Tehnologii de fabricare a plăcilor cu circuite imprimate


Tehnologii de fabricare a plăcilor cu circuite imprimate

Considerăm doar cea mai comună tehnologie "clasică", în care excesul de secțiuni de cupru de pe suprafața plăcii este îndepărtat prin gravarea chimică. În plus, este posibilă, de exemplu, îndepărtarea cuprului prin măcinare sau prin utilizarea unei unități electrice de scânteie. Cu toate acestea, aceste metode nu au fost utilizate pe scară largă nici în industria radioamatorică, nici în industrie (deși măcinarea este uneori utilizată atunci când este necesar să se producă foarte repede PCB-uri simple).







Aș dori în mod special să se constate că, în fabricarea plăcilor de circuite imprimate la domiciliu ar trebui să încerce să dezvolte schema cât mai mult posibil de a utiliza suprafața de montare componente, care, în unele cazuri, face posibilă să se dizolve în mod substanțial toată schema de pe aceeași parte a tablei. Acest lucru se datorează faptului că până în prezent nu a fost inventată nici o tehnologie de metalizare a viasilor. Prin urmare, în cazul în care plăcile de cabluri nu pot fi efectuate pe de o parte, instalația electrică trebuie efectuată pe a doua parte folosind ca Vias concluzii diferite componente montate pe bord, care în acest caz au propaivat din două părți ale consiliului. Desigur, există diferite moduri de a înlocui găurile de placare (utilizați un fir subțire introdus în gaura și sudat la piesele de pe ambele părți ale consiliului, utilizarea unor capace speciale), dar toate au dezavantaje semnificative și incomod de utilizat. În mod ideal, bordul ar trebui să fie crescut doar pe o parte folosind numărul minim de jumperi. Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre etapele de fabricare a unei plăci de circuite imprimate.

Pregătirea preliminară a piesei de prelucrat

Această etapă reprezintă etapa inițială și constă în pregătirea suprafeței plăcii de circuite imprimate viitoare pentru aplicarea unui strat de protecție pe ea. În general, pentru o perioadă lungă de timp, tehnologia de curățare a suprafeței nu a suferit modificări semnificative. Întregul proces este redus la îndepărtarea oxizilor și a impurităților de pe suprafața plăcii folosind diferiți agenți abrazivi și degresarea ulterioară.

Pentru a îndepărta murdăria persistentă, puteți utiliza hârtie abrazivă fină ( „meu cel mai bun“), pudră abrazivă fină sau prin orice alte mijloace, nu lăsați suprafața panourilor zgârieturi adânci. Uneori se poate spăla doar suprafața de burete dur PCB pentru spălat vase cu detergent sau pudră (pentru aceste scopuri este convenabil de a folosi bureți abrazivi pentru spălat vase, care este similar cu pipăite cu patch-uri mici de unele substanțe, de multe ori un astfel de burete este blocat pe o bucată de spumă de cauciuc) . În plus, cu o suprafață suficient de curată a plăcii de circuite imprimate, este posibil să treceți complet etapa abrazivă și să mergeți direct la degresare.

În cazul PCB numai peliculă de oxid gros poate fi ușor îndepărtat prin tratarea plăcii de circuit imprimat timp de 3-5 secunde, cu o soluție de clorură ferică, urmată de spălare în apă rece. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că este de dorit să se producă fie operația imediat înainte de aplicarea unui strat protector, sau după un magazin care deține piesa într-un loc întunecat, ca lumina este oxidat rapid cupru.

Etapa finală a pregătirii suprafeței este degresarea. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza o bucată de țesut moale care nu lasă fibrele, umezite cu alcool, benzină sau acetonă. Aici ar trebui să acorde o atenție la curățenia suprafeței de bord după degresare, așa cum a început recent să vină acetonă și alcool, cu o cantitate semnificativă de impurități, care sunt lăsate pe placa după uscare pete albicioase. Dacă este cazul, atunci ar trebui să căutați un alt compus degresant. După degresare, placa trebuie spălată cu apă rece. Calitatea curățării poate fi controlată prin observarea gradului de udare a apei de pe suprafața cuprului. O suprafață complet umedă pe apă, fără formarea de picături și rupturi de film de apă, indică nivelul normal de curățare. Încălcările din acest film de apă indică faptul că suprafața nu este curățată suficient.

Aplicarea stratului de protecție

Aplicarea unui strat de protecție este cel mai important pas în procesul de fabricare a plăcilor cu circuite imprimate, iar aceștia determină calitatea plăcii fabricate cu 90%. În prezent, în mediul radio amator, cele mai populare sunt cele trei metode de aplicare a unui strat de protecție. Le vom considera în ordinea cresterii calitatii cartilor obtinute prin utilizarea acestora.

