Veľmi často je v procese technickej tvorivosti potrebné vyrábať dosky plošných spojov na montáž elektronických obvodov. A teraz budem hovoriť o jednej z najpokročilejších metód výroby dosiek plošných spojov pomocou laserovej tlačiarne a žehličky. Žijeme v 21. storočí, preto si prácu uľahčíme používaním počítača.

Krok 1. Návrh dosky

Dizajn vytlačená obvodová doska budeme v špecializovanom programe. Napríklad v programe sprint Layout 4.

Krok 2. Tlač vzoru dosky

Potom musíme vytlačiť výkres dosky. Za týmto účelom urobíme nasledovné:

1. V nastaveniach tlačiarne vypnite všetky možnosti úspory tonera a ak je k dispozícii vhodný regulátor, nastavte maximálnu sýtosť.
2. Zoberme si list A4 z nejakého nepotrebného časopisu. Papier by mal byť potiahnutý a pokiaľ možno čo najmenej kreslený.
3. Vzor plošného spoja vytlačíme na natieraný papier zrkadlovo. Je lepšie mať niekoľko kópií naraz.

Krok 3 Čistenie dosky

Vytlačený list dáme zatiaľ bokom a pustíme sa do prípravy dosky. Ako východiskový materiál pre dosku môžu slúžiť fóliované getinaky, fóliovaný textolit. Pri dlhodobom skladovaní sa medená fólia pokryje filmom oxidov, ktorý môže brániť leptaniu. Začnime teda s prípravou dosky. Jemným brúsnym papierom odlepíme oxidový film z dosky. Nebuďte príliš horliví, fólia je tenká. V ideálnom prípade by sa doska po odizolovaní mala lesknúť.

Krok 4 Odmasťovanie dosky

Po odizolovaní opláchnite dosku tečúcou vodou. Potom je potrebné dosku odmastiť, aby toner lepšie držal. Môžete odmastiť akýmkoľvek domácim čistiacim prostriedkom alebo umytím organickým rozpúšťadlom (napríklad benzínom alebo acetónom)

Krok 5. Prenos výkresu na dosku

Potom pomocou žehličky prenesieme kresbu z listu na dosku. Výtlačok so vzorom položíme na dosku a začneme žehliť horúcou žehličkou, pričom rovnomerne zahrievame celú dosku. Toner sa začne topiť a lepiť sa na dosku. Čas a úsilie na zahrievanie sa vyberá experimentálne. Je potrebné, aby sa toner neroztiekol, ale tiež je potrebné, aby bol celý zvarený.

Krok 6. Čistenie dosky z papiera

Po vychladnutí dosku s prilepeným papierom namočíme a pod prúdom vody prstami zrolujeme. Vlhký papier sa bude zhlukovať a prilepený toner zostane na svojom mieste. Toner je dosť odolný a je ťažké ho zoškrabať nechtom.

Krok 7 Leptanie dosky

Leptanie dosiek plošných spojov sa najlepšie vykonáva v chloride železitom (III) Fe Cl 3. Toto činidlo sa predáva v akomkoľvek obchode s rádiovými súčiastkami a je lacné. Ponorte dosku do roztoku a počkajte. Proces leptania závisí od čerstvosti roztoku, jeho koncentrácie atď. Môže to trvať 10 minút až hodinu alebo viac. Proces je možné urýchliť pretrepaním kúpeľa s roztokom.

Koniec procesu je určený vizuálne - keď je celá nechránená meď vyleptaná.

Toner sa zmyje acetónom.

Krok 8: Vyvŕtajte otvory

Vŕtanie sa zvyčajne vykonáva pomocou malého motora s klieštinovým skľučovadlom (to všetko je v obchode s rádiovými dielmi). Priemer vrtáku pre bežné prvky 0,8 mm. V prípade potreby sa otvory vyvŕtajú vrtákom s veľkým priemerom.

Vytlačená obvodová doska- ide o dielektrickú základňu, na ktorej povrchu a v objeme sú nanesené vodivé dráhy v súlade s elektrický obvod. Doska plošných spojov je určená na mechanické upevnenie a elektrické spojenie medzi sebou spájkovaním vodičov elektronických a elektrických výrobkov na nej inštalovaných.

Operácie rezania obrobku zo sklenených vlákien, vŕtanie otvorov a leptanie dosky s plošnými spojmi na získanie dráh nesúcich prúd, bez ohľadu na spôsob kreslenia vzoru na doske plošných spojov, sa vykonávajú pomocou rovnakej technológie.

Technológia manuálnej aplikácie
PCB stopy

Príprava šablóny

Papier, na ktorý sa kreslí rozloženie DPS je zvyčajne tenký a na presnejšie vŕtanie otvorov, najmä pri použití manuálu domáca vŕtačka aby vrták neviedol do strany, je potrebné, aby bol hustejší. Aby ste to dosiahli, musíte nalepiť vzor dosky s plošnými spojmi na hrubší papier alebo tenkú hrubú lepenku pomocou akéhokoľvek lepidla, napríklad PVA alebo Moment.

Rezanie obrobku

Vyberie sa prírez zo sklolaminátu potiahnutého fóliou vhodnej veľkosti, na prírez sa nanesie šablóna dosky s plošnými spojmi a po obvode sa obkreslí fixkou, mäkkou jednoduchou ceruzkou alebo nakreslí čiaru ostrým predmetom.

Ďalej sa sklolaminát nareže pozdĺž označených čiar pomocou kovových nožníc alebo sa nareže pílkou. Nožnice strihajú rýchlejšie a bez prachu. Je však potrebné vziať do úvahy, že pri rezaní nožnicami je sklolaminát silne ohnutý, čo trochu zhoršuje pevnosť lepenia medenej fólie a ak je potrebné opätovné spájkovanie prvkov, môžu sa stopy odlepiť. Preto, ak je doska veľká a má veľmi tenké stopy, je lepšie ju odrezať pílkou.

Na vystrihnutý prírez sa pomocou lepidla Moment nalepí šablóna so vzorom dosky plošných spojov, ktorej štyri kvapky sa nanesú do rohov prírezu.

Pretože lepidlo tuhne za pár minút, môžete okamžite začať vŕtať otvory pre rádiové komponenty.

Vŕtanie otvorov

Najlepšie je vŕtať otvory pomocou špeciálnej mini vŕtačky s tvrdokovovým vrtákom 0,7-0,8 mm. Ak nie je k dispozícii mini vŕtačka, potom môžete vyvŕtať otvory pomocou vŕtačky s nízkym výkonom s jednoduchým vrtákom. Ale pri práci s univerzálnym ručný vrták počet zlomených vrtákov bude závisieť od tvrdosti vašej ruky. Jedna vŕtačka určite nestačí.

Ak sa vrták nedá upnúť, jeho driek môže byť obalený niekoľkými vrstvami papiera alebo jednou vrstvou brúsneho papiera. Na drieku je možné tesne navinúť zvitok k zvitku tenkého kovového drôtu.

Po dokončení vŕtania sa skontroluje, či sú vyvŕtané všetky otvory. To je jasne viditeľné, ak sa pozriete na dosku plošných spojov cez svetlo. Ako vidíte, nechýbajú diery.

Kreslenie topografického výkresu

Aby boli miesta fólie na sklolamináte, ktoré budú vodivými dráhami, chránené pred zničením pri leptaní, musia byť prekryté maskou odolnou voči rozpusteniu vo vodnom roztoku. Pre pohodlie pri kreslení stôp je lepšie ich vopred označiť mäkkou jednoduchou ceruzkou alebo značkou.

Pred označením je potrebné odstrániť stopy lepidla Moment, ktorým bola prilepená šablóna dosky plošných spojov. Keďže lepidlo málo vytvrdlo, dá sa jednoducho odstrániť rolovaním prstom. Povrch fólie treba odmastiť aj handrou s akýmkoľvek prostriedkom, napríklad acetónom alebo lakovým benzínom (ako sa nazýva rafinovaný benzín) a použiť možno aj akýkoľvek prostriedok na umývanie riadu, napríklad Ferry.

