Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι μια διηλεκτρική πλάκα στην επιφάνεια της οποίας εφαρμόζονται αγώγιμες τροχιές και προετοιμάζονται θέσεις για εγκατάσταση ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ. Τα ηλεκτρικά εξαρτήματα του ραδιοφώνου συνήθως εγκαθίστανται στην πλακέτα χρησιμοποιώντας συγκόλληση.

Συσκευή PCB

Οι ηλεκτρικά αγώγιμες διαδρομές της σανίδας είναι κατασκευασμένες από αλουμινόχαρτο. Το πάχος των αγωγών είναι, κατά κανόνα, 18 ή 35 μικρά, λιγότερο συχνά 70, 105, 140 μικρά. Η σανίδα έχει τρύπες και τακάκια επαφήςγια εγκατάσταση ραδιοστοιχείων.

Χρησιμοποιούνται ξεχωριστές οπές για τη σύνδεση αγωγών που βρίσκονται σε διαφορετικές πλευρές της σανίδας. Στις εξωτερικές πλευρές της σανίδας εφαρμόζεται ειδική προστατευτική επίστρωση και σημάνσεις.

Στάδια δημιουργίας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος

Στην πρακτική του ραδιοερασιτέχνη, συχνά πρέπει να ασχοληθεί κανείς με την ανάπτυξη, τη δημιουργία και την κατασκευή διαφόρων ηλεκτρονικών συσκευών. Επιπλέον, οποιαδήποτε συσκευή μπορεί να κατασκευαστεί σε τυπωμένο ή κανονικό συμβούλιομε κρεμαστή εγκατάσταση. Το PCB λειτουργεί πολύ καλύτερα, είναι πιο αξιόπιστο και φαίνεται πιο ελκυστικό. Η δημιουργία του περιλαμβάνει την εκτέλεση ενός αριθμού λειτουργιών:

Προετοιμασία της διάταξης.

Σχέδιο σε textolite?

Χαλκογραφία;

Κασσιτεροποίηση;

Εγκατάσταση ραδιοστοιχείων.

Η κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι μια πολύπλοκη, εντατική και ενδιαφέρουσα διαδικασία.

Ανάπτυξη και παραγωγή διάταξης

Η σχεδίαση του πίνακα μπορεί να γίνει χειροκίνητα ή σε υπολογιστή χρησιμοποιώντας ένα από τα ειδικά προγράμματα.

Είναι καλύτερο να σχεδιάσετε τον πίνακα χειροκίνητα σε χαρτί εγγραφής σε κλίμακα 1:1. Το γραφικό χαρτί είναι επίσης κατάλληλο. Τα εγκατεστημένα ηλεκτρονικά εξαρτήματα πρέπει να εμφανίζονται σε κατοπτρική εικόνα. Τα κομμάτια στη μία πλευρά του πίνακα εμφανίζονται ως συμπαγείς γραμμές και στην άλλη πλευρά ως διακεκομμένες γραμμές. Οι κουκκίδες σηματοδοτούν τα σημεία όπου είναι συνδεδεμένα τα ραδιοστοιχεία. Γύρω από αυτές τις θέσεις σχεδιάζονται περιοχές συγκόλλησης. Όλα τα σχέδια γίνονται συνήθως χρησιμοποιώντας πίνακα σχεδίασης. Κατά κανόνα, τα απλά σχέδια γίνονται με το χέρι πιο σύνθετα σχέδια πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος αναπτύσσονται σε έναν υπολογιστή σε ειδικές εφαρμογές.

Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούν ένα απλό πρόγραμμα που ονομάζεται Sprint Layout. Μόνο ένας εκτυπωτής λέιζερ είναι κατάλληλος για εκτύπωση. Το χαρτί πρέπει να είναι γυαλιστερό. Το κύριο πράγμα είναι ότι το τόνερ δεν το τρώει, αλλά παραμένει στην κορυφή. Ο εκτυπωτής πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε το πάχος του γραφίτη του σχεδίου να είναι το μέγιστο.

Η βιομηχανική παραγωγή τυπωμένων κυκλωμάτων ξεκινά με την εισαγωγή του διαγράμματος κυκλώματος της συσκευής σε ένα σύστημα σχεδιασμού με τη βοήθεια υπολογιστή, το οποίο δημιουργεί ένα σχέδιο της μελλοντικής πλακέτας.

Προετοιμασία του τεμαχίου εργασίας και διάνοιξη οπών

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να κόψετε ένα κομμάτι PCB με τις δεδομένες διαστάσεις. Λιμάρετε τις άκρες. Κολλήστε το σχέδιο στον πίνακα. Προετοιμάστε το εργαλείο για διάτρηση. Τρυπήστε απευθείας σύμφωνα με το σχέδιο. Το τρυπάνι πρέπει να είναι καλής ποιότηταςκαι αντιστοιχούν στη διάμετρο της μικρότερης οπής. Εάν είναι δυνατόν, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια μηχανή διάτρησης.

Αφού κάνετε όλες τις απαραίτητες τρύπες, αφαιρέστε το σχέδιο και τρυπήστε κάθε τρύπα στην καθορισμένη διάμετρο. Καθαρίστε την επιφάνεια της σανίδας με λεπτό γυαλόχαρτο. Αυτό είναι απαραίτητο για να εξαλειφθούν τα γρέζια και να βελτιωθεί η πρόσφυση του χρώματος στην σανίδα. Για να αφαιρέσετε τα ίχνη λίπους, επεξεργαστείτε τη σανίδα με οινόπνευμα.

Σχέδιο σε laminate από fiberglass

Το σχέδιο του πίνακα μπορεί να εφαρμοστεί στο PCB χειροκίνητα ή χρησιμοποιώντας μία από τις πολλές τεχνολογίες. Η τεχνολογία σιδερώματος λέιζερ είναι η πιο δημοφιλής.

Το χειροκίνητο σχέδιο ξεκινά με τη σήμανση των περιοχών στερέωσης γύρω από τις οπές. Εφαρμόζονται χρησιμοποιώντας στυλό ή σπίρτο. Οι τρύπες συνδέονται με ράγες σύμφωνα με το σχέδιο. Είναι καλύτερα να σχεδιάσετε με νιτρομπογιά στην οποία έχει διαλυθεί το κολοφώνιο. Αυτή η λύση παρέχει ισχυρή πρόσφυση στην πλακέτα και καλή αντοχή στη χάραξη σε υψηλή θερμοκρασία. Ως βαφή μπορεί να χρησιμοποιηθεί βερνίκι ασφάλτου.

Η κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων με χρήση τεχνολογίας σιδήρου λέιζερ δίνει καλά αποτελέσματα. Είναι σημαντικό να εκτελείτε όλες τις λειτουργίες σωστά και προσεκτικά. Η απολιπανθείσα σανίδα πρέπει να τοποθετηθεί σε επίπεδη επιφάνεια με τον χαλκό προς τα επάνω. Τοποθετήστε προσεκτικά το σχέδιο από πάνω με το τόνερ στραμμένο προς τα κάτω. Επιπλέον, προσθέστε μερικά ακόμη φύλλα χαρτιού. Σιδερώστε τη δομή που προκύπτει με ζεστό σίδερο για περίπου 30-40 δευτερόλεπτα. Όταν εκτίθεται σε θερμοκρασία, ο γραφίτης πρέπει να αλλάξει από στερεό σε παχύρρευστο, αλλά όχι σε υγρό. Αφήστε τη σανίδα να κρυώσει και τοποθετήστε την σε α ζεστό νερό.

Το χαρτί θα χαλαρώσει και θα σχιστεί εύκολα. Θα πρέπει να εξετάσετε προσεκτικά το σχέδιο που προκύπτει. Η απουσία χωριστών τροχιών δείχνει ότι η θερμοκρασία του σιδήρου είναι ανεπαρκής.

Τα μικρά ελαττώματα μπορούν να διορθωθούν με μαρκαδόρο, μπογιά ή βερνίκι νυχιών. Εάν δεν σας αρέσει το τεμάχιο εργασίας, τότε πρέπει να ξεπλύνετε τα πάντα με ένα διαλύτη, να το καθαρίσετε με γυαλόχαρτο και να επαναλάβετε τη διαδικασία ξανά.

Χαλκογραφία

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χωρίς γράσο τοποθετείται σε πλαστικό δοχείο με το διάλυμα. Στο σπίτι, το χλωριούχο σίδηρο χρησιμοποιείται συνήθως ως διάλυμα. Το μπάνιο με αυτό πρέπει να κουνιέται περιοδικά. Μετά από 25-30 λεπτά, ο χαλκός θα διαλυθεί εντελώς. Η χάραξη μπορεί να επιταχυνθεί χρησιμοποιώντας ένα θερμαινόμενο διάλυμα χλωριούχου σιδήρου. Στο τέλος της διαδικασίας, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος αφαιρείται από το λουτρό και πλένεται καλά με νερό. Στη συνέχεια το χρώμα αφαιρείται από τις αγώγιμες διαδρομές.

Κασσιτεροποίηση

Υπάρχουν πολλές μέθοδοι επικασσιτέρωσης. Έχουμε ετοιμάσει μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Στο σπίτι, κατά κανόνα, δεν υπάρχουν ειδικές συσκευές και κράματα. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούν μια απλή, αξιόπιστη μέθοδο. Η σανίδα είναι επικαλυμμένη με flux και επικασσιτερωμένη με συγκολλητικό σίδερο με κανονική συγκόλληση χρησιμοποιώντας χάλκινη πλέξη.

Εγκατάσταση ραδιοστοιχείων

Στο τελικό στάδιο, τα εξαρτήματα του ραδιοφώνου εισάγονται ένα προς ένα στις θέσεις που προορίζονται για αυτά και συγκολλούνται. Πριν από τη συγκόλληση, τα πόδια των εξαρτημάτων πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία με ροή και, εάν είναι απαραίτητο, να βραχυνθούν.

Το συγκολλητικό σίδερο πρέπει να χρησιμοποιείται προσεκτικά: εάν υπάρχει υπερβολική θερμότητα, το φύλλο χαλκού μπορεί να αρχίσει να αποκολλάται και η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος να καταστραφεί. Αφαιρέστε τυχόν υπολειπόμενο κολοφώνιο με οινόπνευμα ή ακετόνη. Η τελική σανίδα μπορεί να βερνικωθεί.

Βιομηχανική ανάπτυξη

Σχεδιασμός και κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος για εξοπλισμό στο σπίτι υψηλής κατηγορίαςαδύνατο. Για παράδειγμα, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος ενός ενισχυτή για εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας είναι πολυεπίπεδη, οι χάλκινοι αγωγοί είναι επικαλυμμένοι με χρυσό και παλλάδιο, οι αγώγιμες διαδρομές έχουν διαφορετικά πάχη κ.λπ. Η επίτευξη αυτού του επιπέδου τεχνολογίας δεν είναι εύκολη ακόμη και σε μια βιομηχανική επιχείρηση. Επομένως, σε ορισμένες περιπτώσεις, συνιστάται να αγοράσετε μια έτοιμη σανίδα υψηλής ποιότητας ή να δώσετε μια παραγγελία για την εκτέλεση εργασιών σύμφωνα με το δικό σας σχέδιο. Επί του παρόντος, η παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι εγκατεστημένη σε πολλές εγχώριες επιχειρήσεις και στο εξωτερικό.

Άρθρα καταλάβαμε τη δουλειά μαζί παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, και επίσης καθόρισε ποια εξαρτήματα χρειάζονται για την κατασκευή του. Σε αυτό το μέρος θα αναπτύξουμε και θα σχεδιάσουμε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματοςσε χαρτί.

Θα φτιάξουμε τη σφραγίδα με τον παλιομοδίτικο τρόπο. Με σύγχρονο τρόπο, το δοκίμασα και δεν μου άρεσε. Χρειάζεται πολύς πρόσθετος εξοπλισμός και δεξιότητες, καθώς και μελέτη του προγράμματος στο οποίο σχεδιάζεται η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, ειδικό χαρτί στο οποίο πρέπει να εφαρμοστεί το σχέδιο με ειδικό τρόπο και με γραφίτη και στη συνέχεια να σιδερωθεί όλο το πράγμα με σίδερο, και μόνο μετά χαραγμένο.

Και αν σας λείπει το τόνερ ή το χαρτί ή δεν το σιδερώνετε σωστά, τότε πρέπει να ολοκληρώσετε τη χάραξη των γραμμών με ένα μαρκαδόρο χειροκίνητα. Με μια λέξη, αιμορροΐδες και χάσιμο χρόνου. Αλλά αυτή είναι η προσωπική μου άποψη. Σε κάθε περίπτωση, πρέπει να δοκιμάσετε και να κατανοήσετε την παλιομοδίτικη μέθοδο, αφού όλοι ξεκίνησαν με αυτήν. Και μόλις κατανοήσετε την ίδια τη διαδικασία, προχωρήστε και κατακτήστε τις σύγχρονες τεχνολογίες.

Παίρνουμε ένα κανονικό φύλλο σημειωματάριου σε ένα κουτί και σχεδιάζουμε ένα διάγραμμα στο επάνω μέρος. Εάν το διάγραμμα είναι μεγάλο, τότε δεν χρειάζεται να το κάνετε αυτό, το κύριο πράγμα είναι ότι είναι μπροστά στα μάτια σας.

Όλα ηλεκτρικά και διαγράμματα κυκλώματοςσχεδιάζονται και διαβάζονται από αριστερά προς τα δεξιά, επομένως θα σχεδιάσουμε επίσης κομμάτια και θα τακτοποιήσουμε μέρη στον πίνακα από αριστερά προς τα δεξιά.

Τώρα θυμηθείτε: Η πίσω πλευρά του χαρτιού είναι η πλευρά της πλακέτας στην οποία θα εγκατασταθούν τα εξαρτήματα του ραδιοφώνου. Και η πλευρά του χαρτιού στην οποία σχεδιάζονται τα ίχνη θα είναι η πλευρά της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος από την πλευρά των τροχιών.

Πηγαίνω.
Επιλέξτε τη μέση του φύλλου χαρτιού. Πάρτε έναν πυκνωτή Γ1και πιέστε ελαφρά τα πόδια μέσα στο φύλλο ώστε να αφήσουν σημάδια στο χαρτί. Με ένα μολύβι σχεδιάζουμε τις διαστάσεις του πυκνωτή και του συμβόλου του και με ένα στυλό σημειώνουμε τα συμπεράσματα.

Άλλη μια στιγμή. Εάν ο πυκνωτής σας είναι οριζόντιος ή πολύ μεγάλος, τότε δεν έχει νόημα να τον τοποθετήσετε στην πλακέτα, αφού θα είναι πολύ μεγάλος. Αρκεί να κάνουμε δύο τρύπες για τα καλώδια και κατά την εγκατάσταση θα συνδέσουμε τον πυκνωτή στην πλακέτα με καλώδια.

Εδώ, δίπλα στον πυκνωτή, τοποθετούμε μια γέφυρα διόδου που αποτελείται από διόδους VD1 – VD4. Τοποθετήστε και τις τέσσερις διόδους σε χαρτί και αποφασίστε πώς και πού θα τοποθετηθούν στον πίνακα. Μου φάνηκε ότι θα ήταν βολικό να τα τοποθετήσω κάτω από τον πυκνωτή.

Παίρνουμε δύο διόδους και λυγίζουμε τα καλώδια τους, όπως φαίνεται στο μεσαίο τμήμα του σχήματος. Μπορείτε να πιέσετε τις διόδους στο χαρτί, όπως κάνατε με έναν πυκνωτή, ή μπορείτε απλά να βάλετε τις διόδους τη μία δίπλα στην άλλη και να σημειώσετε τους ακροδέκτες με ένα στυλό, αφήνοντας παράλληλα μια απόσταση μεταξύ των σωμάτων των διόδων. 1 χιλιοστό θα είναι αρκετό.

Η απόσταση μεταξύ των ακροδεκτών για αντιστάσεις, διόδους και μόνιμοι πυκνωτέςκάντε το 1 mm πιο φαρδύ από ό,τι είναι στην πραγματικότητα. Ας είναι πιο φαρδύ από ό,τι είναι ήδη.

Ανάμεσα σε ένα ζευγάρι σημείων σχεδιάζουμε τον χαρακτηρισμό μιας διόδου, όπως στη δεξιά πλευρά του σχήματος.

Τώρα ας «μαζέψουμε» σε ένα σωρό γέφυρα διόδουΚαι πυκνωτής.
Συνδέουμε τις δύο πάνω διόδους ανόδους, και οι δύο κάτω δίοδοι καθόδους- αυτό θα είναι το τμήμα εξόδου της γέφυρας (Εικ. №1 ). Περαιτέρω, κάθοδοςσυνδέστε την πρώτη δίοδο άνοδοςτέταρτη δίοδος, και κάθοδοςσυνδέστε τη δεύτερη δίοδο άνοδοςτρίτο - αυτό θα είναι το τμήμα εισόδου της γέφυρας (Εικ. №2 ).

Σημειώνουμε δύο τρύπες για την παροχή εναλλασσόμενης τάσης και βεβαιωθείτε ότι υποδεικνύουμε ότι θα είναι " είσοδος(ρύζι №3 ). Λοιπόν, ας αποφασίσουμε για τον θετικό ακροδέκτη του πυκνωτή Γ1. Οι ακροδέκτες "συν" και "πλην" της γέφυρας διόδου συνδέονται με παρόμοιους ακροδέκτες του πυκνωτή (Εικ. №4 ).

Στη συνέχεια στο διάγραμμα είναι μια αντίσταση R1και δίοδος VD5.
Τοποθετήστε τα σε ένα φύλλο χαρτιού (Εικ. №1 ), σημειώστε πώς θα βρίσκονται στον πίνακα, σημειώστε τις ακίδες και σχεδιάστε σύμβολα για την αντίσταση και τη δίοδο, όπως φαίνεται στο σχήμα №2 . Μέσα στην αντίσταση υποδεικνύουμε την τιμή της. Στην περίπτωσή μας είναι 10 kOhm.

Τώρα, σύμφωνα με το διάγραμμα, συνδέουμε αυτά τα στοιχεία μεταξύ τους με μονοπάτια. Στην εικόνα №3 αυτές οι διαδρομές υποδεικνύονται με βέλη.

Αποδεικνύεται ότι σύμφωνα με το κύκλωμα "μείον" από τον πυκνωτή Γ1έρχεται στον επάνω ακροδέκτη της αντίστασης R1, που σημαίνει ότι συνδέουμε τον αντίστοιχο ακροδέκτη του πυκνωτή με μια διαδρομή στον αντίστοιχο ακροδέκτη της αντίστασης.

Ακροδέκτης κάτω αντίστασης R1και κάθοδος διόδου VD5συνδέονται μεταξύ τους, πράγμα που σημαίνει ότι συνδέουμε αυτές τις ακίδες με μια διαδρομή (μεσαίο βέλος). Λοιπόν, η άνοδος της διόδου VD5συνδέστε στο θετικό της γέφυρας διόδου. Ελπίζω ότι η αρχή είναι σαφής; Προχώρα.

Επόμενο στο κύκλωμα είναι το τρανζίστορ VT1, Δίοδος Ζένερ VD6και αντίσταση R2.
Τοποθετούμε τα νέα και τα προηγούμενα μέρη (αντίσταση R1 και δίοδος VD5) σε χαρτί, τα τακτοποιούμε, σημειώνουμε τη θέση και σημειώνουμε τις τρύπες για τα καλώδια. Υποδεικνύουμε την τιμή της αντίστασης 360 Ohm, και σημειώστε τα συμπεράσματα του τρανζίστορ βάσεις, συλλέκτηςΚαι εκπόμπος.

Τώρα συνδέουμε αυτά τα στοιχεία σύμφωνα με το διάγραμμα. Συνδέουμε τη βάση του τρανζίστορ με μια αντίσταση R1και κάθοδος διόδου VD5(ρύζι №1 ). Άνοδος δίοδος Zener VD6συνδέστε στον κάτω ακροδέκτη της αντίστασης R2(ρύζι №2 ), και με τον συλλέκτη του τρανζίστορ VT1(ρύζι №3 ). Ο ακροδέκτης της άνω αντίστασης στο διάγραμμα R2συνδέστε τον επάνω ακροδέκτη της αντίστασης R1ή αρνητικό λεωφορείο (Εικ. №3 ).

Ακολουθεί η μεταβλητή αντίσταση R3. Δεν θα το τοποθετήσουμε στον πίνακα, αλλά θα κάνουμε μόνο τρεις τρύπες για τα καλώδια. Η αντίσταση, όπως και ο πυκνωτής, θα συνδεθεί στην πλακέτα με καλώδια.

Βάζουμε μια δίοδο zener σε χαρτί VD6και δίπλα του σημειώνουμε τρεις τρύπες (Εικ. №1 ). Συνδέουμε την άνοδο και την κάθοδο της διόδου zener στους άνω και κάτω ακροδέκτες της μεταβλητής αντίστασης (Εικ. №2 ). Και εδώ, η κάθοδος της διόδου zener VD6συνδέστε την άνοδο της διόδου VD5και ένα κοινό θετικό δίαυλο (Εικ. №2 ).

Στη συνέχεια στο διάγραμμα είναι το τρανζίστορ ελέγχου VT2και την αντίσταση φορτίου του R4. Τα βάζουμε σε χαρτί, τα σημαδεύουμε και τα σημαδεύουμε (Εικ. №1 Και №2 ). Μεσαίος ακροδέκτης μεταβλητής αντίστασης R3συνδέστε στη βάση του τρανζίστορ VT2. Επάνω ακροδέκτης αντίστασης R4 VT2και τον κάτω ακροδέκτη της αντίστασης R4– με τον κάτω ακροδέκτη μιας μεταβλητής αντίστασης R3και θετικό ελαστικό.

Τώρα σημειώνουμε τις τρύπες για το ισχυρό τρανζίστορ VT3. Είναι το ίδιο με μια αντίσταση R3, δεν θα βρίσκεται στην πλακέτα, αλλά θα συνδέεται με αυτήν με καλώδια.
Βάση τρανζίστορ VT3συνδέστε τον πομπό του τρανζίστορ VT2.
Συλλέκτης VT3συνδέστε τον συλλέκτη VT2, επάνω ακροδέκτης της αντίστασης R2και έναν κοινό αρνητικό δίαυλο (Εικ. №3 ).

