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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Wie man zu Hause ein richtig gutes Brett bastelt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Amateurfunk-Technologien Diese Seite ist ein Leitfaden zur schnellen und effizienten Herstellung hochwertiger Leiterplatten (PCBs), insbesondere für professionelle PCB-Produktionslayouts. Im Gegensatz zu den meisten anderen Ratgebern liegt der Schwerpunkt auf Qualität, Geschwindigkeit und minimalen Materialkosten. Mit den auf dieser Seite beschriebenen Methoden können Sie eine einseitige und doppelseitige Platine von ziemlich guter Qualität herstellen, die für die Oberflächenmontage mit einem Abstand von 40–50 Elementen pro Zoll und einem Lochabstand von 0.5 mm geeignet ist. Die hier beschriebene Technik ist eine Zusammenfassung der Erfahrungen, die in 20 Jahren Experimentieren auf diesem Gebiet gesammelt wurden. Wenn Sie die hier beschriebene Methodik genau befolgen, können Sie jederzeit PP in hervorragender Qualität erhalten. Natürlich können Sie experimentieren, aber denken Sie daran, dass unachtsames Handeln zu einem erheblichen Qualitätsverlust führen kann. Hier werden nur fotolithografische Methoden zur Bildung der PCB-Topologie vorgestellt – andere Methoden wie Transfer, Drucken auf Kupfer usw., die für einen schnellen und effizienten Einsatz nicht geeignet sind, werden nicht berücksichtigt.
Bohren Wenn Sie FR-4 als Grundmaterial verwenden, benötigen Sie mit Wolframcarbid beschichtete Bohrer – Bohrer aus Schnellarbeitsstählen verschleißen sehr schnell, obwohl Stahl zum Bohren einzelner Löcher mit großem Durchmesser (mehr als 2 mm) verwendet werden kann ), Weil Mit Wolframkarbid beschichtete Bohrer dieses Durchmessers sind zu teuer. Wenn Sie Löcher mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm bohren, verwenden Sie besser eine Vertikalmaschine, da Ihre Bohrer sonst schnell brechen. Die Bewegung von oben nach unten ist im Hinblick auf die Belastung des Werkzeugs am optimalsten. Hartmetallbohrer werden mit einem starren Schaft (d. h. der Bohrer passt genau zum Durchmesser des Lochs) oder mit einem dicken (manchmal auch „Turbo“ genannten) Schaft hergestellt, der eine Standardgröße (normalerweise 3.5 mm) hat. Beim Bohren mit hartmetallbeschichteten Bohrern ist es wichtig, das PP fest zu befestigen, denn Der Bohrer kann beim Aufwärtsbewegen ein Fragment des Bretts herausziehen. Bohrer mit kleinem Durchmesser werden normalerweise entweder in ein Spannzangenfutter verschiedener Größen oder ein Dreibackenfutter eingesetzt – manchmal ist ein Dreibackenfutter die beste Option.
Allerdings ist diese Befestigung nicht für eine präzise Fixierung geeignet und durch die geringe Größe des Bohrers (weniger als 1 mm) entstehen schnell Rillen in den Klammern, die eine gute Fixierung gewährleisten. Daher ist es bei Bohrern mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm besser, eine Spannzange zu verwenden. Um auf der sicheren Seite zu sein, kaufen Sie für jede Größe ein zusätzliches Set mit Ersatzspannzangen. Einige preiswerte Bohrer werden mit Kunststoffspannzangen hergestellt – werfen Sie sie weg und kaufen Sie Metallspannzangen. Um eine akzeptable Genauigkeit zu erreichen, ist es notwendig, den Arbeitsplatz richtig zu organisieren, d. h. erstens für eine Beleuchtung der Platine beim Bohren zu sorgen. Dazu können Sie eine 12-V-Halogenlampe (oder 9-V-Halogenlampe zur Reduzierung der Helligkeit) verwenden und diese auf einem Stativ befestigen, um eine Position wählen zu können (rechte Seite ausleuchten). Zweitens heben Sie die Arbeitsfläche etwa 6 cm über die Tischhöhe an, um den Vorgang besser visuell kontrollieren zu können. Es wäre eine gute Idee, Staub zu entfernen (Sie können einen normalen Staubsauger verwenden), aber das ist nicht notwendig, sondern ein Zufall Das Schließen des Stromkreises durch Staubpartikel ist ein Mythos. Es ist zu beachten, dass der beim Bohren entstehende Glasfaserstaub sehr ätzend ist und bei Hautkontakt zu Hautreizungen führt. Und schließlich beim Arbeiten: Insbesondere bei häufigem Bohrerwechsel ist die Nutzung des Fußschalters der Bohrmaschine sehr praktisch. Typische Lochgrößen:
Schneiden Wenn Sie PP in Serie produzieren, benötigen Sie zum Schneiden eine Tafelschere (Kosten ca. 150 USD).