Po označení stôp dosky plošných spojov môžete začať aplikovať ich vzor. Na kreslenie stôp je vhodný akýkoľvek vodotesný email, napríklad alkydový email série PF, zriedený na vhodnú konzistenciu lakovým rozpúšťadlom. Stopy môžete kresliť rôznymi nástrojmi - skleneným alebo kovovým perom, lekárskou ihlou a dokonca aj špáradlom. V tomto článku vám ukážem, ako nakresliť stopy DPS pomocou kresliaceho pera a baleríny, ktoré sú určené na kreslenie na papier tušom.

Predtým neexistovali počítače a všetky kresby sa kreslili jednoduchými ceruzkami na papier Whatman a potom sa preniesli atramentom na pauzovací papier, z ktorého sa robili kópie pomocou kopírok.

Kreslenie obrázka začína kontaktnými podložkami, ktoré sú nakreslené balerínou. K tomu je potrebné nastaviť medzeru posuvných čeľustí zásuvky baleríny na požadovanú šírku čiary a pre nastavenie priemeru kruhu nastavte druhú skrutku posunutím zásuvky z osi otáčania.

Ďalej je zásuvka baleríny v dĺžke 5-10 mm naplnená štetcom. Na nanášanie ochrannej vrstvy na dosku plošných spojov sa najlepšie hodí farba značky PF alebo GF, ktorá pomaly schne a umožňuje pokojnú prácu. Dá sa použiť aj farba značky NC, ale ťažko sa s ňou pracuje, pretože rýchlo schne. Farba by mala dobre ležať a neroztierať sa. Pred kreslením je potrebné farbu rozriediť na tekutú konzistenciu, po troškách do nej za intenzívneho miešania pridávať vhodné rozpúšťadlo a snažiť sa kresliť na zvyšky sklolaminátu. Na prácu s farbou je najvhodnejšie naliať ju do fľaštičky s lakom na nechty, v ktorej zákrute je nainštalovaná kefa odolná voči rozpúšťadlám.

Po nastavení zásuvky baleríny a získaní požadovaných parametrov linky môžete začať aplikovať kontaktné podložky. Za týmto účelom sa ostrá časť osi vloží do otvoru a základňa baleríny sa otáča v kruhu.

Pri správnom nastavení kresliaceho pera a požadovanej konzistencii farby okolo otvorov na doske plošných spojov sa získajú kruhy dokonale okrúhleho tvaru. Keď balerína začne slabo kresliť, zvyšky zaschnutej farby sa z medzery zásuvky odstránia handričkou a zásuvka sa naplní čerstvou farbou. na obkreslenie všetkých otvorov na tejto doske s plošnými spojmi pomocou krúžkov boli potrebné iba dve doplnenia pera a nie viac ako dve minúty času.

Po nakreslení okrúhlych kontaktných plôšok na doske môžete začať kresliť vodivé dráhy pomocou ručného kresliaceho pera. Príprava a úprava ručného kresliaceho pera sa nelíši od prípravy baleríny.

Jediné, čo je navyše potrebné, je ploché pravítko s kusmi gumy nalepenými na jednej zo strán pozdĺž okrajov, s hrúbkou 2,5-3 mm, aby sa pravítko počas prevádzky nekĺzalo a sklolaminát bez toho, aby sa dotkol pravítka, môže voľne prechádzať pod ním. Najlepšie sa hodí ako pravítko drevený trojuholník, je stabilný a zároveň môže slúžiť ako opora ruky pri kreslení plošného spoja.

Aby sa doska plošných spojov pri kreslení stôp nešmýkala, je vhodné ju položiť na list brúsneho papiera, čo sú dva listy brúsneho papiera znitované spolu s papierovými stranami.

Ak sa pri kreslení ciest a kruhov dotkli, nemali by sa podniknúť žiadne kroky. Farbu na plošnom spoji je potrebné nechať zaschnúť do stavu, kedy sa pri dotyku nezafarbí a ostrím noža odstráňte prebytočnú časť vzoru. Aby farba rýchlejšie zaschla, treba dosku umiestniť na teplé miesto, napríklad v zime na radiátor. V letnej sezóne - pod lúčmi slnka.

Keď je vzor na doske plošných spojov úplne aplikovaný a všetky chyby sú opravené, môžete pristúpiť k jeho leptaniu.

Technológia kreslenia dosiek plošných spojov
pomocou laserovej tlačiarne

Pri tlači na laserovej tlačiarni sa obraz vytvorený tonerom elektrostaticky prenáša z fotovalca, na ktorý laserový lúč obraz namaľoval, na papier. Toner drží na papieri a zachováva obraz len vďaka elektrostatike. Na fixáciu tonera sa papier navíja medzi valcami, z ktorých jeden je tepelná pec vyhriata na teplotu 180-220°C. Toner sa roztopí a prenikne do štruktúry papiera. Po vychladnutí toner stvrdne a pevne priľne k papieru. Ak sa papier opäť zahreje na 180-220°C, toner sa opäť stane tekutým. Táto vlastnosť tonera sa používa na prenos obrazu prúdových stôp na dosku s plošnými spojmi doma.

Keď je súbor s výkresom dosky plošných spojov pripravený, je potrebné ho vytlačiť pomocou laserovej tlačiarne na papier. Upozorňujeme, že obrázok výkresu dosky plošných spojov pre túto technológiu je potrebné vidieť zo strany inštalácie dielov! Na tieto účely nie je vhodná atramentová tlačiareň, ktorá funguje na inom princípe.

Príprava papierovej šablóny na prenos vzoru na plošný spoj

Ak vytlačíte vzor dosky plošných spojov na obyčajný papier pre kancelárske vybavenie, potom vďaka svojej poréznej štruktúre toner prenikne hlboko do tela papiera a keď sa toner prenesie na dosku plošných spojov, väčšina z neho zostane v novinách. Okrem toho budú problémy s odstraňovaním papiera z dosky plošných spojov. Budete ho musieť dlho namočiť vo vode. Preto na prípravu fotomasky potrebujete papier, ktorý nemá poréznu štruktúru, ako je fotografický papier, substrát zo samolepiacich fólií a etikiet, pauzovací papier, strany z lesklých časopisov.

Ako papier na tlač návrhu DPS používam pauzovací papier zo starých zásob. Pauzovací papier je veľmi tenký a nedá sa naň priamo vytlačiť šablóna, zasekáva sa v tlačiarni. Ak chcete tento problém vyriešiť, pred tlačou na pauzovací papier požadovanej veľkosti naneste do rohov kvapku akéhokoľvek lepidla a nalepte ho na hárok kancelárskeho papiera A4.

Táto technika umožňuje vytlačiť vzor dosky plošných spojov aj na ten najtenší papier alebo fóliu. Aby bola hrúbka vzoru tonera maximálna, musíte pred tlačou nakonfigurovať „Vlastnosti tlačiarne“ vypnutím úsporného režimu tlače a ak táto funkcia nie je dostupná, vyberte najhrubší typ papiera, napr. ako kartón alebo niečo podobné. Je celkom možné, že nebudete mať dobrý výtlačok na prvýkrát a budete musieť trochu experimentovať a vybrať najlepší režim tlače pre laserovú tlačiareň. Vo výslednej tlači vzoru musia byť stopy a kontaktné plôšky dosky plošných spojov husté bez medzier a rozmazania, pretože retušovanie na tomto technologické štádium zbytočné.

Zostáva orezať sledovací papier pozdĺž obrysu a šablóna na výrobu dosky s plošnými spojmi bude pripravená a môžete prejsť na ďalší krok, preniesť obrázok na sklolaminát.

Prenos vzoru z papiera na sklolaminát

Prenos vzoru PCB je najdôležitejším krokom. Podstata technológie je jednoduchá, papier so stranou tlačeného vzoru dráh plošného spoja sa nanesie na medenú fóliu sklolaminátu a s veľkou námahou sa lisuje. Potom sa tento sendvič zahreje na teplotu 180-220 °C a potom sa ochladí na teplotu miestnosti. Papier sa odtrhne a vzor zostane na doske plošných spojov.