Απλά πρέπει να αποφασίσουμε για τη θέση της αντίστασης φορτίου R5και συνδέστε τελείως τα υπόλοιπα μέρη. Επάνω ακροδέκτης αντίστασης R5συνδέεται με τον πομπό του τρανζίστορ VT3και ο εκπομπός του τρανζίστορ VT1και τον κάτω ακροδέκτη της αντίστασης R5συνδέεται με αντίσταση R4και θετικό ελαστικό.

Μην ξεχάσετε να σημειώσετε δύο τρύπες για τις υποδοχές εξόδου XT1Και XT2.

Λοιπόν, εδώ είστε αναπτηγμένοςΚαι τράβηξεστα χαρτιά (προς το παρόν) το πρώτο μου πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Αλλά αυτό είναι μόνο η αρχή, αφού πρέπει ακόμα να το φέρουμε στο μυαλό μας. Και αυτό είναι: ελέγξτε για σφάλματα, ανοίξτε τρύπες για τα εξαρτήματα, εφαρμόστε ένα σχέδιο τροχιών στην επιφάνεια του χαλκού, στη συνέχεια η σανίδα είναι χαραγμένη σε χλωριούχο σίδηρο, μετά τη χάραξη, η συγκόλληση εφαρμόζεται στις ράγες και μόνο τότε τα μέρη συγκολλούνται στον πίνακα. Όλα αυτά θα τα αντιμετωπίσουμε εν μέρει.
Καλή τύχη!

Τώρα η πλειοψηφία ηλεκτρονικά κυκλώματαεκτελούνται με χρήση πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Χρησιμοποιώντας τεχνολογίες κατασκευής τυπωμένων κυκλωμάτων, παράγονται επίσης προκατασκευασμένα εξαρτήματα μικροηλεκτρονικής - υβριδικές μονάδες που περιέχουν εξαρτήματα διαφόρων λειτουργικών σκοπών και βαθμών ολοκλήρωσης. Οι πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων και τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα με υψηλό βαθμό ολοκλήρωσης καθιστούν δυνατή τη μείωση του βάρους και των χαρακτηριστικών μεγέθους των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και των εξαρτημάτων υπολογιστών. Τώρα η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι πάνω από εκατό ετών.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος

Αυτό (στα αγγλικά PCB - πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος)- μια πλάκα από ηλεκτρικό μονωτικό υλικό (getinax, textolite, fiberglass και άλλα παρόμοια διηλεκτρικά), στην επιφάνεια της οποίας υπάρχουν κατά κάποιο τρόπο λεπτές ηλεκτρικά αγώγιμες λωρίδες (τυπωμένοι αγωγοί) με επιθέματα επαφής για τη σύνδεση τοποθετημένων ραδιοστοιχείων, συμπεριλαμβανομένων μονάδων και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων εφαρμοσμένος. Η διατύπωση αυτή προέρχεται κατά λέξη από το Λεξικό του Πολυτεχνείου.

Υπάρχει μια πιο καθολική διατύπωση:

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος αναφέρεται σε ένα σχέδιο σταθερών ηλεκτρικών διασυνδέσεων σε μια μονωτική βάση.

Τα κύρια δομικά στοιχεία μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι μια διηλεκτρική βάση (άκαμπτη ή εύκαμπτη) στην επιφάνεια της οποίας βρίσκονται οι αγωγοί. Η διηλεκτρική βάση και οι αγωγοί είναι στοιχεία απαραίτητα και επαρκή ώστε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος να είναι πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Για να εγκαταστήσετε εξαρτήματα και να τα συνδέσετε σε αγωγούς, χρησιμοποιήστε πρόσθετα στοιχεία: μαξιλαράκια επαφής, μεταβατικές επιμεταλλωμένες οπές και οπές στερέωσης, ελάσματα σύνδεσης, περιοχές για απαγωγή θερμότητας, επιφάνειες θωράκισης και μεταφοράς ρεύματος κ.λπ.

Η μετάβαση στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σηματοδότησε ένα ποιοτικό άλμα στον τομέα του σχεδιασμού ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδυάζει τις λειτουργίες ενός φορέα ραδιοστοιχείων και ηλεκτρική σύνδεσητέτοια στοιχεία. Η τελευταία λειτουργία δεν μπορεί να εκτελεστεί εάν δεν παρέχεται επαρκές επίπεδο αντίστασης μόνωσης μεταξύ των αγωγών και άλλων αγώγιμων στοιχείων της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Επομένως, το υπόστρωμα PCB πρέπει να λειτουργεί ως μονωτικό.

Ιστορική αναφορά

Η ιστορία των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων μοιάζει με αυτό: Στις αρχές του 20ου αιώνα, ο Γερμανός μηχανικός Albert Parker Hanson, ασχολούμενος με τις εξελίξεις στον τομέα της τηλεφωνίας, δημιουργήθηκε μια συσκευή που θεωρείται το πρωτότυπο όλων των τύπων πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων που είναι γνωστά σήμερα. Τα «γενέθλια» των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων θεωρείται το 1902, όταν ο εφευρέτης υπέβαλε αίτηση στο γραφείο διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας της πατρίδας του. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος του Χάνσεν συνίστατο στη σφράγιση ή την κοπή μιας εικόνας σε χάλκινο (ή χαλκό) φύλλο. Το προκύπτον αγώγιμο στρώμα κολλήθηκε σε διηλεκτρικό - χαρτί εμποτισμένο με παραφίνη. Ακόμη και τότε, φροντίζοντας για μεγαλύτερη πυκνότητα αγωγών, ο Hansen κόλλησε μεμβράνη και στις δύο πλευρές, δημιουργώντας μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος διπλής όψης. Ο εφευρέτης χρησιμοποίησε επίσης οπές σύνδεσης που περνούσαν μέσα από την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Το έργο του Hansen περιλαμβάνει περιγραφές δημιουργίας αγωγών με χρήση ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης ή αγώγιμου μελανιού, το οποίο είναι κονιοποιημένο μέταλλο αναμεμειγμένο με συγκολλητικό φορέα. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκαν αποκλειστικά τεχνολογίες πρόσθετων για την κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, δηλαδή το σχέδιο εφαρμόστηκε στο διηλεκτρικό χρησιμοποιώντας κόλλα ή ψεκασμένο υλικό. Παρόμοιες ιδέες είχε και ο Τόμας Έντισον. Η επιστολή του προς τον Frank Sprague (ο οποίος ίδρυσε την Sprague Electric Corporation) έχει διατηρηθεί, όπου ο Edison περιγράφει τρεις τρόπους για να σχεδιάσετε έναν αγωγό σε χαρτί. 1. Το σχέδιο σχηματίζεται χρησιμοποιώντας συγκολλητικά πολυμερή εφαρμόζοντας γραφίτη ή μπρούτζο θρυμματισμένο σε σκόνη στην μη σκληρυνθείσα επιφάνειά τους. 2. Το σχέδιο σχηματίζεται απευθείας στο διηλεκτρικό. Το λάπις (νιτρικό άργυρο) χρησιμοποιείται για την εφαρμογή της εικόνας, μετά το οποίο το ασήμι απλώς μειώνεται από το αλάτι. 3. Ο αγωγός είναι φύλλο χρυσού με τυπωμένο σχέδιο. Φυσικά, ο Έντισον δεν χρησιμοποίησε τον όρο «πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων», αλλά σχεδόν όλες οι ιδέες που αναφέρονται παραπάνω έχουν βρει εφαρμογή στις σημερινές τεχνολογικές διαδικασίες. Με βάση την πρώτη από αυτές, διαμορφώθηκαν οι σημερινές τεχνολογίες λεπτής μεμβράνης και η δεύτερη μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως για την επικάλυψη με αναγωγή μετάλλων από το αλάτι. Το 1913, ο Άρθουρ Μπέρι έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την αφαιρετική μέθοδο κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων. Ο προγραμματιστής πρότεινε την κάλυψη της μεταλλικής βάσης με ένα στρώμα ανθεκτικού υλικού και την αφαίρεση απροστάτευτων εξαρτημάτων από την επιφάνεια με χάραξη. Το 1922, ο Ellis Bassit, ο οποίος ζούσε στις ΗΠΑ, εφηύρε και κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια μέθοδο για τη χρήση φωτοευαίσθητων υλικών για την παραγωγή τυπωμένων κυκλωμάτων. Το 1918 από τον Ελβετό Max Scoop Προτάθηκε η τεχνολογία του ψεκασμού μετάλλων με φλόγα αερίου. Η τεχνική παρέμεινε μη δημοφιλής λόγω του κόστους παραγωγής και της ανομοιόμορφης εναπόθεσης μετάλλων. Αμερικανός Τσαρλς Ντούκλας κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την τεχνολογία της επιμετάλλωσης αγωγών, η ουσία της οποίας ήταν ότι τα κανάλια τραβήχτηκαν σε μαλακό διηλεκτρικό (για παράδειγμα, κερί), τα οποία στη συνέχεια γεμίστηκαν με επιμεταλλωμένες αγώγιμες πάστες χρησιμοποιώντας ηλεκτροχημική δράση. Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας περιλάμβανε επίσης τεχνολογία χάραξης, η οποία περιλαμβάνει την ηλεκτρολυτική εναπόθεση μετάλλου (ασήμι, χρυσός ή χαλκός) μέσω μιας μάσκας επαφής σε μια πλάκα από κράμα χαμηλής θερμοκρασίας. Η πλάκα με το εναποτιθέμενο σχέδιο θερμαίνεται και αφαιρούνται όλα τα μέρη του κράματος που δεν καλύπτονται με ασήμι. Ο Κάρολος Δούκας τοποθέτησε αγωγούς και στις δύο πλευρές της διηλεκτρικής βάσης. Ο Duclas συμμετείχε στην ανάπτυξη πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων και πρότεινε αρκετές ενδιαφέρουσες λύσεις για συνδέσεις μεταξύ στρωμάτων. Γάλλος Καίσαρ Παρολίνι αναβίωσε την προσθετική μέθοδο δημιουργίας αγώγιμου στρώματος. Το 1926, εφάρμοσε μια εικόνα σε ένα διηλεκτρικό χρησιμοποιώντας ένα συγκολλητικό υλικό, ρίχνοντας σκόνη χαλκού πάνω του και πολυμερίζοντάς το σε υψηλή θερμοκρασία. Ήταν ο Parolini που άρχισε να χρησιμοποιεί συρμάτινους βραχυκυκλωτήρες σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, εγκατεστημένους πριν από τον πολυμερισμό του υλικού. Το 1933 δημοσιεύτηκαν τα έργα του Erwin Franz, στις οποίες βασίζονται όλες οι υπάρχουσες μέθοδοι παραγωγής πλακών τυπωμένου κυκλώματος. Ο Αμερικανός προγραμματιστής κατάφερε να εφαρμόσει ένα αγώγιμο σχέδιο σε φιλμ σελοφάν, για το οποίο χρησιμοποιήθηκε ένα υγρό πολυμερές με γέμιση γραφίτη. Μηχανικός Paul Eisler στη Μεγάλη Βρετανία άρχισε να εισάγει πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων στη ραδιοηλεκτρονική. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, εργάστηκε με επιτυχία για την εύρεση τεχνολογικών λύσεων για τη μαζική παραγωγή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, κάνοντας εκτεταμένη χρήση μεθόδων εκτύπωσης. Μετά τον πόλεμο, το 1948, ο Eisler ίδρυσε μια εταιρεία κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, την Technograph Printed Circuits.

Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του 1920 και του 1930, εκδόθηκαν πολλά διπλώματα ευρεσιτεχνίας για σχέδια πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων και μεθόδους κατασκευής τους. Οι πρώτες μέθοδοι κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων παρέμειναν κυρίως προσθετικές (η ανάπτυξη των ιδεών του Thomas Edison). Αλλά στη σύγχρονη μορφή της, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος εμφανίστηκε χάρη στη χρήση τεχνολογιών που δανείστηκαν από τη βιομηχανία εκτύπωσης. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι μια απευθείας μετάφραση από τον αγγλικό όρο εκτύπωσης printing plate (" έντυπη μορφή", ή "μήτρα"). Ως εκ τούτου, ο Αυστριακός μηχανικός Paul Eisler θεωρείται ο πραγματικός «πατέρας των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων». Ήταν ο πρώτος που κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι τεχνολογίες εκτύπωσης (αφαιρετικές) μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη μαζική παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων. Στις αφαιρετικές τεχνολογίες, μια εικόνα σχηματίζεται με την αφαίρεση περιττών θραυσμάτων. Ο Paul Eisler ανέπτυξε την τεχνολογία της γαλβανικής εναπόθεσης φύλλου χαλκού και της χάραξης του με χλωριούχο σίδηρο. Οι τεχνολογίες για τη μαζική παραγωγή πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων ήταν σε ζήτηση ήδη κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Και από τα μέσα της δεκαετίας του 1950, άρχισε ο σχηματισμός πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων ως εποικοδομητική βάση για ραδιοεξοπλισμό όχι μόνο για στρατιωτικούς, αλλά και για οικιακούς σκοπούς.

Υλικά PCB

Βασικά διηλεκτρικά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων

Οι κύριοι τύποι και παράμετροι των υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή MPP δίνονται στον Πίνακα 1. Τα τυπικά σχέδια των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων βασίζονται στη χρήση τυπικού laminate από υαλοβάμβακα τύπου FR4, με Θερμοκρασία λειτουργίας, κατά κανόνα, από –50 έως +110 °C, θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (καταστροφής) Tg περίπου 135 °C. Η διηλεκτρική του σταθερά Dk μπορεί να είναι από 3,8 έως 4,5, ανάλογα με τον προμηθευτή και τον τύπο του υλικού. Για αυξημένες απαιτήσεις για αντοχή στη θερμότητα ή κατά την τοποθέτηση σανίδων σε φούρνο με τεχνολογία χωρίς μόλυβδο (t έως 260 °C), χρησιμοποιείται υψηλή θερμοκρασία FR4 High Tg ή FR5. Όταν υπάρχουν απαιτήσεις για συνεχή λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες ή ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας, χρησιμοποιείται πολυιμίδιο. Επιπλέον, το πολυιμίδιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή πλακών κυκλωμάτων υψηλής αξιοπιστίας, για στρατιωτικές εφαρμογές, καθώς και σε περιπτώσεις όπου απαιτείται αυξημένη ηλεκτρική αντοχή. Για πλακέτες με κυκλώματα μικροκυμάτων (πάνω από 2 GHz), χρησιμοποιούνται ξεχωριστά στρώματα μικροκυμάτων υλικού ή ολόκληρη η πλακέτα είναι κατασκευασμένη από υλικό μικροκυμάτων (Εικ. 3). Οι πιο γνωστοί προμηθευτές ειδικών υλικών είναι οι Rogers, Arlon, Taconic και Dupont. Το κόστος αυτών των υλικών είναι υψηλότερο από το FR4 και φαίνεται χονδρικά στην τελευταία στήλη του Πίνακα 1 σε σχέση με το κόστος του FR4. Παραδείγματα σανίδων με διαφορετικούς τύπους διηλεκτρικού φαίνονται στο Σχ. 4, 5.

Η γνώση των παραμέτρων των υλικών για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, τόσο μονοστρωματικών όσο και πολυστρωματικών, είναι σημαντική για όλους όσους εμπλέκονται στη χρήση τους, ειδικά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων συσκευών με αυξημένη απόδοσηκαι φούρνο μικροκυμάτων. Κατά το σχεδιασμό MPP, οι προγραμματιστές αντιμετωπίζουν τις ακόλουθες εργασίες:
- υπολογισμός αντίσταση κυμάτωναγωγοί στο ταμπλό?
- υπολογισμός της τιμής της ενδιάμεσης μόνωσης υψηλής τάσης.
- επιλογή της δομής τυφλών και κρυφών οπών.
Οι διαθέσιμες επιλογές και τα πάχη των διαφόρων υλικών φαίνονται στους πίνακες 2-6. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η ανοχή στο πάχος του υλικού είναι συνήθως μέχρι ±10%, επομένως η ανοχή στο πάχος της τελικής πολυστρωματικής σανίδας δεν μπορεί να είναι μικρότερη από ±10%.

Τύποι και παράμετροι υλικών για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων

Θέα	Χημική ένωση	Tg °C	Dk	Τιμή	Ονομα
FR4	Fiberglass (ελασματοποιημένο εποξειδικό υλικό από υαλοβάμβακα)	>140	4.7	1 (βασικό)	S1141
FR4 χωρίς αλογόνο	Fiberglass, δεν περιέχει αλογόνο, αντιμόνιο, φώσφορο κ.λπ., δεν εκπέμπει επικίνδυνες ουσίες όταν καίγεται	>140	4.7	1.1	S1155
FR4 Υψηλό Tg, FR5	Υλικό δικτυωτού πλέγματος, αυξημένη αντοχή στη θερμοκρασία (συμβατό με RoHS)	>160	4,6	1,2…1,4	S1170, S1141 170
RCC	Εποξειδικό υλικό χωρίς γυάλινο υφαντό υπόστρωμα	>130	4,0	1,3…1,5	S6015
Π.Δ.	Ρητίνη πολυιμιδίου με βάση αραμιδίου	>260	4,4	5…6,5	Άρλον 85Ν
ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ (PTFE)	Υλικά μικροκυμάτων (πολυτετραφθοραιθυλένιο με γυαλί ή κεραμικά)	240–280	2,2–10,2	32…70	Ro3003, Ro3006, Ro3010
ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ (Μη PTFE)	Υλικά μικροκυμάτων που δεν βασίζονται σε PTFE	240–280	3,5	10	Ro4003, Ro4350, TMM
Πλ (πολυαμίδη)	Υλικό για την παραγωγή εύκαμπτων και άκαμπτων-flex σανίδων	195-220	3,4		Dupont Pyralux, Taiflex

Tg - θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (καταστροφή δομής)

Dk - διηλεκτρική σταθερά

Βασικά διηλεκτρικά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μικροκυμάτων

Τα τυπικά σχέδια πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων βασίζονται στη χρήση τυπικού τύπου fiberglass FR4, με θερμοκρασία λειτουργίας από –50 έως +110 °C και θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού Tg (μαλάκωμα) περίπου 135 °C.
Εάν υπάρχουν αυξημένες απαιτήσεις για αντοχή στη θερμότητα ή κατά την τοποθέτηση σανίδων σε φούρνο τεχνολογίας χωρίς μόλυβδο (t έως 260 °C), σε υψηλή θερμοκρασία FR4 Υψηλό Tgή FR5.
Εάν υπάρχουν απαιτήσεις για συνεχή λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες ή με απότομες αλλαγές θερμοκρασίας, χρησιμοποιείται πολυιμίδιο. Επιπλέον, το πολυιμίδιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή πλακών κυκλωμάτων υψηλής αξιοπιστίας, για στρατιωτικές εφαρμογές, καθώς και σε περιπτώσεις όπου απαιτείται αυξημένη ηλεκτρική αντοχή.
Για σανίδες με Κυκλώματα μικροκυμάτων(πάνω από 2 GHz) χρησιμοποιούνται ξεχωριστά στρώματα υλικό μικροκυμάτων, ή η πλακέτα είναι εξ ολοκλήρου κατασκευασμένη από υλικό μικροκυμάτων. Οι πιο γνωστοί προμηθευτές ειδικών υλικών είναι οι Rogers, Arlon, Taconic, Dupont. Το κόστος αυτών των υλικών είναι υψηλότερο από το FR4 και εμφανίζεται υπό όρους στην προτελευταία στήλη του πίνακα σε σχέση με το κόστος του FR4.

Πίνακας 4. Υλικά μικροκυμάτων Rogers για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων

Υλικό	Dk*	Πάχος διηλεκτρικού, mm	Πάχος φύλλου, microns
Ro4003	3,38	0,2	18 ή 35
		0,51	18 ή 35
		0,81	18 ή 35
Ro4350	3,48	0,17	18 ή 35
		0,25	18 ή 35
		0,51	18 ή 35
		0,762	18
		1,52	35
Προεμποτίστε το Ro4403	3,17	0,1	--
Προεμποτίστε το Ro4450	3,54	0,1	--

* Dk - διηλεκτρική σταθερά

Πίνακας 5. Υλικά μικροκυμάτων Arlon για MPP

Υλικό	Διηλεκτρικός διαπερατότητα (Dk)	Πάχος διηλεκτρικό, χλστ	Πάχος αλουμινόχαρτο, μικρά
AR-1000	10	0,61±0,05	18
AD600L	6	0,787±0,08	35
AD255IM	2,55	0,762±0,05	35
AD350A	3,5	0,508±0,05	35
		0,762±0,05	35
DICLAD527	2,5	0,508±0,038	35
		0,762±0,05	35
		1,52±0,08	35
25Ν	3,38	0,508	18 ή 35
		0,762
25N 1080 σελ pre-preg	3,38	0,099	--
25Ν 2112 σελ pre-preg	3,38	0,147	--
25 FR	3,58	0,508	18 ή 35
		0,762
25 FR 1080 σελ pre-preg	3,58	0,099	--
25FR 2112 σελ pre-preg	3,58	0,147	--

Dk - διηλεκτρική σταθερά

Επιστρώσεις επιφανειών PCB

Ας δούμε τι είδους επιστρώσεις υπάρχουν σε χάλκινα τακάκια για στοιχεία συγκόλλησης.

Τις περισσότερες φορές, οι τοποθεσίες επικαλύπτονται με ένα κράμα κασσιτέρου-μόλυβδου ή PIC. Η μέθοδος εφαρμογής και ισοπέδωσης της επιφάνειας της συγκόλλησης ονομάζεται HAL ή HASL (από τα αγγλικά Hot Air Solder Leveling - ισοπεδωτική συγκόλληση με θερμό αέρα). Αυτή η επίστρωση παρέχει την καλύτερη ικανότητα συγκόλλησης των μαξιλαριών. Ωστόσο, αντικαθίσταται από πιο σύγχρονες επιστρώσεις, συνήθως συμβατές με τις απαιτήσεις της διεθνούς οδηγίας RoHS.

