тобто, по-перше, забезпечити освітлення плати під час свердління. Для цього можна використовувати 12 В галогенову лампу (або 9В, щоб зменшити яскравість), прикріпивши її на штативі для можливості вибирати позицію (освітлювати правий бік). По-друге, підняти робочу поверхню приблизно на 6" вище висоти столу, для кращого візуального контролю процесу. Непогано було б видалити пил (можна використовувати звичайний пилосос), але це не обов'язково - випадкове замикання ланцюга пиловою часткою - це міф. що пил від скловолокон, що утворюється при свердлінні, дуже колкий, і при попаданні на шкіру викликає її подразнення і, нарешті, при роботі дуже зручно користуватися ножним вмикачем свердлильного верстата, особливо при частій заміні свердл.

Типові розміри отворів:
· Перехідні отвори - 0.8 мм і менше
· Інтегральна схема, резистори і т.д. – 0.8 мм.
· Великі діоди (1N4001) – 1.0 мм;
· Контактні колодки, тримери – від 1.2 до 1.5 мм;

Намагайтеся уникати отворів діаметром менше 0.8 мм. Завжди тримайте щонайменше двох запасних свердл 0.8 мм, т.к. вони завжди ламаються саме у той момент, коли вам терміново треба зробити замовлення. Свердла 1 мм і більше набагато надійніше, хоча і для них непогано мати запасні. Коли вам потрібно виготовити дві однакові плати, то для економії часу їх можна свердлити одночасно. При цьому необхідно дуже акуратно свердлити отвори в центрі контактного майданчика біля кожного кута ПП, а для великих плат - отвори, які розташовані поблизу центру. Отже, покладіть плати одна на одну і просвердліть отвори 0.8 мм у двох протилежних кутах, потім використовуючи штифти як кілочки, закріпіть плати відносно один одного.

Різання

Якщо ви робите ПП серійно, вам знадобиться для різання гільйотинних ножиць (коштують вони близько 150 у.о.). Звичайні пилки швидко тупляться, за винятком пилок з карбідовим покриттям, а пил під час пилки може викликати подразнення шкіри. Пилою можна випадково пошкодити захисну плівку та зруйнувати провідники на готовій платі. Якщо ви хочете користуватися ножицями гільйотин, то будьте дуже обережні при відрізанні плати, пам'ятайте, що лезо дуже гостре.

Якщо вам треба відрізати плату за складним контуром, то це можна зробити або просвердливши багато маленьких отворів і відламавши ПП по перфораціях, або за допомогою лобзика або маленької ножівки, але приготуйтеся часто міняти лезо. Практично можна зробити кутовий зріз і ножицями гільйотин, але будьте дуже обережні.

Наскрізна металізація

Коли ви робите двосторонню плату, виникає проблема об'єднання елементів на верхній стороні плати. Деякі компоненти (резистор, поверхневі інтегральні схеми) набагато легше припаяти, ніж інші (наприклад конденсатор зі штиревими висновками), тому виникає думка: зробити поверхневе з'єднання лише "легких" компонентів. А для DIP-компонентів використовувати штифти, причому краще використовувати модель з товстим штифтом, а не з роз'ємом.

Трохи підніміть DIP-компонент над поверхнею плати та спаяйте пару штирьків з боку припою, зробивши на кінці невеликий капелюшок. Потім потрібно припаяти необхідні компоненти до верхньої сторони за допомогою повторного нагріву, причому при пайці дочекайтеся, поки припій заповнить простір навколо штиря (див. малюнок). Для плат з дуже щільним розташуванням елементів необхідно добре продумати компонування, щоб полегшити пайку DIP-компонентів. Після того, як ви закінчили складання плати, необхідно провести двосторонній контроль якості монтажу.

Для перехідних отворів використовують сполучні штирі, що швидко монтуються, діаметром 0.8 мм (див. малюнок).

Це найдоступніший спосіб електричного з'єднання. Вам потрібно буде лише точно ввести кінець приладу в отвір на всю довжину, повторити теж з іншими отворами. . Ця установка дуже зручна, але дорога (350 $). Вона використовує "пластинчасті бруски" (див. малюнок), які складаються з бруска припою з мідною втулкою металізованою із зовнішнього боку.На втулці нарізані засічки з інтервалом 1.6 мм, що відповідають товщині плати. Брусок вводиться в отвір за допомогою спеціального аплікатора. Потім отвір пробивають керном, який викликає перекіс металізованої втулки, і виштовхує втулку з отвору. Контактні майданчики напоюються з кожної сторони плати для приєднання втулки до контактних майданчиків, потім припій видаляється разом з обплетенням.

На щастя, цю систему можна використовувати для металізації стандартних отворів 0.8 мм без придбання повного комплекту. Як аплікатор можна використовувати будь-який автоматичний олівець діаметром 0.8 мм, модель якого має наконечник схожий на зображений на малюнку, що працює набагато краще, ніж справжній аплікатор. Отвори мають бути просвердлені діаметром 0.85 мм, т.к. після металізації їх діаметри зменшуються.

Зауважимо, що якщо ваша програма креслила контактні майданчики таким самим розміром, як і розмір свердла, то отвори можуть виходити за їх межі, призводячи до несправностей плати. Ідеально, щоб контактний майданчик виходив за межі отвору на 0.5 мм.

Металізація отворів на основі графіту

Другий варіант отримання провідності через отвори - металізація графітом, з наступним гальванічним осадженням міді. Після свердління поверхня плати покривається аерозольним розчином, що містить дрібнодисперсні частинки графіту, який потім ракель (скребком або шпателем) продавлюється в отвори. Можна використовувати аерозоль фірми CRAMOLIN "GRAPHITE". Даний аерозоль широко використовується в гальванопластику та інших гальванічних процесах, а також при отриманні покриттів, що проводять, в радіоелектроніці. Якщо основу становить легколетюча речовина, необхідно відразу ж струснути плату в напрямку перпендикулярній площиніплати, так щоб надлишки пасти пішли з отворів до випаровування основи. Надлишки графіту з поверхні видаляються розчинником або механічно – шліфуванням. Необхідно відзначити, що розмір отриманого отвору може бути меншим на 0.2 мм вихідного діаметра. Забруднені отвори можна прочистити за допомогою голки чи інакше. Крім аерозолів можна використовувати колоїдні розчини графіту. Далі на провідні циліндричні поверхні отворів осаджується мідь.