Niektorí remeselníci navrhujú preniesť vzor z papiera na dosku plošných spojov pomocou elektrickej žehličky. Skúsil som túto metódu, ale výsledok bol nestabilný. Je ťažké súčasne zohriať toner na požadovanú teplotu a rovnomerne pritlačiť papier po celej ploche dosky plošných spojov, keď toner stuhne. Výsledkom je, že vzor nie je úplne prenesený a v vzore stôp PCB sú medzery. Je možné, že sa žehlička dostatočne nezahriala, hoci bol regulátor nastavený na maximálny ohrev žehličky. Nechcelo sa mi otvárať žehličku a prestavovať termostat. Použil som preto inú technológiu, ktorá je menej prácna a poskytuje 100% výsledok.

Na doske s plošnými spojmi narezanej na mieru a odmastenej acetónom sa na rohy pauzovacieho papiera nalepil prírez z fóliového sklolaminátu s vytlačeným vzorom. Na pauzovací papier položte na rovnomernejší tlak pätky hárkov kancelárskeho papiera. Výsledný balík bol umiestnený na list preglejky a pokrytý listom rovnakej veľkosti na vrchu. Celý tento sendvič bol upnutý maximálnou silou v svorkách.

Zostáva ohriať vyrobený sendvič na teplotu 200 ° C a vychladnúť. Na ohrev je ideálna elektrická rúra s regulátorom teploty. Vytvorenú štruktúru stačí umiestniť do skrinky, počkať na dosiahnutie nastavenej teploty a po pol hodine dosku vybrať na ochladenie.

Ak nie je k dispozícii elektrická rúra, potom môžete použiť aj plynovú rúru nastavením teploty gombíkom prívodu plynu podľa zabudovaného teplomera. Ak nie je teplomer alebo je chybný, môžu pomôcť ženy, postačí poloha gombíka regulátora, pri ktorom sa koláče pečú.

Keďže konce preglejky boli ohnuté, pre každý prípad som ich zovrel ďalšími svorkami. aby ste predišli tomuto javu, je lepšie upnúť dosku plošných spojov medzi plechy s hrúbkou 5-6 mm. V ich rohoch môžete vyvŕtať otvory a upnúť dosky plošných spojov, dosky dotiahnuť skrutkami a maticami. M10 bude stačiť.

Po pol hodine je dizajn dostatočne vychladnutý na to, aby toner vytvrdol, doska sa dá vybrať. Už pri prvom pohľade na odstránenú dosku plošných spojov je jasné, že toner sa z pauzovacieho papiera preniesol na dosku dokonale. Pauzovací papier prilieha tesne a rovnomerne pozdĺž čiar vytlačených stôp, krúžkov podložiek a označovacích písmen.

Pauzovací papier sa ľahko stiahol takmer zo všetkých stôp dosky plošných spojov, zvyšky pauzovacieho papiera sa odstránili vlhkou handričkou. No predsa len na viacerých miestach vytlačených koľají boli medzery. Môže k tomu dôjsť v dôsledku nerovnomernej tlače tlačiarne alebo zvyškov nečistôt alebo korózie na fólii zo sklenených vlákien. Medzery je možné vyplniť akoukoľvek vodeodolnou farbou, lakom na nechty alebo vyretušovať fixkou.

Aby ste si overili vhodnosť fixky na retuš dosky plošných spojov, musíte ňou nakresliť čiary na papier a navlhčiť papier vodou. Ak sa čiary nerozmazávajú, potom je vhodný retušovací fix.

Leptanie dosky plošných spojov doma je najlepšie v roztoku chloridu železitého alebo peroxidu vodíka s kyselinou citrónovou. Po leptaní sa toner z vytlačených stôp ľahko odstráni tampónom namočeným v acetóne.

Potom sa vyvŕtajú otvory, pocínujú sa vodivé cesty a kontaktné plôšky a prispájkujú sa rádiové prvky.

Túto podobu prevzala doska plošných spojov s nainštalovanými rádiovými komponentmi. Výsledkom bola napájacia a spínacia jednotka pre elektronický systém, ktorý dopĺňa bežnú záchodovú misu s bidetovou funkciou.

Leptanie DPS

Na odstránenie medenej fólie z nechránených oblastí fóliového sklolaminátu pri výrobe dosiek plošných spojov doma používajú rádioamatéri zvyčajne chemickú metódu. Plošný spoj sa vloží do leptacieho roztoku a chemickou reakciou sa meď nechránená maskou rozpustí.

Recepty na leptací roztok

V závislosti od dostupnosti komponentov používajú rádioamatéri jedno z riešení uvedených v tabuľke nižšie. Leptacie roztoky sú uvedené v poradí podľa obľúbenosti pre ich použitie rádioamatérmi v domácnosti.

Názov riešenia	Zlúčenina	Množstvo	Technológia varenia	Výhody	Nedostatky
Peroxid vodíka plus kyselina citrónová	Peroxid vodíka (H 2 O 2)	100 ml	Rozpustite kyselinu citrónovú a kuchynskú soľ v 3% roztoku peroxidu vodíka	Dostupnosť komponentov, vysoká miera morenia, bezpečnosť	Neuložené
	Kyselina citrónová (C6H8O7)	30 g
	Soľ (NaCl)	5 g
Vodný roztok chloridu železitého	Voda (H2O)	300 ml	Chlorid železitý rozpustite v teplej vode	Dostatočná rýchlosť leptania, opakovane použiteľné	Nízka dostupnosť chloridu železitého
	Chlorid železitý (FeCl 3)	100 g
Peroxid vodíka plus kyselina chlorovodíková	Peroxid vodíka (H 2 O 2)	200 ml	Nalejte 10% kyselinu chlorovodíkovú do 3% roztoku peroxidu vodíka	Vysoká miera morenia, opakovane použiteľné	Vyžaduje vysokú presnosť
	kyselina chlorovodíková (HCl)	200 ml
Vodný roztok síranu meďnatého	Voda (H2O)	500 ml	AT horúca voda(50-80 ° C) rozpustite stolovú soľ a potom modrý vitriol	Dostupnosť komponentov	Toxicita síranu meďnatého a pomalé leptanie, až 4 hodiny
	Síran meďnatý (CuSO 4)	50 g
	Soľ (NaCl)	100 g

Vyleptajte dosky plošných spojov kovové náčinie nie je povolené. Na tento účel použite nádobu vyrobenú zo skla, keramiky alebo plastu. Spotrebovaný moriaci roztok je dovolené likvidovať do kanalizácie.

Leptací roztok peroxidu vodíka a kyseliny citrónovej

Roztok na báze peroxidu vodíka s rozpustenou kyselinou citrónovou je najbezpečnejší, cenovo dostupný a najrýchlejšie fungujúci. Zo všetkých uvedených riešení je podľa všetkých kritérií toto najlepšie.

Peroxid vodíka je možné zakúpiť v akejkoľvek lekárni. Predáva sa vo forme tekutého 3% roztoku alebo tabliet nazývaných hydroperit. Na získanie tekutého 3% roztoku peroxidu vodíka z hydroperitu je potrebné rozpustiť 6 tabliet s hmotnosťou 1,5 gramu v 100 ml vody.

Kyselina citrónová vo forme kryštálov sa predáva v akomkoľvek obchode s potravinami, balená vo vreckách s hmotnosťou 30 alebo 50 gramov. Kuchynskú soľ nájdete v každej domácnosti. Na odstránenie 35 µm hrubej medenej fólie zo 100 cm2 dosky plošných spojov stačí 100 ml moriacieho roztoku. Spotrebovaný roztok sa neskladuje a nedá sa znovu použiť. Mimochodom, kyselina citrónová môže byť nahradená kyselinou octovou, ale kvôli jej štipľavému zápachu budete musieť dosku plošných spojov moreť pod holým nebom.