Αυτή η οδηγία απαιτεί την απαγόρευση της παρουσίας επιβλαβών ουσιών, συμπεριλαμβανομένου του μολύβδου, στα προϊόντα. Μέχρι στιγμής, το RoHS δεν ισχύει για την επικράτεια της χώρας μας, αλλά είναι χρήσιμο να θυμόμαστε την ύπαρξή του.

Πιθανές επιλογές για την κάλυψη τοποθεσιών MPP βρίσκονται στον Πίνακα 7.

Το HASL χρησιμοποιείται παντού εκτός εάν απαιτείται διαφορετικά.

Εμβάπτιση (χημική) επιχρύσωσηχρησιμοποιείται για να παρέχει μια πιο ομοιόμορφη επιφάνεια σανίδας (αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα τακάκια BGA), αλλά έχει ελαφρώς χαμηλότερη ικανότητα συγκόλλησης. Η συγκόλληση φούρνου εκτελείται χρησιμοποιώντας περίπου την ίδια τεχνολογία με το HASL, αλλά η συγκόλληση με το χέρι απαιτεί τη χρήση ειδικών ροών. Η οργανική επίστρωση, ή OSP, προστατεύει την επιφάνεια του χαλκού από την οξείδωση. Το μειονέκτημά του είναι η μικρή διάρκεια ζωής της συγκολλητικότητας (λιγότερο από 6 μήνες).

Κασσίτερο εμβάπτισηςπαρέχει επίπεδη επιφάνεια και καλή ικανότητα συγκόλλησης, αν και έχει επίσης περιορισμένη διάρκεια ζωής για τη συγκόλληση. Το αμόλυβδο HAL έχει τις ίδιες ιδιότητες με το HAL που περιέχει μόλυβδο, αλλά η σύνθεση της συγκόλλησης είναι περίπου 99,8% κασσίτερος και 0,2% πρόσθετα.

Επαφές σύνδεσης λεπίδαςπου υπόκεινται σε τριβή κατά τη λειτουργία της σανίδας επικαλύπτονται με ένα παχύτερο και πιο άκαμπτο στρώμα χρυσού. Και για τους δύο τύπους επιχρύσωσης, χρησιμοποιείται ένα υπόστρωμα νικελίου για την πρόληψη της διάχυσης του χρυσού.

Πίνακας 7. Επιστρώσεις επικαλύψεων PCB

Τύπος	Περιγραφή	Πάχος
HASL, HAL (ισοπέδωση συγκόλλησης θερμού αέρα)	POS-61 ή POS-63, λιωμένο και ισοπεδωμένο με ζεστό αέρα	15–25 μm
Χρυσός εμβάπτισης, ENIG	Επιχρύσωση εμβάπτισης πάνω από υποστιβάδα νικελίου	Au 0,05–0,1 µm/Ni 5 µm
OSP, Entek	οργανική επίστρωση, προστατεύει την επιφάνεια του χαλκού από την οξείδωση πριν από τη συγκόλληση	Κατά τη συγκόλληση διαλύεται εντελώς
Κασσίτερο εμβάπτισης	Κασσίτερος εμβάπτισης, πιο επίπεδη επιφάνεια από το HASL	10–15 μm
HAL χωρίς μόλυβδο	Κασσίτερο χωρίς μόλυβδο	15–25 μm
Σκληρό χρυσό, χρυσά δάχτυλα	Γαλβανική επίχρυση επίστρωση επαφών συνδετήρων πάνω από υποστρώμα νικελίου	Au 0,2–0,5 µm/Ni 5 µm

Σημείωση: Όλες οι επιστρώσεις εκτός από το HASL είναι συμβατές με RoHS και κατάλληλες για συγκόλληση χωρίς μόλυβδο.

Προστατευτικά και άλλα είδη επιστρώσεων πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος

Οι προστατευτικές επιστρώσεις χρησιμοποιούνται για τη μόνωση επιφανειών αγωγών που δεν προορίζονται για συγκόλληση.

Για να συμπληρώσετε την εικόνα, σκεφτείτε λειτουργικό σκοπόκαι υλικά επίστρωσης PCB.

1. Μάσκα ύλης συγκολλήσεως - εφαρμόζεται στην επιφάνεια της πλακέτας για την προστασία των αγωγών από τυχαία βραχυκυκλώματα και βρωμιά, καθώς και για την προστασία του laminate από υαλοβάμβακα από θερμικό σοκ κατά τη συγκόλληση. Η μάσκα δεν φέρει κανένα άλλο λειτουργικό φορτίο και δεν μπορεί να χρησιμεύσει ως προστασία από την υγρασία, τη μούχλα, τη διάσπαση κ.λπ. (εκτός από τις περιπτώσεις που χρησιμοποιούνται ειδικοί τύποι μάσκας).
2. Σήμανση - εφαρμόζεται στον πίνακα με μπογιά πάνω από μια μάσκα για να απλοποιηθεί η αναγνώριση της ίδιας της πλακέτας και των εξαρτημάτων που βρίσκονται σε αυτήν.
3. Μάσκα απολέπισης - εφαρμόζεται σε συγκεκριμένες περιοχές της πλακέτας που πρέπει να προστατεύονται προσωρινά, για παράδειγμα, από συγκόλληση. Είναι εύκολο να αφαιρεθεί στο μέλλον, καθώς είναι μια ένωση που μοιάζει με καουτσούκ και απλά ξεφλουδίζει.
4. Επίστρωση επαφής άνθρακα - εφαρμόζεται σε ορισμένα σημεία στον πίνακα ως πεδία επαφής για πληκτρολόγια. Η επίστρωση έχει καλή αγωγιμότητα, δεν οξειδώνεται και είναι ανθεκτική στη φθορά.
5. Στοιχεία αντίστασης στον γραφίτη - μπορεί να εφαρμοστεί στην επιφάνεια της πλακέτας για να εκτελέσει τη λειτουργία των αντιστάσεων. Δυστυχώς, η ακρίβεια των ονομασιών είναι χαμηλή - όχι μεγαλύτερη από ±20% (με ρύθμιση λέιζερ - έως 5%).
6. Ασημί βραχυκυκλωτήρες επαφής - μπορούν να εφαρμοστούν ως πρόσθετοι αγωγοί, δημιουργώντας ένα άλλο αγώγιμο στρώμα όταν δεν υπάρχει αρκετός χώρος για δρομολόγηση. Χρησιμοποιείται κυρίως για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μονής στρώσης και διπλής όψης.

Πίνακας 8. Επιφανειακές επικαλύψεις PCB

Τύπος	Σκοπός και χαρακτηριστικά
Μάσκα ύλης συγκολλήσεως	Για προστασία από συγκόλληση Χρώμα: πράσινο, μπλε, κόκκινο, κίτρινο, μαύρο, λευκό
Βαθμολόγηση	Για αναγνώριση Χρώμα: λευκό, κίτρινο, μαύρο
Μάσκα απολέπισης	Για προσωρινή προστασία της επιφάνειας Αφαιρείται εύκολα εάν είναι απαραίτητο
Ανθρακας	Για να δημιουργήσετε πληκτρολόγια Έχει υψηλή αντοχή στη φθορά
Γραφίτης	Για τη δημιουργία αντιστάσεων Απαιτείται κοπή με λέιζερ
Ασημένια επιμετάλλωση	Για να δημιουργήσετε άλτες Χρησιμοποιείται για APP και DPP

Σχεδιασμός PCB

Ο πιο μακρινός προκάτοχος των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι το συνηθισμένο σύρμα, πιο συχνά μονωμένο. Είχε ένα σημαντικό ελάττωμα. Σε συνθήκες υψηλών κραδασμών απαιτήθηκε η χρήση πρόσθετων μηχανικών στοιχείων για τη στερέωσή του στο εσωτερικό του REA. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν φορείς στους οποίους τοποθετήθηκαν ραδιοστοιχεία, τα ίδια τα ραδιοστοιχεία και δομικά στοιχεία για ενδιάμεσες συνδέσεις και καλώδια στερέωσης. Πρόκειται για ογκομετρική εγκατάσταση.

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι απαλλαγμένες από αυτές τις ελλείψεις. Οι αγωγοί τους είναι στερεωμένοι στην επιφάνεια, η θέση τους είναι σταθερή, γεγονός που καθιστά δυνατό τον υπολογισμό των αμοιβαίων συνδέσεών τους. Κατ' αρχήν, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων προσεγγίζουν πλέον επίπεδες δομές.

Επί αρχικό στάδιοεφαρμογές, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είχαν αγώγιμες τροχιές μονής ή διπλής όψης.

PCB μονής όψης- πρόκειται για μια πλάκα στη μία πλευρά της οποίας υπάρχουν τυπωμένοι αγωγοί. Στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων διπλής όψης, οι αγωγοί καταλάμβαναν επίσης την άδεια πίσω πλευρά της πλάκας. Και για τη σύνδεσή τους έχουν προταθεί διάφορες επιλογές, μεταξύ των οποίων οι επιμεταλλωμένες οπές μετάβασης είναι οι πιο διαδεδομένες. Θραύσματα του σχεδιασμού των απλούστερων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων μονής και διπλής όψης φαίνονται στο Σχ. 1.

PCB διπλής όψης- η χρήση τους αντί για μονόπλευρες ήταν το πρώτο βήμα για τη μετάβαση από επίπεδο σε όγκο. Εάν αφαιρέσουμε τους εαυτούς μας (απορρίψουμε διανοητικά το υπόστρωμα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος διπλής όψης), έχουμε μια τρισδιάστατη δομή αγωγών. Παρεμπιπτόντως, αυτό το βήμα έγινε αρκετά γρήγορα. Η εφαρμογή του Albert Hanson υπέδειξε ήδη τη δυνατότητα τοποθέτησης αγωγών και στις δύο πλευρές του υποστρώματος και σύνδεσης τους χρησιμοποιώντας διαμπερείς οπές.

Ρύζι. 1. Θραύσματα σχεδίασης πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων α) μονής όψης και 6) διπλής όψης: 1 - οπή στερέωσης, 2 - μαξιλαράκι επαφής, 3 - αγωγός, 4 - διηλεκτρικό υπόστρωμα, 5 - επιμεταλλωμένη οπή μετάβασης

Η περαιτέρω ανάπτυξη της ηλεκτρονικής - μικροηλεκτρονικής οδήγησε στη χρήση εξαρτημάτων πολλαπλών ακίδων (τα τσιπ μπορεί να έχουν περισσότερες από 200 ακίδες) και ο αριθμός των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων αυξήθηκε. Με τη σειρά της, η χρήση ψηφιακών μικροκυκλωμάτων και η αύξηση της απόδοσής τους οδήγησαν σε αυξημένες απαιτήσεις για τη θωράκισή τους και την κατανομή ισχύος στα εξαρτήματα, για το σκοπό αυτό περιλαμβάνονταν ειδικά προστατευτικά αγώγιμα στρώματα σε πολυστρωματικές πλακέτες ψηφιακών συσκευών (για παράδειγμα, υπολογιστές). Όλα αυτά οδήγησαν σε αύξηση των διασυνδέσεων και της πολυπλοκότητάς τους, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού των στρωμάτων. Στις σύγχρονες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μπορεί να είναι πολύ περισσότερο από δέκα. Κατά μία έννοια, το πολυστρωματικό PCB έχει αποκτήσει όγκο.

Σχεδιασμός πολυστρωματικών PCB

Ας δούμε ένα τυπικό σχέδιο πλακέτας πολλαπλών στρώσεων.

Στην πρώτη, πιο κοινή, επιλογή, τα εσωτερικά στρώματα της σανίδας σχηματίζονται από υαλοβάμβακα διπλής όψης με χαλκό, που ονομάζεται "πυρήνας". Τα εξωτερικά στρώματα είναι κατασκευασμένα από φύλλο χαλκού, συμπιεσμένα με τα εσωτερικά στρώματα χρησιμοποιώντας ένα συνδετικό - ένα ρητινώδες υλικό που ονομάζεται "prepreg". Μετά το πάτημα σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζεται μια «πίτα» μιας πολυστρωματικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, στην οποία στη συνέχεια ανοίγονται τρύπες και επιμεταλλώνονται. Η δεύτερη επιλογή είναι λιγότερο συνηθισμένη, όταν τα εξωτερικά στρώματα σχηματίζονται από «πυρήνες» που συγκρατούνται μαζί με το prepreg. Αυτή είναι μια απλοποιημένη περιγραφή, υπάρχουν πολλά άλλα σχέδια που βασίζονται σε αυτές τις επιλογές. Ωστόσο, η βασική αρχή είναι ότι το prepreg λειτουργεί ως το συνδετικό υλικό μεταξύ των στρωμάτων. Προφανώς, δεν μπορεί να υπάρξει μια περίπτωση όπου δύο "πυρήνες" διπλής όψης είναι γειτονικά χωρίς αποστάτη προεμποτισμού, αλλά είναι δυνατή μια δομή φύλλου-prepreg-foil-prepreg... κ.λπ., και χρησιμοποιείται συχνά σε σανίδες με σύνθετους συνδυασμούς τυφλές και κρυφές τρύπες.

Prepregs (Αγγλικά) pre-preg, συντομ. από προεμποτισμένο- προεμποτισμένα) είναι σύνθετα υλικά-ημικατεργασμένα προϊόντα. Ένα έτοιμο προς επεξεργασία προϊόν προεμποτισμού ενισχυτικών υλικών υφαντού ή μη υφασμένου με μερικώς σκληρυμένο συνδετικό. Παράγονται με εμποτισμό μιας ενισχυτικής ινώδους βάσης με ομοιόμορφα κατανεμημένα πολυμερή συνδετικά. Ο εμποτισμός πραγματοποιείται με τέτοιο τρόπο ώστε να μεγιστοποιούνται οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του ενισχυτικού υλικού. Η τεχνολογία Prepreg καθιστά δυνατή την απόκτηση μονολιθικών προϊόντων πολύπλοκων σχημάτων με ελάχιστα εργαλεία. Τα προεμποτίσματα παράγονται σε μορφή φύλλου, καλύπτονται και από τις δύο πλευρές με μεμβράνη πολυαιθυλενίου και τυλίγονται σε ρολό.

Οι πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων αντιπροσωπεύουν πλέον τα δύο τρίτα της παγκόσμιας παραγωγής πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων σε όρους τιμής, αν και σε ποσοτικούς όρους είναι κατώτερες από τις πλακέτες μονής και διπλής όψης.

Ένα σχηματικό (απλοποιημένο) τμήμα του σχεδιασμού μιας σύγχρονης πολυστρωματικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος φαίνεται στο Σχ. 2. Οι αγωγοί σε τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων τοποθετούνται όχι μόνο στην επιφάνεια, αλλά και στον όγκο του υποστρώματος. Ταυτόχρονα, διατηρήθηκε η διάταξη στρώσεων των αγωγών μεταξύ τους (συνέπεια της χρήσης τεχνολογιών επίπεδης εκτύπωσης). Η επίστρωση υπάρχει αναπόφευκτα στα ονόματα των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων και των στοιχείων τους - μονής όψης, διπλής όψης, πολλαπλών στρώσεων κ.λπ. Η επίστρωση αντικατοπτρίζει στην πραγματικότητα το σχεδιασμό και τις τεχνολογίες κατασκευής των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων που αντιστοιχούν σε αυτό το σχέδιο.

Ρύζι. 2. Τεμάχιο του σχεδίου μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων: 1 - μέσω επιμεταλλωμένης οπής, 2 - τυφλή μικροβία, 3 - κρυφή μικροβία, 4 - στρώσεις, 5 - κρυφές οπές ενδιάμεσων στρωμάτων, 6 - επιθέματα επαφής

Στην πραγματικότητα, ο σχεδιασμός των πολυστρωματικών πλακών τυπωμένου κυκλώματος διαφέρει από εκείνους που φαίνονται στο Σχ. 2.

Όσον αφορά τη δομή του, τα MPP είναι πολύ πιο περίπλοκα από τις πλακέτες διπλής όψης, όπως και η τεχνολογία παραγωγής τους είναι πολύ πιο περίπλοκη. Και η ίδια η δομή τους διαφέρει σημαντικά από αυτή που φαίνεται στο Σχ. 2. Περιλαμβάνουν πρόσθετα στρώματα θωράκισης (γείωσης και ισχύος), καθώς και πολλά στρώματα σήματος.

Στην πραγματικότητα μοιάζουν με αυτό:

α) Σχηματικά	Για να εξασφαλιστεί η εναλλαγή μεταξύ των επιπέδων MPP, χρησιμοποιούνται ενδιάμεσες διόδους και μικροβιώσεις (Εικ. 3.α. Οι ενδιάμεσες μεταβάσεις μπορούν να γίνουν με τη μορφή διαμπερών οπών που συνδέουν τα εξωτερικά στρώματα μεταξύ τους και με τα εσωτερικά στρώματα. Χρησιμοποιούνται επίσης τυφλά και κρυφά περάσματα. Το blind via είναι ένα επιμεταλλωμένο κανάλι σύνδεσης ορατό μόνο από την επάνω ή την κάτω πλευρά της πλακέτας. Οι κρυφές διόδους χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση των εσωτερικών στρωμάτων της πλακέτας μεταξύ τους. Η χρήση τους το κάνει πολύ πιο εύκολο διάταξη πίνακα, για παράδειγμα, ένα σχέδιο MPP 12 επιπέδων μπορεί να μειωθεί σε ένα ισοδύναμο 8 στρώσεων. εναλλαγή Οι μικροβίες έχουν αναπτυχθεί ειδικά για επιφανειακή τοποθέτηση, σύνδεση μαξιλαριών επαφής και στρώματα σήματος.
γ) για ευκρίνεια στην τρισδιάστατη προβολή	Για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων, πολλά διηλεκτρικά πλαστικοποιημένα με φύλλο αλουμινίου συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας αυτοκόλλητα παρεμβύσματα - προεμποτίσματα. Στο Σχήμα 3.γ το prepreg φαίνεται με λευκό. Το Prepreg κολλάει μεταξύ τους τα στρώματα μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων κατά τη θερμική πίεση. Το συνολικό πάχος των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων αυξάνεται δυσανάλογα γρήγορα με τον αριθμό των στρωμάτων σήματος. Από αυτή την άποψη, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η μεγάλη αναλογία του πάχους της σανίδας προς τη διάμετρο των διαμπερών οπών, η οποία είναι μια πολύ αυστηρή παράμετρος για τη διαδικασία της διαμεταλλοποίησης των οπών. Ωστόσο, ακόμη και αν ληφθούν υπόψη οι δυσκολίες με την επιμετάλλωση διαμπερών οπών μικρής διαμέτρου, οι κατασκευαστές πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων προτιμούν να επιτυγχάνουν υψηλή πυκνότητα συσκευασίας μέσω μεγαλύτερου αριθμού σχετικά φθηνών στρωμάτων παρά μικρότερου αριθμού υψηλής πυκνότητας, αλλά, κατά συνέπεια, πιο ακριβά στρώματα.
Με) Σχέδιο 3	Το Σχήμα 3.γ δείχνει μια κατά προσέγγιση δομή των στρωμάτων μιας πολυστρωματικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος που υποδεικνύει το πάχος τους.

Vladimir Urazaev [L.12]πιστεύει ότι η ανάπτυξη σχεδίων και τεχνολογιών στη μικροηλεκτρονική είναι σύμφωνη με τον αντικειμενικά υφιστάμενο νόμο ανάπτυξης τεχνικά συστήματα: προβλήματα που σχετίζονται με την τοποθέτηση ή την κίνηση των αντικειμένων επιλύονται μετακινώντας από ένα σημείο σε μια γραμμή, από μια γραμμή σε ένα επίπεδο, από ένα επίπεδο στον τρισδιάστατο χώρο.

Νομίζω ότι οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων θα πρέπει να υπακούουν σε αυτόν τον νόμο. Υπάρχει μια πιθανή δυνατότητα υλοποίησης τέτοιων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών επιπέδων (απείρου επιπέδου). Αυτό αποδεικνύεται από την πλούσια εμπειρία χρήσης τεχνολογιών λέιζερ στην παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, την εξίσου πλούσια εμπειρία χρήσης στερεολιθογραφίας λέιζερ για σχηματισμό τρισδιάστατων αντικειμένων από πολυμερή, την τάση αύξησης της θερμικής αντίστασης των βασικών υλικών κ.λπ. Προφανώς , τέτοια προϊόντα θα πρέπει να ονομάζονται αλλιώς. Δεδομένου ότι ο όρος "πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος" δεν θα αντικατοπτρίζει πλέον ούτε το εσωτερικό τους περιεχόμενο ούτε την τεχνολογία κατασκευής τους.

Ίσως συμβεί αυτό.

Αλλά μου φαίνεται ότι τα τρισδιάστατα σχέδια στο σχεδιασμό των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι ήδη γνωστά - πρόκειται για πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Και η ογκομετρική εγκατάσταση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων με τη θέση των μαξιλαριών επαφής σε όλες τις επιφάνειες των εξαρτημάτων ραδιοφώνου μειώνει την κατασκευαστική ικανότητα της εγκατάστασής τους, την ποιότητα των διασυνδέσεων και περιπλέκει τη δοκιμή και τη συντήρησή τους.

Το μέλλον θα δείξει!

Ευέλικτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων

Για τους περισσότερους ανθρώπους, μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι απλώς μια άκαμπτη πλάκα με ηλεκτρικά αγώγιμες διασυνδέσεις.

Οι άκαμπτες πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος είναι το πιο δημοφιλές προϊόν που χρησιμοποιείται στα ραδιοηλεκτρονικά, το οποίο σχεδόν όλοι γνωρίζουν.