Гальванічний процес осадження добре відпрацьований та широко описаний у літературі. Установка для проведення цієї операції є ємністю, заповненою розчином електроліту (насичений розчин Cu 2 SO 4 +10% розчин H 2 SO 4), в яку опущені мідні електроди та заготівля. Між електродами і заготівлею створюється різниця потенціалів, яка повинна забезпечити щільність струму не більше 3-х ампер на квадратний дециметрповерхні заготівлі. Велика щільність струму дозволяє досягати більших швидкостей осадження міді. Так для осадження на заготівлю товщиною 1.5 мм необхідно осадити до 25 мкм міді, при такій щільності цей процес триває трохи більше півгодини. Для інтенсифікації процесу розчин електроліту можуть додаватися різні присадки, а рідина може піддаватися механічному перемішування, борбатажу та ін. При нерівномірному нанесенні міді на поверхню заготовка може бути відшліфована. Процес металізації графітом, зазвичай, використовує субтрактивної технології, тобто. перед нанесенням фоторезиста.

Вся паста, що залишилася перед нанесенням міді, зменшує вільний об'єм отвору та надає отвору неправильної форми, що ускладнює подальший монтаж компонентів. Більш надійним методом видалення залишків струмопровідної пасти є вакуумування або продування надлишковим тиском.

Формування фотошаблону

Вам необхідно зробити позитивну (тобто чорну = мідь) напівпрозору плівку фотошаблону. Ви ніколи не зробите справді хорошу ПП без якісного фотошаблону, тому ця операція має велике значення. Дуже важливо отримати чітке тагранично непрозорезображення топології ПП.

На сьогоднішній день і в майбутньому фотошаблон формуватимуть за допомогою комп'ютерних програмсімейства чи придатних для цієї мети графічних пакетів. У цій роботі ми не обговорюватимемо переваги програмного забезпечення, скажімо тільки, що ви можете використовувати будь-які програмні продукти, але необхідно, щоб програма виводила на друк отвори, розташовані в центрі контактного майданчика, що використовуються при подальшій операції свердління як маркери. Практично неможливо вручну просвердлити отвори без цих орієнтирів. Якщо ви хочете використовувати CAD загального призначення або графічні пакети, то в установках програми задайте контактні майданчики або як об'єкт, що містить чорну залиту область з білим концентричним коло меншого діаметра на її поверхні, або як незаповнене коло, встановивши попередньо велику товщину лінії (тобто чорне кільце).

Як тільки визначили розташування контактних майданчиків та типи ліній, встановлюємо рекомендовані мінімальні розміри:
- свердлильного діаметра - (1 міл = 1/1000 дюйма) 0.8 мм Ви можете виготовити ПП і з меншим діаметром наскрізних отворів, але це буде набагато складніше.
- контактні майданчики для нормальних компонентів та DIL LCS: 65 милий круглі або квадратні майданчики з діаметром отвору 0.8 мм.
- ширина лінії - 12.5 міл, якщо вам потрібно, то можна отримати і 10 міл.
- простір між центрами доріжок шириною 12.5 міл - 25 міл (можливо трохи менше, якщо дозволяє модель принтера).

Необхідно дбати про правильне діагональне з'єднання треків на зрізах кутів(сітка - 25 міл, ширина доріжки - 12.5 міл).

Фотошаблон повинен бути роздрукований таким чином, щоб при експонуванні сторона, на яку наносяться чорнило, була повернена до поверхні ПП для забезпечення мінімального зазору між зображенням і ПП. Практично це означає, що верхня сторона двосторонньої ПП має бути надрукована дзеркально.

Якість фотошаблону залежить як від пристрою виведення і матеріалу фотошаблону, так і від факторів, які ми обговоримо далі.

Матеріал фотошаблону

Йдеться не про використання фотошаблону середньої прозорості – оскільки для ультрафіолетового випромінювання достатньо буде напівпрозорого, це не суттєво, тому що. для менш прозорого матеріалучас експонування збільшується зовсім небагато. Розбірливість ліній, непрозорість чорних областей та швидкість висихання тонера/чорнила є набагато важливішою. Можливі альтернативи під час друку фотошаблону:
Прозора ацетатна плівка (OHP)- може здатися, що це найбільш очевидна альтернатива, але ця заміна може коштувати дорого. Матеріал має властивість згинатися або спотворюватися від нагрівання лазерним принтером, і тонер/чорнило можуть потріскатися та легко обсипатися. НЕ РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ
Поліефірна креслярська плівка- хороша, але дорога, чудова розмірна стабільність. Шорстка поверхня добре утримує чорнило або тонер. При використанні лазерного принтера потрібно брати товсту плівку, т.к. при нагріванні тонка плівка схильна до жолоблення. Але навіть товста плівка може деформуватись під дією деяких принтерів. Не рекомендується, але застосування можливе.
Калька.Беріть максимальну товщину, яку зможете знайти – не менше 90 грамів на кв. метр (якщо візьмете тонше, то вона може покоробитися), 120 грам на кв. метр буде навіть кращим, але її важче знайти. Це недорого, і без особливих зусиль можна дістати в офісах. Калька має гарну проникність для ультрафіолетового випромінювання і по здатності утримувати чорнило близьке до креслярської плівки, а за властивостями не спотворюватися при нагріванні навіть перевершує.

Пристрій виведення

Pen plotters- копітка і повільна. Ви повинні будете використовувати дорогу поліефірну креслярську плівку (калька не годиться, тому що чорнило наноситься одиночними лініями) і спеціальне чорнило. Перо доведеться періодично чистити, т.к. воно легко засмічується. НЕ РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ.
Струменеві принтери- головна проблема при використанні - досягти необхідної непрозорості. Ці принтери настільки дешеві, що, звичайно, варто спробувати, але якість їх друку не порівняти з якістю лазерних принтерів. Також можна спробувати надрукувати спочатку на папері, а потім за допомогою гарного ксероксу перевести зображення на кальку.
Складальники- для кращої якості фотошаблону створюють Postscript або PDF-файл і пересилають на DTP або наборщик. Фотошаблон, виготовлений таким чином, матиме роздільну здатність не менше 2400DPI, абсолютну непрозорість чорних областей та досконалу різкість зображення. Ціна зазвичай наводиться однієї сторінки, крім використаної області, тобто. якщо ви зможете мультиплікувати копії ПП або розмістити на одній сторінці зображення обох сторін ПП, ви заощадите гроші. На таких пристроях можна зробити велику плату, формат якої не забезпечується вашим принтером.
Лазерні принтери- легко забезпечують найкращий дозвіл, доступні та швидкі. Принтер, що використовується, повинен мати дозвіл не менше 600dpi для всіх ПП, т.к. нам потрібно зробити 40 смуг на дюйм. 300DPI не зможе поділити дюйм на 40 на відміну від 600DPI.

Також важливо відзначити, що принтер робить хороші чорні відбитки без вкраплення тонера. Якщо ви плануєте купити принтер для виготовлення ПП, спочатку необхідно протестувати цю модель на звичайному аркуші паперу. Навіть найкращі лазерні принтери можуть не покривати повністю великі області, але це не є проблемою, якщо друкуються тонкі лінії.