Moriaci roztok na báze chloridu železitého

Druhým najpopulárnejším moriacim roztokom je vodný roztok chloridu železitého. Predtým to bolo najpopulárnejšie, pretože vôbec priemyselný podnik chlorid železitý sa dal ľahko získať.

Leptací roztok nie je náročný na teplotu, leptá pomerne rýchlo, ale rýchlosť leptania sa znižuje, keď sa chlorid železitý v roztoku spotrebuje.

Chlorid železitý je veľmi hygroskopický, a preto rýchlo absorbuje vodu zo vzduchu. V dôsledku toho sa na dne nádoby objaví žltá kvapalina. To neovplyvňuje kvalitu súčiastky a takýto chlorid železitý je vhodný na prípravu leptacieho roztoku.

Ak je použitý roztok chloridu železitého skladovaný vo vzduchotesnej nádobe, je možné ho použiť opakovane. Na regeneráciu stačí do roztoku naliať železné klince (okamžite budú pokryté voľnou vrstvou medi). Pri kontakte s akýmkoľvek povrchom zanecháva ťažko odstrániteľné žlté škvrny. V súčasnosti sa roztok chloridu železitého na výrobu dosiek plošných spojov používa menej často z dôvodu vysokej ceny.

Leptací roztok na báze peroxidu vodíka a kyseliny chlorovodíkovej

Vynikajúce morenie, poskytuje vysokú rýchlosť morenia. Kyselina chlorovodíková sa za intenzívneho miešania naleje do 3% vodného roztoku peroxidu vodíka tenkým prúdom. Nalievanie peroxidu vodíka do kyseliny je neprijateľné! Ale kvôli prítomnosti kyseliny chlorovodíkovej v leptacom roztoku je potrebné pri leptaní dosky dávať veľký pozor, pretože roztok leptá pokožku rúk a kazí všetko, na čo sa dostane. Z tohto dôvodu sa leptací roztok s kyselinou chlorovodíkovou doma neodporúča.

Leptací roztok na báze síranu meďnatého

Spôsob výroby dosiek plošných spojov pomocou síranu meďnatého sa zvyčajne používa, ak nie je možné vyrobiť leptacie riešenie na báze iných komponentov z dôvodu ich nedostupnosti. Síran meďnatý je pesticíd a je široko používaný na kontrolu škodcov v poľnohospodárstve. Navyše doba leptania DPS je až 4 hodiny, pričom je potrebné udržiavať teplotu roztoku na 50-80°C a zabezpečiť neustálu výmenu roztoku na leptanom povrchu.

Technológia leptania DPS

Na leptanie dosky v ktoromkoľvek z vyššie uvedených leptacích roztokov sú vhodné sklenené, keramické alebo plastové náčinie, ako sú mliečne výrobky. Ak nie je po ruke vhodná veľkosť nádoby, môžete si vziať akúkoľvek škatuľu z hrubého papiera alebo lepenky vhodnej veľkosti a vyložiť jej vnútro plastovým obalom. Do nádoby sa naleje roztok na leptanie a na jej povrch sa opatrne umiestni doska plošných spojov vzorom nadol. Vďaka silám povrchového napätia kvapaliny a nízkej hmotnosti bude doska plávať.

Pre pohodlie môžete prilepiť korok z plastová fľaša. Korok bude súčasne slúžiť ako rukoväť a plavák. Hrozí ale, že sa na doske vytvoria vzduchové bubliny a v týchto miestach meď nebude korodovať.

Aby ste zabezpečili rovnomerné leptanie medi, môžete dosku s plošnými spojmi položiť na dno nádrže vzorom nahor a pravidelne potriasť rukou. Po chvíli, v závislosti od moreného roztoku, sa začnú objavovať miesta bez medi a následne sa meď úplne rozpustí na celom povrchu dosky plošných spojov.

Po konečnom rozpustení medi v moriacom roztoku sa doska plošných spojov vyberie z kúpeľa a dôkladne sa umyje pod tečúcou vodou. Toner sa zo stôp odstráni handrou namočenou v acetóne a farba sa dobre odstráni handrou namočenou v rozpúšťadle, ktoré bolo pridané do farby, aby získala požadovanú konzistenciu.

Príprava dosky plošných spojov na inštaláciu rádiových komponentov

Ďalším krokom je príprava dosky plošných spojov na inštaláciu rádiových prvkov. Po odstránení farby z dosky musia byť stopy spracované krúživým pohybom jemným brúsnym papierom. Nemusíte sa nechať uniesť, pretože medené pásy sú tenké a dajú sa ľahko zbrúsiť. Stačí len niekoľko prechodov nízkotlakovým abrazívom.

Ďalej sú vodivé dráhy a kontaktné plôšky dosky plošných spojov pokryté liehovo-živofónovým tavidlom a pocínované mäkkou spájkou s elektrickou spájkovačkou. aby sa diery na doske plošných spojov neuťahovali pájkou, treba jej trošku odobrať na hrot spájkovačky.

Po dokončení výroby dosky s plošnými spojmi zostáva len vložiť rádiové komponenty do určených pozícií a prispájkovať ich vodiče na miesta. Pred spájkovaním musia byť nohy častí navlhčené alkohol-kolofóniový tok. Ak sú nožičky rádiových komponentov dlhé, potom ich treba pred spájkovaním narezať bočnými frézami na dĺžku výstupku 1-1,5 mm nad povrch dosky plošných spojov. Po dokončení inštalácie dielov je potrebné odstrániť zvyšky kolofónie pomocou akéhokoľvek rozpúšťadla - alkoholu, lakového benzínu alebo acetónu. Všetky úspešne rozpúšťajú kolofóniu.

Implementácia tohto jednoduchého kapacitného reléového obvodu od stôp PCB po výrobu pracovnej vzorky netrvala viac ako päť hodín, oveľa menej ako rozloženie tejto stránky.

Stránky lokality už hovorili o takzvanej „ceruzkovej technológii“ na výrobu dosiek plošných spojov. Metóda je jednoduchá a cenovo dostupná - korekčná ceruzka sa dá kúpiť takmer v každom obchode, ktorý predáva kancelárske potreby. Existujú však aj obmedzenia. Tí, ktorí sa pokúsili nakresliť výkres dosky s plošnými spojmi pomocou korekčnej ceruzky, si všimli, že minimálna šírka výslednej stopy pravdepodobne nebude menšia ako 1,5-2,5 milimetra.

Táto okolnosť ukladá obmedzenia na výrobu dosiek plošných spojov, ktoré majú tenké dráhy a malú vzdialenosť medzi nimi. Je známe, že rozstup medzi kolíkmi mikroobvodov vyrobených v balení na povrchovú montáž je veľmi malý. Preto, ak chcete vyrobiť dosku plošných spojov s tenkými dráhami a malou vzdialenosťou medzi nimi, technológia „ceruzky“ nebude fungovať. Za zmienku tiež stojí, že kreslenie kresby korekčnou ceruzkou nie je príliš pohodlné, stopy nie sú vždy rovnomerné a medené záplaty na spájkovanie vodičov rádiových komponentov nevychádzajú veľmi elegantne. Vzor plošného spoja preto musíte opraviť ostrou žiletkou alebo skalpelom.

Východiskom z tejto situácie môže byť použitie PCB markera, ktorý je skvelý na nanášanie vrstvy odolnej voči leptaniu. Z neznalosti si môžete zakúpiť fixku na aplikáciu nápisov a značiek na CD / DVD disky. Takáto značka nie je vhodná na výrobu dosiek plošných spojov - roztok chloridu železitého koroduje vzor takejto značky a medené stopy sú takmer úplne vyleptané. Napriek tomu sú však v predaji značky, ktoré sú vhodné nielen na nanášanie nápisov a značiek rôzne materiály(CD/DVD, plasty, izolácia drôtov), ​​ale aj na zhotovenie ochrannej vrstvy odolnej voči leptaniu.