Υπάρχουν όμως και ευέλικτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, οι οποίες διευρύνουν ολοένα και περισσότερο το φάσμα των εφαρμογών τους. Ένα παράδειγμα είναι τα λεγόμενα ευέλικτα τυπωμένα καλώδια (loops). Τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων εκτελούν περιορισμένο εύρος λειτουργιών (η λειτουργία ενός υποστρώματος για ραδιοστοιχεία αποκλείεται). Χρησιμεύουν για να συνδυάσουν συμβατικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, αντικαθιστώντας τις ιμάντες. Οι εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων αποκτούν ελαστικότητα λόγω του γεγονότος ότι το πολυμερές «υπόστρωμά» τους βρίσκεται σε εξαιρετικά ελαστική κατάσταση. Οι εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν δύο βαθμούς ελευθερίας. Μπορούν ακόμη και να διπλωθούν σε λωρίδα Mobius.

Σχέδιο 4

Ένας ή ακόμη και δύο βαθμοί ελευθερίας, αλλά πολύ περιορισμένη ελευθερία, μπορούν επίσης να δοθούν σε συμβατικές άκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, στις οποίες η πολυμερής μήτρα του υποστρώματος βρίσκεται σε άκαμπτη, υαλώδη κατάσταση. Αυτό επιτυγχάνεται με τη μείωση του πάχους του υποστρώματος. Ένα από τα πλεονεκτήματα των ανακουφιστικών πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων που κατασκευάζονται από λεπτά διηλεκτρικά είναι η δυνατότητα να τους προσδίδουν «στρογγυλότητα». Έτσι, καθίσταται δυνατός ο συντονισμός του σχήματός τους και του σχήματος των αντικειμένων (πύραυλοι, διαστημικά αντικείμενα κ.λπ.) στα οποία μπορούν να τοποθετηθούν. Το αποτέλεσμα είναι μια σημαντική εξοικονόμηση στον εσωτερικό όγκο των προϊόντων.

Το σημαντικό μειονέκτημά τους είναι ότι όσο αυξάνεται ο αριθμός των στρωμάτων, η ευελιξία τέτοιων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων μειώνεται. Και η χρήση συμβατικών άκαμπτων εξαρτημάτων δημιουργεί την ανάγκη να διορθωθεί το σχήμα τους. Επειδή η κάμψη τέτοιων PCB με μη εύκαμπτα εξαρτήματα έχει ως αποτέλεσμα υψηλή μηχανική καταπόνηση στα σημεία όπου συνδέονται με το εύκαμπτο PCB.

Μια ενδιάμεση θέση μεταξύ άκαμπτων και εύκαμπτων πλακών τυπωμένου κυκλώματος καταλαμβάνεται από «αρχαίες» πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, που αποτελούνται από άκαμπτα στοιχεία διπλωμένα σαν ακορντεόν. Τέτοια «ακορντεόν» πιθανώς δημιούργησαν την ιδέα της δημιουργίας πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων. Οι σύγχρονες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων rigid-flex υλοποιούνται με διαφορετικό τρόπο. Μιλάμε κυρίως για πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Μπορούν να συνδυάσουν άκαμπτα και εύκαμπτα στρώματα. Εάν τα εύκαμπτα στρώματα μετακινηθούν πέρα ​​από τα άκαμπτα, μπορείτε να αποκτήσετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που αποτελείται από ένα άκαμπτο και εύκαμπτο θραύσμα. Μια άλλη επιλογή είναι να συνδέσετε δύο άκαμπτα θραύσματα με ένα εύκαμπτο.

Η ταξινόμηση των σχεδίων πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση τη στρωματοποίηση του αγώγιμου σχεδίου τους καλύπτει τα περισσότερα, αλλά όχι όλα, σχέδια πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων. Για παράδειγμα, για την παραγωγή πλακών υφαντών κυκλωμάτων ή καλωδίων, ο εξοπλισμός ύφανσης, αντί του εξοπλισμού εκτύπωσης, αποδείχθηκε κατάλληλος. Τέτοιες «πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων» έχουν ήδη τρεις βαθμούς ελευθερίας. Ακριβώς όπως το συνηθισμένο ύφασμα, μπορούν να λάβουν τα πιο παράξενα σχήματα και σχήματα.

Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε βάση με υψηλή θερμική αγωγιμότητα

ΣΕ Πρόσφατα, υπάρχει αύξηση της παραγωγής θερμότητας από ηλεκτρονικές συσκευές, η οποία σχετίζεται με:

Αυξημένη παραγωγικότητα των υπολογιστικών συστημάτων,

Υψηλές ανάγκες μεταγωγής ισχύος,

Αυξανόμενη χρήση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων με αυξημένη παραγωγή θερμότητας.

Το τελευταίο εκδηλώνεται με μεγαλύτερη σαφήνεια στην τεχνολογία φωτισμού LED, όπου το ενδιαφέρον για τη δημιουργία πηγών φωτός που βασίζονται σε ισχυρά εξαιρετικά φωτεινά LED έχει αυξηθεί απότομα. Η φωτεινή απόδοση των LED ημιαγωγών έχει ήδη φτάσει τα 100lm/W. Τέτοια εξαιρετικά φωτεινά LED αντικαθιστούν τους συμβατικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως και βρίσκουν την εφαρμογή τους σε όλους σχεδόν τους τομείς της τεχνολογίας φωτισμού: λαμπτήρες οδικού φωτισμού, φωτισμός αυτοκινήτου, φωτισμός έκτακτης ανάγκης, διαφημιστικές πινακίδες, πάνελ LED, ενδείξεις, τικ, φανάρια κ.λπ. Αυτά τα LED έχουν γίνει απαραίτητα σε διακοσμητικά συστήματα φωτισμού και δυναμικού φωτισμού λόγω του μονόχρωμου χρώματος και της ταχύτητας εναλλαγής τους. Είναι επίσης επωφελής η χρήση τους όπου είναι απαραίτητο για αυστηρή εξοικονόμηση ενέργειας, όπου η συχνή συντήρηση είναι ακριβή και όπου οι απαιτήσεις ηλεκτρικής ασφάλειας είναι υψηλές.

Μελέτες δείχνουν ότι περίπου το 65-85% της ηλεκτρικής ενέργειας όταν λειτουργεί ένα LED μετατρέπεται σε θερμότητα. Ωστόσο, με την προϋπόθεση ότι τηρούνται οι θερμικές συνθήκες που συνιστώνται από τον κατασκευαστή των LED, η διάρκεια ζωής των LED μπορεί να φτάσει τα 10 χρόνια. Αλλά, εάν παραβιαστούν οι θερμικές συνθήκες (συνήθως αυτό σημαίνει εργασία με θερμοκρασία μετάβασης μεγαλύτερη από 120...125°C), η διάρκεια ζωής του LED μπορεί να μειωθεί κατά 10 φορές! Και σε περίπτωση σοβαρής μη συμμόρφωσης με τις συνιστώμενες θερμικές συνθήκες, για παράδειγμα, κατά την ενεργοποίηση των LED τύπου εκπομπού χωρίς ψυγείο για περισσότερα από 5-7 δευτερόλεπτα, το LED μπορεί να αποτύχει ήδη κατά την πρώτη ενεργοποίηση. Η αύξηση της θερμοκρασίας μετάβασης, επιπλέον, οδηγεί σε μείωση της φωτεινότητας της λάμψης και μετατόπιση του μήκους κύματος λειτουργίας. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να υπολογίσετε σωστά το θερμικό καθεστώς και, εάν είναι δυνατόν, να διαχέετε τη θερμότητα που παράγεται από το LED όσο το δυνατόν περισσότερο.

Μεγάλοι κατασκευαστές LED υψηλής ισχύος, όπως Cree, Osram, Nichia, Luxeon, Seoul Semiconductor, Edison Opto κ.λπ., τα κατασκευάζουν εδώ και καιρό με τη μορφή μονάδων LED ή συμπλέγματος σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων για να απλοποιήσουν την ένταξη και να επεκτείνουν τις εφαρμογές των LED μεταλλική βάση (στη διεθνή ταξινόμηση IMPCB - Insulated Metal Printed Circuit Board, ή AL PCB - τυπωμένα κυκλώματα σε βάση αλουμινίου).

Εικόνα 5

Αυτές οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε βάση αλουμινίου έχουν χαμηλή και σταθερή θερμική αντίσταση, η οποία επιτρέπει, κατά την τοποθέτησή τους σε καλοριφέρ, να διασφαλίζεται απλώς η απομάκρυνση θερμότητας από τη διασταύρωση p-n του LED και να διασφαλίζεται η λειτουργία του καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του.

Ο χαλκός, το αλουμίνιο και διάφορα είδη κεραμικών χρησιμοποιούνται ως υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα για τις βάσεις τέτοιων τυπωμένων κυκλωμάτων.

Προβλήματα τεχνολογίας βιομηχανικής παραγωγής

Η ιστορία της ανάπτυξης της τεχνολογίας παραγωγής τυπωμένων κυκλωμάτων είναι μια ιστορία βελτίωσης της ποιότητας και υπέρβασης προβλημάτων που προκύπτουν στην πορεία.

Εδώ είναι μερικές από τις λεπτομέρειες του.

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που κατασκευάζονται με επιμετάλλωση διαμπερών οπών, παρά την ευρεία χρήση τους, έχουν ένα πολύ σοβαρό μειονέκτημα. Από σχεδιαστική άποψη, ο πιο αδύναμος κρίκος τέτοιων πλακών τυπωμένου κυκλώματος είναι η ένωση των επιμεταλλωμένων στύλων στις οπές και τα αγώγιμα στρώματα (μαξιλάρια επαφής). Η σύνδεση μεταξύ της επιμεταλλωμένης στήλης και του αγώγιμου στρώματος πραγματοποιείται κατά μήκος του άκρου του στρώματος επαφής. Το μήκος της σύνδεσης καθορίζεται από το πάχος του φύλλου χαλκού και είναι συνήθως 35 μικρά ή λιγότερο. Η γαλβανική επιμετάλλωση των τοιχωμάτων των αγωγών προηγείται από το στάδιο της χημικής επιμετάλλωσης. Ο χημικός χαλκός, σε αντίθεση με τον γαλβανικό χαλκό, είναι πιο εύθρυπτος. Επομένως, η σύνδεση της επιμεταλλωμένης στήλης με την ακραία επιφάνεια του μαξιλαριού επαφής πραγματοποιείται μέσω ενός ενδιάμεσου υποστρώματος χημικού χαλκού που είναι πιο αδύναμο σε χαρακτηριστικά αντοχής. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του laminate fiberglass είναι πολύ μεγαλύτερος από αυτόν του χαλκού. Κατά τη διέλευση από τη θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού της εποξειδικής ρητίνης, η διαφορά αυξάνεται απότομα. Κατά τη διάρκεια θερμικών σοκ, που υφίσταται μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος για διάφορους λόγους, η σύνδεση υπόκειται σε πολύ μεγάλα μηχανικά φορτία και... σπασίματα. Ως αποτέλεσμα, το ηλεκτρικό κύκλωμα διακόπτεται και η λειτουργικότητα του ηλεκτρικού κυκλώματος διακόπτεται.

Ρύζι. 6. Φιαλίδια ενδιάμεσων στρωμάτων σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων: α) χωρίς διηλεκτρική υποκοπή, 6) με διηλεκτρική υποκοπή 1 - διηλεκτρικό, 2 - επίθεμα επαφής του εσωτερικού στρώματος, 3 - χημικός χαλκός, 4 - γαλβανικός χαλκός

Ρύζι. 7. Θραύσμα σχεδίου πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων κατασκευασμένο από κτίσμα στρώμα-στρώμα: 1 - διασταύρωση με ενδιάμεσο στρώμα, 2 - αγωγός εσωτερικής στρώσης, 3 - μαξιλαράκι στερέωσης, 4 - αγωγός εξωτερικού στρώματος, 5 - διηλεκτρικές στρώσεις

Στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων, η αύξηση της αξιοπιστίας των εσωτερικών αγωγών μπορεί να επιτευχθεί με την εισαγωγή μιας πρόσθετης λειτουργίας - υποκοπής (μερική αφαίρεση) του διηλεκτρικού στα στόμια πριν από την επιμετάλλωση. Σε αυτή την περίπτωση, η σύνδεση των επιμεταλλωμένων στύλων με τακάκια επαφής πραγματοποιείται όχι μόνο στο άκρο, αλλά και εν μέρει κατά μήκος των εξωτερικών δακτυλιοειδών ζωνών αυτών των μαξιλαριών (Εικ. 6).

Μεγαλύτερη αξιοπιστία των επιμεταλλωμένων πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας την τεχνολογία κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων χρησιμοποιώντας τη μέθοδο δόμησης στρώμα-προς-στρώμα (Εικ. 7). Οι συνδέσεις μεταξύ των αγώγιμων στοιχείων των τυπωμένων στρωμάτων σε αυτή τη μέθοδο γίνονται με γαλβανική ανάπτυξη χαλκού στις οπές του μονωτικού στρώματος. Σε αντίθεση με τη μέθοδο της επιμετάλλωσης των διαμπερών οπών μέσα σε αυτήν την περίπτωσηΤα vias γεμίζουν εξ ολοκλήρου με χαλκό. Η περιοχή σύνδεσης μεταξύ των αγώγιμων στρωμάτων γίνεται πολύ μεγαλύτερη και η γεωμετρία είναι διαφορετική. Το να σπάσεις τέτοιες συνδέσεις δεν είναι τόσο εύκολο. Ωστόσο, αυτή η τεχνολογία απέχει πολύ από την ιδανική. Η μετάβαση "γαλβανικός χαλκός - χημικός χαλκός - γαλβανικός χαλκός" παραμένει ακόμα.

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που κατασκευάζονται με επιμετάλλωση διαμπερών οπών πρέπει να αντέχουν σε τουλάχιστον τέσσερις (τουλάχιστον τρεις πολυστρωματικές) επανασυγκολλήσεις. Οι ανάγλυφες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων επιτρέπουν πολύ μεγαλύτερο αριθμό επανασυγκολλήσεων (έως 50). Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, οι επιμεταλλωμένες διόδους στις ανάγλυφες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων δεν μειώνουν την αξιοπιστία τους, αλλά μάλλον την αυξάνουν. Τι προκάλεσε ένα τόσο απότομο ποιοτικό άλμα; Η απάντηση είναι απλή. Στην τεχνολογία κατασκευής ανάγλυφων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, τα αγώγιμα στρώματα και οι επιμεταλλωμένες στήλες που τα συνδέουν υλοποιούνται σε έναν ενιαίο τεχνολογικό κύκλο (ταυτόχρονα). Επομένως, δεν υπάρχει μετάβαση "γαλβανικός χαλκός - χημικός χαλκός - γαλβανικός χαλκός". Αλλά ένα τόσο υψηλό αποτέλεσμα επιτεύχθηκε ως αποτέλεσμα της εγκατάλειψης της πιο διαδεδομένης τεχνολογίας για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, ως αποτέλεσμα της μετάβασης σε διαφορετικό σχέδιο. Δεν συνιστάται να εγκαταλείψετε τη μέθοδο της επιμετάλλωσης των διαμπερών οπών για πολλούς λόγους.

Πώς να είσαι;

Η ευθύνη για το σχηματισμό ενός στρώματος φραγμού στη διασταύρωση των άκρων των μαξιλαριών επαφής και των επιμεταλλωμένων εμβόλων βαρύνει κυρίως τους τεχνολόγους. Κατάφεραν να λύσουν αυτό το πρόβλημα. Επαναστατικές αλλαγές στην τεχνολογία κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν γίνει με μεθόδους άμεσης επιμετάλλωσης οπών, η οποία εξαλείφει το στάδιο της χημικής επιμετάλλωσης, περιοριζόμενη μόνο στην προκαταρκτική ενεργοποίηση της επιφάνειας. Επιπλέον, οι διαδικασίες άμεσης επιμετάλλωσης εφαρμόζονται με τέτοιο τρόπο ώστε ένα αγώγιμο φιλμ να εμφανίζεται μόνο όπου χρειάζεται - στην επιφάνεια του διηλεκτρικού. Κατά συνέπεια, το στρώμα φραγμού στις επιμεταλλωμένες διόδους των πλακών τυπωμένου κυκλώματος που κατασκευάζονται με άμεση επιμετάλλωση οπών απλώς απουσιάζει. Δεν είναι ένας όμορφος τρόπος για να επιλύσετε μια τεχνική αντίφαση;

Ήταν επίσης δυνατό να ξεπεραστεί η τεχνική αντίφαση που σχετίζεται με τη μεταλλοποίηση των vias. Οι επιμεταλλωμένες τρύπες μπορεί να γίνουν αδύναμος κρίκος στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων για έναν άλλο λόγο. Το πάχος της επίστρωσης στα τοιχώματα των αυλακώσεων θα πρέπει ιδανικά να είναι ομοιόμορφο σε όλο το ύψος τους. Διαφορετικά, ανακύπτουν και πάλι προβλήματα αξιοπιστίας. Η φυσική χημεία των διεργασιών ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης αντισταθμίζει αυτό. Το ιδανικό και πραγματικό προφίλ επίστρωσης σε επιμεταλλωμένα στόμια φαίνονται στο Σχ. 5. Το πάχος της επίστρωσης στο βάθος της οπής είναι συνήθως μικρότερο από ό,τι στην επιφάνεια. Οι λόγοι ποικίλλουν: ανομοιόμορφη πυκνότητα ρεύματος, καθοδική πόλωση, ανεπαρκής ταχύτητα ανταλλαγής ηλεκτρολυτών κ.λπ. Στις σύγχρονες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, η διάμετρος των οπών μετάβασης που επιμεταλλώνονται έχει ήδη ξεπεράσει τα 100 μικρά και ο λόγος ύψους προς διάμετρο οπής σε ορισμένες περιπτώσεις φτάνει 20:1. Η κατάσταση έχει γίνει εξαιρετικά περίπλοκη. Οι φυσικές μέθοδοι (χρησιμοποιώντας υπερήχους, αύξηση της έντασης της ανταλλαγής υγρών στις οπές των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων κ.λπ.) έχουν ήδη εξαντλήσει τις δυνατότητές τους. Ακόμη και το ιξώδες του ηλεκτρολύτη αρχίζει να παίζει σημαντικό ρόλο.

Ρύζι. 8. Διατομή επιμεταλλωμένης οπής σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. 1 - διηλεκτρικό, 2 - ιδανικό προφίλ επιμετάλλωσης των τοιχωμάτων των οπών, 3 - πραγματικό προφίλ επιμετάλλωσης των τοιχωμάτων των οπών,
4 - αντισταθείτε

Παραδοσιακά, αυτό το πρόβλημα έχει λυθεί με τη χρήση ηλεκτρολυτών με πρόσθετα ισοπέδωσης που προσροφούνται σε περιοχές όπου η πυκνότητα ρεύματος είναι μεγαλύτερη. Η ρόφηση τέτοιων προσθέτων είναι ανάλογη με την πυκνότητα ρεύματος. Τα πρόσθετα δημιουργούν ένα στρώμα φραγμού για την εξουδετέρωση της υπερβολικής καθίζησης επιμετάλλωσησε αιχμηρές άκρες και περιοχές που γειτνιάζουν με αυτές (πιο κοντά στην επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος).

Μια άλλη λύση σε αυτό το πρόβλημα ήταν θεωρητικά γνωστή εδώ και πολύ καιρό, αλλά στην πράξη ήταν δυνατή η εφαρμογή της πολύ πρόσφατα - αφού κατακτήθηκε η βιομηχανική παραγωγή τροφοδοτικών μεταγωγής υψηλής ισχύος. Αυτή η μέθοδος βασίζεται στη χρήση παλμικής (αντίστροφης) λειτουργίας τροφοδοσίας για γαλβανικά λουτρά. Τις περισσότερες φορές, παρέχεται συνεχές ρεύμα. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται εναπόθεση επικάλυψης. Το αντίστροφο ρεύμα παρέχεται στη μειοψηφία του χρόνου. Ταυτόχρονα, η εναποτιθέμενη επίστρωση διαλύεται. Η ανομοιόμορφη πυκνότητα ρεύματος (περισσότερο στις αιχμηρές γωνίες) σε αυτή την περίπτωση φέρνει μόνο οφέλη. Για το λόγο αυτό, η διάλυση της επικάλυψης συμβαίνει πρώτα και σε μεγαλύτερο βαθμό στην επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Σε αυτό τεχνική λύσηχρησιμοποιείται ένα ολόκληρο «μπουκέτο» τεχνικών για την επίλυση τεχνικών αντιφάσεων: χρησιμοποιήστε μια εν μέρει περιττή ενέργεια, μετατρέποντας τη ζημιά σε όφελος, εφαρμόστε μια μετάβαση από μια συνεχή διαδικασία σε μια παλμική, κάντε το αντίθετο κ.λπ. Και το αποτέλεσμα που προκύπτει αντιστοιχεί σε αυτό "μπουκέτο". Με έναν ορισμένο συνδυασμό της διάρκειας των προς τα εμπρός και αντίστροφων παλμών, είναι ακόμη δυνατό να ληφθεί ένα πάχος επίστρωσης στο βάθος της οπής μεγαλύτερο από αυτό στην επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτή η τεχνολογία έχει αποδειχτεί απαραίτητη για την πλήρωση των τυφλών αυλακώσεων με μέταλλο (κοινό χαρακτηριστικό των σύγχρονων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων), λόγω του οποίου η πυκνότητα διασύνδεσης στο PCB διπλασιάζεται περίπου.

Τα προβλήματα που σχετίζονται με την αξιοπιστία των επιμεταλλωμένων αγωγών σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι τοπικού χαρακτήρα. Κατά συνέπεια, οι αντιφάσεις που προκύπτουν στη διαδικασία ανάπτυξής τους σε σχέση με τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων στο σύνολό τους δεν είναι επίσης καθολικές. Παρόλο που τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων καταλαμβάνουν τη μερίδα του λέοντος στην αγορά για όλες τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων.

Επίσης, στη διαδικασία ανάπτυξης λύνονται και άλλα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι τεχνολόγοι, αλλά οι καταναλωτές δεν τα σκέφτονται καν. Προμηθεύουμε πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων για τις ανάγκες μας και τις χρησιμοποιούμε.