Herkömmliche Sägen werden schnell stumpf, mit Ausnahme von Sägen mit Hartmetallbeschichtung, und Staub beim Sägen kann zu Hautreizungen führen. Der Einsatz einer Säge kann versehentlich die Schutzfolie beschädigen und die Leiterbahnen auf der fertigen Platine zerstören. Wenn Sie eine Tafelschere verwenden möchten, seien Sie beim Schneiden des Bretts sehr vorsichtig und denken Sie daran, dass die Klinge sehr scharf ist. Wenn Sie eine Platine entlang einer komplexen Kontur schneiden müssen, können Sie dazu entweder viele kleine Löcher bohren und die Leiterplatte entlang der entstandenen Perforationen abbrechen oder eine Stichsäge oder eine kleine Bügelsäge verwenden. Seien Sie jedoch darauf vorbereitet, das Sägeblatt häufig zu wechseln . In der Praxis können Sie mit einer Tafelschere einen schrägen Schnitt ausführen, aber seien Sie dabei sehr vorsichtig. durch plattieren Wenn Sie ein doppelseitiges Brett herstellen, besteht das Problem, die Elemente auf der Oberseite des Bretts zu kombinieren. Einige Komponenten (Widerstände, oberflächenintegrierte Schaltkreise) lassen sich viel einfacher löten als andere (z. B. Kondensatoren mit Stiften), daher entsteht der Gedanke: Oberflächenverbindung nur der „leichten“ Komponenten herstellen. Und für DIP-Komponenten verwenden Sie Stifte, und es ist vorzuziehen, ein Modell mit einem dicken Stift anstelle eines Steckers zu verwenden.
Heben Sie das DIP-Bauteil leicht über die Platinenoberfläche und löten Sie ein paar Stifte auf der Lötseite an, sodass am Ende eine kleine Kappe entsteht. Anschließend müssen Sie die benötigten Bauteile durch wiederholtes Erhitzen auf der Oberseite anlöten und beim Löten warten, bis das Lot den Raum um den Stift herum ausfüllt (siehe Abbildung). Bei Platinen mit sehr dichten Bauteilen muss das Layout sorgfältig durchdacht werden, um das DIP-Löten zu erleichtern. Nachdem Sie die Montage der Platine abgeschlossen haben, müssen Sie eine zweiseitige Qualitätskontrolle der Installation durchführen. Für Via-Bohrungen werden Schnellmontage-Verbindungsstifte mit einem Durchmesser von 0.8 mm verwendet (siehe Abbildung).
Dies ist die kostengünstigste Art der elektrischen Verbindung. Sie müssen lediglich das Ende des Geräts über die gesamte Länge genau in das Loch einführen und den Vorgang mit den anderen Löchern wiederholen. Wenn eine Durchkontaktierung erforderlich ist, beispielsweise zur Verbindung unzugänglicher Elemente oder für DIP-Komponenten (Bonding-Pins), benötigen Sie das Copperset-System. Dieses Setup ist sehr praktisch, aber teuer (350 $). Es werden „Plattenstäbe“ (siehe Bild) verwendet, die aus einem Lotstab mit einer außen plattierten Kupferhülse bestehen.
Die Hülle ist mit Serifen versehen, die im Abstand von 1.6 mm entsprechend der Plattenstärke eingeschnitten sind. Der Stab wird mit einem speziellen Applikator in das Loch eingeführt. Anschließend wird das Loch mit einem Kern gestanzt, wodurch sich die metallisierte Buchse verzieht und die Buchse auch aus dem Loch drückt. Die Pads werden auf jeder Seite der Platine angelötet, um die Hülse an den Pads zu befestigen. Anschließend wird das Lot zusammen mit dem Geflecht entfernt. Glücklicherweise kann dieses System zum Beschichten von standardmäßigen 0.8-mm-Löchern verwendet werden, ohne dass ein kompletter Bausatz gekauft werden muss.
Als Applikator können Sie jeden automatischen Stift mit einem Durchmesser von 0.8 mm verwenden, dessen Modell eine ähnliche Spitze wie die in der Abbildung gezeigte hat, was viel besser funktioniert als ein echter Applikator. Die Metallisierung der Löcher muss vor der Installation erfolgen, während die Oberfläche der Platine völlig eben ist. Die Löcher müssen mit einem Durchmesser von 0.85 mm gebohrt werden, denn nach der Metallisierung verringern sich ihre Durchmesser. Beachten Sie, dass die Löcher möglicherweise darüber hinausragen, wenn Ihr Programm Pads in der Größe des Bohrers zeichnet, was zu Fehlfunktionen der Platine führen kann. Idealerweise ragt das Kontaktpad 0.5 mm über das Loch hinaus. Lochplattierung auf Graphitbasis
Die zweite Möglichkeit, Leitfähigkeit durch Löcher zu erhalten, ist die Metallisierung mit Graphit und die anschließende galvanische Abscheidung von Kupfer. Nach dem Bohren wird die Oberfläche der Platte mit einer Aerosollösung mit feinen Graphitpartikeln bestrichen, die anschließend mit einem Rakel (Schaber oder Spachtel) in die Löcher gedrückt wird. Sie können CRAMOLIN „GRAPHITE“ Aerosol verwenden. Dieses Aerosol wird häufig in der Galvanisierung und anderen galvanischen Prozessen sowie bei der Herstellung leitfähiger Beschichtungen in der Funkelektronik eingesetzt. Handelt es sich bei der Unterlage um eine leicht flüchtige Substanz, müssen Sie die Platte sofort senkrecht zur Plattenebene schütteln, damit überschüssiger Kleister aus den Löchern entfernt wird, bevor die Unterlage verdunstet. Überschüssiger Graphit von der Oberfläche wird mit einem Lösungsmittel oder mechanisch durch Schleifen entfernt. Es ist zu beachten, dass die Größe des resultierenden Lochs 0.2 mm kleiner sein kann als der ursprüngliche Durchmesser. Verstopfte Löcher können mit einer Nadel oder auf andere Weise gereinigt werden. Neben Aerosolen können auch kolloidale Lösungen von Graphit verwendet werden. Als nächstes wird Kupfer auf den leitenden zylindrischen Oberflächen der Löcher abgeschieden. Der galvanische Abscheidungsprozess ist gut etabliert und in der Literatur ausführlich beschrieben.