При використанні кальки або креслярської плівки необхідно мати посібник із заправки паперу в принтер і правильно здійснювати зміну плівки, щоб уникнути заклинювання апаратури. Пам'ятайте, що при виробництві маленьких ПП для економії плівки або кальки можна розрізати листи навпіл або до потрібного формату (наприклад, розрізати А4, щоб отримати А5).

Деякі лазерні принтери друкують з поганою точністю, але оскільки будь-яка помилка лінійна, її можна компенсувати масштабуванням даних при виведенні на друк.

Фоторезист

Найкраще використовувати склотекстоліт FR4, вже з нанесеним плівковим резистом. В іншому випадку вам доведеться самостійно покривати заготівлю. Вам не знадобиться темна кімнатаабо приглушене освітлення, просто уникайте потрапляння прямих сонячних променів, мінімізуючи надмірне освітлення, і виявляйте безпосередньо після опромінення ультрафіолетом.

Рідко застосовуються рідкі фоторезисти, які наносяться розпиленням і покривають мідь тонкою плівкою. Я не рекомендував би їх використання, якщо ви не маєте умов для отримання дуже чистої поверхні або хочете отримати ПП з низьким дозволом.

Експонування

Плату, покриту фоторезистом, необхідно опромінювати ультрафіолетовим випромінюванням через фотошаблон, використовуючи УФ-установку.

При експонуванні можна використовувати стандартні флуоресцентні лампи та УФ-камери. Для маленької ПП - дві або чотири 8-ватних 12" ламп буде достатньо, для великих (А3) ідеально використовувати чотири 15" 15 ватних ламп. Щоб визначити відстань від скла до лампи під час експонування, помістіть лист кальки на склі та відрегулюйте відстань, щоб отримати необхідний рівеньосвітлення поверхні паперу. Необхідні УФ лампи продають або як змінна деталь для установки, що застосовується в медицині, або лампи "чорного світла" для освітлення дискотек. Вони пофарбовані в білий або іноді в чорний/синій колір і світяться фіолетовим світлом, що робить папір флуоресцентним (вона починає яскраво світитися). НЕ ВИКОРИСТОВУЙТЕ короткохвильові УФ лампи, схожі на програмовані ПЗУ, що стираються, або бактерицидні лампи, які мають чисте скло. Вони випромінюють короткохвильове УФ випромінювання, яке може спричинити пошкодження шкіри та очей, і не підходить для виробництва ПП.

Установку експонування можна обладнати таймером, що висвічує тривалість впливу випромінювання на ПП, межа його вимірювання має бути від 2 до 10 хвилин з кроком 30 с. Непогано було б забезпечити таймер звуковим сигналом, який повідомляє про закінчення часу експонування. Ідеально було б використовувати механічний чи електронний таймер для мікрохвильової печі.

Вам доведеться експериментувати, щоб підібрати потрібний час експонування. Спробуйте провести експонування через кожні 30с, починаючи з 20 секунд та закінчуючи 10 хвилинами. Виявіть ПП та порівняйте отримані дозволи. Зауважте, що при перетримці зображення виходить краще, ніж при недостатньому опроміненні.

Отже, для проведення експонування односторонньої ПП поверніть фотошаблон друкованою стороною на склі установки, видаліть захисну плівку і покладіть ПП чутливою стороною вниз поверх фотошаблону. ПП має бути притиснута до скла, щоб отримати мінімальний зазор для кращої роздільної здатності. Цього можна досягти або поклавши на поверхню ПП якийсь вантаж, або приєднавши до УФ-установки навісну кришку з каучуковим ущільненням, яка притискає ПП до скла. У деяких установках для кращого контакту ПП фіксують створенням вакууму під кришкою маленького вакуумного насоса.

При експонуванні двосторонньої плати сторона фотошаблону з тонером (більш шорстка) прикладається до сторони припою ПП нормально, а до протилежної сторони (де розміщуватимуться компоненти) - дзеркально. Прикладивши фотошаблони друкованою стороною один до одного та поєднавши їх, перевірте, щоб усі області плівки збігалися. Для цього зручно використовувати столик із підсвічуванням, але він може бути замінений звичайним денним світлом, якщо поєднувати фотошаблони на поверхні вікна. Якщо під час друку було втрачено координатну точність, це може призвести до розміщення зображення з отворами; Спробуйте поєднати плівки за середнім значенням помилки, стежачи за тим, щоб перехідні отвори не виходили за краї контактних майданчиків. Після того, як фотошаблони з'єднані і правильно вирівняні, прикріпіть їх до поверхні ПП скотчем у двох місцях на протилежних сторонах листа (якщо плата велика - то по 3 сторонам) на відстані 10 мм від краю пластини. Залишати проміжок між скріпками та краєм ПП важливо, т.к. це запобігає пошкодженню краю зображення. Використовуйте скріпки найменшого розміру, який можете знайти, щоб товщина скріпки була не набагато товщі ПП.

Проекспонуйте кожну сторону ПП по черзі. Після опромінення ПП ви можете побачити зображення топології на плівці фоторезиста.

Зрештою можна відзначити, що короткий вплив випромінювання на очі не приносить шкоди, але людина може відчути дискомфорт, особливо при використанні потужних ламп. Для рами установки краще використовувати скло, а чи не пластик, т.к. воно більш жорстке і меншою мірою піддається появі тріщин при контакті.

Можна комбінувати УФ лампи та трубки білого світла. Якщо у вас буває багато замовлень на виробництво двосторонніх плат, то дешевше було б придбати установку двостороннього експонування, де ПП розміщуються між двома світловими джерелами, і випромінювання піддаються обидві сторони ПП одночасно.

Прояв

Головне, що потрібно сказати про цю операцію, - НЕ ВИКОРИСТОВУЙТЕ ГІДРООКИЙ НАТРІЮ при прояві фоторезиста. Ця речовина зовсім не підходить для прояву ПП - крім їдкості розчину, до його недоліків можна віднести сильну чутливість до зміни температури та концентрації, а також нестійкість. Ця речовина занадто слабка, щоб виявити все зображення і занадто сильна, щоб розчинити фоторезист. Тобто. за допомогою цього розчину неможливо отримати прийнятний результат, особливо якщо ви влаштували свою лабораторію в приміщенні із частою зміною температури (гараж, навіс тощо).

Набагато краще як проявник розчин, вироблений на основі ефіру кремнієвої кислоти, який продається у вигляді рідкого концентрату. Його хімічний склад - Na 2 SiO 3 *5H 2 O. Ця речовина має величезну кількість переваг. Найважливішим є те, що в ньому дуже важко перетримати ПП. Ви можете залишити ПП на точно не фіксований час. Це також означає, що він майже не змінює своїх властивостей під час перепадів температури - немає ризику розпаду при збільшенні температури. Цей розчин також має дуже великий термін зберігання, і його концентрація зберігається постійною не менше кількох років.

Відсутність проблеми перетримки в розчині дозволить вам збільшити його концентрацію зменшення часу прояви ПП. Рекомендується змішувати 1 частина концентрату із 180 частинами води, тобто. в 200 мл води міститься трохи більше ніж 1,7 гр. силікату, але можна зробити більш концентровану суміш, щоб зображення виявлялося приблизно за 5 с без ризику руйнування поверхні при перетримці, при неможливості придбання силікату натрію, можна використовувати вуглекислий натрій або калій (Na 2 С 3).

Ви можете контролювати процес прояву зануренням ПП в хлорид заліза на дуже короткий час - мідь відразу потьмяніє, при цьому можна розрізнити форму ліній зображення. Якщо залишаються блискучі ділянки або проміжки між лініями розпливчасті, промийте плату і потримайте у проявному розчині ще кілька секунд. На поверхні невиконаної ПП може залишитися тонкий шар резиста, не віддалений розчинником. Щоб видалити залишки плівки, потрібно м'яко протерти ПП паперовим рушником, шорсткість якого достатня, щоб видалити фоторезист без пошкодження провідників.

Ви можете використовувати або фотолітографічну ванну, або вертикальний бак для прояву - ванна зручна тим, що вона дозволяє контролювати процес проявки, не виймаючи ПП з розчину. Вам не знадобляться ванни або баки, що нагріваються, якщо температура розчину буде підтримуватися не менше 15 градусів.

Ще один рецепт проявного розчину: Взяти 200 мл "рідкого скла", додати 800 мл дистильованої води та розмішайте. Потім до цієї суміші додайте 400 г гідроксиду натрію.

Запобіжні заходи: Ніколи не беріть твердий гідроксид натрію руками, використовуйте рукавички. При розчиненні гідроксиду натрію у воді виділяється велика кількістьтепла, тому розчиняти його треба невеликими порціями. Якщо розчин став занадто гарячим, перш ніж додати чергову порцію порошку, дайте йому охолонути. Розчин дуже їдкий, і тому під час роботи з ним необхідно одягнути захисні окуляри. Рідке склотакож відомо як "розчин силікату натрію" та "яєчний консерватор". Воно використовується для чищення ринв і продається в будь-якому господарському магазині. Цей розчин не можна зробити простим розчиненням твердого силікату натрію. Описаний вище проявний розчин має таку ж інтенсивність, як концентрат, і тому його необхідно розбавляти - на 1 частину концентрату 4-8 частин води в залежності від використовуваного резиста і температури.

Травлення

Зазвичай як травник використовують хлорид заліза. Це дуже шкідлива речовина, але її легко отримувати і вона набагато дешевша, ніж більшість аналогів. Хлорид заліза труїть будь-який метал, включаючи нержавіючі сталі, тому при встановленні обладнання для травлення використовуйте пластичний або керамічний водозлив, з пластиковими гвинтами та шурупами, і при приєднанні будь-яких матеріалів болтами, їх головки повинні мати кремнієво-каучукове ущільнення. Якщо ж у вас металеві труби, то захистіть їх пластиком (при встановленні нового зливу ідеально було б використовувати термостійкий пластик). Випаровування розчину зазвичай відбувається не дуже інтенсивно, але коли ванни або бак не використовуються, їх краще накривати.

Рекомендується використовувати гексагідрат хлориду заліза, який має жовте забарвлення, та продається у вигляді порошку або гранул. Для одержання розчину їх необхідно залити теплою водоюта розмішати до повного розчинення. Виробництво можна суттєво покращити з погляду екології, додавши в розчин чайну ложку столової солі. Іноді зустрічається зневоднений хлорид заліза, що має вигляд коричнево-зелених гранул. По можливості уникайте використання цієї речовини.Його можна використовувати лише у крайньому разі, т.к. при розчиненні у воді він виділяє велику кількість тепла. Якщо ви вирішили зробити з нього травильний розчин, то в жодному разі не заливайте порошок водою. Гранули потрібно дуже обережно та поступово додавати до води. Якщо розчин хлорного заліза, що вийшов, не витравлює до кінця резист, то спробуйте додати невелику кількість. соляної кислотиі залишити його на 1-2 дні.

Усі маніпуляції із розчинами необхідно проводити дуже акуратно. Не можна допускати розбризкування травників обох типів, т.к. при їх змішуванні може статися невеликий вибух, через який рідина виплеснеться з контейнера і може потрапити у вічі чи одяг, що небезпечно. Тому під час роботи надягайте рукавички та захисні окуляри і відразу ж змивайте будь-які краплі, що потрапили на шкіру.

Якщо ви виробляєте ПП на професійній основі, де час - гроші, ви можете використовувати ємності, що нагріваються для травлення, щоб збільшити швидкість процесу. Зі свіжим гарячим FeCl ПП будуть повністю витравлюватися за 5 хвилин при температурі розчину 30-50 градусів. При цьому виходить найкраща якість краю та більш рівномірна ширина ліній зображення. Замість використання ванн з підігрівом можна помістити травильний піддон у ємність. більшого розміру, наповнений гарячою водою.

Якщо ви не використовуєте ємність з підведеним повітрям для буріння розчину, вам необхідно періодично пересувати плату, щоб забезпечити рівномірне травлення.

Лудіння

Нанесення олова на поверхню ПП проводять для полегшення паяння. Операція металізації полягає в осадженні тонкого шару олова (не більше 2 мкм) на поверхні міді.

Підготовка поверхні ПП є важливою стадією перед початком металізації. Перш за все, вам необхідно зняти залишки фоторезиста, для чого можна використовувати спеціальні розчини, що очищають. Найбільш поширений розчин для зняття резиста – тривідсотковий розчин KOH або NaOH, нагрітий до 40 – 50 градусів. Плату занурюють у цей розчин, і фоторезист через деякий час відшаровується від мідної поверхні. Процідивши розчин можна використовувати повторно. Інший рецепт – за допомогою метанолу (метиловий спирт). Очищення проводять наступним чином: утримуючи ПП (промиту та висушену) горизонтально, капніть кілька крапель метанолу на поверхню, потім, трохи нахиляючи плату, постарайтеся, щоб краплі спирту розтеклися по всій поверхні. Зачекайте близько 10 секунд і протріть плату серветкою, якщо залишився резист, повторіть операцію ще раз. Потім протріть поверхню ПП дротяною мочалкою (яка дає набагато кращий результат, ніж наждачний папір або абразивні ролики), поки не досягнете блискучої поверхні, протріть серветкою, щоб прибрати частинки, що залишилися після мочалки, і негайно помістіть плату в розчин для лудіння. Не торкайтеся поверхні плати пальцями після очищення. У процесі паяння олово може змочуватись розплавом припою. Паяти краще м'якими припоями із безкислотними флюсами. Слід звернути увагу, що якщо між технологічними операціями існує деякий проміжок часу, то плату необхідно декапувати, щоб видалити оксид міді, що утворився: 2-3с в 5% розчині соляної кислоти з подальшим промиванням в проточній воді. Достатньо просто здійснювати хімічне лудіння, для цього плату опускають у водний розчинмістить хлорне олово. Виділення олова на поверхні мідного покриття відбувається при зануренні в такий розчин солі олова, в якій потенціал міді більш електронегативний, ніж матеріал покриття. Зміні потенціалу у потрібному напрямку сприяє введення в розчин солі олова комплексоутворюючої добавки - тіокарбаміду (тіомочевини), ціаніду лужного металу. Такого типу розчини мають наступний склад (г/л):