Μικρομικρογραφία

Στο αρχικό στάδιο, τα ίδια εξαρτήματα τοποθετήθηκαν σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για ογκομετρική εγκατάσταση ηλεκτρονικού εξοπλισμού, αν και με κάποια τροποποίηση των ακίδων για μείωση του μεγέθους τους. Αλλά τα πιο κοινά εξαρτήματα θα μπορούσαν να εγκατασταθούν σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χωρίς τροποποίηση.

Με την εμφάνιση των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, κατέστη δυνατή η μείωση του μεγέθους των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, γεγονός που με τη σειρά του οδήγησε σε μείωση των τάσεων λειτουργίας και των ρευμάτων που καταναλώνονται από αυτά τα στοιχεία. Από το 1954, το Υπουργείο Ηλεκτροπαραγωγικών Σταθμών και Ηλεκτρικής Βιομηχανίας παρήγαγε μαζικά τον φορητό ραδιοφωνικό δέκτη σωλήνα Dorozhny, ο οποίος χρησιμοποιούσε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

Με την εμφάνιση των μικροσκοπικών συσκευών ενίσχυσης ημιαγωγών - τρανζίστορ, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων άρχισαν να κυριαρχούν οικιακές συσκευές, λίγο αργότερα στη βιομηχανία, και με την εμφάνιση θραυσμάτων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων - λειτουργικών μονάδων και μικροκυκλωμάτων - συνδυασμένων σε ένα τσιπ, ο σχεδιασμός τους προέβλεπε ήδη την εγκατάσταση αποκλειστικά τυπωμένων κυκλωμάτων.

Με τη συνεχή μείωση του μεγέθους των ενεργών και παθητικών εξαρτημάτων, έχει προκύψει μια νέα ιδέα - η «μικρομικρογραφία».

Στα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, αυτό είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση LSI και VLSI που περιείχαν πολλά εκατομμύρια τρανζίστορ. Η εμφάνισή τους ανάγκασε μια αύξηση στον αριθμό των εξωτερικών συνδέσεων (δείτε την επιφάνεια επαφής του επεξεργαστή γραφικών στο Σχήμα 9.a), η οποία με τη σειρά της προκάλεσε μια επιπλοκή στη διάταξη των αγώγιμων γραμμών, η οποία φαίνεται στο Σχήμα 9.β.

Ένας τέτοιος πίνακας GPU και ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣεπίσης - τίποτα περισσότερο από μια μικρή πολυστρωματική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος στην οποία βρίσκεται το ίδιο το τσιπ του επεξεργαστή, η καλωδίωση των συνδέσεων μεταξύ των ακίδων του τσιπ και του πεδίου επαφής και εξωτερικά στοιχεία (συνήθως πυκνωτές φίλτρου του συστήματος διανομής ισχύος).

Εικόνα 9

Και μην σας φαίνεται σαν αστείο, η CPU του 2010 από την Intel ή την AMD είναι επίσης μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, και μάλιστα πολυστρωματική.

Εικόνα 9α

Η ανάπτυξη των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, καθώς και του ηλεκτρονικού εξοπλισμού γενικότερα, είναι μια γραμμή μείωσης των στοιχείων του. συμπίεση τους στην τυπωμένη επιφάνεια, καθώς και μείωση ηλεκτρονικών στοιχείων. Σε αυτήν την περίπτωση, τα "στοιχεία" θα πρέπει να νοούνται τόσο ως η ιδιότητα των πλακών τυπωμένου κυκλώματος (αγωγοί, vias, κ.λπ.), όσο και ως στοιχεία από το υπερσύστημα (συγκρότημα τυπωμένου κυκλώματος) - ραδιοστοιχεία. Οι τελευταίες είναι μπροστά από τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων όσον αφορά την ταχύτητα μικρομικρογραφίας.

Η μικροηλεκτρονική εμπλέκεται στην ανάπτυξη του VLSI.

Η αύξηση της πυκνότητας της βάσης του στοιχείου απαιτεί το ίδιο από τους αγωγούς της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος - τον φορέα αυτής της βάσης στοιχείων. Από αυτή την άποψη, προκύπτουν πολλά προβλήματα που απαιτούν λύσεις. Θα μιλήσουμε αναλυτικότερα για δύο τέτοια προβλήματα και τρόπους επίλυσής τους.

Οι πρώτες μέθοδοι παραγωγής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων βασίστηκαν στην κόλληση αγωγών από φύλλο χαλκού στην επιφάνεια ενός διηλεκτρικού υποστρώματος.

Θεωρήθηκε ότι το πλάτος των αγωγών και τα κενά μεταξύ των αγωγών μετρώνται σε χιλιοστά. Σε αυτή την έκδοση, μια τέτοια τεχνολογία ήταν αρκετά εφαρμόσιμη. Επακόλουθη σμίκρυνση ηλεκτρονική τεχνολογίααπαιτούσε τη δημιουργία άλλων μεθόδων για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, οι κύριες εκδόσεις των οποίων (αφαιρετικές, προσθετικές, ημι-προσθετικές, συνδυασμένες) χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα. Η χρήση τέτοιων τεχνολογιών κατέστησε δυνατή την εφαρμογή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων με μεγέθη στοιχείων μετρημένα σε δέκατα του χιλιοστού.

Η επίτευξη επιπέδου ανάλυσης περίπου 0,1 mm (100 μm) σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ήταν ένα γεγονός ορόσημο. Από τη μια πλευρά, υπήρξε μια μετάβαση «κάτω» κατά άλλη τάξη μεγέθους. Από την άλλη, είναι ένα είδος ποιοτικού άλματος. Γιατί; Το διηλεκτρικό υπόστρωμα των περισσότερων σύγχρονων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι το fiberglass - ένα πολυεπίπεδο πλαστικό με πολυμερή μήτρα ενισχυμένη με υαλοβάμβακα. Η μείωση των κενών μεταξύ των αγωγών της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι έχουν γίνει ανάλογα με το πάχος των γυάλινων νημάτων ή το πάχος των υφαντών αυτών των νημάτων σε υαλοβάμβακα. Και η κατάσταση στην οποία οι αγωγοί «βραχύνονται» από τέτοιους κόμβους έχει γίνει αρκετά πραγματική. Ως αποτέλεσμα, ο σχηματισμός ιδιόμορφων τριχοειδών αγγείων σε πολυστρωματικό υλικό από υαλοβάμβακα, «στηρίζοντας» αυτούς τους αγωγούς, έχει γίνει πραγματικός. Σε υγρά περιβάλλοντα, τα τριχοειδή αγγεία οδηγούν τελικά σε υποβάθμιση των επιπέδων μόνωσης μεταξύ των αγωγών PCB. Για να είμαστε πιο ακριβείς, αυτό συμβαίνει ακόμη και σε κανονικές συνθήκες υγρασίας. Συμπύκνωση υγρασίας στις τριχοειδείς δομές του υαλοβάμβακα παρατηρείται επίσης υπό κανονικές συνθήκες Η υγρασία μειώνει πάντα το επίπεδο αντίστασης μόνωσης.

Δεδομένου ότι τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν γίνει συνηθισμένες στον σύγχρονο ηλεκτρονικό εξοπλισμό, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι οι προγραμματιστές βασικών υλικών για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων κατάφεραν να λύσουν αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους. Θα ανταπεξέλθουν όμως στο επόμενο σημαντικό γεγονός; Ένα άλλο ποιοτικό άλμα έχει ήδη συμβεί.

Αναφέρεται ότι οι ειδικοί της Samsung έχουν κατακτήσει την τεχνολογία κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων με πλάτος αγωγών και κενά μεταξύ τους 8-10 μικρά. Αλλά αυτό δεν είναι το πάχος μιας γυάλινης κλωστής, αλλά από το fiberglass!

Το έργο της παροχής μόνωσης στα εξαιρετικά μικρά κενά μεταξύ των αγωγών των σημερινών και ιδιαίτερα των μελλοντικών πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι πολύπλοκο. Με ποιες μεθόδους θα λυθεί -παραδοσιακό ή μη- και αν θα λυθεί - θα δείξει ο χρόνος.

Ρύζι. 10. Χαρακτικά προφίλ από φύλλο χαλκού: α - ιδανικό προφίλ, β - πραγματικό προφίλ. 1 - προστατευτικό στρώμα, 2 - αγωγός, 3 - διηλεκτρικό

Υπήρχαν δυσκολίες στην απόκτηση εξαιρετικά μικρών (υπερ στενών) αγωγών σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Για πολλούς λόγους, οι μέθοδοι αφαίρεσης έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένες στις τεχνολογίες κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων. Στις αφαιρετικές μεθόδους, σχηματίζεται ένα σχέδιο ηλεκτρικού κυκλώματος αφαιρώντας τα περιττά κομμάτια φύλλου. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, ο Paul Eisler ανέπτυξε την τεχνολογία χάραξης φύλλου χαλκού με χλωριούχο σίδηρο. Μια τέτοια ανεπιτήδευτη τεχνολογία εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από τους ραδιοερασιτέχνες σήμερα. Οι βιομηχανικές τεχνολογίες δεν απέχουν πολύ από αυτήν την τεχνολογία «κουζίνας». Μόνο που η σύνθεση των διαλυμάτων χάραξης έχει αλλάξει και έχουν εμφανιστεί στοιχεία αυτοματοποίησης διεργασιών.

Το θεμελιώδες μειονέκτημα όλων των τεχνολογιών χάραξης είναι ότι η χάραξη λαμβάνει χώρα όχι μόνο στην επιθυμητή κατεύθυνση (προς τη διηλεκτρική επιφάνεια), αλλά και σε μια ανεπιθύμητη εγκάρσια κατεύθυνση. Η πλευρική υποτομή των αγωγών είναι συγκρίσιμη με το πάχος του φύλλου χαλκού (περίπου 70%). Συνήθως, αντί για ένα ιδανικό προφίλ αγωγού, λαμβάνεται ένα προφίλ σε σχήμα μανιταριού (Εικ. 10). Όταν το πλάτος των αγωγών είναι μεγάλο και στις απλούστερες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μετριέται ακόμη και σε χιλιοστά, οι άνθρωποι απλώς κλείνουν το μάτι στην πλευρική υποκοπή των αγωγών. Εάν το πλάτος των αγωγών είναι ανάλογο με το ύψος τους ή ακόμη και μικρότερο από αυτό (η σημερινή πραγματικότητα), τότε οι «πλευρικές φιλοδοξίες» θέτουν υπό αμφισβήτηση τη σκοπιμότητα χρήσης τέτοιων τεχνολογιών.

Στην πράξη, η ποσότητα της πλευρικής υποκοπής των τυπωμένων αγωγών μπορεί να μειωθεί σε κάποιο βαθμό. Αυτό επιτυγχάνεται αυξάνοντας την ταχύτητα χάραξης. χρησιμοποιώντας έκχυση με πίδακα (οι πίδακες εξαγωγής συμπίπτουν με την επιθυμητή κατεύθυνση - κάθετα στο επίπεδο του φύλλου), καθώς και άλλες μεθόδους. Αλλά όταν το πλάτος του αγωγού πλησιάζει το ύψος του, η αποτελεσματικότητα τέτοιων βελτιώσεων γίνεται σαφώς ανεπαρκής.

Όμως η πρόοδος στη φωτολιθογραφία, τη χημεία και την τεχνολογία καθιστούν πλέον δυνατή την επίλυση όλων αυτών των προβλημάτων. Αυτές οι λύσεις προέρχονται από τεχνολογίες μικροηλεκτρονικής.

Τεχνολογίες ραδιοερασιτεχνών για την παραγωγή τυπωμένων κυκλωμάτων

Η κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων σε συνθήκες ερασιτεχνικού ραδιοφώνου έχει τα δικά της χαρακτηριστικά και η ανάπτυξη της τεχνολογίας αυξάνει ολοένα και περισσότερο αυτές τις δυνατότητες. Όμως οι διαδικασίες συνεχίζουν να αποτελούν τη βάση τους

Το ερώτημα πώς να παράγουμε φθηνά πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων στο σπίτι έχει ανησυχήσει όλους τους ραδιοερασιτέχνες, πιθανώς από τη δεκαετία του '60 του περασμένου αιώνα, όταν οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων βρήκαν ευρεία χρήση στις οικιακές συσκευές. Και αν τότε η επιλογή των τεχνολογιών δεν ήταν τόσο μεγάλη, σήμερα, χάρη στην ανάπτυξη της σύγχρονης τεχνολογίας, οι ραδιοερασιτέχνες έχουν την ευκαιρία να παράγουν γρήγορα και αποτελεσματικά πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χωρίς τη χρήση ακριβού εξοπλισμού. Και αυτές οι δυνατότητες διευρύνονται συνεχώς, επιτρέποντας στην ποιότητα των δημιουργιών τους να πλησιάζει όλο και πιο κοντά στα βιομηχανικά σχέδια.

Στην πραγματικότητα, ολόκληρη η διαδικασία κατασκευής μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να χωριστεί σε πέντε κύρια στάδια:

• προκαταρκτική προετοιμασία του τεμαχίου εργασίας (καθαρισμός επιφάνειας, απολίπανση).
• εφαρμογή προστατευτικής επίστρωσης με τον ένα ή τον άλλο τρόπο.
• αφαίρεση της περίσσειας χαλκού από την επιφάνεια της σανίδας (χαρακτική).
• καθαρισμός του τεμαχίου εργασίας από την προστατευτική επίστρωση.
• διάνοιξη οπών, επίστρωση της σανίδας με ροή, επικασσιτέρωση.

Θεωρούμε μόνο την πιο κοινή "κλασική" τεχνολογία, στην οποία η περίσσεια χαλκού αφαιρείται από την επιφάνεια της σανίδας με χημική χάραξη. Επιπλέον, είναι δυνατή, για παράδειγμα, η αφαίρεση του χαλκού με φρεζάρισμα ή με χρήση εγκατάστασης ηλεκτρικού σπινθήρα. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι δεν χρησιμοποιούνται ευρέως ούτε στο ραδιοερασιτεχνικό περιβάλλον ούτε στη βιομηχανία (αν και η παραγωγή πλακέτας κυκλωμάτων με φρεζάρισμα χρησιμοποιείται μερικές φορές σε περιπτώσεις όπου απαιτείται πολύ γρήγορη παραγωγή απλών τυπωμένων κυκλωμάτων σε μεμονωμένες ποσότητες).

Και εδώ θα μιλήσουμε για τα πρώτα 4 σημεία της τεχνολογικής διαδικασίας, αφού η διάτρηση γίνεται από ραδιοερασιτέχνη χρησιμοποιώντας το εργαλείο που έχει.

Στο σπίτι, είναι αδύνατο να κατασκευαστεί μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων που να μπορεί να ανταγωνιστεί τα βιομηχανικά σχέδια, επομένως, συνήθως σε συνθήκες ερασιτεχνικού ραδιοφώνου, χρησιμοποιούνται πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων διπλής όψης και σε σχέδια συσκευών μικροκυμάτων μόνο διπλής όψης.

Αν και κάποιος πρέπει να προσπαθεί όταν φτιάχνει πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων στο σπίτι, όταν αναπτύσσει ένα κύκλωμα πρέπει να προσπαθεί να χρησιμοποιεί όσο το δυνατόν περισσότερα εξαρτήματα επιφανειακής τοποθέτησης, κάτι που σε ορισμένες περιπτώσεις καθιστά δυνατή την τοποθέτηση σχεδόν ολόκληρου του κυκλώματος στη μία πλευρά της πλακέτας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν έχει εφευρεθεί ακόμη καμία τεχνολογία για την επιμετάλλωση vias που να είναι πραγματικά εφικτή στο σπίτι. Επομένως, εάν η διάταξη της πλακέτας δεν μπορεί να γίνει στη μία πλευρά, η διάταξη πρέπει να γίνει στη δεύτερη πλευρά χρησιμοποιώντας τις ακίδες διαφόρων εξαρτημάτων που είναι εγκατεστημένες στην πλακέτα ως ενδιάμεσες διόδους, οι οποίες σε αυτήν την περίπτωση θα πρέπει να συγκολληθούν και στις δύο πλευρές του σανίδα. Φυσικά, υπάρχουν διάφοροι τρόποι αντικατάστασης της επιμετάλλωσης των οπών (χρησιμοποιώντας έναν λεπτό αγωγό που εισάγεται στην τρύπα και συγκολλάται στις ράγες και στις δύο πλευρές της σανίδας, χρησιμοποιώντας ειδικά έμβολα), αλλά όλοι έχουν σημαντικές ελλείψειςκαι είναι άβολα στη χρήση. Στην ιδανική περίπτωση, η σανίδα θα πρέπει να δρομολογείται μόνο στη μία πλευρά χρησιμοποιώντας έναν ελάχιστο αριθμό άλτων.

Ας ρίξουμε τώρα μια πιο προσεκτική ματιά σε καθένα από τα στάδια της κατασκευής μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

Προκαταρκτική προετοιμασία του τεμαχίου εργασίας

Αυτό το στάδιο είναι το αρχικό και συνίσταται στην προετοιμασία της επιφάνειας της μελλοντικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος για την εφαρμογή μιας προστατευτικής επίστρωσης σε αυτήν. Γενικά, η τεχνολογία καθαρισμού επιφανειών δεν έχει υποστεί σημαντικές αλλαγές για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η όλη διαδικασία καταλήγει στην αφαίρεση οξειδίων και ρύπων από την επιφάνεια της σανίδας χρησιμοποιώντας διάφορα λειαντικά και στη συνέχεια απολίπανση.

Για να αφαιρέσετε τη βαριά βρωμιά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λεπτόκοκκο γυαλόχαρτο(«nulevka»), λεπτή λειαντική σκόνη ή οποιοδήποτε άλλο προϊόν που δεν αφήνει κανένα υπόλειμμα στην επιφάνεια της σανίδας βαθιές γρατσουνιές. Μερικές φορές μπορείτε απλά να πλύνετε την επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος με ένα σκληρό σφουγγάρι πλυσίματος πιάτων με απορρυπαντικό ή σκόνη (για τους σκοπούς αυτούς είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε ένα λειαντικό σφουγγάρι πλυσίματος πιάτων, το οποίο μοιάζει με τσόχα με μικρά εγκλείσματα κάποιας ουσίας· συχνά ένα τέτοιο σφουγγάρι είναι κολλημένο σε ένα κομμάτι αφρώδους καουτσούκ) . Επιπλέον, εάν η επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι επαρκώς καθαρή, μπορείτε να παραλείψετε τελείως το βήμα επεξεργασίας λειαντικών και να προχωρήσετε κατευθείαν στην απολίπανση.

Εάν υπάρχει μόνο ένα παχύ φιλμ οξειδίου στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, μπορεί να αφαιρεθεί εύκολα με επεξεργασία της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος για 3-5 δευτερόλεπτα με διάλυμα χλωριούχου σιδήρου, ακολουθούμενο από ξέπλυμα με κρύο τρεχούμενο νερό. Θα πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι είναι επιθυμητό είτε να παραχθεί αυτή τη λειτουργίαΑμέσως πριν την εφαρμογή της προστατευτικής επίστρωσης ή μετά την εφαρμογή της, αποθηκεύστε το αντικείμενο εργασίας σε σκοτεινό μέρος, καθώς ο χαλκός οξειδώνεται γρήγορα στο φως.

Το τελικό στάδιο της προετοιμασίας της επιφάνειας είναι η απολίπανση. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κομμάτι μαλακού υφάσματος χωρίς ίνες, βρεγμένο με οινόπνευμα, βενζίνη ή ασετόν. Εδώ θα πρέπει να προσέξετε την καθαριότητα της επιφάνειας της σανίδας μετά την απολίπανση, καθώς πρόσφατα έχουν αρχίσει να συναντούν ασετόν και αλκοόλ με σημαντική ποσότητα ακαθαρσιών, που αφήνουν λευκούς λεκέδες στην σανίδα μετά το στέγνωμα. Εάν συμβαίνει αυτό, τότε θα πρέπει να αναζητήσετε άλλο απολιπαντικό. Μετά την απολίπανση, η σανίδα πρέπει να πλυθεί σε τρεχούμενο κρύο νερό. Η ποιότητα του καθαρισμού μπορεί να ελεγχθεί παρακολουθώντας τον βαθμό διαβροχής του νερού της επιφάνειας του χαλκού. Μια επιφάνεια πλήρως βρεγμένη με νερό, χωρίς να σχηματίζονται σταγόνες ή σπασίματα στο φιλμ νερού, είναι ένας δείκτης κανονικού επιπέδου καθαρισμού. Οι διαταραχές σε αυτό το φιλμ νερού υποδεικνύουν ότι η επιφάνεια δεν έχει καθαριστεί επαρκώς.

Εφαρμογή προστατευτικής επίστρωσης

Η εφαρμογή μιας προστατευτικής επίστρωσης είναι το πιο σημαντικό στάδιο στη διαδικασία κατασκευής πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων και είναι αυτό που καθορίζει το 90% της ποιότητας της κατασκευασμένης πλακέτας. Επί του παρόντος, τρεις μέθοδοι εφαρμογής προστατευτικής επίστρωσης είναι οι πιο δημοφιλείς στην ραδιοερασιτεχνική κοινότητα. Θα τα εξετάσουμε με σειρά αυξανόμενης ποιότητας των σανίδων που λαμβάνονται κατά τη χρήση τους.

Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί ότι η προστατευτική επίστρωση στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας πρέπει να σχηματίζει μια ομοιογενή μάζα, χωρίς ελαττώματα, με λεία, καθαρά όρια και ανθεκτική στις επιδράσεις των χημικών συστατικών του διαλύματος χάραξης.