Die Anlage für diesen Vorgang ist ein mit einer Elektrolytlösung (gesättigte Cu-Lösung) gefüllter Behälter2SO4+10 % Lösung H2SO4), in die Kupferelektroden und das Werkstück abgesenkt werden. Zwischen den Elektroden und dem Werkstück entsteht eine Potentialdifferenz, die eine Stromdichte von nicht mehr als 3 Ampere pro Quadratdezimeter der Werkstückoberfläche liefern sollte. Durch die hohe Stromdichte können hohe Kupferabscheidungsraten erreicht werden. Um also auf ein 1.5 mm dickes Werkstück abzuscheiden, müssen bis zu 25 Mikrometer Kupfer aufgetragen werden; bei dieser Dichte dauert dieser Vorgang etwas mehr als eine halbe Stunde. Zur Intensivierung des Prozesses können der Elektrolytlösung verschiedene Zusätze zugesetzt und die Flüssigkeit mechanisch gerührt, boriert usw. werden. Bei ungleichmäßigem Kupferauftrag auf der Oberfläche kann das Werkstück geschliffen werden. Das Graphitmetallisierungsverfahren wird üblicherweise in der subtraktiven Technologie eingesetzt, d. h. bevor Sie Fotolack auftragen. Vor dem Auftragen des Kupfers verbleibende Pasten verringern das freie Volumen des Lochs und verleihen dem Loch eine unregelmäßige Form, was den weiteren Einbau von Bauteilen erschwert. Eine zuverlässigere Methode zum Entfernen von Leitpastenrückständen ist das Absaugen oder Ausblasen mit Überdruck. Fotomaskenbildung Sie müssen einen positiven (d. h. schwarzen = kupferfarbenen) durchscheinenden Fotomaskenfilm herstellen. Ohne eine hochwertige Fotovorlage werden Sie nie ein wirklich gutes PP erstellen, daher ist dieser Vorgang von großer Bedeutung. Es ist sehr wichtig, ein klares und klares Bild zu bekommen extrem undurchsichtigBild der PCB-Topologie. Heute und in Zukunft wird die Fotomaske mit Computerprogrammen der PCAD-Familie oder dafür geeigneten Grafikpaketen erstellt. In dieser Arbeit werden wir nicht auf die Vorzüge der Software eingehen, sondern nur sagen, dass Sie beliebige Softwareprodukte verwenden können. Es ist jedoch unbedingt erforderlich, dass das Programm die Löcher in der Mitte des Kontaktpads druckt, die als Markierungen dienen beim anschließenden Bohrvorgang. Ohne diese Richtlinien ist es nahezu unmöglich, manuell Löcher zu bohren. Wenn Sie allgemeine CAD- oder Grafikpakete verwenden möchten, definieren Sie die Pads in den Programmeinstellungen entweder als ein Objekt, das einen schwarz gefüllten Bereich mit einem weißen konzentrischen Kreis mit kleinerem Durchmesser auf seiner Oberfläche enthält, oder als einen ungefüllten Kreis Stellen Sie zuvor eine große Linienstärke ein (z. B. schwarzer Ring). Nachdem wir die Position der Pads und die Art der Leitungen bestimmt haben, legen wir die empfohlenen Mindestabmessungen fest: Bohrerdurchmesser – (1 mil = 1/1000 Zoll) 0.8 mm. Sie können eine Leiterplatte mit einem kleineren Durchmesser der Durchgangslöcher herstellen, dies ist jedoch wesentlich schwieriger.