V praxi sa používal popisovač dosiek plošných spojov Edding 792. Umožňuje kresliť čiary so šírkou 0,8-1 mm. To stačí na výrobu veľkého množstva dosiek plošných spojov pre domáce elektronické zariadenia. Ako sa ukázalo, tento marker sa dokonale vyrovná s úlohou. Plošný spoj dopadol celkom dobre, aj keď sa kreslil narýchlo. Pozri sa.

PCB (vyrobené popisovačom Edding 792)

Mimochodom, popisovač Edding 792 možno použiť aj na opravu chýb a škvŕn, ktoré vznikli prenosom vzoru dosky plošných spojov na obrobok metódou LUT (technológia laserového žehlenia). Stáva sa to najmä vtedy, ak je doska plošných spojov pomerne veľká a má zložitý vzor. To je veľmi výhodné, pretože nie je potrebné znova úplne prenášať celý vzor na obrobok.

Ak nemôžete nájsť značku Edding 792, nájde to. Edding 791, Edding 780. Môžu byť tiež použité na kreslenie dosiek plošných spojov.

Určite to zaujíma začínajúcich milovníkov elektroniky technologický postup vytvorenie dosky plošných spojov pomocou fixky, takže príbeh bude pokračovať.

Celý proces výroby plošného spoja je podobný tomu, ktorý je popísaný v článku „Výroba plošného spoja metódou „ceruzky“. Tu je krátky algoritmus:

Pár „jemností“.

O vŕtaní otvorov.

Existuje názor, že po leptaní je potrebné vyvŕtať otvory do dosky plošných spojov. Ako vidíte, vo vyššie uvedenom algoritme je vŕtanie otvorov pred leptaním dosky plošných spojov v roztoku. V princípe môžete vŕtať aj pred leptaním plošného spoja, aj po ňom. Z technologického hľadiska neexistujú žiadne obmedzenia. Malo by sa však pamätať na to, že kvalita vŕtania priamo závisí od nástroja, ktorým sú otvory vŕtané.

Ak vŕtačka vyvíja dobrú rýchlosť a sú k dispozícii kvalitné vrtáky, potom môžete vŕtať po leptaní - výsledok bude dobrý. Ak však vyvŕtate diery do dosky pomocou vlastnej minivŕtačky založenej na slabom motore so zlým zarovnaním, potom môžete ľahko odtrhnúť medené záplaty pre vodiče.

Tiež veľa závisí od kvality textolitu, getinakov alebo sklolaminátu. Preto je vo vyššie uvedenom algoritme vŕtanie otvorov pred leptaním dosky s plošnými spojmi. Pomocou tohto algoritmu možno medené okraje, ktoré zostali po vŕtaní, ľahko odstrániť brúsnym papierom a súčasne vyčistiť medený povrch od kontaminácie, ak existuje. Ako je známe, kontaminovaný povrch medenej fólie sa v roztoku zle leptá.

Ako rozpustiť ochrannú vrstvu fixky?

Po leptaní v roztoku je možné ochrannú vrstvu, ktorá bola nanesená fixkou Edding 792, jednoducho odstrániť rozpúšťadlom. V skutočnosti bol použitý biely lieh. Smrdí to, samozrejme, hnusne, ale ochranná vrstva sa s ofinou zmyje. Nezostávajú žiadne zvyšky laku.

Príprava dosky plošných spojov na pocínovanie medených koľajníc.

Po odstránení ochrannej vrstvy môžete na niekoľko sekúnd polotovar dosky plošných spojov opäť vhoďte do roztoku. V tomto prípade bude povrch medených stôp mierne vyleptaný a získa sa jasne ružová farba. Takáto meď je lepšie pokrytá spájkou pri následnom pocínovaní stôp, pretože na jej povrchu nie sú žiadne oxidy a malé nečistoty. Je pravda, že pocínovanie tratí sa musí vykonať okamžite, inak bude meď na čerstvom vzduchu opäť pokrytá vrstvou oxidu.

Hotové zariadenie po montáži

Existuje výrobná doska na krájanie nasledujúceho typu:

Nemám ju rád z dvoch dôvodov:

1) Pri inštalácii dielov sa musíte neustále otáčať dopredu a dozadu, aby ste najskôr vložili rádiový komponent a potom spájkovali vodič. Na stole sa správa nestabilne.

2) Po demontáži zostanú otvory vyplnené spájkou, pred ďalším použitím dosky je potrebné ich vyčistiť.

Hľadanie na internete rôzne druhy doštičky na chlieb, ktoré si môžete vyrobiť vlastnými rukami a z dostupné materiály, natrafil som na niekoľko zaujímavých možností, jednu z nich som sa rozhodol zopakovať.

Možnosť číslo 1

Citát z fóra: « Ja napríklad dlhé roky používam tieto domáce chlebové dosky. Sú zostavené z kusu sklolaminátu, do ktorého sú zanitované medené kolíky. Takéto kolíky je možné zakúpiť na rádiovom trhu alebo si ich vyrobiť z medeného drôtu s priemerom 1,2-1,3 mm. Tenšie kolíky sa príliš ohýbajú a hrubšie kolíky spotrebúvajú pri spájkovaní príliš veľa tepla. Táto „figurína“ vám umožňuje opätovne použiť tie najošúchanejšie rádiové prvky. Spoje sa najlepšie vykonávajú pomocou drôtu vo fluoroplastovej izolácii MGTF. Potom, čo sa raz skončí, vydržia celý život.

Myslím, že táto možnosť mi najviac vyhovuje. Ale sklolaminát a hotové medené kolíky nie sú k dispozícii, takže to urobím trochu inak.

Medený drôt bol extrahovaný z drôtu:

Vyčistil som izoláciu a pomocou jednoduchého obmedzovača som vyrobil kolíky rovnakej dĺžky:

Priemer kolíka — 1 mm.

Ako základ dosky sa vzala hrúbka preglejky 4 mm (čím hrubšie, tým pevnejšie budú špendlíky držať):

Aby som netrpel značkovaním, prilepil som na preglejku linajkový papier lepiacou páskou:

A vyvŕtané otvory s rozstupom 10 mm priemer vrtáku 0,9 mm:

Získame rovnomerné rady otvorov:

Teraz musíte zatĺcť kolíky do otvorov. Keďže priemer otvoru je menší ako priemer čapu, spojenie bude tesné a čap bude pevne uchytený v preglejke.

Pri zasúvaní kolíkov pod spodok preglejky musíte vložiť kovový plech. Špendlíky sa ľahkými pohybmi upchajú a keď sa zvuk zmení, znamená to, že špendlík sa dostal na plech.

Aby sa doska nekrútila, vyrábame nohy:

Lepíme:

Doska na chlieb je pripravená!

Rovnakým spôsobom môžete vyrobiť dosku na povrchovú montáž (foto z internetu, rádio):

Nižšie pre úplnosť uvediem niekoľko vhodných návrhov nájdených na internete.

Možnosť číslo 2

Do kúska dosky sa zatĺkajú pripináčiky s kovovou hlavou:

Zostáva ich len pocínovať. Medené gombíky sú pocínované bez problémov, ale s oceľovými.

Čo je vytlačené dosky a?

vytlačené dosky a alebo dosky a je doska alebo panel pozostávajúci z jedného alebo dvoch vodivých obrazcov umiestnených na povrchu dielektrickej základne alebo zo systému vodivých obrazcov umiestnených v objeme a na povrchu dielektrickej základne, vzájomne prepojených podľa schémy zapojenia, určený na elektrické pripojenie a mechanické upevnenie elektronických zariadení, kvantovej elektroniky a elektrických produktov na nej inštalovaných - pasívne a aktívne elektronické súčiastky.

Najjednoduchšie vytlačené dosky oh je dosky a, ktorý na jednej strane obsahuje medené vodiče vytlačené dosky s a spája prvky vodivého obrazca iba na jednom z jeho povrchov. Takéto dosky s známy ako jedna vrstva vytlačené dosky s alebo jednostranné vytlačené dosky s(skrátene - OPP).