Χειροκίνητη εφαρμογή προστατευτικής επίστρωσης

Με αυτή τη μέθοδο, το σχέδιο της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μεταφέρεται στο laminate από fiberglass χειροκίνητα χρησιμοποιώντας κάποιο είδος συσκευής γραφής. Πρόσφατα, έχουν εμφανιστεί πολλοί δείκτες στην αγορά, η βαφή των οποίων δεν ξεπλένεται με νερό και παρέχει ένα αρκετά ανθεκτικό προστατευτικό στρώμα. Επιπλέον, για το σχέδιο με το χέρι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα χαρτόνι ή κάποια άλλη συσκευή γεμάτη με βαφή. Για παράδειγμα, είναι βολικό να χρησιμοποιείται για το τράβηγμα μιας σύριγγας με μια λεπτή βελόνα (οι σύριγγες ινσουλίνης με διάμετρο βελόνας 0,3-0,6 mm) κομμένες σε μήκος 5-8 mm είναι οι πλέον κατάλληλες για αυτούς τους σκοπούς. Σε αυτή την περίπτωση, η ράβδος δεν πρέπει να εισάγεται στη σύριγγα - η βαφή πρέπει να ρέει ελεύθερα υπό την επίδραση του τριχοειδούς αποτελέσματος. Επίσης, αντί για σύριγγα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα λεπτό γυάλινο ή πλαστικό σωλήνα που απλώνεται πάνω από τη φωτιά για να πετύχετε απαιτούμενη διάμετρος. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην ποιότητα επεξεργασίας της άκρης του σωλήνα ή της βελόνας: κατά το σχέδιο, δεν πρέπει να γρατσουνίζουν την σανίδα, διαφορετικά μπορεί να καταστραφούν οι ήδη βαμμένες περιοχές. Όταν εργάζεστε με τέτοιες συσκευές, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ως βαφή πίσσα ή κάποιο άλλο βερνίκι αραιωμένο με διαλύτη, τσαπονλάκ ή ακόμα και διάλυμα κολοφωνίου σε οινόπνευμα. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τη συνοχή της βαφής έτσι ώστε να ρέει ελεύθερα κατά το σχέδιο, αλλά ταυτόχρονα να μην ρέει έξω και να μην σχηματίζει σταγόνες στο άκρο της βελόνας ή του σωλήνα. Αξίζει να σημειωθεί ότι χειροκίνητη διαδικασίαη εφαρμογή μιας προστατευτικής επίστρωσης είναι αρκετά απαιτητική και είναι κατάλληλη μόνο σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να παραχθεί πολύ γρήγορα μικρή αμοιβή. Το ελάχιστο πλάτος τροχιάς που μπορεί να επιτευχθεί όταν σχεδιάζετε με το χέρι είναι περίπου 0,5 mm.

Χρήση "τεχνολογίας εκτυπωτών λέιζερ και σιδήρου"

Αυτή η τεχνολογίαεμφανίστηκε σχετικά πρόσφατα, αλλά αμέσως έγινε ευρέως διαδεδομένο λόγω της απλότητας και της υψηλής ποιότητας των σανίδων που προέκυψαν. Η βάση της τεχνολογίας είναι η μεταφορά γραφίτη (σκόνη που χρησιμοποιείται κατά την εκτύπωση σε εκτυπωτές λέιζερ) από οποιοδήποτε υπόστρωμα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

Σε αυτήν την περίπτωση, είναι δυνατές δύο επιλογές: είτε το υπόστρωμα που χρησιμοποιείται να διαχωρίζεται από την σανίδα πριν από τη χάραξη ή, εάν χρησιμοποιείται το υπόστρωμα αλουμινόχαρτο, είναι χαραγμένο μαζί με χαλκό .

Το πρώτο στάδιο χρήσης αυτής της τεχνολογίας είναι η εκτύπωση εικόνα καθρέφτημοτίβο πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος στο υπόστρωμα. Οι ρυθμίσεις εκτύπωσης του εκτυπωτή θα πρέπει να ρυθμιστούν στη μέγιστη ποιότητα εκτύπωσης (καθώς σε αυτήν την περίπτωση εφαρμόζεται το παχύτερο στρώμα γραφίτη). Ως υπόστρωμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε χαρτί λεπτής επικάλυψης (εξώφυλλα από διάφορα περιοδικά), χαρτί φαξ, αλουμινόχαρτο, φιλμ για εκτυπωτές λέιζερ, επένδυση από αυτοκόλλητη μεμβράνη Oracal ή άλλα υλικά. Εάν χρησιμοποιείτε χαρτί ή αλουμινόχαρτο που είναι πολύ λεπτό, ίσως χρειαστεί να το κολλήσετε περιμετρικά σε ένα κομμάτι χοντρό χαρτί. Στην ιδανική περίπτωση, ο εκτυπωτής θα πρέπει να έχει μια διαδρομή χαρτιού χωρίς τσακίσματα, η οποία αποτρέπει την κατάρρευση ενός τέτοιου σάντουιτς μέσα στον εκτυπωτή. Αυτό είναι επίσης πολύ σημαντικό όταν εκτυπώνετε σε αλουμινόχαρτο ή βάση μεμβράνης Oracal, καθώς το τόνερ προσκολλάται σε αυτά πολύ αδύναμα και εάν το χαρτί μέσα στον εκτυπωτή είναι λυγισμένο, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να χρειαστεί να αφιερώσετε αρκετά δυσάρεστα λεπτά για να καθαρίσετε το φούρνος εκτυπωτή από υπολείμματα γραφίτη που προσκολλώνται. Είναι καλύτερο εάν ο εκτυπωτής μπορεί να περάσει χαρτί οριζόντια μέσα του ενώ εκτυπώνει στην επάνω πλευρά (όπως ο HP LJ2100, ένας από τους καλύτερους εκτυπωτές για την κατασκευή PCB). Θα ήθελα να προειδοποιήσω αμέσως τους ιδιοκτήτες εκτυπωτών όπως οι HP LJ 5L, 6L, 1100, ώστε να μην προσπαθήσουν να εκτυπώσουν σε φύλλο ή βάση από την Oracal - συνήθως τέτοια πειράματα καταλήγουν σε αποτυχία. Επίσης, εκτός από τον εκτυπωτή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και ένα μηχάνημα αντιγραφής, η χρήση του οποίου μερικές φορές δίνει ακόμα καλύτερα αποτελέσματα σε σχέση με εκτυπωτές λόγω της εφαρμογής παχιάς στρώσης τόνερ. Η κύρια απαίτηση για το υπόστρωμα είναι να μπορεί να διαχωριστεί εύκολα από το τόνερ. Επίσης, εάν χρησιμοποιείτε χαρτί, δεν πρέπει να αφήνει χνούδι στο τόνερ. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι δυνατές δύο επιλογές: είτε το υπόστρωμα αφαιρείται απλά μετά τη μεταφορά του γραφίτη στην πλακέτα (στην περίπτωση μεμβράνης για εκτυπωτές λέιζερ ή η βάση από την Oracal), είτε προεμποτίζεται σε νερό και στη συνέχεια διαχωρίζεται σταδιακά. (χαρτί με επικάλυψη).

Η μεταφορά γραφίτη σε μια πλακέτα περιλαμβάνει την εφαρμογή ενός υποστρώματος με τόνερ σε μια πλακέτα που έχει καθαριστεί προηγουμένως και στη συνέχεια τη θέρμανση σε θερμοκρασία ελαφρώς πάνω από το σημείο τήξης του γραφίτη. Μπορεί μεγάλο ποσόΥπάρχουν επιλογές για το πώς να το κάνετε αυτό, αλλά το πιο απλό είναι να πιέσετε το υπόστρωμα στην σανίδα με ένα ζεστό σίδερο. Ταυτόχρονα, για να κατανεμηθεί ομοιόμορφα η πίεση του σιδήρου στο υπόστρωμα, συνιστάται η τοποθέτηση πολλών στρώσεων χοντρού χαρτιού μεταξύ τους. Ένα πολύ σημαντικό θέμα είναι η θερμοκρασία του σίδερου και ο χρόνος διατήρησης. Αυτές οι παράμετροι διαφέρουν σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση, επομένως ίσως χρειαστεί να εκτελέσετε περισσότερα από ένα πειράματα για να έχετε καλά αποτελέσματα. Υπάρχει μόνο ένα κριτήριο εδώ: ο γραφίτης πρέπει να έχει χρόνο να λιώσει αρκετά ώστε να κολλήσει στην επιφάνεια της πλακέτας και ταυτόχρονα δεν πρέπει να έχει χρόνο να φτάσει σε ημι-υγρή κατάσταση έτσι ώστε οι άκρες των κομματιών να μην ισοπεδώνω. Μετά τη «συγκόλληση» του γραφίτη στην πλακέτα, είναι απαραίτητο να διαχωριστεί το υπόστρωμα (εκτός από την περίπτωση χρήσης φύλλου αλουμινίου ως υπόστρωμα: δεν πρέπει να διαχωριστεί, καθώς διαλύεται σε όλα σχεδόν τα διαλύματα χάραξης). Η μεμβράνη λέιζερ και η βάση της Oracal απλώς ξεκολλούν προσεκτικά, ενώ το κανονικό χαρτί απαιτεί προ-εμποτισμό σε ζεστό νερό.

Αξίζει να σημειωθεί ότι λόγω των χαρακτηριστικών εκτύπωσης των εκτυπωτών λέιζερ, το στρώμα γραφίτη στη μέση των μεγάλων συμπαγών πολυγώνων είναι αρκετά μικρό, επομένως θα πρέπει να αποφεύγετε τη χρήση τέτοιων περιοχών στην πλακέτα όποτε είναι δυνατόν, διαφορετικά θα πρέπει να κάνετε ρετουσάρισμα της πλακέτας χειροκίνητα αφού αφαιρέσετε το υπόστρωμα. Σε γενικές γραμμές, η χρήση αυτής της τεχνολογίας, μετά από κάποια εκπαίδευση, σας επιτρέπει να επιτύχετε το πλάτος των τροχιών και τα κενά μεταξύ τους έως και 0,3 mm.

Χρησιμοποιώ αυτήν την τεχνολογία εδώ και πολλά χρόνια (από τότε που μου έγινε διαθέσιμος ένας εκτυπωτής λέιζερ).

Εφαρμογή φωτοανθεκτικών

Το φωτοανθεκτικό είναι μια ουσία ευαίσθητη στο φως (συνήθως σε σχεδόν υπεριώδη ακτινοβολία) που αλλάζει τις ιδιότητές της όταν εκτίθεται στο φως.

Τελευταία ρωσική αγοράΔιάφοροι τύποι εισαγόμενων φωτοανθεκτικών έχουν εμφανιστεί σε συσκευασίες αεροζόλ, οι οποίες είναι ιδιαίτερα βολικές για χρήση στο σπίτι. Η ουσία της χρήσης φωτοανθεκτικού είναι η εξής: μια φωτομάσκα () εφαρμόζεται σε μια σανίδα με μια στρώση φωτοανθεκτικού που εφαρμόζεται σε αυτήν και φωτίζεται, μετά την οποία οι φωτισμένες (ή μη εκτεθειμένες) περιοχές της φωτοαντίστασης ξεπλένονται με ειδικό διαλύτη , που είναι συνήθως η καυστική σόδα (NaOH). Όλα τα φωτοανθεκτικά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: θετικά και αρνητικά. Για θετικά φωτοανθεκτικά, το κομμάτι στον πίνακα αντιστοιχεί σε μια μαύρη περιοχή στη φωτομάσκα και για τα αρνητικά, αντίστοιχα, μια διαφανή περιοχή.

Τα θετικά φωτοανθεκτικά είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα επειδή είναι τα πιο βολικά στη χρήση.

Ας σταθούμε λεπτομερέστερα στη χρήση θετικών φωτοανθεκτικών στη συσκευασία αεροζόλ. Το πρώτο βήμα είναι η προετοιμασία ενός προτύπου φωτογραφίας. Στο σπίτι, μπορείτε να το αποκτήσετε εκτυπώνοντας ένα σχέδιο σανίδας σε μια μεμβράνη σε έναν εκτυπωτή λέιζερ. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή στην πυκνότητα του μαύρου χρώματος στη φωτομάσκα, για την οποία πρέπει να απενεργοποιήσετε όλες τις λειτουργίες εξοικονόμησης γραφίτη και βελτίωσης της ποιότητας εκτύπωσης στις ρυθμίσεις του εκτυπωτή. Επιπλέον, ορισμένες εταιρείες προσφέρουν έξοδο μιας φωτομάσκας σε φωτοπλότερ - και έχετε εγγυημένα αποτελέσματα υψηλής ποιότητας.

Στο δεύτερο στάδιο, εφαρμόζεται ένα λεπτό φιλμ φωτοανθεκτικού στην προηγουμένως προετοιμασμένη και καθαρισμένη επιφάνεια της σανίδας. Αυτό γίνεται ψεκάζοντάς το από απόσταση περίπου 20 cm Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να προσπαθήσουμε για τη μέγιστη ομοιομορφία της επικάλυψης. Επιπλέον, είναι πολύ σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει σκόνη κατά τη διαδικασία εκτόξευσης - κάθε κουκκίδα σκόνης που εισέρχεται στο φωτοανθεκτικό θα αφήσει αναπόφευκτα το σημάδι του στον πίνακα.

Μετά την εφαρμογή του στρώματος φωτοανθεκτικού, είναι απαραίτητο να στεγνώσει το φιλμ που προκύπτει. Συνιστάται να το κάνετε αυτό σε θερμοκρασία 70-80 μοίρες και πρώτα πρέπει να στεγνώσετε την επιφάνεια σε χαμηλή θερμοκρασία και μόνο στη συνέχεια να αυξήσετε σταδιακά τη θερμοκρασία στην επιθυμητή τιμή. Ο χρόνος στεγνώματος στην καθορισμένη θερμοκρασία είναι περίπου 20-30 λεπτά. Ως έσχατη λύση, επιτρέπεται το στέγνωμα της σανίδας σε θερμοκρασία δωματίου για 24 ώρες. Οι σανίδες επικαλυμμένες με φωτοανθεκτικό θα πρέπει να φυλάσσονται σε δροσερό, σκοτεινό μέρος.

Μετά την εφαρμογή του φωτοανθεκτικού, το επόμενο βήμα είναι η έκθεση. Σε αυτήν την περίπτωση, εφαρμόζεται μια φωτομάσκα στην πλακέτα (με την τυπωμένη πλευρά στραμμένη προς την πλακέτα, αυτό βοηθά στην αύξηση της διαύγειας κατά την έκθεση), η οποία πιέζεται πάνω σε λεπτό γυαλί ή. Όταν αρκετά μικρά μεγέθηΓια το πάτημα των σανίδων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια φωτογραφική πλάκα πλυμένη από το γαλάκτωμα. Δεδομένου ότι η περιοχή μέγιστης φασματικής ευαισθησίας των περισσότερων σύγχρονων φωτοανθεκτικών είναι στην περιοχή υπεριώδους, για φωτισμό συνιστάται η χρήση λαμπτήρα με μεγάλη αναλογία ακτινοβολίας UV στο φάσμα (DRSh, DRT, κ.λπ.). Ως έσχατη λύση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια ισχυρή λάμπα xenon. Ο χρόνος έκθεσης εξαρτάται από πολλούς λόγους (τύπος και ισχύς της λάμπας, απόσταση από τη λάμπα μέχρι την πλακέτα, πάχος της στρώσης φωτοανθεκτικού κ.λπ.) και επιλέγεται πειραματικά. Ωστόσο, γενικά, ο χρόνος έκθεσης δεν υπερβαίνει τα 10 λεπτά, ακόμη και όταν εκτίθεται σε άμεσο ηλιακό φως.

(Δεν συνιστώ να χρησιμοποιείτε πλαστικές πλάκες που είναι διαφανείς στο ορατό φως για συμπίεση, καθώς έχουν ισχυρή απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας)

Τα περισσότερα φωτοανθεκτικά αναπτύσσονται με διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) - 7 γραμμάρια ανά λίτρο νερού. Είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα φρεσκοπαρασκευασμένο διάλυμα σε θερμοκρασία 20-25 μοίρες. Ο χρόνος ανάπτυξης εξαρτάται από το πάχος της φωτοανθεκτικής μεμβράνης και κυμαίνεται από 30 δευτερόλεπτα έως 2 λεπτά. Μετά την ανάπτυξη, η σανίδα μπορεί να χαραχθεί σε συνηθισμένα διαλύματα, καθώς το φωτοανθεκτικό είναι ανθεκτικό στα οξέα. Όταν χρησιμοποιείτε φωτομάσκες υψηλής ποιότητας, η χρήση φωτοανθεκτικού σάς επιτρέπει να αποκτήσετε ίχνη πλάτους έως 0,15-0,2 mm.

Χαλκογραφία

Υπάρχουν πολλές γνωστές ενώσεις για τη χημική χάραξη του χαλκού. Όλα διαφέρουν ως προς την ταχύτητα της αντίδρασης, τη σύνθεση των ουσιών που απελευθερώνονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης, καθώς και τη διαθεσιμότητα των χημικών αντιδραστηρίων που είναι απαραίτητα για την παρασκευή του διαλύματος. Ακολουθούν πληροφορίες σχετικά με τις πιο δημοφιλείς λύσεις χάραξης.

Χλωριούχος σίδηρος (FeCl)

Ίσως το πιο διάσημο και δημοφιλές αντιδραστήριο. Το ξηρό χλωριούχο σίδηρο διαλύεται σε νερό μέχρι να ληφθεί ένα κορεσμένο διάλυμα χρυσοκίτρινου χρώματος (αυτό θα απαιτήσει περίπου δύο κουταλιές της σούπας ανά ποτήρι νερό). Η διαδικασία χάραξης σε αυτό το διάλυμα μπορεί να διαρκέσει από 10 έως 60 λεπτά. Ο χρόνος εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος, τη θερμοκρασία και την ανάδευση. Η ανάδευση επιταχύνει σημαντικά την αντίδραση. Για τους σκοπούς αυτούς, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε έναν συμπιεστή ενυδρείου, ο οποίος παρέχει ανάμειξη του διαλύματος με φυσαλίδες αέρα. Η αντίδραση επίσης επιταχύνεται όταν το διάλυμα θερμαίνεται. Αφού ολοκληρωθεί η χάραξη, η σανίδα πρέπει να πλυθεί με άφθονο νερό, κατά προτίμηση με σαπούνι (για να εξουδετερωθούν τα υπολείμματα οξέος). Τα μειονεκτήματα αυτής της λύσης περιλαμβάνουν τον σχηματισμό αποβλήτων κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, τα οποία κατακάθονται στην σανίδα και παρεμποδίζουν την κανονική πορεία της διαδικασίας χάραξης, καθώς και τον σχετικά χαμηλό ρυθμό αντίδρασης.

Υπερθειικό αμμώνιο

Μια ελαφριά κρυσταλλική ουσία που διαλύεται στο νερό με βάση την αναλογία 35 g ουσίας προς 65 g νερού. Η διαδικασία χάραξης σε αυτό το διάλυμα διαρκεί περίπου 10 λεπτά και εξαρτάται από την περιοχή της επικάλυψης χαλκού που χαράσσεται. Για την παροχή βέλτιστες συνθήκεςΓια να προχωρήσει η αντίδραση, το διάλυμα πρέπει να έχει θερμοκρασία περίπου 40 βαθμούς και να αναδεύεται συνεχώς. Αφού ολοκληρωθεί η χάραξη, η σανίδα πρέπει να πλυθεί με τρεχούμενο νερό. Τα μειονεκτήματα αυτής της λύσης περιλαμβάνουν την ανάγκη διατήρησης της απαιτούμενης θερμοκρασίας και ανάδευσης.

Λύση υδροχλωρικού οξέος(HCl) και υπεροξείδιο του υδρογόνου (H 2 O 2)

- Για να παρασκευάσετε αυτό το διάλυμα, πρέπει να προσθέσετε 200 ml υδροχλωρικού οξέος 35% και 30 ml υπεροξειδίου του υδρογόνου 30% σε 770 ml νερού. Το παρασκευασμένο διάλυμα πρέπει να φυλάσσεται σε σκούρο μπουκάλι, όχι ερμητικά σφραγισμένο, καθώς η αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου απελευθερώνει αέριο. Προσοχή: όταν χρησιμοποιείτε αυτό το διάλυμα, πρέπει να λαμβάνονται όλες οι προφυλάξεις κατά την εργασία με καυστικές χημικές ουσίες. Όλες οι εργασίες πρέπει να γίνονται μόνο σε καθαρό αέρα ή κάτω από κουκούλα. Εάν το διάλυμα πέσει στο δέρμα σας, ξεπλύνετε αμέσως με άφθονο νερό. Ο χρόνος χάραξης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ανάδευση και τη θερμοκρασία του διαλύματος και είναι της τάξης των 5-10 λεπτών για ένα καλά αναμεμειγμένο φρέσκο ​​διάλυμα σε θερμοκρασία δωματίου. Το διάλυμα δεν πρέπει να θερμαίνεται πάνω από 50 βαθμούς. Μετά τη χάραξη, η σανίδα πρέπει να πλυθεί με τρεχούμενο νερό.

Αυτό το διάλυμα μετά τη χάραξη μπορεί να αποκατασταθεί με την προσθήκη H 2 O 2. Η απαιτούμενη ποσότητα υπεροξειδίου του υδρογόνου εκτιμάται οπτικά: μια σανίδα χαλκού βυθισμένη στο διάλυμα πρέπει να βαφτεί ξανά από κόκκινο σε σκούρο καφέ. Ο σχηματισμός φυσαλίδων στο διάλυμα υποδηλώνει περίσσεια υπεροξειδίου του υδρογόνου, η οποία οδηγεί σε επιβράδυνση της αντίδρασης χάραξης. Το μειονέκτημα αυτής της λύσης είναι η ανάγκη αυστηρής τήρησης όλων των προφυλάξεων κατά την εργασία με αυτήν.

Λύση κιτρικό οξύκαι υπεροξείδιο του υδρογόνου από το Radiokot

Σε 100 ml φαρμακευτικού υπεροξειδίου του υδρογόνου 3%, διαλύονται 30 g κιτρικού οξέος και 5 g επιτραπέζιου αλατιού.

Αυτό το διάλυμα θα πρέπει να είναι αρκετό για να χαράξει 100 cm2 χαλκού, πάχους 35 μm.