Bei Eckschnitten ist auf die korrekte diagonale Verbindung der Schienen zu achten (Raster – 25 mil, Spurbreite – 12.5 mil). Die Fotomaske muss so gedruckt werden, dass bei der Belichtung die Seite, auf die die Tinte aufgetragen wird, zur Oberfläche der Leiterplatte zeigt, um einen minimalen Abstand zwischen dem Bild und der Leiterplatte zu gewährleisten. In der Praxis bedeutet dies, dass die Oberseite einer doppelseitigen Leiterplatte spiegelbildlich bedruckt werden muss. Die Qualität einer Fotomaske hängt stark vom Ausgabegerät und dem Material der Fotomaske sowie von Faktoren ab, die wir weiter unten besprechen werden. Fotomaskenmaterial Wir sprechen nicht von der Verwendung einer Fotomaske mittlerer Transparenz – da für ultraviolette Strahlung eine durchscheinende ausreicht, ist dies nicht von Bedeutung, weil Bei weniger transparentem Material verlängert sich die Belichtungszeit deutlich. Viel wichtiger sind die Lesbarkeit der Linien, die Deckkraft der schwarzen Bereiche und die Trocknungsgeschwindigkeit des Toners/der Tinte. Mögliche Alternativen beim Drucken einer Fotomaske: Transparente Acetatfolie (OHP) - mag wie die naheliegendste Alternative erscheinen, aber dieser Ersatz kann teuer sein. Das Material neigt dazu, sich zu verbiegen oder zu verformen, wenn es durch den Laserdrucker erhitzt wird, und der Toner/die Tinte kann leicht reißen und abfallen. NICHT EMPFOHLEN Zeichenfolie aus Polyester- gut, aber teuer, ausgezeichnete Dimensionsstabilität. Die raue Oberfläche hält Tinte oder Toner gut fest. Bei der Verwendung eines Laserdruckers ist es notwendig, einen dicken Film zu verwenden, weil... Beim Erhitzen neigt der dünne Film dazu, sich zu verziehen. Aber auch dicke Folien können sich unter dem Einfluss mancher Drucker verformen. Nicht empfohlen, aber möglich. Calc.Nehmen Sie die maximale Dicke, die Sie finden können – mindestens 90 Gramm pro Quadratmeter. Meter (wenn Sie ein dünneres nehmen, kann es sich verziehen), 120 Gramm pro Quadratmeter. Ein Meter wäre noch besser, aber es ist schwieriger zu finden. Es ist kostengünstig und ohne große Schwierigkeiten in Büros erhältlich. Pauspapier hat eine gute Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung und kommt in der Fähigkeit, Tinte zu halten, einem Zeichenfilm nahe und übertrifft es sogar in der Eigenschaft, dass es sich beim Erhitzen nicht verformt. Ausgabegerät Stiftplotter- mühsam und langsam. Sie benötigen teure Polyester-Zeichenfolie (Pauspapier ist nicht geeignet, da die Tinte in einzelnen Linien aufgetragen wird) und Spezialtinten. Der Stift muss regelmäßig gereinigt werden, weil... es verstopft leicht. NICHT EMPFOHLEN. Tintenstrahldrucker- Das Hauptproblem bei der Anwendung besteht darin, die nötige Deckkraft zu erreichen. Diese Drucker sind so günstig, dass sie auf jeden Fall einen Versuch wert sind, ihre Druckqualität ist jedoch nicht mit der Qualität von Laserdruckern zu vergleichen. Sie können auch versuchen, zuerst auf Papier zu drucken und das Bild dann mit einem guten Kopierer auf Pauspapier zu übertragen. Schriftsetzer- Für eine bessere Qualität der Fotovorlage erstellen Sie eine Postscript- oder PDF-Datei und senden Sie diese an den DTP oder Schriftsetzer. Eine auf diese Weise hergestellte Fotomaske hat eine Auflösung von mindestens 2400 DPI, absolute Deckkraft schwarzer Bereiche und perfekte Bildschärfe. Die Kosten werden in der Regel pro Seite angegeben, ohne die belegte Fläche, d. h. Wenn Sie mehrere Kopien des PP erstellen können oder beide Seiten des PP auf einer Seite haben, sparen Sie Geld. Auf solchen Geräten können Sie auch eine große Platine erstellen, deren Format von Ihrem Drucker nicht unterstützt wird. Laserdrucker- bieten problemlos die beste Auflösung, sind erschwinglich und schnell. Der verwendete Drucker muss für alle Leiterplatten eine Auflösung von mindestens 600dpi haben, denn Wir müssen 40 Streifen pro Zoll machen. Im Gegensatz zu 300 DPI ist es bei 40 DPI nicht möglich, einen Zoll durch 600 zu teilen. Wichtig ist auch, dass der Drucker gute Schwarzdrucke ohne Tonerflecken produziert. Wenn Sie planen, einen Drucker zur Herstellung von Leiterplatten zu kaufen, müssen Sie dieses Modell zunächst auf einem normalen Blatt Papier testen. Selbst die besten Laserdrucker decken große Flächen möglicherweise nicht vollständig ab, aber das ist kein Problem, solange feine Linien gedruckt werden. Wenn Sie Pauspapier oder Zeichenfilm verwenden, ist es notwendig, über eine Anleitung zum Einlegen des Papiers in den Drucker und zum korrekten Wechseln des Films zu verfügen, um ein Verklemmen des Geräts zu vermeiden. Denken Sie daran, dass Sie bei der Herstellung kleiner Leiterplatten die Blätter halbieren oder auf das gewünschte Format schneiden können, um Film oder Transparentpapier zu sparen (z. B. A4 zuschneiden, um A5 zu erhalten). Einige Laserdrucker drucken mit schlechter Genauigkeit, aber da jeder Fehler linear ist, kann er durch Skalieren der Daten beim Drucken ausgeglichen werden. Fotolack Am besten verwenden Sie FR4-Glasfaserlaminat, das bereits mit Filmresist beschichtet ist. Andernfalls müssen Sie das Werkstück selbst beschichten. Sie benötigen keinen dunklen Raum oder schwache Beleuchtung, vermeiden Sie einfach direktes Sonnenlicht, minimieren Sie überschüssiges Licht und entwickeln Sie direkt nach der UV-Exposition. Selten verwendet werden flüssige Fotolacke, die aufgesprüht werden und das Kupfer mit einem dünnen Film überziehen. Ich würde ihre Verwendung nicht empfehlen, es sei denn, Sie verfügen über die Voraussetzungen für die Herstellung einer sehr sauberen Oberfläche oder möchten eine Leiterplatte mit niedriger Auflösung. Exposition Die mit Fotolack beschichtete Platine muss mithilfe einer UV-Maschine durch eine Fotomaske mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden. Beim Belichten können Sie handelsübliche Leuchtstofflampen und UV-Kameras verwenden. Für ein kleines PP reichen zwei oder vier 8-Watt-12-Zoll-Lampen aus. Für große (A3) ist es ideal, vier 15-Zoll-15-Watt-Lampen zu verwenden. Um den Abstand vom Glas zur Belichtungslampe zu bestimmen, legen Sie ein Blatt Pauspapier auf das Glas und passen Sie den Abstand an, um die gewünschte Beleuchtungsstärke auf der Papieroberfläche zu erzielen. Die benötigten UV-Lampen werden entweder als Ersatzteil für medizinische Anlagen oder als „Schwarzlicht“-Lampen zur Beleuchtung von Diskotheken verkauft. Sie sind weiß oder manchmal schwarz/blau gefärbt und leuchten mit einem violetten Licht, das das Papier fluoreszierend macht (es leuchtet hell). VERWENDEN SIE KEINE kurzwelligen UV-Lampen wie EPROM-Lampen oder keimtötende Lampen mit klarem Glas. Sie emittieren kurzwellige UV-Strahlung, die zu Haut- und Augenschäden führen kann und sind für die Leiterplattenproduktion nicht geeignet. Die Belichtungsanlage kann mit einem Timer ausgestattet werden, der die Dauer der Strahlenbelastung des PP anzeigt; die Messgrenze sollte zwischen 2 und 10 Minuten in Schritten von 30 Sekunden liegen.