Dnes najpopulárnejší vo výrobe a najbežnejší vytlačené dosky s, ktoré obsahujú dve vrstvy, to znamená, že obsahujú vodivý vzor na oboch stranách dosky s- obojstranné (dvojvrstvové) vytlačené dosky s(skrátene DPP). Priechodné drôty sa používajú na spojenie vodičov medzi vrstvami. montáž nye a cez pokovované otvory. Avšak v závislosti od fyzickej náročnosti dizajnu vytlačené dosky s keď je vedenie obojstranné dosky pri výrobe sa to príliš komplikuje objednať je viacvrstvová vytlačené dosky s(skrátene WFP), kde sa vodivý vzor vytvára nielen na dvoch vonkajších stranách dosky s, ale aj vo vnútorných vrstvách dielektrika. V závislosti od zložitosti viacvrstvové vytlačené dosky s možno vyrobiť zo 4,6, ....24 alebo viac vrstiev.

>
Obr. 1. Príklad dvojvrstvy vytlačené dosky s s ochrannou spájkovacou maskou a označením.

Pre montáž a zapnuté elektronické komponenty vytlačené dosky s je potrebná technologická operácia - spájkovanie, používa sa na získanie trvalého spojenia dielov z rôznych kovov vložením medzi kontakty dielov roztaveného kovu - spájky, ktorá má viac nízka teplota tavenie ako materiály častí, ktoré sa majú spojiť. Spájkované kontakty dielov, ako aj spájka a tavidlo sa privedú do kontaktu a zahrievajú sa na teplotu nad bodom topenia spájky, ale pod teplotou topenia spájkovaných dielov. V dôsledku toho sa spájka stáva tekutou a zmáča povrchy častí. Potom sa zahrievanie zastaví a spájka prechádza do pevnej fázy, čím sa vytvorí spoj. Tento proces je možné vykonať ručne alebo pomocou špeciálneho zariadenia.

Pred spájkovaním sú komponenty umiestnené na vytlačené dosky nezavedenie komponentov do priechodných otvorov dosky s a prispájkované na kontaktné plôšky a/alebo pokovený vnútorný povrch otvoru – tzv. technológie montáž a cez otvory (THT Through Hole Technology - technológia montáž a do dier alebo inými slovami - špendlík montáž alebo DIP- montáž). Tiež stále pokročilejšia technológia povrchu montáž a- nazývaná aj TMP (technológia montáž a na povrch) alebo SMT(technológia povrchovej montáže) alebo technológia SMD (zo zariadenia na povrchovú montáž - zariadenie na povrchovú montáž). Jeho hlavný rozdiel od „tradičnej“ technológie montáž a do otvorov spočíva v tom, že súčiastky sú namontované a prispájkované na podložky (anglicky land), ktoré sú súčasťou vodivého vzoru na povrchu vytlačené dosky s. V povrchovej technológii montáž a Vo všeobecnosti sa používajú dva spôsoby spájkovania: spájkovanie pretavením spájkovacej pasty a spájkovanie vlnou. Hlavnou výhodou metódy vlnového spájkovania je možnosť súčasného spájkovania povrchovo montovaných komponentov. dosky s, ako aj v dierach. Spájkovanie vlnou je zároveň najproduktívnejšou metódou spájkovania montáž je v dierach. Spájkovanie pretavením je založené na použití špeciálneho technologického materiálu - spájkovacej pasty. Obsahuje tri hlavné zložky: spájku, tavidlo (aktivátory) a organické plnivá. Spájkovanie prilepiť aplikované na kontaktné podložky buď pomocou dávkovača alebo cez šablóna, potom sa elektronické súčiastky nainštalujú vývodmi na spájkovaciu pastu a ďalej sa proces pretavenia spájky obsiahnutej v spájkovacej paste uskutočňuje v špeciálnych peciach zahrievaním vytlačené dosky s s komponentmi.

Aby sa predišlo a / alebo zabránilo náhodným skratom vodičov z rôznych obvodov počas procesu spájkovania, výrobcovia vytlačené dosky používajú ochrannú spájkovaciu masku (angl. spájkovacia maska; je tiež „brilantne zelená“) - vrstva odolného polymérového materiálu určená na ochranu vodičov pred spájkovaním a tokom pri spájkovaní, ako aj pred prehriatím. Spájkovanie maska zakrýva vodiče a necháva kontaktné podložky a konektory čepele otvorené. Najbežnejšie farby spájkovacej masky používané v vytlačené dosky a x - zelená, potom červená a modrá. Treba mať na pamäti, že spájkovanie maska nechráni dosky pred vlhkosťou počas prevádzky dosky s a špeciálne organické nátery sa používajú na ochranu proti vlhkosti.

V najpopulárnejších programoch počítačovo podporovaných konštrukčných systémov vytlačené dosky a elektronické zariadenia (skrátene CAD - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), spravidla existujú pravidlá spojené s spájkovacou maskou. Tieto pravidlá definujú vzdialenosť/posun, ktorý sa má zachovať medzi okrajom spájkovacej plôšky a okrajom spájkovacej masky. Tento koncept je znázornený na obrázku 2(a).

Sieťotlač alebo etiketovanie.

Označovanie (angl. Silkscreen, legenda) je proces, pri ktorom výrobca aplikuje informácie o elektronických súčiastkach a ktorý pomáha uľahčiť proces montáže, kontroly a opravy. Značky sa spravidla používajú na označenie kontrolných bodov, ako aj polohy, orientácie a hodnotenia elektronických komponentov. Môže byť tiež použitý na akýkoľvek účel konštruktéra. vytlačené dosky, uveďte napríklad názov spoločnosti, pokyny na nastavenie (toto je široko používané v starej matke dosky a x osobné počítače) atď. Označenie je možné použiť na oboch stranách dosky s a nanáša sa spravidla metódou sieťotlače (hodvábnej tlače) špeciálnou farbou (s tepelným alebo UV vytvrdzovaním) v bielej, žltej alebo čiernej farbe. Obrázok 2 (b) zobrazuje označenie a umiestnenie komponentov bielymi značkami.

>
Obr. 2. Vzdialenosť od podložky k maske (a) a značky (b)

Štruktúra vrstiev v CAD

Ako je uvedené na začiatku tohto článku, vytlačené dosky s môžu byť vyrobené z viacerých vrstiev. Kedy vytlačené dosky a navrhnuté pomocou CAD, často vidieť v štruktúre vytlačené dosky s niekoľko vrstiev, ktoré nezodpovedajú požadovaným vrstvám s vodivým materiálom (medené) vedenie. Napríklad vrstvy so značkami a spájkovacou maskou sú nevodivé vrstvy. Prítomnosť vodivých a nevodivých vrstiev môže byť mätúca, pretože výrobcovia používajú termín vrstva, keď majú na mysli iba vodivé vrstvy. Odteraz budeme pri označovaní vodivých vrstiev používať iba výraz „vrstvy“ bez „CAD“. Keď používame termín "CAD vrstvy", máme na mysli všetky druhy vrstiev, t.j. vodivé a nevodivé vrstvy.

Štruktúra vrstiev v CAD:

CAD vrstvy (vodivé a nevodivé)	popis
	Vrchná sieťotlač - vrchná značkovacia vrstva (nevodivá)
	Vrchná spájkovacia maska ​​- vrchná vrstva spájkovacej masky (nevodivá)
	Maska vrchnej pasty - vrchná vrstva spájkovacej pasty (nevodivá)
	Vrchná vrstva 1 – prvá/vrchná vrstva (vodivá)
	Vnútorná vrstva 2 - druhá/vnútorná vrstva (vodivá)
	Substrát - základný dielektrikum (nevodivý)
	Spodná vrstva n - spodná vrstva (vodivá)
	Spodná pastová maska ​​- Spodná vrstva spájkovacej pasty (nevodivá)
	Spodná spájkovacia maska ​​Spodná vrstva spájkovacej masky (nevodivá)
	Spodná sieťotlač Spodná značkovacia vrstva (nevodivá)

Obrázok 3 zobrazuje tri rôzne štruktúry vrstiev. Oranžová farba zvýrazňuje vodivé vrstvy v každej štruktúre. Výška alebo hrúbka konštrukcie vytlačené dosky s sa môže líšiť v závislosti od účelu, ale najčastejšie používaná hrúbka je 1,5 mm.