Δεν χρειάζεται να τσιγκουνευτείτε το αλάτι κατά την προετοιμασία του διαλύματος. Δεδομένου ότι παίζει το ρόλο του καταλύτη, πρακτικά δεν καταναλώνεται κατά τη διαδικασία χάραξης. Το υπεροξείδιο 3% δεν πρέπει να αραιώνεται περαιτέρω γιατί όταν προστίθενται άλλα συστατικά, η συγκέντρωσή του μειώνεται.

Όσο περισσότερο υπεροξείδιο του υδρογόνου (υδροπερίτης) προστεθεί, τόσο πιο γρήγορα θα προχωρήσει η διαδικασία, αλλά μην το παρακάνετε - το διάλυμα δεν αποθηκεύεται, δηλ. δεν επαναχρησιμοποιείται, πράγμα που σημαίνει ότι ο υδροπερίτης απλώς θα υπερχρησιμοποιηθεί. Η περίσσεια υπεροξειδίου μπορεί εύκολα να προσδιοριστεί από την άφθονη «φυσαλίδα» κατά τη χάραξη.

Ωστόσο, η προσθήκη κιτρικού οξέος και υπεροξειδίου είναι αρκετά αποδεκτή, αλλά είναι πιο λογικό να παρασκευαστεί ένα φρέσκο ​​διάλυμα.

Καθαρισμός του τεμαχίου εργασίας

Αφού ολοκληρωθεί η χάραξη και το πλύσιμο της σανίδας, είναι απαραίτητο να καθαρίσετε την επιφάνειά της από την προστατευτική επίστρωση. Αυτό μπορεί να γίνει με οποιονδήποτε οργανικό διαλύτη, για παράδειγμα, ακετόνη.

Στη συνέχεια πρέπει να τρυπήσετε όλες τις τρύπες. Αυτό πρέπει να γίνει με ένα απότομα ακονισμένο τρυπάνι μέγιστη ταχύτηταηλεκτρικός κινητήρας. Εάν, κατά την εφαρμογή της προστατευτικής επίστρωσης, δεν έμεινε κενός χώρος στα κέντρα των μαξιλαριών επαφής, είναι απαραίτητο να σημειώσετε πρώτα τις οπές (αυτό μπορεί να γίνει, για παράδειγμα, με έναν πυρήνα). Μετά από αυτό, τα ελαττώματα (κρόσιο) στην πίσω πλευρά της πλακέτας αφαιρούνται με βύθιση και σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος διπλής όψης σε χαλκό - με ένα τρυπάνι με διάμετρο περίπου 5 mm σε χειροκίνητο σφιγκτήρα για μια στροφή του τρυπήστε χωρίς να ασκήσετε δύναμη.

Το επόμενο βήμα είναι η επίστρωση της σανίδας με flux, ακολουθούμενη από επικασσιτέρωση. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ειδικές βιομηχανικές ροές (καλύτερα να ξεπλένετε με νερό ή να μην χρειάζεται καθόλου ξέβγαλμα) ή απλά να επικαλύψετε την σανίδα με ένα ασθενές διάλυμα κολοφωνίου σε οινόπνευμα.

Η επικασσιτέρωση μπορεί να γίνει με δύο τρόπους:

Βύθιση σε λιωμένη κόλληση

Χρησιμοποιήστε ένα κολλητήρι και μια μεταλλική πλεξούδα εμποτισμένη με συγκόλληση.

Στην πρώτη περίπτωση, είναι απαραίτητο να φτιάξετε ένα λουτρό σιδήρου και να το γεμίσετε με μια μικρή ποσότητα συγκόλλησης χαμηλής τήξης - Τριαντάφυλλο ή κράμα ξύλου. Το τήγμα πρέπει να καλυφθεί πλήρως με ένα στρώμα γλυκερίνης από πάνω για να αποφευχθεί η οξείδωση της κόλλησης. Για να ζεστάνετε το μπάνιο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ανεστραμμένο σίδερο ή εστία μαγειρέματος. Η σανίδα βυθίζεται στο τήγμα και στη συνέχεια αφαιρείται ενώ αφαιρείται η περίσσεια συγκόλλησης με ένα σκληρό ελαστικό μάκτρο.

συμπέρασμα

Νομίζω, αυτό το υλικόθα βοηθήσει τους αναγνώστες να κατανοήσουν τον σχεδιασμό και την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων. Και για όσους αρχίζουν να ασχολούνται με τα ηλεκτρονικά, αποκτήστε τις βασικές δεξιότητες κατασκευής τους στο σπίτι Για μια πιο ολοκληρωμένη γνωριμία με τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, προτείνω να διαβάσετε το [L.2]. Μπορεί να γίνει λήψη στο Διαδίκτυο.

Βιβλιογραφία

1. Λεξικό Πολυτεχνείου. Συντακτική ομάδα: Inglinsky A. Yu et al.: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια. 1989.
2. Medvedev A. M. Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Σχέδια και υλικά. Μ.: Τεχνόσφαιρα. 2005.
3. Από την ιστορία των τεχνολογιών πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος // Electronics-NTB. 2004. Νο 5.
4. Νέα είδη στην ηλεκτρονική τεχνολογία. Η Intel εγκαινιάζει την εποχή των τρισδιάστατων τρανζίστορ. Εναλλακτικά στις παραδοσιακές επίπεδες συσκευές // Electronics-NTB. 2002. Αρ. 6.
5. Πραγματικά τρισδιάστατα μικροκυκλώματα - η πρώτη προσέγγιση // Εξαρτήματα και Τεχνολογίες. 2004. Νο 4.
6. Mokeev M. N., Lapin M. S. Τεχνολογικές διεργασίες και συστήματα για την παραγωγή πλακών και καλωδίων υφαντών κυκλωμάτων. Λ.: LDNTP 1988.
7. Volodarsky O. Μου ταιριάζει αυτός ο υπολογιστής; Τα ηλεκτρονικά που υφαίνονται σε ύφασμα γίνονται μοντέρνα // Electronics-NTB. 2003. Νο 8.
8. Medvedev A. M. Τεχνολογία παραγωγής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Μ.: Τεχνόσφαιρα. 2005.
9. Medvedev A. M. Παλμική επιμετάλλωση πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων // Technologies in βιομηχανία ηλεκτρονικών. 2005. № 4
10. Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων - γραμμές ανάπτυξης, Vladimir Urazaev,

Βασικοί κανόνες για την ανάπτυξη του διοικητικού συμβουλίου

Είναι πιο βολικό να σχεδιάζετε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε κλίμακα 1:1 σε χαρτί graph ή άλλο υλικό στο οποίο εφαρμόζεται ένα πλέγμα σε βήματα των 5 mm (για παράδειγμα, σε ένα φύλλο σημειωματάριου). Συνιστάται να τοποθετείτε όλες τις οπές για τις ακίδες των εξαρτημάτων στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος σε κόμβους πλέγματος, που αντιστοιχεί στο βήμα
2,5 mm σε πραγματική σανίδα. Οι ακροδέκτες των περισσότερων μικροκυκλωμάτων σε μια πλαστική θήκη, πολλά τρανζίστορ και άλλα εξαρτήματα ραδιοφώνου βρίσκονται σε αυτό το βήμα. Πιο λιγο
Η απόσταση μεταξύ των οπών πρέπει να επιλέγεται μόνο σε περιπτώσεις που είναι απολύτως απαραίτητο.
Πρώτα πρέπει να τακτοποιήσετε κατά προσέγγιση τα μέρη. Πρώτα απ 'όλα, σχεδιάστε σημεία για τις ακίδες του μικροκυκλώματος και, στη συνέχεια, τοποθετήστε μικρά στοιχεία - αντιστάσεις, πυκνωτές,
και μετά τα μεγάλα - ρελέ κ.λπ. Η τοποθέτησή τους συνήθως σχετίζεται με τη συνολική σχεδίαση της συσκευής, που καθορίζεται από το μέγεθος! την υπάρχουσα θήκη ή ελεύθερο χώρο σε αυτήν. Συχνά, ειδικά
Ειδικά κατά την ανάπτυξη φορητών συσκευών, οι διαστάσεις της θήκης καθορίζονται από τα αποτελέσματα της διάταξης της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος Μερικές φορές είναι απαραίτητο να επαναλάβετε το σχέδιο των καλωδίων τυπωμένου κυκλώματος
εγκοπές πολλές φορές για να έχετε το επιθυμητό αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης και λειτουργικότητας.
Εάν το σπιτικό σας προϊόν δεν έχει περισσότερα από πέντε μικροκυκλώματα, μπορείτε συνήθως να τοποθετήσετε όλους τους τυπωμένους αγωγούς στη μία πλευρά της πλακέτας και να αρκεστείτε σε έναν μικρό αριθμό αγωγών δοκιμής.
βραχυκυκλωτήρες κολλημένοι στην πλευρά των εξαρτημάτων.

Προσπάθειες παραγωγής PCB μονής όψης για μεγαλύτερο αριθμό
Τα ψηφιακά τσιπ οδηγούν σε απότομη αύξηση
καλωδίωση έντασης εργασίας και υπερβολικά μεγάλος αριθμός βραχυκυκλωτικών. Σε αυτα
Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι πιο λογικό να μεταβείτε σε PCB διπλής όψης.
Θα ονομάσουμε την πλευρά του πίνακα όπου το
τυπωμένοι αγωγοί, η πλευρά των αγωγών και το πίσω μέρος -
πλευρά των εξαρτημάτων, ακόμα κι αν είναι πάνω του μαζί με τα μέρη
Κάποιοι από τους αγωγούς έχουν τοποθετηθεί. Μια ειδική περίπτωση παρουσιάζεται από
σανίδες στις οποίες βρίσκονται και οι αγωγοί και τα μέρη
από τη μία πλευρά και τα μέρη συγκολλούνται στους αγωγούς χωρίς
τρύπες. Οι σανίδες αυτού του σχεδίου χρησιμοποιούνται σπάνια.
Τα μικροκυκλώματα τοποθετούνται έτσι ώστε όλες οι συνδέσεις στην πλακέτα
ήταν όσο το δυνατόν πιο σύντομες και ο αριθμός των άλτες ήταν
ελάχιστος. Κατά την καλωδίωση των αγωγών, αμοιβαία
Η τοποθέτηση των μικροκυκλωμάτων πρέπει να αλλάξει περισσότερες από μία φορές.
Σχέδιο τυπωμένων αγωγών αναλογικών συσκευών
οποιαδήποτε πολυπλοκότητα μπορεί συνήθως να τοποθετηθεί σε ένα
πλευρά του πίνακα. Αναλογικές συσκευές που λειτουργούν με
αδύναμα σήματα και ψηφιακό σε υψηλή ταχύτητα
μικροκυκλώματα (για παράδειγμα, σειρά KR531, KR1531, K500, KR1554)
Ανεξάρτητα από τη συχνότητα λειτουργίας τους, καλό είναι να συλλέγονται
σε σανίδες με αλουμινόχαρτο διπλής όψεως. Αλουμινόχαρτο παιχνιδιού
οι πλευρές του πίνακα όπου βρίσκονται τα μέρη θα παίξουν ρόλο
κοινό καλώδιο και οθόνη. Το φύλλο του κοινού σύρματος δεν πρέπει να είναι
χρήση ως αγωγός για υψηλό ρεύμα,
για παράδειγμα, από τον ανορθωτή τροφοδοσίας, από την έξοδο
βήματα, από το δυναμικό κεφάλι.

Στη συνέχεια, μπορείτε να ξεκινήσετε την πραγματική καλωδίωση. Είναι καλύτερο να μετρήσετε και να σημειώσετε εκ των προτέρων τις διαστάσεις των χώρων που καταλαμβάνουν τα στοιχεία. Οι αντιστάσεις MLT-0.125 είναι εγκατεστημένες κοντά, παρατηρώντας
η απόσταση μεταξύ των αξόνων τους είναι 2,5 mm και μεταξύ των οπών για
οι ακροδέκτες μιας αντίστασης είναι 10 mm. Σημειώνονται επίσης μέρη
% για εναλλασσόμενες αντιστάσεις MLT-0.125 και MLT-0.25 ή
δύο αντιστάσεις MLT-0.25, εάν λυγίσουν ελαφρά κατά την εγκατάσταση
η μία από την άλλη (τοποθετήστε τρεις τέτοιες αντιστάσεις κοντά
το διοικητικό συμβούλιο δεν θα πετύχει πλέον). Με τις ίδιες αποστάσεις μεταξύ
οι ακίδες και οι άξονες των στοιχείων τοποθετούνται κατά πλειοψηφία
μικρού μεγέθους δίοδοι και πυκνωτές KM-5 και KM-6, έως
KM-66 με χωρητικότητα 2,2 μF. "Παχιά" μέρη (πάνω από 2,5 mm)
πρέπει να εναλλάσσονται με «λεπτές». Απόσταση μεταξύ
τα μαξιλαράκια επαφής ενός συγκεκριμένου εξαρτήματος μπορούν να αυξηθούν,
αν είναι απαραίτητο.
Σε αυτό το έργο είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε ένα μικρό πιάτο -
πρότυπο από fiberglass ή άλλο υλικό, σε
στα οποία, σε βήματα των 2,5 mm, οπές με διάμετρο
1-1,1 χλστ. Σε αυτό μπορείτε να εφαρμόσετε το δυνατό
διάταξη των στοιχείων μεταξύ τους.
Εάν αντιστάσεις, διόδους και άλλα μέρη με αξονική
Οι ακίδες πρέπει να τοποθετούνται κάθετα στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, μπορείτε
μειώσει σημαντικά την έκτασή του, ωστόσο, το μοτίβο του τυπωμένου
οι αγωγοί θα γίνουν πιο περίπλοκοι. Κατά την καλωδίωση θα πρέπει να λάβετε υπόψη
περιορισμοί στον αριθμό των αγωγών που χωρούν μεταξύ τους
τακάκια επαφής που προορίζονται για συγκόλληση
τερματικά ραδιοστοιχείων. Για τα περισσότερα εξαρτήματα διάμετρος
Οι οπές για τα καλώδια μπορούν να είναι 0,8 mm. Περιορισμοί
ανά αριθμό αγωγών για τυπικές επιλογές διάταξης
μαξιλαράκια επαφής με οπές αυτής της διαμέτρου
φαίνονται στο Σχ. 8.1 (το πλέγμα αντιστοιχεί σε βήμα 2,5 mm στον πίνακα).
Μεταξύ των μαξιλαριών επαφής των οπών με
Με απόσταση κέντρου-κέντρου 2,5 mm, καθοδηγήστε τον αγωγό σχεδόν
ειναι ΑΠΑΓΟΡΕΥΜΕΝΟ. Ωστόσο, εάν η μία ή και οι δύο τρύπες έχουν τέτοια
δεν υπάρχει μαξιλαράκι (για παράδειγμα, σε αχρησιμοποίητες ακίδες
μικροκυκλώματα), αυτό μπορεί να γίνει (βλ. Εικ. 8.1 - επάνω κέντρο).
Είναι πολύ πιθανό να τοποθετηθεί ένας αγωγός μεταξύ της επαφής
πλατφόρμα και την άκρη του πίνακα, μέσω του οποίου σε απόσταση
2,5 mm διέρχονται από το κέντρο αυτής της περιοχής (βλ. Εικ. 8.1 - δεξιά).

Μικροκυκλώματα των οποίων οι ακίδες βρίσκονται μέσα
αεροπλάνα αμαξώματος (σειρά 133, K134, κ.λπ.)" μπορούν να τοποθετηθούν,
παρέχοντας για το σκοπό αυτό το κατάλληλο φύλλο
μαξιλαράκια επαφής με βήμα 1,25 mm, αλλά αυτό είναι αισθητό
περιπλέκει τόσο την καλωδίωση όσο και την κατασκευή πλακών. Πιο πρόσφορο
εναλλακτική συγκόλληση ακίδων μικροκυκλώματος σε ορθογώνιες
πλατφόρμες από την πλευρά των εξαρτημάτων και στις στρογγυλές πλατφόρμες μέσα
τρύπες - στην αντίθετη πλευρά (Εικ. 8.2 -
Το πλάτος των ακίδων μικροκυκλώματος δεν εμφανίζεται σε κλίμακα). Πληρωμή
εδώ είναι διπλής όψης.

Παρόμοια μικροκυκλώματα με μακριά καλώδια
(π.χ. σειρά 100), μπορεί να τοποθετηθεί με τον ίδιο τρόπο όπως
πλαστικό, λυγίζοντας τα καλώδια και περνώντας τα στις τρύπες
αμοιβές. Σε αυτήν την περίπτωση, τα μαξιλαράκια επαφής βρίσκονται μέσα
σε σχέδιο σκακιέρας (Εικ. 8.3).

Όταν σχεδιάζετε μια πλακέτα διπλής όψης, θα πρέπει να προσπαθήσετε να αφήσετε όσο το δυνατόν λιγότερες συνδέσεις στην πλευρά των εξαρτημάτων. Αυτό θα διευκολύνει τη διόρθωση πιθανών σφαλμάτων, τη ρύθμιση της συσκευής και, εάν είναι απαραίτητο, την αναβάθμισή της. Ένα κοινό καλώδιο και ένα καλώδιο τροφοδοσίας τοποθετούνται κάτω από τα περιβλήματα του μικροκυκλώματος, αλλά πρέπει να συνδέονται μόνο με τις ακίδες τροφοδοσίας των μικροκυκλωμάτων. Οι αγωγοί στις εισόδους των μικροκυκλωμάτων που συνδέονται με το κύκλωμα ισχύος ή το κοινό καλώδιο τοποθετούνται στο πλάι των αγωγών και έτσι ώστε να μπορούν να κοπούν εύκολα κατά τη ρύθμιση ή τη βελτίωση της συσκευής. Εάν η συσκευή είναι τόσο περίπλοκη ώστε οι αγωγοί του κυκλώματος σήματος πρέπει να τοποθετηθούν στην πλευρά του εξαρτήματος, βεβαιωθείτε ότι οποιοσδήποτε από αυτούς είναι προσβάσιμος για σύνδεση σε αυτήν και κοπή. Κατά την ανάπτυξη πλακετών τυπωμένου κυκλώματος διπλής όψης ραδιοερασιτεχνών, θα πρέπει να προσπαθήσετε να αποφύγετε ειδικούς βραχυκυκλωτήρες μεταξύ των πλευρών της πλακέτας, χρησιμοποιώντας για το σκοπό αυτό τα μαξιλαράκια επαφής των αντίστοιχων ακίδων των τοποθετημένων εξαρτημάτων. Σε αυτές τις περιπτώσεις, τα καλώδια συγκολλούνται και στις δύο πλευρές της σανίδας. Επί σύνθετες σανίδες Μερικές φορές είναι βολικό να συγκολλήσετε ορισμένα μέρη απευθείας στους τυπωμένους αγωγούς. Όταν χρησιμοποιείται ένα συνεχές στρώμα φύλλου ως κοινό σύρμα, οι οπές για τους ακροδέκτες που δεν είναι συνδεδεμένοι σε αυτό το καλώδιο θα πρέπει να βυθίζονται από την πλευρά των εξαρτημάτων. Συνήθως, μια μονάδα που συναρμολογείται σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδέεται με άλλες μονάδες της συσκευής χρησιμοποιώντας εύκαμπτους αγωγούς. Για να μην προκαλέσετε ζημιά στους εκτυπωμένους αγωγούς κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενης συγκόλλησης, συνιστάται να τοποθετείτε βάσεις επαφής στην πλακέτα στα σημεία σύνδεσης (είναι βολικό να χρησιμοποιείτε επαφές καρφίτσας με διάμετρο 1 και 1,5 mm). Τα ράφια εισάγονται σε τρύπες που έχουν ανοίξει ακριβώς στη διάμετρο και συγκολλούνται. Σε ένα PCB διπλής όψης, τα τακάκια συγκόλλησης για κάθε βάση πρέπει να βρίσκονται και στις δύο πλευρές. Είναι βολικό να πραγματοποιήσετε προκαταρκτική καλωδίωση αγωγών με ένα μαλακό μολύβι σε ένα φύλλο λείου χαρτιού. Η πλευρά των τυπωμένων αγωγών σχεδιάζεται με συμπαγείς γραμμές, η πίσω πλευρά - με διακεκομμένες γραμμές, για να μην μπερδευτείτε. Μετά την ολοκλήρωση της διάταξης και της προσαρμογής του σχεδίου, τοποθετήστε χαρτί άνθρακα κάτω από αυτό με τη στρώση μελάνης προς τα επάνω και χρησιμοποιήστε ένα κόκκινο ή πράσινο στυλό για να εντοπίσετε τα περιγράμματα του πίνακα, καθώς και τους αγωγούς και τις τρύπες που σχετίζονται με την πλευρά του τα μέρη. Ως αποτέλεσμα, στο πίσω μέρος του φύλλου θα λάβετε ένα σχέδιο αγωγών για την πλευρά των εξαρτημάτων. Στη συνέχεια, θα πρέπει να κόψετε ένα κενό κατάλληλου μεγέθους από το υλικό μεμβράνης και να το σημειώσετε με ένα παχύμετρο χρησιμοποιώντας ένα πλέγμα με βήμα 2,5 mm. Παρεμπιπτόντως, είναι βολικό να επιλέξετε τις διαστάσεις της σανίδας σε πολλαπλάσια των 2,5 mm. - σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να το σημειώσετε σε τέσσερις πλευρές. Εάν ο πίνακας πρέπει να έχει εγκοπές, γίνονται μετά τη σήμανση. Ο πίνακας διπλής όψης σημειώνεται στην πλευρά όπου υπάρχουν περισσότεροι αγωγοί. Μετά από αυτό, χρησιμοποιήστε ένα μαρκαδόρο για να σημειώσετε τα κέντρα όλων των οπών "στα κελιά", τρυπήστε τα με ένα σουβλί και τρυπήστε όλες τις τρύπες με ένα τρυπάνι διαμέτρου 0,8 mm. Για να τρυπήσετε πλακέτες κυκλωμάτων, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε ένα σπιτικό μικροσκοπικό ηλεκτρικό τρυπάνι, το οποίο μπορείτε να αγοράσετε στην αγορά ραδιοφώνου. Τα συμβατικά τρυπάνια χάλυβα θαμπώνουν αρκετά γρήγορα κατά την επεξεργασία του fiberglass. ακονίστε τα με ένα μικρό λεπτόκοκκο ασβεστόλιθο χωρίς να αφαιρέσετε το τρυπάνι από το τσοκ. Μετά το τρύπημα της σανίδας, τα γρέζια αφαιρούνται από τις άκρες των οπών με τρυπάνι μεγαλύτερης διαμέτρου ή λεπτόκοκκη πέτρα. Ο πίνακας απολιπαίνεται σκουπίζοντας με ένα πανί βρεγμένο με οινόπνευμα ή ακετόνη, μετά το οποίο, εστιάζοντας στη θέση των οπών, μεταφέρεται σε αυτό ένα σχέδιο τυπωμένων αγωγών χρησιμοποιώντας νιτρομπογιά σύμφωνα με το σχέδιο. Συνήθως χρησιμοποιείται ένα γυάλινο στυλό σχεδίασης, αλλά είναι καλύτερο να φτιάξετε ένα απλό σπιτικό εργαλείο σχεδίασης. Στο άκρο του σπασμένου στυλό του μαθητή, κολλήστε μια βελόνα έγχυσης κοντύτερη στα 10-15 mm με διάμετρο 0,8 mm. Το τμήμα εργασίας της βελόνας πρέπει να τριφτεί με λεπτόκοκκο γυαλόχαρτο. Το χρώμα Nitro χύνεται στο χωνί του οργάνου σε σταγόνες και, παίρνοντάς το προσεκτικά στα χείλη, φυσήξτε ελαφρά έτσι ώστε το χρώμα να περάσει από το κανάλι της βελόνας. Μετά από αυτό, πρέπει απλώς να βεβαιωθείτε ότι η χοάνη είναι τουλάχιστον κατά το ήμισυ γεμάτη με χρώμα. Η απαιτούμενη πυκνότητα βαφής προσδιορίζεται πειραματικά από την ποιότητα των γραμμών που σχεδιάζονται. Εάν χρειάζεται, αραιώνεται με ασετόν ή διαλύτη 647. Εάν είναι απαραίτητο να γίνει πιο παχύρρευστο το χρώμα, αφήνεται για αρκετή ώρα σε ανοιχτό δοχείο. Πρώτα απ 'όλα, σχεδιάζονται τα μαξιλάρια επαφής, στη συνέχεια γίνονται συνδέσεις μεταξύ τους, ξεκινώντας από εκείνες τις περιοχές όπου βρίσκονται στενά οι αγωγοί. Αφού το σχέδιο είναι βασικά έτοιμο, θα πρέπει, αν είναι δυνατόν, να επεκτείνετε τα κοινά καλώδια και τους αγωγούς ισχύος, γεγονός που θα μειώσει την αντίσταση και την επαγωγή τους, και επομένως θα αυξήσει τη σταθερότητα της συσκευής. Συνιστάται επίσης να αυξήσετε τα τακάκια επαφής, ειδικά εκείνα στα οποία θα συγκολληθούν ράφια και μεγάλα εξαρτήματα. Για την προστασία μεγάλων επιφανειών του φύλλου από το διάλυμα χάραξης, σφραγίζονται με οποιοδήποτε αυτοκόλλητο φιλμ. Εάν κάνετε λάθος κατά την εφαρμογή ενός σχεδίου, μην βιαστείτε να διορθώσετε τα πάντα αμέσως - τοποθετήστε το σωστό πάνω από τον εσφαλμένα εφαρμοσμένο αγωγό και αφαιρέστε την περίσσεια χρώματος όταν διορθώσετε τελικά το σχέδιο (αυτό γίνεται πριν στεγνώσει το χρώμα). Χρησιμοποιώντας ένα κοφτερό νυστέρι ή ξυράφι, η περιοχή που πρόκειται να αφαιρεθεί κόβεται κατά μήκος των συνόρων, μετά από την οποία ξύνεται. Δεν χρειάζεται να στεγνώσετε ειδικά το νιτρομπογιά μετά την εφαρμογή του σχεδίου. Ενώ στερεώνετε την σανίδα, πλύνετε το εργαλείο - το χρώμα θα στεγνώσει.