Es wäre sinnvoll, den Timer mit einem akustischen Signal auszustatten, das das Ende der Belichtungszeit anzeigt. Ideal wäre die Verwendung eines mechanischen oder elektronischen Mikrowellentimers. Sie müssen experimentieren, um die richtige Belichtungszeit zu finden. Versuchen Sie, alle 30 Sekunden zu belichten, beginnend bei 20 Sekunden und endend bei 10 Minuten. Zeigen Sie die Software und vergleichen Sie die erhaltenen Berechtigungen. Beachten Sie, dass eine Überbelichtung ein besseres Bild erzeugt als eine Unterbelichtung. Um also ein einseitiges PP zu belichten, drehen Sie die Fotomaske mit der bedruckten Seite nach oben auf das Montageglas, entfernen Sie die Schutzfolie und legen Sie das PP mit der empfindlichen Seite nach unten auf die Fotomaske. Die Leiterplatte sollte gegen das Glas gedrückt werden, um einen minimalen Spalt für eine bessere Auflösung zu erhalten. Dies kann erreicht werden, indem entweder etwas Gewicht auf die Oberfläche des PP gelegt wird oder indem an der UV-Anlage ein Klappdeckel mit Gummidichtung angebracht wird, der das PP an das Glas drückt. In einigen Installationen wird das PP für einen besseren Kontakt fixiert, indem mit einer kleinen Vakuumpumpe ein Vakuum unter dem Deckel erzeugt wird. Beim Belichten einer doppelseitigen Platine wird die Seite der Fotomaske mit dem Toner (rauer) normal auf die Lötseite der Platine aufgetragen und auf die gegenüberliegende Seite (wo die Komponenten platziert werden) gespiegelt. Indem Sie die Fotovorlagen mit der bedruckten Seite zueinander platzieren und ausrichten, prüfen Sie, ob alle Bereiche der Folie übereinstimmen. Hierfür ist es praktisch, einen Tisch mit Hintergrundbeleuchtung zu verwenden, dieser kann jedoch durch normales Tageslicht ersetzt werden, wenn Sie Fotomasken auf der Oberfläche des Fensters kombinieren. Wenn beim Drucken die Koordinatengenauigkeit verloren geht, kann dies dazu führen, dass das Bild nicht an den Löchern ausgerichtet ist. Versuchen Sie, die Folien anhand des durchschnittlichen Fehlerwerts auszurichten und achten Sie darauf, dass die Durchkontaktierungen nicht über die Kanten der Pads hinausragen. Sobald die Fotomasken verbunden und richtig ausgerichtet sind, befestigen Sie sie mit Klebeband an zwei Stellen auf gegenüberliegenden Seiten der Platte (bei großen Platinen dann auf drei Seiten) in einem Abstand von 3 mm vom Rand der Platte der Teller. Es ist wichtig, einen Abstand zwischen den Heftklammern und der Papierkante zu lassen, weil... Dadurch wird eine Beschädigung des Bildrandes verhindert. Verwenden Sie Büroklammern in der kleinsten Größe, die Sie finden können, sodass die Dicke der Büroklammer nicht viel dicker als die von PP ist. Legen Sie nacheinander jede Seite des PP frei. Nach der Bestrahlung der Leiterplatte können Sie das Topologiebild auf dem Fotolackfilm sehen. Abschließend ist festzuhalten, dass eine kurze Strahlenbelastung der Augen keinen Schaden anrichtet, eine Person jedoch Unbehagen verspüren kann, insbesondere bei der Verwendung leistungsstarker Lampen. Für den Einbaurahmen ist es besser, Glas statt Kunststoff zu verwenden, denn... es ist steifer und weniger anfällig für Risse bei Kontakt. Sie können UV-Lampen und Weißlichtröhren kombinieren. Wenn Sie viele Aufträge für die Produktion doppelseitiger Platinen haben, wäre es günstiger, eine doppelseitige Belichtungseinheit zu kaufen, bei der die Leiterplatten zwischen zwei Lichtquellen platziert werden und beide Seiten der Leiterplatte der Strahlung ausgesetzt werden gleichzeitig. Manifestation Zu diesem Vorgang ist vor allem zu sagen: VERWENDEN SIE KEIN NATRIUMHYDROXID, wenn Sie Fotolack entwickeln. Für die Manifestation von PP ist dieser Stoff völlig ungeeignet – zu seinen Nachteilen zählen neben der Ätzwirkung der Lösung eine starke Empfindlichkeit gegenüber Temperatur- und Konzentrationsänderungen sowie Instabilität. Diese Substanz ist zu schwach, um das gesamte Bild zu entwickeln, und zu stark, um den Fotolack aufzulösen. Diese. Insbesondere wenn Sie Ihr Labor in einem Raum mit häufigen Temperaturschwankungen (Garage, Schuppen usw.) aufstellen, ist es mit dieser Lösung nicht möglich, ein akzeptables Ergebnis zu erzielen. Viel besser als Entwickler eignet sich eine Lösung auf Basis von Kieselsäureester, die in Form eines flüssigen Konzentrats verkauft wird. Seine chemische Zusammensetzung ist Na2SiO3* 5H2O. Dieser Stoff hat eine Vielzahl von Vorteilen.
Das Wichtigste ist, dass es sehr schwierig ist, PP darin zu überbelichten. Sie können das PP für einen unbestimmten Zeitraum verlassen. Dies bedeutet auch, dass es seine Eigenschaften durch Temperaturänderungen kaum verändert – es besteht keine Gefahr des Zerfalls bei steigender Temperatur. Diese Lösung ist außerdem sehr lange haltbar und ihre Konzentration bleibt mindestens einige Jahre lang konstant. Das Fehlen des Problems einer Überbelichtung in der Lösung ermöglicht es, die Konzentration zu erhöhen, um die Zeit für die Entwicklung von PP zu verkürzen. Es wird empfohlen, 1 Teil des Konzentrats mit 180 Teilen Wasser zu mischen, d.h. 200 ml Wasser enthalten etwas mehr als 1,7 Gramm. Silikat, aber es ist möglich, eine konzentriertere Mischung herzustellen, so dass sich das Bild in etwa 5 s entwickelt, ohne dass die Gefahr einer Oberflächenzerstörung bei Überbelichtung besteht; wenn es nicht möglich ist, Natriumsilikat zu kaufen, können Sie Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat (Na) verwenden2CO3). Sie können den Entwicklungsprozess steuern, indem Sie das PP für eine sehr kurze Zeit in Eisenchlorid eintauchen – das Kupfer verblasst sofort, aber die Form der Bildlinien ist erkennbar. Wenn noch glänzende Stellen vorhanden sind oder die Zwischenräume zwischen den Linien verschwommen sind, spülen Sie das Board ab und lassen Sie es noch einige Sekunden in der Entwicklungslösung einweichen. Auf der Oberfläche von unterbelichtetem PP kann eine dünne Resistschicht zurückbleiben, die nicht durch das Lösungsmittel entfernt wurde. Um den verbleibenden Film zu entfernen, wischen Sie die Leiterplatte vorsichtig mit einem Papiertuch ab, das rau genug ist, um den Fotolack zu entfernen, ohne die Leiter zu beschädigen. Sie können entweder ein fotolithografisches Entwicklungsbad oder einen vertikalen Entwicklungstank verwenden – das Bad ist praktisch, da es Ihnen ermöglicht, den Entwicklungsprozess zu steuern, ohne das PP aus der Lösung zu entfernen. Sie benötigen keine beheizten Bäder oder Tanks, wenn die Temperatur der Lösung mindestens 15 Grad beträgt. Ein weiteres Rezept für eine Entwicklungslösung: Nehmen Sie 200 ml „flüssiges Glas“, geben Sie 800 ml destilliertes Wasser hinzu und rühren Sie um. Anschließend 400 g Natriumhydroxid zu dieser Mischung hinzufügen. Vorsichtsmaßnahmen: Fassen Sie festes Natriumhydroxid niemals mit den Händen an; verwenden Sie Handschuhe. Beim Auflösen von Natriumhydroxid in Wasser wird viel Wärme freigesetzt, daher muss es in kleinen Portionen aufgelöst werden. Wenn die Lösung zu heiß wird, lassen Sie sie abkühlen, bevor Sie eine weitere Portion Pulver hinzufügen. Die Lösung ist sehr ätzend und daher ist beim Arbeiten das Tragen einer Schutzbrille erforderlich. Flüssiges Glas ist auch als „Natriumsilikatlösung“ und „Eierkonservierer“ bekannt. Es dient zur Reinigung von Abflussrohren und ist in jedem Baumarkt erhältlich. Diese Lösung kann nicht durch einfaches Auflösen von festem Natriumsilikat hergestellt werden. Die oben beschriebene Entwicklungslösung hat die gleiche Intensität wie das Konzentrat und muss daher verdünnt werden – 1-4 Teile Wasser auf 8 Teil Konzentrat, abhängig vom verwendeten Resist und der Temperatur. Radierung Typischerweise wird Eisenchlorid als Ätzmittel verwendet. Dies ist eine sehr schädliche Substanz, aber sie ist leicht zu bekommen und viel billiger als die meisten Analoga. Eisenchlorid ätzt jedes Metall, auch rostfreien Stahl. Verwenden Sie daher bei der Installation von Beizgeräten ein Wehr aus Kunststoff oder Keramik mit Schrauben und Schrauben aus Kunststoff, und wenn Sie Materialien mit Bolzen befestigen, sollten deren Köpfe mit einer Silikongummidichtung versehen sein. Wenn Sie Metallrohre haben, schützen Sie diese mit Kunststoff (bei der Installation eines neuen Abflusses wäre es ideal, hitzebeständigen Kunststoff zu verwenden). Die Verdunstung der Lösung erfolgt normalerweise nicht sehr stark, aber wenn die Bäder oder Tanks nicht verwendet werden, ist es besser, sie abzudecken. Es wird empfohlen, Eisenchlorid-Hexahydrat zu verwenden, das eine gelbe Farbe hat und in Pulver- oder Granulatform verkauft wird. Um eine Lösung zu erhalten, müssen sie mit warmem Wasser gegossen und gerührt werden, bis