Primul pas este pregătirea unui aparat de fotografiat. La domiciliu, poate fi obținut prin imprimarea unei imagini a panoului pe o imprimantă laser pe un film. În acest caz, trebuie acordată o atenție deosebită densității negre a fotometrului, pentru care trebuie să dezactivați toate modurile de economisire a tonerului și să îmbunătățiți calitatea imprimării în setările imprimantei. În plus, unele companii oferă o concluzie a unui fotometru pe un fotoplotter - în același timp vă garantați un rezultat de înaltă calitate.

În cea de-a doua etapă, se aplică o peliculă fotorezistentă subțire pe suprafața pregătită și curățată a plăcii. Acest lucru se face prin pulverizarea acestuia de la o distanță de aproximativ 20 cm. În același timp, trebuie să se încerce o uniformitate maximă a stratului de acoperire obținut. În plus, este foarte important să se asigure absența prafului în timpul procesului de pulverizare - fiecare pulbere care a intrat în fotorezist va lăsa inevitabil amprenta pe placă.







După aplicarea stratului fotorezist, este necesar să se usuce filmul rezultat. Se recomandă să se facă acest lucru la o temperatură de 70 ° C-80 ° C, mai întâi este necesar să se usuce suprafața la o temperatură scăzută și numai apoi să se aducă treptat temperatura la valoarea dorită. Timpul de uscare la această temperatură este de ordinul a 20-30 de minute. În cazuri extreme, placa este lăsată să se usuce la temperatura camerei timp de 24 de ore. Plăcile cu fotorezist aplicate trebuie depozitate într-un loc răcoros.

Următorul pas după aplicarea fotorezistului este expunerea. Când această sarcină este suprapus pe o foto-mască (de preferință o față de imprimare pe card: crește definiția în expunerea), care este presată pe o bucată subțire de sticlă sau plexiglas. Cu o dimensiune suficient de mică a plăcilor pentru presare este posibil să se folosească un capac din cutia CD sau o placă fotografică spălată din emulsie. Având în vedere că regiunea de maximă sensibilitate spectrală a majorității Fotorezistul moderne au la gama ultraviolete, este de dorit să se folosească lampa de iluminare cu un grad ridicat de radiații UV în spectrul (DRSh, TAA și altele.). În cazuri extreme, puteți utiliza o lampă puternică cu xenon. Timpul de expunere depinde de mulți factori (tipul și puterea lămpii, distanța de la lampa la bord, grosimea stratului de fotorezist, materialul capacului de presiune și altele.) Și este selectat experimental. Cu toate acestea, în general, timpul de expunere nu este de obicei mai mare de 10 minute, chiar dacă este expus la lumina directă a soarelui.

Majoritatea fotorezistoarelor sunt produse printr-o soluție de hidroxid de sodiu (NaOH) - 7 grame pe litru de apă. Cel mai bine este să folosiți o soluție proaspăt preparată având o temperatură de 20 ° C-25 ° C. Timpul de dezvoltare depinde de grosimea filmului fotorezistent și este cuprins între 30 de secunde și 2 minute. Odată dezvoltat, placa poate fi gravată în soluții convenționale, deoarece fotorezistul este rezistent la acizi. Când se utilizează fotomask de înaltă calitate, utilizarea fotorezistului permite obținerea de piste cu o lățime de până la 0,15-0,2 mm.