>
Obr. 3. Príklad 3 rôznych štruktúr vytlačené dosky: 2-vrstvové (a), 4-vrstvové (b) a 6-vrstvové (c)

Typy krytov pre elektronické súčiastky

V súčasnosti je na trhu široká škála typov krytov elektronických komponentov. Zvyčajne pre jeden pasívny alebo aktívny prvok existuje niekoľko typov balíkov. Rovnaký čip nájdete napríklad v balení QFP (z anglického Quad Flat Package - rodina čipových obalov s planárnymi vývodmi umiestnenými na všetkých štyroch stranách) a v obale LCC (z anglického Leadless Chip Carrier - je nízkoprofilový štvorcový keramický obal s kontaktmi umiestnenými na jeho spodnej časti).

V zásade existujú 3 veľké rodiny elektronických puzdier:

		Popis
		prípady pre montáž a do otvorov, ktoré majú kontakty určené na inštaláciu cez priechodný otvor montáž diera v vytlačené dosky e) Takéto komponenty sú spájkované na opačnej strane dosky s kde bol komponent vložený. Spravidla sú tieto komponenty namontované len na jednej strane. vytlačené dosky s.
	SMD / SMT	kryty na povrch montáž a spájkované na jednej strane dosky s kde je komponent umiestnený. Výhodou takéhoto usporiadania bývania je, že ho možno inštalovať obojstranne vytlačené dosky s a okrem toho sú tieto komponenty menšie ako kryty montáž a do otvorov a umožňujú vám navrhovať dosky s menších rozmerov a s hustejším zapojením vodičov na vytlačené dosky a X.
		(Ball Grid Array - pole guľôčok - typ obalu pre povrchovo montované integrované obvody). BGA závery sú guľôčky spájky aplikované na kontaktné podložky na zadnej strane mikroobvodu. Mikroobvod je umiestnený na vytlačené dosky e a zahrieva sa spájkovacou stanicou alebo infračerveným zdrojom tak, aby sa guľôčky začali topiť. Povrchové napätie spôsobuje, že roztavená spájka fixuje čip presne nad tým, kde by mal byť dosky e. BGA dĺžka vodiča je veľmi malá a je určená vzdialenosťou medzi nimi dosky ach a mikročip, takže aplikácia BGA umožňuje zvýšiť rozsah prevádzkových frekvencií a zvýšiť rýchlosť spracovania informácií. Rovnaká technológia BGA má najlepší tepelný kontakt medzi čipom a dosky oh, čo vo väčšine prípadov eliminuje potrebu inštalácie chladičov, pretože teplo opúšťa kryštál dosky u efektívnejšie. Najčastejšie BGA používané v počítačových mobilných procesoroch, čipsetoch a moderných GPU.

kontaktná podložka vytlačené dosky s(anglická krajina)

kontaktná podložka vytlačené dosky s- časť vodivého obrazca vytlačené dosky s slúži na elektrické pripojenie inštalovaných elektronických produktov. kontaktná podložka vytlačené dosky s je časť medeného vodiča, ktorá je otvorená od spájkovacej masky, kde sú spájkované vývody súčiastok. Existujú dva typy podložiek – kontaktné podložky montáž otvory pre montáž a do otvorov a rovinných plošín pre povrch montáž a- SMD podložky. Niekedy sú SMD cez podložky veľmi podobné podložkám montáž a do otvorov.

Obrázok 4 zobrazuje podložky pre 4 rôzne elektronické komponenty. Osem pre IC1 a dve pre R1 SMD podložky, v tomto poradí, ako aj tri podložky s otvormi pre elektronické súčiastky Q1 a PW.

>
Obrázok 4. Miesta pre povrch montáž a(IC1, R1) a podložky pre montáž a otvory (Q1, PW).

medené vodiče

Medené vodiče sa používajú na spojenie dvoch bodov na vytlačené dosky e - napríklad na spojenie dvoch SMD podložiek (obrázok 5.), alebo na pripojenie SMD podložky k podložke montáž alebo na spojenie dvoch priechodov.

Vodiče môžu mať rôzne, vypočítané šírky v závislosti od prúdov, ktoré nimi pretekajú. Pri vysokých frekvenciách je tiež potrebné vypočítať šírku vodičov a medzery medzi nimi, pretože odpor, kapacita a indukčnosť systému vodičov závisí od ich dĺžky, šírky a ich vzájomnej polohy.

>
Obrázok 5. Dva vodiče spájajúce dva mikroobvody SMD.

Cez pokovované priechodky vytlačené dosky s

Keď potrebujete pripojiť komponent, ktorý je na vrchnej vrstve vytlačené dosky s s komponentom, ktorý je na spodnej vrstve, sa používajú priechodné priechody, ktoré spájajú prvky vodivého vzoru na rôznych vrstvách vytlačené dosky s. Tieto otvory umožňujú prechod prúdu vytlačené dosky r. Obrázok 6 zobrazuje dva drôty, ktoré začínajú na podložkách komponentu na hornej vrstve a končia na podložkách iného komponentu na spodnej vrstve. Každý vodič má svoj vlastný priechod, ktorý vedie prúd z hornej vrstvy do spodnej vrstvy.

>

Obrázok 6. Spojenie dvoch mikroobvodov cez vodiče a pokovované priechodky na opačných stranách vytlačené dosky s

Obrázok 7 poskytuje detailnejší pohľad na prierez 4-vrstvy vytlačené dosky. Nasledujúce vrstvy sú tu farebne odlíšené:

Na modeli vytlačené dosky s 7 znázorňuje vodič (červený), ktorý patrí k hornej vodivej vrstve a ktorý prechádza dosky y pomocou a a potom pokračuje v ceste pozdĺž spodnej vrstvy (modrá).

>

Obrázok 7. Prechádzajúci vodič z hornej vrstvy vytlačené dosky y a pokračuje v ceste na spodnej vrstve.

"Slepý" pokovovaný otvor vytlačené dosky s

V HDI (High Density Interconnect – pripojenie s vysokou hustotou) vytlačené dosky a x, je potrebné použiť viac ako dve vrstvy, ako je znázornené na obrázku 7. Spravidla vo viacvrstvových štruktúrach vytlačené dosky s Mnoho integrovaných obvodov používa samostatné vrstvy pre napájanie a uzemnenie (Vcc alebo GND), a preto sú vonkajšie signálové vrstvy oslobodené od napájacích koľajníc, čo uľahčuje smerovanie signálových vodičov. Existujú aj prípady, keď signálové vodiče musia prechádzať z vonkajšej vrstvy (hornej alebo spodnej) najkratšou cestou, aby bola zabezpečená potrebná impedancia, požiadavky na galvanickú izoláciu a končiac požiadavkami na odolnosť voči elektrostatickému výboju. Pre tieto typy pripojení sa používajú slepé metalizované otvory (Slepý priechod - „hluchý“ alebo „slepý“). Ide o otvory, ktoré spájajú vonkajšiu vrstvu s jednou alebo viacerými vnútornými, čo umožňuje, aby spojenie bolo minimálne na výšku. Slepá diera začína na vonkajšej vrstve a končí na vnútornej vrstve, preto je pred ňou označená „slepá“.

Ak chcete zistiť, ktorá diera je prítomná dosky e, môžete dať vytlačené dosky y nad zdrojom svetla a vidieť - ak vidíte svetlo prichádzajúce zo zdroja cez otvor, potom je to priechod, inak je hluché.

Slepé priechody sú užitočné v dizajne dosky s keď máte obmedzenú veľkosť a máte príliš málo miesta na umiestnenie komponentov a zapojenie signálu. Elektronické súčiastky môžete umiestniť na obe strany a maximalizovať tak priestor pre kabeláž a ďalšie komponenty. Ak sa prechody robia cez priechodný otvor a nie cez slepý otvor, bude potrebný dodatočný priestor na otvor otvor zaberá priestor na oboch stranách. Súčasne môžu byť pod telom čipu umiestnené slepé otvory - napríklad pre veľké a zložité zapojenie BGA komponentov.

Obrázok 8 zobrazuje tri otvory, ktoré sú súčasťou štvorvrstvy vytlačené dosky s. Ak sa pozriete zľava doprava, potom ako prvý uvidíme priechodný otvor cez všetky vrstvy. Druhá diera začína v hornej vrstve a končí na druhej vnútornej vrstve - žalúzii L1-L2. Nakoniec tretia diera začína v spodnej vrstve a končí v tretej vrstve, preto hovoríme, že ide o žalúziu L3-L4.

Hlavnou nevýhodou tohto typu otvoru sú vyššie výrobné náklady. vytlačené dosky s so slepými otvormi v porovnaní s alternatívnymi priechodnými otvormi.

>
Obr. 8. Porovnanie prekovov a slepých prekovov.

Skryté priechody

Angličtina Pochovaný cez - "skrytý", "pochovaný", "vložený". Tieto priechody sú podobné slepým priechodom s tým rozdielom, že začínajú a končia na vnútorných vrstvách. Ak sa pozrieme na obrázok 9 zľava doprava, vidíme, že prvý otvor je cez všetky vrstvy. Druhá je slepá cez L1-L2 a posledná je skrytá cez L2-L3, ktorá začína na druhej vrstve a končí na tretej vrstve.

>

Obrázok 9. Porovnanie priechodného otvoru, slepého otvoru a skrytého otvoru.

Technológia výroby slepých a skrytých priechodiek

Technológia výroby takýchto otvorov sa môže líšiť v závislosti od dizajnu, ktorý vývojár stanovil, a v závislosti od možností továreň a-výrobca. Rozlišujeme dva hlavné typy:

V obojstrannom obrobku je vyvŕtaný otvor DPP, metalizovaný, leptaný a potom tento polotovar, vlastne hotová dvojvrstva vytlačené dosky a, pretlačený cez predimpregnovaný laminát ako súčasť viacvrstvového predlisku vytlačené dosky s. Ak je toto prázdne miesto na vrchu "koláča" WFP, potom dostaneme slepé otvory, ak v strede, potom skryté priechody.

1. V lisovanom obrobku je vyvŕtaný otvor WFP hĺbka vŕtania je riadená tak, aby presne zasiahla podložky vnútorných vrstiev, a potom sa otvor pokovuje. Takto získame len slepé diery.

V zložitých štruktúrach WFP Je možné použiť kombinácie vyššie uvedených typov otvorov - obrázok 10.

>

Obrázok 10. Príklad typickej kombinácie typov via.

Upozorňujeme, že použitie slepých otvorov môže niekedy viesť k zníženiu nákladov na projekt ako celok v dôsledku úspory celkového počtu vrstiev, lepšej sledovateľnosti a zmenšenia veľkosti. vytlačené dosky s, ako aj schopnosť aplikovať komponenty s jemnejším rozstupom. V každom prípade by sa však rozhodnutie o ich použití malo prijať individuálne a rozumne. Nemali by sme však zneužívať zložitosť a rozmanitosť typov slepých a skrytých otvorov. Skúsenosti ukázali, že pri výbere medzi pridaním iného typu slepej diery do projektu alebo pridaním ďalšej dvojice vrstiev je správnejšie pridať niekoľko vrstiev. V každom prípade dizajn WFP by mala byť navrhnutá s ohľadom na to, ako bude implementovaná vo výrobe.

Dokončovacie kovové ochranné nátery

Získanie správnych a spoľahlivých spájkovaných spojov v elektronickom zariadení závisí od mnohých konštrukčných a technologických faktorov, vrátane správnej úrovne spájkovateľnosti spájaných prvkov, ako sú súčiastky a vytlačené vodičov. Pre zachovanie spájkovateľnosti vytlačené dosky predtým montáž a elektronické súčiastky, ktoré zaisťujú rovinnosť povlaku a sú spoľahlivé montáž a spájkované spoje, je potrebné chrániť medený povrch kontaktných plôšok vytlačené dosky s z oxidácie, takzvaný konečný kovový ochranný povlak.

Pri pohľade na iné vytlačené dosky s, môžete vidieť, že podložky takmer nikdy nemajú farbu medi, často a väčšinou sú strieborné, lesklé zlaté alebo matne šedé. Tieto farby určujú typy povrchových kovových ochranných náterov.

Najbežnejší spôsob ochrany spájkovaných povrchov vytlačené dosky je potiahnutie medených kontaktných plôšok vrstvou striebornej zliatiny cínu a olova (POS-63) - HASL. Väčšina vyrobených vytlačené dosky chránené metódou HASL. Pocínovanie za tepla HASL - proces pocínovania za tepla dosky s, ponorením na obmedzenú dobu do kúpeľa roztavenej spájky a rýchlym odstránením fúkaním prúdom horúceho vzduchu, odstránením prebytočnej spájky a vyrovnaním povlaku. Tento povlak dominoval v posledných rokoch, napriek jeho vážnym technickým obmedzeniam. Plat s, takto uvoľnené, hoci si zachovávajú dobrú spájkovateľnosť počas celej doby skladovania, sú pre niektoré aplikácie nevhodné. Vysoko integrované prvky použité v SMT technológií montáž a, vyžadujú ideálnu rovinnosť (rovnosť) podložiek vytlačené dosky. Tradičné nátery HASL nespĺňajú požiadavky na rovinnosť.

Technológie náterov, ktoré spĺňajú požiadavky na rovinnosť, sú chemicky nanášané nátery:

Ponorné zlatenie (Electroless Nickel / Immersion Gold - ENIG), čo je tenký zlatý film nanesený na niklovú podvrstvu. Funkciou zlata je zabezpečiť dobrú spájkovateľnosť a chrániť nikel pred oxidáciou a samotný nikel slúži ako bariéra zabraňujúca vzájomnej difúzii zlata a medi. Tento povlak zaručuje vynikajúcu rovinnosť podložky bez poškodenia. vytlačené dosky, poskytuje dostatočnú pevnosť pre spájkované spoje vyrobené spájkami na báze cínu. Ich hlavnou nevýhodou sú vysoké výrobné náklady.

Immersion Tin (ISn) - sivý matný chemický povlak poskytujúci vysokú rovinnosť vytlačené stránky dosky s a kompatibilné so všetkými spôsobmi spájkovania ako ENIG. Proces nanášania imerzného cínu je podobný procesu nanášania imerzného zlata. Ponorný cín poskytuje dobrú spájkovateľnosť po dlhodobom skladovaní, čo je zabezpečené zavedením organokovovej podvrstvy ako bariéry medzi meď vankúšikov a samotný cín. však dosky s potiahnuté ponorným plechom treba zaobchádzať opatrne, vákuovo baliť do suchých skladovacích skríň a dosky s s týmto náterom nie sú vhodné na výrobu klávesníc/dotykových panelov.

Pri prevádzke počítačov, zariadení s nožovými konektormi sú kolíky nožových konektorov počas prevádzky vystavené treniu dosky s preto sú koncové kontakty galvanicky pokovované hrubšou a tvrdšou vrstvou zlata. Galvanické pozlátenie nožových konektorov (Gold Fingers) - povlak rodiny Ni / Au, hrúbka povlaku: 5 -6 Ni; 1,5 - 3 um Au. Povlak sa nanáša elektrochemickým nanášaním (galvanické pokovovanie) a používa sa najmä na nanášanie na koncové kontakty a lamely. Hrubý zlatý povlak má vysokú mechanickú pevnosť, odolnosť proti oderu a nepriaznivým vplyvom prostredia. Nepostrádateľný tam, kde je dôležité zabezpečiť spoľahlivý a odolný elektrický kontakt.

>
Obrázok 11. Príklady kovových ochranných náterov - cín-olovo, ponorné zlátenie, ponorný cín, galvanické zlátenie nožových spojok.