sie vollständig aufgelöst sind. Durch die Zugabe eines Teelöffels Speisesalz zur Lösung kann die Produktion aus ökologischer Sicht deutlich verbessert werden. Manchmal wird dehydriertes Eisenchlorid gefunden, das als bräunlich-grünes Granulat erscheint. Vermeiden Sie nach Möglichkeit die Verwendung dieser Substanz.Es kann nur als letztes Mittel eingesetzt werden, denn... Beim Auflösen in Wasser wird eine große Menge Wärme freigesetzt. Wenn Sie sich dennoch dazu entschließen, daraus eine Ätzlösung herzustellen, füllen Sie das Pulver auf keinen Fall mit Wasser auf. Das Granulat muss sehr vorsichtig und nach und nach dem Wasser zugegeben werden. Wenn die resultierende Eisenchloridlösung den Resist nicht vollständig ätzt, versuchen Sie, eine kleine Menge Salzsäure hinzuzufügen und 1–2 Tage einwirken zu lassen. Alle Manipulationen mit Lösungen müssen sehr sorgfältig durchgeführt werden. Das Spritzen beider Arten von Ätzmitteln sollte nicht erlaubt sein, weil Beim Mischen kann es zu einer kleinen Explosion kommen, wodurch die Flüssigkeit aus dem Behälter spritzt und möglicherweise in Ihre Augen oder auf Ihre Kleidung gelangt, was gefährlich ist. Tragen Sie daher bei der Arbeit Handschuhe und eine Schutzbrille und waschen Sie verschüttete Flüssigkeiten, die mit Ihrer Haut in Berührung kommen, sofort ab. Wenn Sie Leiterplatten professionell produzieren und Zeit Geld ist, können Sie beheizte Beiztanks verwenden, um den Prozess zu beschleunigen. Mit frischem, heißem FeCl wird PP in 5 Minuten bei einer Lösungstemperatur von 30–50 Grad vollständig geätzt. Dies führt zu einer besseren Kantenqualität und einer gleichmäßigeren Bildlinienbreite. Anstatt erhitzte Bäder zu verwenden, können Sie die Pökelpfanne auch in einen größeren, mit heißem Wasser gefüllten Behälter stellen. Wenn Sie zum Kochen der Lösung keinen Behälter mit Luftzufuhr verwenden, müssen Sie die Platte regelmäßig bewegen, um eine gleichmäßige Ätzung zu gewährleisten. Verzinnen Um das Löten zu erleichtern, wird Zinn auf die Oberfläche der Leiterplatte aufgetragen. Der Metallisierungsvorgang besteht darin, eine dünne Zinnschicht (nicht mehr als 2 Mikrometer) auf der Kupferoberfläche abzuscheiden. Die Oberflächenvorbereitung von PP ist ein sehr wichtiger Schritt vor Beginn der Metallisierung. Zunächst müssen Sie den restlichen Fotolack entfernen, wofür Sie spezielle Reinigungslösungen verwenden können. Die gebräuchlichste Lösung zum Entfernen von Resist ist eine dreiprozentige Lösung von KOH oder NaOH, erhitzt auf 40–50 Grad. Die Platine wird in diese Lösung getaucht und nach einiger Zeit löst sich der Fotolack von der Kupferoberfläche. Nach dem Filtern kann die Lösung wiederverwendet werden. Ein anderes Rezept verwendet Methanol (Methylalkohol). Die Reinigung erfolgt wie folgt: Halten Sie die Leiterplatte (gewaschen und getrocknet) horizontal, tropfen Sie ein paar Tropfen Methanol auf die Oberfläche und versuchen Sie dann, die Leiterplatte leicht zu neigen, Tropfen Alkohol über die gesamte Oberfläche zu verteilen. Warten Sie etwa 10 Sekunden und wischen Sie die Platine mit einer Serviette ab. Wenn der Lack zurückbleibt, wiederholen Sie den Vorgang erneut. Als nächstes schrubben Sie die Oberfläche der Leiterplatte mit Drahtwolle (was ein viel besseres Ergebnis liefert als Sandpapier oder Schleifwalzen), bis Sie eine glänzende Oberfläche erhalten, wischen Sie sie mit einem Tuch ab, um alle von der Wolle zurückgebliebenen Partikel zu entfernen, und platzieren Sie sie sofort Brett in der Verzinnungslösung. Berühren Sie die Oberfläche der Platine nach der Reinigung nicht mit den Fingern. Während des Lötvorgangs kann das Zinn durch das geschmolzene Lot benetzt werden. Besser ist es, mit Weichloten und säurefreien Flussmitteln zu löten. Es ist zu beachten, dass, wenn zwischen den technologischen Vorgängen eine gewisse Zeitspanne liegt, die Platte zur Entfernung des entstandenen Kupferoxids aufgenommen werden muss: 2-3 s in einer 5%igen Salzsäurelösung, gefolgt von Spülen unter fließendem Wasser . Die chemische Verzinnung lässt sich ganz einfach durchführen: Dazu wird die Platte in eine wässrige Lösung mit Zinnchlorid getaucht. Die Freisetzung von Zinn auf der Oberfläche einer Kupferbeschichtung erfolgt beim Eintauchen in eine Zinnsalzlösung, in der das Potenzial des Kupfers elektronegativer ist als das des Beschichtungsmaterials. Eine Änderung des Potentials in die gewünschte Richtung wird durch die Einführung eines komplexierenden Zusatzstoffs in die Zinnsalzlösung erleichtert – Thiocarbamid (Thioharnstoff), ein Alkalimetallcyanid. Diese Art von Lösung hat folgende Zusammensetzung (g/l):