	1	2	3	4	5
Двохлористе олово SnCl 2 *2H 2 O	5.5	5-8	4	20	10
Тіокарбомід CS(NH 2) 2	50	35-50	-	-	-
Сірчана кислота H 2 SO 4	-	30-40	-	-	-
KCN	-	-	50	-	-
Винна кислота C 4 H 6 O 6	35	-	-	-	-
NaOH	-	6	-	-	-
Молочнокислий натрій	-	-	-	200	-
Сірчанокислий алюміній-амоній (алюмоамонійні галун)	-	-	-	-	300
Температура, З o	60-70	50-60	18-25	18-25	18-25

Серед перерахованих вище найбільш поширені розчини 1 і 2. Увага!Розчин на основі ціаністого калію надзвичайно отруйний!

Іноді як поверхнево-активна речовина для 1 розчину пропонується використання миючого засобу"Прогрес" у кількості 1 мл/л. Додавання в 2 розчин 2-3 г/л нітрату вісмуту призводить до осадження сплаву, що містить до 1,5% вісмуту, що покращує паяння покриття та зберігає її протягом декількох місяців. Для консервації поверхні застосовують аерозольні розпилювачі на основі композицій, що флюсують. Нанесений на поверхню заготовки лак після висихання утворює міцну гладку плівку, яка перешкоджає окисленню. Однією з популярних таких речовин є "SOLDERLAC" фірми Cramolin. Наступне паяння проходить прямо по обробленій поверхні без додаткового видалення лаку. В особливо відповідальних випадках паяння лак можна видалити спиртовим розчином.

Штучні розчини для лудіння погіршуються з часом, особливо під час контакту з повітрям. Тому якщо у вас не регулярно бувають великі замовлення, то намагайтеся приготувати відразу невелику кількість розчину, достатню для лудіння потрібної кількості ПП, залишки розчину зберігайте в закритій ємності (ідеально використовувати одну з пляшок, що використовується у фотографії, що не пропускає повітря). Також необхідно захищати розчин від забруднень, які можуть погіршити якість речовини. Ретельно очищайте та висушуйте заготівлю перед кожною технологічною операцією. У вас повинен бути спеціальний таця і щипці для цих цілей. Після використання інструменти також потрібно добре очистити.

Найбільш популярним і простим розплавом для лудіння є легкоплавкий сплав - "Трояні" (олово - 25%, свинець - 25%, вісмут - 50%), температура плавлення якого 130 С o . Плату за допомогою щипців поміщають під рівень рідкого розплаву на 5-10 с, і вийнявши перевіряють чи мідні поверхні рівномірно покриті. За необхідності операцію повторюють. Відразу ж після виймання плати з розплаву його видаляють або за допомогою гумового ракелю, або різким струшуванням у напрямку перпендикулярному до площини плати, утримуючи її в затиску. Іншим способом видалення залишків сплаву "Розі" є її нагрівання в термошафі і струшування. Операція може проводитись повторно для досягнення монотовщинного покриття. Для запобігання окисленню гарячого розплаву розчин додають нітрогліцерин, так щоб його рівень покривав розплав на 10 мм. Після операції плата відмивається від гліцерину у проточній воді.

Увага!Дані операції передбачають роботу з установками та матеріалами, що знаходяться під дією високої температури, тому для запобігання опіку необхідно користуватися захисними рукавичками, окулярами та фартухами. Операція лудіння сплавом олово-свинець протікає аналогічно, але більш висока температура розплаву обмежує сферу застосування цього способу в умовах кустарного виробництва.

Установка, що включає три ємності: травильна ванна з підігрівом, ванна з барботажем та проявний піддон. Як гарантований мінімум: травильна ванна та ємність для споліскування плат. Для проявлення та лудіння плат можна використовувати ванни для фотографій.
- Набір піддонів для лудіння різного розміру
- Гільйотина для ПП або маленькі гільйотинні ножиці.
- Свердлильний верстат, з педаллю ножа включення.

Якщо ви не можете дістати ванну для промивання, то для промивання плат можна використовувати ручний розбризкувач (наприклад, для поливання кольорів).

Ну от і все. Бажаємо вам успішно освоїти цю методику та отримувати щоразу чудові результати.

Що являє собою друкована плата?

Друкована платаабо плата, являє собою пластину або панель, що складається з одного або двох провідних малюнків, розташованих на поверхні діелектричної основи, або з системи провідних малюнків, розташованих в обсязі і на поверхні діелектричної основи, з'єднаних між собою відповідно до принципової електричною схемою, призначене для електричного з'єднання та механічного кріплення встановлюваних на ньому виробів електронної техніки, квантової електроніки та електротехнічних виробів - пасивних та активних електронних компонентів.

Найпростіший друкований платой є плата, що містить мідні провідники на одній із сторін друкований платыі зв'язує елементи провідного малюнка лише на одній із її поверхонь. Такі платывідомі як одношарові друкований платыабо односторонні друковані платы(скорочено - ОПП).

На сьогоднішній день, найпопулярніші у виробництві та найпоширеніші друковані платы, які містять два шари, тобто містять провідний малюнок з обох сторін платы– двосторонні (двошарові) друковані платы(скорочено ДПП). Для з'єднання провідників між шарами використовуються наскрізні монтажні та перехідні металізовані отвори. Тим не менш, залежно від фізичної складності конструкції друкований платы, коли розведення провідників на двосторонній плате стає надто складною, на виробництві замовленнявиявляється багатошарові друковані платы(скорочено МПП), де провідний малюнок формується не тільки на двох зовнішніх сторонах платы, а й у внутрішніх шарах діелектрика. Залежно від складності, багатошарові друковані платыможуть бути виготовлені з 4,6, ….24 або більше шарів.

>
Рис 1. Приклад двошаровий друкований платыіз захисною паяльною маскою та маркуванням.

Для монтажаелектронних компонентів на друковані платы, необхідна технологічна операція- паяння, що застосовується для отримання нероз'ємного з'єднання деталей з різних металів шляхом введення між контактами деталей розплавленого металу - припою, що має нижчу температуру плавлення, ніж матеріали деталей, що з'єднуються. Спійвані контакти деталей, а також припій і флюс вводяться в дотик і піддаються нагрівання з температурою вище температури плавлення припою, але нижче температури плавлення деталей, що спаюються. В результаті, припій переходить у рідкий станта змочує поверхні деталей. Після цього нагрівання припиняється, і припій перетворюється на тверду фазу, утворюючи з'єднання. Цей процес можна зробити вручну чи за допомогою спеціалізованої техніки.

Перед паянням, компоненти розміщуються на друкований плате висновками компонентів у наскрізні отвори платыта припаюються до контактних майданчиків та/або металізованої внутрішньої поверхні отвору – т.зв. технологія монтажав отвори (THT Through Hole Technology - технологія монтажав отвори або ін. словами - штирьовий монтажабо DIP- монтаж). Так само, все більшого поширення, особливо, в масовому та великосерійному виробництві, набула більш прогресивна технологія поверхневого монтажа- також звана ТМП (технологія монтажана поверхню) або SMT(surface mount technology) або SMD-технологія (від surface mount device – прилад, що монтується на поверхню). Основною її відмінністю від «традиційної» технології монтажав отвори є те, що компоненти монтуються та паяються на контактні майданчики (англ. land), що є частиною провідного малюнка на поверхні друкований платы. У технології поверхневого монтажа, як правило, застосовуються два методи паяння: паяння оплавленням припійної пасти і пайка хвилею. Основна перевага методу паяння хвилею – можливість одночасного паяння компонентів, що монтуються як на поверхню платы, так і в отвори. При цьому паяння хвилею є найпродуктивнішим методом паяння при монтаже в отвори. Паяння оплавленням заснована на застосуванні спеціального технологічного матеріалу – паяльної пасти. Вона містить три основні складові: припій, флюс (активатори) та органічні наповнювачі. Паяльнапастананоситься на контактні майданчики або за допомогою дозатора або через трафаретпотім встановлюються електронні компоненти висновками на паяльну пасту і далі, процес оплавлення припою, що міститься в паяльній пасті, виконується в спеціальних печах шляхом нагрівання друкований платыіз компонентами.

Для запобігання та/або запобігання випадковому короткому замиканню провідників з різних ланцюгів у процесі паяння, виробники друкованих платзастосовують захисну паяльну маску (англ. solder mask; вона ж «зеленка») – шар міцного полімерного матеріалу, призначеного для захисту провідників від попадання припою та флюсу при паянні, а також від перегріву Паяльна масказакриває провідники та залишає відкритими контактні майданчики та ножові роз'єми. Найбільш поширені кольори паяльної маски, що використовуються в друкованих платах – зелений, потім червоний та синій. Слід мати на увазі, що паяльна маскане захищає платвід вологи в процесі експлуатації платыі для вологозахисту використовуються спеціальні органічні покриття.

У найпопулярніших програмах систем автоматизованого проектування друкованих платта електронних приладів (скорочено САПР - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), як правило, існують правила, пов'язані з паяльною маскою. Ці правила визначають відстань/відступ, яку необхідно дотримати, між краєм майданчика, що паяється, і межею паяльної маски. Ця концепція ілюструється малюнку 2 (а).

Шовкографія або маркування.

Маркування (англ. Silkscreen, legend) є процесом, в якому виробник наносить інформацію про електронні компоненти і яка сприяє полегшенню процесу збирання, перевірки та ремонту. Як правило, маркування наноситься для позначення контрольних точок, а також положення, орієнтації та номіналу електронних компонентів. Також вона може бути використана для будь-яких цілей конструктора друкованих плат, наприклад, вказати назву компанії, інструкцію з налаштування (це широко використовується в старих материнських платах персональних комп'ютерів) та ін. Маркування можна наносити на обидві сторони платыі її, як правило, наносять методом сеткографії спеціальною фарбою (з термічним або УФ затвердінням) білого, жовтого або чорного кольору. На малюнку 2 (b) показано позначення та область розташування компонентів, виконані маркуванням білого кольору.

>
Рис 2. Відстань від майданчика до маски (а) та маркування (b)

Структура шарів у САПР

Як уже зазначалося на початку цієї статті, друковані платыможуть бути зроблені з кількох шарів. Коли друкована платарозроблена за допомогою САПР, часто можна побачити у структурі друкований платыдекілька шарів, які не відповідають необхідним шарам з розведенням з провідного матеріалу (міді). Наприклад, шари з маркуванням та паяльною маскою є непровідними шарами. Наявність провідних та непровідних шарів може призвести до плутанини, так як виробники використовують термін шар, коли вони мають на увазі тільки струмопровідні шари. З цього моменту, ми будемо використовувати термін «шари» без «САПР», тільки коли йдеться про провідні шари. Якщо ми використовуємо термін «шари САПР» ми маємо на увазі всі види шарів, тобто провідні та непровідні шари.

Структура шарів у САПР:

шари САПР (провідні та непровідні)	опис
	Top silkscreen - верхній шар маркування (непровідний)
	Top soldermask – верхній шар паяльної маски (непровідний)
	Top paste mask – верхній шар паяльної пасти (непровідний)
	Top Layer 1 – перший/верхній шар (провідний)
	Int Layer 2 – другий/внутрішній шар (провідний)
	Substrate – базовий діелектрик (непровідний)
	Bottom Layer n - нижній шар (провідні)
	Bottom paste mask - Нижній шар паяльної пасти (непровідний)
	Bottom soldermask Нижній шар паяльної маски (непровідний)
	Bottom silkscreen Нижній шар маркування (непровідний)

На малюнку 3. показано три різних структуршарів. Помаранчевий колір підкреслює провідні шари у кожній структурі. Висота структури або товщина друкований платыможе змінюватись в залежності від призначення, проте найбільш часто використовується товщина 1,5мм.

>
Рис 3. Приклад 3 різних структур друкованих плат: 2-х шарова(а), 4-х шарова(b) та 6-и шарова(с)

Типи корпусів електронних компонентів

Сьогодні на ринку є велика різноманітність типів корпусів електронних компонентів. Зазвичай, одного пасивного чи активного елемента існує кілька типів корпусів. Наприклад, ви можете знайти одну і ту ж мікросхему і в корпусі QFP (від англ. Quad Flat Package - сімейство корпусів мікросхем, що мають планарні висновки, розташовані по всіх чотирьох сторонах) і в корпусі LCC (від англ. Leadless Chip Carrier - являє собою низькопрофільний квадратний керамічний корпус з розташованими на нижній частині контактами).

В основному існує 3 великі сімейства електронних корпусів:

		Опис
		корпуси для монтажав отвори, які мають контакти, призначені для наскрізної установки через монтажні отвір у друкований плате. Такі компоненти паяються на протилежному боці платыде був вставлений компонент. Як правило, ці компоненти змонтовані лише на одній стороні друкований платы.
	SMD / SMT	корпуси для поверхневого монтажа, які паяються на один бік платы, де розміщено компонент. Перевагою цього виду компонування корпусу є те, що він може бути встановлений на обидві сторони друкований платыі крім того, ці компоненти менші ніж корпуси для монтажав отвори та дозволяють проектувати платыменших габаритів і з більш щільним розведенням провідників на друкованих платах.
		(Ball Grid Array - масив кульок - тип корпусу поверхнево-монтованих інтегральних мікросхем). BGAвисновки являють собою кульки з припою, нанесені на контактні майданчики зі зворотного боку мікросхеми. Мікросхему розташовують на друкований плате та нагрівають за допомогою паяльної станції або інфрачервоного джерела, так що кульки починають плавитися. Поверхневий натяг змушує розплавлений припій зафіксувати мікросхему над тим місцем, де вона повинна знаходитися на плате. У BGAдовжина провідника дуже мала, і визначається відстанню між платой і мікросхемою, таким чином, застосування BGAдозволяє збільшити діапазон робочих частот та збільшити швидкість обробки інформації. Так само технологія BGAмає кращий тепловий контакт між мікросхемою та платой, що в більшості випадків позбавляє установки тепловідводів, оскільки тепло йде від кристала на плату більш ефективно. Найчастіше BGAвикористовується в комп'ютерних мобільних процесорах, чіпсетах та сучасних графічних процесорах.

Контактний майданчик друкований платы(англ. Land)

Контактний майданчик друкований платы- частина провідного малюнка друкований платы, що використовується для електричного підключення виробів електронної техніки, що встановлюються. Контактний майданчик друкований платыє відкриті від паяльної маски частини мідного провідника, куди і припаюються висновки компонентів. Є два типи майданчиків – контактні майданчики монтажних отворів для монтажав отвори та планарні майданчики для поверхневого монтажа- SMD майданчики. Іноді, SMD майданчики з перехідним отвором дуже схожі на майданчики для монтажав отвори.

На малюнку 4 представлені контактні майданчики для 4-х різних електронних компонентів. Вісім для IC1 і два для R1 SMD майданчики, а також три майданчики з отворами для Q1 і PW електронних компонентів.

>
Рис 4. Майданчики для поверхневого монтажа(IC1, R1) та контактні майданчики для монтажав отвори (Q1, PW).

Мідні провідники

Мідні провідники використовуються для підключення двох точок на друкований плате-наприклад, для підключення між двома SMD майданчиками (рисунок 5.), або для підключення SMD майданчика до майданчика монтажного отвору або для з'єднання двох перехідних отворів.

Провідники можуть мати різну, розраховану ширину в залежності від струмів, що протікають через них. Так само, на високих частотах, необхідно розраховувати ширину провідників і зазори між ними, оскільки опір, ємність та індуктивність системи провідників залежить від їхньої довжини, ширини та їхнього взаємного розташування.

>
Рисунок 5. З'єднання двома провідниками двох SMD мікросхем.

Наскрізні металізовані перехідні отвір друкований платы

Коли треба з'єднати компонент, що знаходиться на верхньому шарі друкований платыз компонентом, що знаходиться на нижньому шарі, застосовуються наскрізні металізовані перехідні отвори, які з'єднують елементи провідного малюнка на різних шарах друкований платы. Ці отвори дозволяють току проходити крізь друковану плату. На малюнку 6 показані два провідники, які починаються на майданчиках компонентів на верхньому шарі та закінчується на майданчиках іншого компонента на нижньому шарі. Для кожного провідника встановлено свій перехідний отвір, що проводить струм із верхнього шару на нижній шар.

>

Рисунок 6. З'єднання двох мікросхем через провідники та перехідні металізовані отвори на різних сторонах друкований платы

На малюнку 7 детальніше дано уявлення про поперечному перерізі 4-шарових друкованих плат. Тут кольорами позначені такі шари:

На моделі друкований платы, на малюнку 7 показаний провідник (червоний), який належить до верхнього провідного шару, і який проходить крізь платза допомогою наскрізного перехідного отвору, а потім продовжує свій шлях по нижньому шару (синій).

>

Рисунок 7. Провідник із верхнього шару, що проходить через друковану платі продовжує свій шлях на нижньому шарі.

«Глухий» металізований отвір друкований платы

У HDI (High Density Interconnect - висока щільність з'єднань) друкованих платах, необхідно використовувати більш ніж два шари, як це показано на малюнку 7. Як правило, у багатошарових конструкціях друкований платы, на яких встановлюються багато інтегральних мікросхем, використовуються окремі шари для живлення та землі (Vcc або GND), і таким чином зовнішні сигнальні шари звільняються від шин живлення, що полегшує розведення сигнальних провідників. Також бувають випадки, що сигнальні провідники повинні переходити від зовнішнього шару (зверху або знизу) найменшим шляхом, щоб забезпечити необхідний хвильовий опір, вимоги по гальванічній розв'язці і закінчуючи вимогами на стійкість до електростатичного розряду. Для таких видів з'єднань використовуються глухі металізовані отвір (Blind via – «глухі» або «сліпі»). Маються на увазі отвори, що з'єднують зовнішній шар з одним або декількома внутрішніми, що дозволяє зробити підключення мінімальним за висотою. Глухий отвір починається на зовнішньому шарі і закінчується на внутрішньому шарі, тому має префікс «глухе».

Щоб дізнатися, який отвір присутній на плате, ви можете помістити друковану платнад джерелом світла і подивитися - якщо ви бачите світло, що йде від джерела через отвір, то це перехідний отвір, в іншому випадку глухий.

Глухі перехідні отвори корисно використовувати у конструкції платы, коли ви обмежені в розмірах і маєте занадто мало місця для розміщення компонентів та розведення сигнальних провідників. Ви можете розмістити електронні компоненти з обох боків та максимально збільшити простір під розведення та інші компоненти. Якщо переходи зроблено через наскрізні отвір, а чи не глухі, знадобиться додатковий простір для отворів т.к. отвір займає місце з обох боків. У той же час глухі отвори можуть знаходитись під корпусом мікросхеми – наприклад, для розведення великих та складних. BGAкомпонентів.

На малюнку 8 показано три отвори, які є частиною чотиришарової друкований платы. Якщо дивитися зліва направо, то перше ми побачимо наскрізний отвір через усі шари. Другий отвір починається у верхньому шарі і закінчується на другому внутрішньому шарі - глухий перехідний отвор L1-L2. Нарешті, третій отвір починається в нижньому шарі і закінчується в третьому шарі, тому ми говоримо, що це глухе перехідне отвори L3-L4.