Εγχάραξη PCB

Για να αποκτήσετε τους αγωγούς μετά την εφαρμογή του σχεδίου στο φύλλο, η σανίδα πρέπει να χαραχθεί. Το κύριο υλικό για τη χάραξη είναι ένα διάλυμα χλωριούχου σιδήρου. Για να το αποκτήσετε, πρέπει να ρίξετε περίπου τα 3/4 σκόνης χλωριούχου σιδήρου σε ένα ποτήρι και να το γεμίσετε με ζεστό νερό. Για τη χάραξη, χρησιμοποιήστε ένα γυάλινο ή πλαστικό δοχείο, όπως μια φωτογραφική κυψελίδα. Τοποθετήστε τη σανίδα στο διάλυμα με το σχέδιο στραμμένο προς τα πάνω, έτσι ώστε όλη η επιφάνεια της σανίδας να καλυφθεί με το διάλυμα. Η διαδικασία χάραξης επιταχύνεται εάν το δοχείο ανακινηθεί ή θερμανθεί. Το τουρσί παράγει τοξικές αναθυμιάσεις, επομένως εργαστείτε είτε σε καλά αεριζόμενο χώρο είτε σε εξωτερικούς χώρους. Ελέγχετε περιοδικά την κατάσταση της σανίδας σηκώνοντάς την για επιθεώρηση με ξύλινα ή πλαστικά ραβδιά - δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν μεταλλικά εργαλεία και συσκευές για το σκοπό αυτό. Μόλις βεβαιωθείτε ότι το αλουμινόχαρτο σε μη προστατευμένες περιοχές έχει εξαφανιστεί εντελώς, σταματήστε τη διαδικασία χάραξης. Μεταφέρετε τη σανίδα, για παράδειγμα χρησιμοποιώντας ένα μανταλάκι, κάτω από τρεχούμενο νερό και ξεπλύνετε καλά και στη συνέχεια στεγνώστε τη σε θερμοκρασία δωματίου. Εάν σκοπεύετε να επαναχρησιμοποιήσετε το διάλυμα, αδειάστε το σε ένα καλά σφραγισμένο δοχείο και αποθηκεύστε το σε δροσερό, σκοτεινό μέρος. Σημειώστε ότι η αποτελεσματικότητα του διαλύματος μειώνεται με την επαναλαμβανόμενη χρήση. Όταν εργάζεστε με διάλυμα χλωριούχου σιδήρου, να θυμάστε ότι δεν πρέπει να πέσει στα χέρια σας ή σε άλλα εκτεθειμένα μέρη του σώματος, καθώς και στις επιφάνειες μπανιέρων και νεροχυτών, καθώς ο τελευταίος μπορεί να αφήσει κίτρινους λεκέδες που δύσκολα ξεπλένονται. Ένα διάλυμα χλωριούχου σιδήρου μπορεί να γίνει με άλλο τρόπο: επεξεργασία ρινισμάτων σιδήρου με υδροχλωρικό οξύ. Πάρτε 25 μέρη κατά βάρος υδροχλωρικού οξέος 10 τοις εκατό και ανακατέψτε με ένα μέρος κατά βάρος ρινίσματα σιδήρου. Διατηρήστε το μείγμα σε καλά κλεισμένο δοχείο σε σκοτεινό μέρος για 5 ημέρες. Όταν ρίχνετε το διάλυμα σε δοχείο για χάραξη, μην το ανακινείτε: το ίζημα πρέπει να παραμείνει στο δοχείο στο οποίο παρασκευάστηκε το διάλυμα. Η διάρκεια της διαδικασίας χάραξης σανίδας σε διάλυμα χλωριούχου σιδήρου είναι συνήθως 40-50 λεπτά και εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος, τη θερμοκρασία του και το πάχος του φύλλου. Τα διαλύματα για τις σανίδες χάραξης μπορούν να παρασκευαστούν όχι μόνο με βάση το χλωριούχο σίδηρο. Για πολλούς ραδιοερασιτέχνες, ένα υδατικό διάλυμα θειικού χαλκού και επιτραπέζιου αλατιού μπορεί να είναι πιο προσιτό. Δεν είναι δύσκολο να παρασκευαστεί - διαλύστε 4 κουταλιές της σούπας επιτραπέζιο αλάτι και 2 κουταλιές της σούπας θειικό χαλκό θρυμματισμένο σε σκόνη σε 500 ml ζεστό νερό (θερμοκρασία περίπου 80 °C). Η αποτελεσματικότητα του διαλύματος αυξάνεται εάν διατηρηθεί για 2-3 εβδομάδες. Ο χρόνος χάραξης της σανίδας σε ένα τέτοιο διάλυμα είναι τρεις ώρες ή περισσότερο. Σημαντική μείωση της περιόδου χάραξης μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση διαλυμάτων με βάση το οξύ. Η διαδικασία χάραξης της σανίδας, για παράδειγμα, σε συμπυκνωμένο διάλυμα νιτρικού οξέος, διαρκεί μόνο 5-7 λεπτά. Μετά τη χάραξη, πλύνετε καλά τη σανίδα με σαπούνι και νερό. Καλά αποτελέσματα λαμβάνονται με τη χρήση διαλύματος υδροχλωρικού οξέος και υπεροξειδίου του υδρογόνου. Για την παρασκευή του, πάρτε 20 μέρη (κατ' όγκο) υδροχλωρικού οξέος με πυκνότητα 1,19 g/cm3, 40 μέρη φαρμακευτικού υπεροξειδίου του υδρογόνου και 40 μέρη νερού. Ανακατέψτε πρώτα το νερό με το υπεροξείδιο του υδρογόνου και μετά προσθέστε προσεκτικά το οξύ. Σε αυτή την περίπτωση, το σχέδιο γίνεται με βαφή νίτρο. Ρίξτε διαλύματα με βάση το οξύ σε γυάλινα ή κεραμικά δοχεία, δουλέψτε με αυτά μόνο σε καλά αεριζόμενους χώρους. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η μέθοδος γαλβανικής χάραξης σανίδων. Για να γίνει αυτό, θα χρειαστείτε μια πηγή DC με τάση 25-30 V και ένα συμπυκνωμένο διάλυμα επιτραπέζιου αλατιού. Χρησιμοποιώντας ένα κλιπ αλιγάτορα, συνδέστε τον θετικό πόλο της πηγής με τις άβαφες περιοχές του φύλλου της σανίδας και συνδέστε μια μπατονέτα, εμποτισμένη γενναιόδωρα σε διάλυμα αλατιού, στο εκτεθειμένο και βρόχο άκρο του σύρματος που προέρχεται από τον αρνητικό πόλο της πηγής . Μετακινήστε το κατά μήκος της επιφάνειας της σανίδας, πιέζοντάς το ελαφρά πάνω στο αλουμινόχαρτο. Η κίνηση του ταμπόν πρέπει να μοιάζει με το σχέδιο του αριθμού 8. Σε αυτήν την περίπτωση, το φύλλο θα "ξεπλυθεί", όπως ήταν. Αλλάζετε το βαμβάκι όποτε λερώνεται.

Συμβουλεύουν οι ραδιοερασιτέχνες

Μας προσφέρεται από επαγγελματίες ραδιοερασιτέχνες να φτιάξουμε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων αρκετά γρήγορα χρησιμοποιώντας εκτυπωτή λέιζερ (ή φωτοαντιγραφικό), σίδερο και φιλμ από την Techniks ή τη DynaArt (όλα τα άλλα - φύλλο PCB, χλωριούχος σίδηρος, τρυπάνια - ως συνήθως). Χρειάζονται φιλμ και σίδερο για τη μεταφορά του σχεδίου της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος στον χαλκό. Έχοντας προετοιμάσει ένα σχέδιο μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε πακέτο για την ανάπτυξη πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων ή κάποιο πρόγραμμα επεξεργασίας για τη σχεδίαση εικόνων, κάνουμε μια δοκιμαστική εκτύπωση. Έξοδος σε Κενό φύλλο Εικόνα PCB. Στη συνέχεια κόβουμε ένα θραύσμα από την ταινία με περιθώριο περίπου 1 cm σε κάθε πλευρά. Κολλήστε το με ταινία με τη γυαλιστερή πλευρά στο χαρτί πάνω από το σχέδιο. Εισάγουμε το φύλλο φιλμ στον εκτυπωτή και εκτυπώνουμε ξανά. Λαμβάνουμε ένα φιλμ με μια εικόνα μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος τυπωμένη σε αυτό. Στη συνέχεια ετοιμάζουμε τον textolite. Κατά τη γνώμη μου, το καθαριστικό Surzha είναι εξαιρετικό για αυτό (μην παραμελείτε τα βασικά πρότυπα ασφαλείας - χρησιμοποιήστε λαστιχένια γάντια). Αφού πλύνετε και στεγνώσετε την σανίδα, εφαρμόστε μια μεμβράνη γραφίτη σε αυτήν και σιδερώστε τη με σίδερο για 1,5-4 λεπτά σε θερμοκρασία 135-160 °C. Όταν η σανίδα κρυώσει, αφαιρέστε προσεκτικά το φιλμ κάτω από τρεχούμενο νερό - το σχέδιο μεταφέρεται. Επιθεωρούμε την πλακέτα και, αν υπάρχουν ελαττώματα, τα διορθώνουμε με μαρκαδόρο αλκοόλης. Τώρα μπορείτε να χαράξετε χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα χλωριούχου σιδήρου. Μπορείτε να καθαρίσετε το τόνερ από την τελική πλακέτα με μια παλιά λεπίδα, χρησιμοποιώντας την ως ξύστρα. Η ίδια μέθοδος είναι κατάλληλη για την παραγωγή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων διπλής όψης. Για να συνδυάσετε στρώσεις, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ακόλουθο κόλπο: σχεδιάστε τρία σημεία αγκύρωσης και στα δύο στρώματα στην ίδια θέση - καλύτερα κατά μήκος της περιμέτρου του πίνακα. Μετά τη μεταφορά της πρώτης στρώσης, ανοίξτε τρύπες σε αυτά τα σημεία. Συνδυάζουμε τα σημεία στη μεμβράνη για τη δεύτερη πλευρά με τις τρύπες. Αυτή η επιλογή δεν είναι κατάλληλη για φιλμ Techniks, καθώς είναι αδιαφανής. Μπορείτε να το κάνετε αυτό: προσθέστε 4 παράλληλες γραμμές στο σχέδιο της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος και στις δύο στρώσεις σε απόσταση 5 mm από το περίγραμμα της πλακέτας. Αφού μεταφέρετε το πρώτο στρώμα, εφαρμόστε έναν χάρακα πάνω από τη γραμμή και επεκτείνετε το μέχρι το τέλος του τεμαχίου εργασίας. Κάνουμε σημάδια στα άκρα του τεμαχίου εργασίας και μεταφέρουμε τις γραμμές στην άλλη πλευρά της σανίδας. Το δεύτερο φιλμ συνδυάζεται με τις γραμμές - μπορείτε να μεταφέρετε το δεύτερο στρώμα. Η ποιότητα αυτών των σανίδων είναι πολύ καλή. Υπάρχει μια τεχνολογία για την κατασκευή πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων χρησιμοποιώντας συνηθισμένο χαρτί ιχνηλάτησης σχεδίασης. Διαφέρει ελάχιστα από την τεχνολογία με ειδικό φιλμ. Πριν από τη χρήση, το χαρτί ανίχνευσης πρέπει να περάσει μέσα από έναν εκτυπωτή ή να σιδερωθεί για να απομακρυνθεί η θερμική συρρίκνωση. Τότε όλα είναι ίδια. Αφού κρυώσει, χαμηλώνουμε τον πίνακα με τόνερ και χαρτί ανίχνευσης σε ζεστό νερό, περιμένουμε μέχρι να βραχεί το χαρτί παρακολούθησης και τυλίγουμε προσεκτικά το χαρτί σε ρολό με ένα πανί. Μετά από αυτό το διορθώνουμε με μαρκαδόρο. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ποιότητα των σανίδων είναι κάπως χειρότερη, αλλά πολύ φθηνότερη. Για να εφαρμόσετε ένα σχέδιο στον πίνακα, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε έναν δείκτη αλκοόλης (κατά προτίμηση γερμανικό), αλλά αυτός είναι κατάλληλος μόνο για απλούς πίνακες σε ένα μόνο αντίγραφο. Η ποιότητα είναι ίδια με το χαρτί ιχνηλάτησης, αλλά οι δυσκολίες είναι αμέτρητα μεγαλύτερες. Αλλά για απλά πράγματα θα κάνει.

Διάταξη εξαρτημάτων ραδιοφώνου στον πίνακα

Sprint-Layout
Το πρόγραμμα με μια απλή και διαισθητική διεπαφή έχει σχεδιαστεί για το σχεδιασμό πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων χαμηλής πολυπλοκότητας. Χρησιμοποιείται από λάτρεις των ραδιοηλεκτρονικών κατά τη δημιουργία πλακών για ηλεκτρονικές συσκευές για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας σχεδιασμού.

Αετός
Ένα δημοφιλές πρόγραμμα υπολογιστή που δημιουργήθηκε ειδικά για αρχάριους και λάτρεις των ηλεκτρονικών ραδιοφώνου. Σας επιτρέπει να σχεδιάζετε διαγράμματα ηλεκτρικών κυκλωμάτων και πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων όχι μεγαλύτερης από τη μέση πολυπλοκότητα.

Το εγχώριο πρόγραμμα ρωσικής γλώσσας προορίζεται τόσο για επαγγελματίες όσο και για ραδιοερασιτέχνες. Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πινάκων χειροκίνητα ή αυτόματα. Διανέμεται σε 2 εκδόσεις - δωρεάν (με περιορισμούς) και επί πληρωμή.

Ένα δωρεάν, εύκολο στην εκμάθηση και λειτουργία πρόγραμμα σχεδιασμένο για χειροκίνητο σχεδιασμό πλακών χαμηλής έως μέτριας πολυπλοκότητας. Εκτός από την ενσωματωμένη βιβλιοθήκη ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, μπορείτε να δημιουργήσετε τη δική σας βάση δεδομένων, η οποία την έχει κάνει δημοφιλή στους ραδιοερασιτέχνες.

Altium Designer
Επαγγελματίας λογισμικόγια τη δημιουργία μιας μεγάλης γκάμα ηλεκτρονικών πινάκων και συσκευών διαφορετικής πολυπλοκότητας. Σας επιτρέπει να πραγματοποιείτε την ανάπτυξη και τον σχεδιασμό πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων σε υψηλό επίπεδο. Χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες που ασχολούνται με ηλεκτρονικές συσκευές.

Δωρεάν PCB
Ένα προϊόν λογισμικού που χρησιμοποιείται ευρέως από επαγγελματίες στην ανάπτυξη και σχεδιασμό πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων ποικίλης πολυπλοκότητας. Διανέμεται δωρεάν, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση του λογισμικού από πολλές εθνικές επιχειρήσεις και ιδιωτικές εταιρείες που παράγουν ηλεκτρονικές συσκευές.

Kicad
Ένα δωρεάν επαγγελματικό πρόγραμμα ρωσικής γλώσσας που σας επιτρέπει να αναπτύξετε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων και ηλεκτρικά κυκλώματα χαμηλής, μεσαίας και υψηλής πολυπλοκότητας. Μπορείτε να δημιουργήσετε πίνακες και να τοποθετήσετε εξαρτήματα πάνω τους χειροκίνητα και αυτόματα.

DesignSpark PCB
Ένα δωρεάν πρόγραμμα που σας επιτρέπει να σχεδιάζετε ηλεκτρικά κυκλώματα και πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ηλεκτρονικών συσκευών σε επαγγελματικό επίπεδο. Το πρόγραμμα είναι εξοπλισμένο με μια ισχυρή βιβλιοθήκη ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και διαθέτει λειτουργία αυτόματης δρομολόγησης.

PCB123
Ένα προϊόν λογισμικού με το οποίο ερασιτέχνες και επαγγελματίες μπορούν να σχεδιάσουν και να αναπτύξουν κυκλώματα και πλακέτες οποιασδήποτε πολυπλοκότητας με τη δημιουργία τρισδιάστατης εικόνας. Το πρόγραμμα διανέμεται δωρεάν.

TopoR
Πρόγραμμα επί πληρωμή υψηλής απόδοσης που κυκλοφόρησε από εγχώριος κατασκευαστής, προορίζεται για το σχεδιασμό και την κατασκευή πλακών κυκλωμάτων οποιασδήποτε πολυπλοκότητας. Η εμφάνιση του πίνακα που προκύπτει φαίνεται καθαρά σε μια τρισδιάστατη εικόνα, η οποία μπορεί να κατασκευαστεί στο ίδιο πρόγραμμα.

EDWinXP
Επαγγελματικό λογισμικό επί πληρωμή που χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό πινάκων και την ανάπτυξη ηλεκτρονικών συσκευών διαφορετικής πολυπλοκότητας. Το πρόγραμμα μπορεί να μεταφορτωθεί δωρεάν, αλλά η διάρκεια ενός τέτοιου προγράμματος είναι περιορισμένη (14 ημέρες).

P-CAD
Ισχυρό και ένα από τα πρώτα επαγγελματικά αυτοματοποιημένα προγράμματα για το σχεδιασμό πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων. Σας επιτρέπει να σχεδιάζετε πίνακες οποιασδήποτε πολυπλοκότητας. Η έκδοση του προγράμματος που χρησιμοποιείται αυτή τη στιγμή είναι αυτή που κυκλοφόρησε το 2006.

Επαγγελματικό πρόγραμμα επί πληρωμή, που δημιουργήθηκε για το σχεδιασμό τόσο ελαφρών όσο και σύνθετων μονόπλευρων, διπλής όψης και πολυστρωματικές σανίδες. Οι λειτουργίες που είναι διαθέσιμες στο πρόγραμμα σας επιτρέπουν να προσομοιώσετε, να πραγματοποιήσετε διάφορες δοκιμές και να προετοιμάσετε πλήρως την πλακέτα για παραγωγή. Υπάρχει μια δοκιμαστική έκδοση του προγράμματος, η οποία περιορίζεται από τον αριθμό των ημερών χρήσης του (30).