Unter den oben genannten Lösungen sind die Lösungen 1 und 2 am häufigsten. Achtung!Kaliumcyanidlösung ist äußerst giftig! Manchmal wird empfohlen, Progress-Reinigungsmittel in einer Menge von 1 ml/l als Tensid für 1 Lösung zu verwenden. Durch die Zugabe von 2-2 g/l Wismutnitrat zur Lösung 3 kommt es zur Abscheidung einer Legierung mit bis zu 1,5 % Wismut, die die Saugfähigkeit der Beschichtung verbessert und sie über mehrere Monate haltbar macht. Zur Konservierung der Oberfläche werden Aerosolsprays auf Basis von Flussmittelzusammensetzungen verwendet. Nach dem Trocknen bildet der auf die Oberfläche des Werkstücks aufgetragene Lack einen starken, glatten Film, der eine Oxidation verhindert. Eine der beliebtesten Substanzen dieser Art ist „SOLDERLAC“ von Cramolin. Das anschließende Löten erfolgt direkt auf der behandelten Oberfläche ohne zusätzliche Lackentfernung. In besonders kritischen Lötfällen kann der Lack mit einer Alkohollösung entfernt werden. Künstliche Verzinnungslösungen verschlechtern sich mit der Zeit, insbesondere wenn sie der Luft ausgesetzt werden. Wenn Sie also nicht regelmäßig große Bestellungen haben, versuchen Sie, eine kleine Menge Lösung auf einmal vorzubereiten, die ausreicht, um die benötigte Menge PP zu verzinnen; bewahren Sie die verbleibende Lösung in einem geschlossenen Behälter auf (verwenden Sie am besten eine der in der Fotografie verwendeten Flaschen). , die keine Luft durchlässt). Außerdem ist es notwendig, die Lösung vor Verunreinigungen zu schützen, die die Qualität der Substanz stark verschlechtern können. Reinigen und trocknen Sie das Werkstück vor jedem technologischen Vorgang gründlich. Zu diesem Zweck sollten Sie über ein spezielles Tablett und eine Zange verfügen. Auch Werkzeuge müssen nach Gebrauch gründlich gereinigt werden. Die beliebteste und einfachste Schmelze zum Verzinnen ist eine niedrigschmelzende Legierung – „Rose“ (Zinn – 25 %, Blei – 25 %, Wismut – 50 %), deren Schmelzpunkt 130 °C beträgto. Platzieren Sie die Platine mit einer Zange für 5-10 Sekunden unter dem Niveau der flüssigen Schmelze und prüfen Sie nach dem Herausnehmen, ob alle Kupferflächen gleichmäßig bedeckt sind. Bei Bedarf wird der Vorgang wiederholt. Unmittelbar nach dem Herausnehmen der Platine aus der Schmelze wird diese entweder mit einem Gummischieber oder durch kräftiges Schütteln senkrecht zur Platinenebene entfernt, wobei die Platine in der Klemme gehalten wird. Eine weitere Möglichkeit, Rückstände der Rose-Legierung zu entfernen, besteht darin, sie in einem Wärmeschrank zu erhitzen und zu schütteln. Der Vorgang kann wiederholt werden, um eine Beschichtung mit einheitlicher Dicke zu erhalten. Um eine Oxidation der heißen Schmelze zu verhindern, wird der Lösung Nitroglycerin zugesetzt, so dass ihr Füllstand die Schmelze um 10 mm bedeckt. Nach der Operation wird das Brett unter fließendem Wasser von Glycerin gewaschen. Achtung!Bei diesen Arbeiten wird mit Anlagen und Materialien gearbeitet, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Um Verbrennungen zu vermeiden, ist das Tragen von Schutzhandschuhen, Schutzbrillen und Schürzen erforderlich. Der Verzinnungsvorgang mit einer Zinn-Blei-Legierung verläuft auf ähnliche Weise, jedoch schränkt die höhere Temperatur der Schmelze den Anwendungsbereich dieser Methode unter handwerklichen Produktionsbedingungen ein. Empfohlene Ausrüstung · Eine Anlage, die drei Behälter umfasst: ein beheiztes Beizbad, ein Sprudelbad und eine Entwicklungswanne. Als garantiertes Minimum: ein Ätzbad und ein Behälter zum Spülen von Brettern. Fotobäder können zum Entwickeln und Verzinnen von Platten verwendet werden.
OK, jetzt ist alles vorbei. Wir wünschen Ihnen, dass Sie diese Technik erfolgreich beherrschen und jedes Mal hervorragende Ergebnisse erzielen. Veröffentlichung: cxem.net
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