Основним недоліком цього типу отвору є більш висока ціна виготовлення друкований платыз глухими отворами порівняно з альтернативними наскрізними отворами.

>
Рис 8. Порівняння перехідного наскрізного отвір та глухих перехідних отворів.

Приховані перехідні отвори

Англ. Buried via – «приховані», «поховані», «вбудовані». Ці перехідні отвори схожі на глухі з тією різницею, що вони починаються і закінчуються на внутрішніх шарах. Якщо ми подивимося на малюнок 9 зліва направо, побачимо, що перший наскрізний отвір через всі шари. Друге є глухим перехідним отвором L1-L2, а останнім є прихований перехідний отвір L2-L3, який починається на другому шарі і закінчується на третьому шарі.

>

Рисунок 9. Порівняння перехідного наскрізного отвору, глухого отвору та прихованого отвору.

Технологія виготовлення глухих та прихованих перехідних отворів

Технологія виготовлення таких отворів може бути різною, залежно від конструкції, яку заклав розробник, і в залежності від можливостей завода-виробника. Ми виділятимемо два основні види:

Отвір свердлиться у двосторонній заготівлі ДПП, металізується, травиться і потім ця заготовка, по суті, готова двошарова друкована плата, пресується через препрег у складі багатошарової заготівлі друкований платы. Якщо ця заготовка знаходиться зверху «пирога» МПП, то ми отримуємо глухі отвори, якщо в середині, то приховані перехідні отвори.

1. Отвір свердлиться у спресованій заготівлі МПП, глибина свердління контролюється, щоб точно потрапити в майданчики внутрішніх шарів, і потім відбувається металізація отвору. Таким чином ми отримуємо лише глухі отвори.

У складних конструкціях МППможуть застосовуватися комбінації перелічених вище отворів – малюнок 10.

>

Рисунок 10. Приклад типової комбінації видів перехідних отворів.

Зауважимо, що застосування глухих отворів іноді може призвести до здешевлення проекту в цілому, за рахунок економії на загальній кількості шарів, кращої трасування, зменшення розміру друкований платы, а також можливості застосувати компоненти з більш дрібним кроком. Однак у кожному конкретному випадку рішення щодо їх застосування слід приймати індивідуально та обґрунтовано. Однак не слід зловживати складністю та різноманіттям видів глухих та прихованих отворів. Досвід показує, що при виборі між додаванням в проект ще одного виду ненаскрізних отворів і додаванням ще однієї пари шарів додати пару шарів правильніше. У будь-якому випадку, конструкція МППмає бути спроектована з урахуванням того, як саме її буде реалізовано у виробництві.

Фінішні металеві захисні покриття

Отримання правильних і надійних паяних з'єднань в електронному обладнанні залежить від багатьох конструктивних і технологічних факторів, включаючи належний рівень паяння елементів, що з'єднуються, таких як компоненти і друкованіпровідники. Для збереження паяння друкованих платдо монтажаелектронних компонентів, забезпечення площинності покриття та для надійного монтажапаяних з'єднань необхідно захищати мідну поверхню контактних майданчиків друкований платывід окиснення, так званим фінішним металевим захисним покриттям.

При погляді на різні друковані платыМожна помітити, що контактні майданчики майже не мають кольору міді, найчастіше і в основному це сріблясті кольори, блискучий золотий або матовий сірий. Ці кольори визначають типи фінішних металевих. захисних покриттів.

Найбільш поширеним методом захисту паяних поверхонь друкованих платє покриття мідних контактних майданчиків шаром сріблястого сплаву олово-свинцю (ПОС-63) – HASL. Більшість виготовляються друкованих платзахищені методом HASL. Гаряче лудіння HASL - процес гарячого обслуговування платы, методом занурення на обмежений час у ванну з розплавленим припоєм і при швидкій виїмці обдуванням струменем гарячого повітря, що прибирає надлишки припою і вирівнює покриття. Це покриття домінує протягом кількох останніх роківнезважаючи на його серйозні технічні обмеження. Платы, випущені в такий спосіб, хоча добре зберігають паяемость протягом усього періоду зберігання, непридатні деяких застосувань. Високоінтегровані елементи, що використовуються в SMTтехнологіях монтажа, Вимагають ідеальної планарності (площинності) контактних майданчиків друкованих плат. Традиційне покриття HASL не відповідає вимогам планарності.

Технології нанесення покриттів, що відповідають вимогам планарності, це наноситься. хімічними методамипокриття:

Іммерсійне золочення (Electroless Nickel / Immersion Gold - ENIG), що є тонкою золотою плівкою, що наноситься поверх підшару нікелю. Функція золота - забезпечувати хорошу паяність і захищати нікель від окислення, а сам нікель служить бар'єром, що запобігає взаємній дифузії золота і міді. Це покриття гарантує чудову планарність контактних майданчиків без пошкодження друкованих платзабезпечує достатню міцність паяних сполук, виконаних припоями на основі олова. Їхній головний недолік - висока собівартість виробництва.

Іммерсійне олово (Immersion Tin - ISn) – сіре матове хімічне покриття, що забезпечує високу площинність. друкованихмайданчиків платыі сумісне з усіма способами паяння, ніж ENIG. Процес нанесення імерсійного олова схожий з процесом нанесення імерсійного золота. Іммерсійне олово забезпечує хорошу паяність після тривалого зберігання, яке забезпечується введенням підшару органометалу як бар'єр між міддю контактних майданчиків і безпосередньо оловом. Однак, платы, покриті іммерсійним оловом, вимагають обережного поводження, повинні зберігатися у вакуумній упаковці у шафах сухого зберігання та платыіз цим покриттям не придатні для виробництва клавіатур/сенсорних панелей.

При експлуатації комп'ютерів, пристроїв з ножовими роз'ємами, контакти ножових роз'ємів піддаються тертю під час експлуатації платы, тому, кінцеві контакти, гальванічним способом покривають товстішим і жорсткішим шаром золота. Гальванічне золочення ножових роз'ємів (Gold Fingers) – покриття сімейства Ni/Au, товщина покриття: 5-6 Ni; 1,5 - 3 мкм Au. Покриття наноситься електрохімічним осадженням (гальваника) та використовується в основному для нанесення на кінцеві контакти та ламелі. Товсте, золоте покриття має високу механічну міцність, стійкість до стирання та несприятливого впливу. довкілля. Незамінно там, де важливо забезпечити надійний та довговічний електричний контакт.

>
Рисунок 11. Приклади металевих захисних покриттів - олово-свинець, імерсійне золочення, олово-іммерсійне, гальванічне золочення ножових роз'ємів.