Există multe compoziții pentru gravarea chimică a cuprului. Acestea diferă în viteza de reacție, substanțele de compoziție eliberate ca rezultat al reacției, precum și disponibilitatea reactivii necesari pentru prepararea soluției chimice. Mai jos sunt informații despre cele mai populare soluții pentru gravură.
  • Fierul de clor (FeCl3) este probabil cel mai cunoscut și mai popular agent. Clorura ferida uscata se dizolva in apa pana cand se obtine o solutie bogata de culoarea galben auriu (aceasta necesita aproximativ doua linguri pe sticla de apa). Procesul de gravare în această soluție poate dura între 10 și 60 de minute. Timpul depinde de concentrația soluției, de temperatura și de amestecare. Amestecarea accelerează foarte mult cursul reacției. În acest scop, este convenabil să se utilizeze un compresor pentru acvarii, care asigură amestecarea soluției cu bule de aer. De asemenea, reacția este accelerată atunci când soluția este încălzită. După gravare, placa trebuie spălată cu o cantitate mare de apă, de preferință cu săpun (pentru a neutraliza reziduurile de acid). Dezavantajele acestei soluții trebuie să fie atribuită formării în timpul reacției de deșeuri, care sunt depuse pe card și pentru a preveni desfășurarea normală a procesului de corodare, și viteza de reacție relativ scăzută.
  • persulfat de amoniu ((NH4) 2S2O8) - substanță cristalină luminoasă solubilă în apă, pe baza unui raport de 35 g de substanță pe 65 g de apă. Procesul de gravare din această soluție durează aproximativ 10 minute și depinde de suprafața stratului de cupru gravat. Pentru a asigura condiții optime pentru reacție, soluția trebuie să aibă o temperatură de aproximativ 40 ° C și să fie amestecată constant. După gravare, placa trebuie clătită cu apă curentă. Dezavantajele acestei soluții includ necesitatea menținerii temperaturii dorite și a amestecării.
  • O soluție de acid clorhidric (HCl) și peroxid de hidrogen (H2O2). Pentru a prepara această soluție, se adaugă 200 ml acid clorhidric 35% și 30 ml peroxid de hidrogen 30% în 770 ml apă. Soluția finită trebuie depozitată într-o sticlă întunecată, neînchisă ermetic, ca atunci când se descompune gazul de peroxid de hidrogen. Atenție: Când utilizați această soluție, trebuie luate toate măsurile de precauție atunci când lucrați cu produse chimice corozive. Toate lucrările trebuie efectuate numai în aer liber sau sub capotă. Dacă soluția ajunge pe piele, spălați imediat cu multă apă. Timpul de gravare este puternic dependent de amestecarea și temperatura soluției și este de ordinul a 5-10 minute pentru o soluție proaspăt agitată la temperatura camerei. Nu încălzi soluția la o temperatură mai mare de 50 ° C. După gravare, placa trebuie clătită cu apă curgătoare. Această soluție după gravare poate fi redusă prin adăugarea de H2O2. Cantitatea necesară de peroxid de hidrogen este estimată vizual: placa de cupru scufundată în soluție trebuie repetată de la roșu la maro închis. Formarea bulelor în soluție indică un exces de peroxid de hidrogen, ceea ce duce la o încetinire a reacției de gravare. Dezavantajul acestei soluții este necesitatea unei aderențe stricte la toate măsurile de precauție atunci când se lucrează cu ea.

    • Curățarea țaglei, găurirea, turnarea, cimentarea

    După ce au fost finalizate gravarea și spălarea plăcii, este necesară curățarea suprafeței plăcii de pe stratul de protecție. Aceasta se poate realiza cu un solvent organic, de exemplu acetonă.

    Apoi, este necesar să forați toate găurile. Pentru a face acest lucru aveți nevoie de un burghiu ascuțit acut la viteza maximă a motorului electric. În cazul în care nu a mai rămas niciun spațiu gol în centrul plăcuțelor de contact, este necesar să pre-planificați găurile (puteți face acest lucru, de exemplu, cu un șurub). Forța de strângere în procesul de găurire nu ar trebui să fie prea mare pentru a preveni formarea de lovituri în jurul găurilor din spatele plăcii. Semanatoarele electrice convenționale nu sunt practic potrivite pentru plăcile de foraj deoarece, în primul rând, au turații reduse și, în al doilea rând, au o masă suficient de mare, ceea ce face dificilă controlul forței de strângere. Este foarte convenabil ca plăcile de foraj să utilizeze motoare electrice precum DPM-35N și altele asemănătoare cu un mandrină de prindere mică atașată la arborele lor. După găurire, trebuie să procesați găurile: eliminați toate crestăturile și burdurile. Puteți să o faceți cu șmirghel.

    Următorul pas este să acoperiți tabla cu flux, urmată de cositorire. Puteți utiliza fluxuri speciale de fabricare industrială (cel mai bine spălate cu apă sau care nu necesită spălare) sau pur și simplu să acoperiți tabla cu o soluție slabă de colofoniu în alcool. placare staniu poate fi realizată în două moduri: prin scufundare într-lipire topit sau prin intermediul unui dispozitiv de lipire și o împletitură de metal impregnat cu lipire. În primul caz, este necesar să faceți o baie de fier și să o umpleți cu o cantitate mică de aliaj de Rose sau Lemn. Topitura trebuie să fie complet acoperită cu un strat de glicerină pe partea de sus pentru a evita oxidarea lipitorului. Pentru a încălzi tava, puteți folosi un fier inversat sau o sobă electrică. Placa este imersată în topitură și apoi îndepărtată cu îndepărtarea simultană a lipirii excedentare cu o racletă de cauciuc.

    În acest articol, am încercat să evidențiem toate cele mai convenabile pentru utilizarea la domiciliu a tehnologiilor de fabricare a PCB-urilor. Utilizarea fotorezistului modern sau a tehnologiei imprimantei cu laser și a fierului face posibilă obținerea unor rezultate destul de bune. Astfel, amatorii radio au posibilitatea de a produce plăci cu circuite imprimate cu o lățime minimă a conductorilor de aproximativ 0,2-0,3 mm, ceea ce a fost practic imposibil de acum zece ani, chiar și în timpul producției în masă.

    Alexey Sigaev
    Moscova
    Sursa: shems.h1.ru







    Articole similare

    Pagina anterioară

    Pagina următoare

    Trimiteți-le prietenilor: