7.6 Podrobnější postup při amatérské výrobě desky fotocestou:

Transkript

1 Výroba plošných spojů Profesionální výroba plošných spojů je poměrně náročná záležitost (například výroba dvouvrstvé desky s pokovenými otvory čítá přes 40 technologických operací). Hlavním rozdílem mezi amatérskou a profesionální výrobou desek s plošnými spoji je pořadí dvou základních operací - vrtání a expozice motivu. Zatímco u amatérské výroby je vrtání na posledním místě, u profesionální výroby je tomu právě naopak. Základní kroky při výrobě plošných spojů jsou: Vyvrtání otvorů. Očištění povrchu měděné folie odmaštěním a obroušením. Zakrytí motivu plošného spoje (vodivých cest a plošek, které mají na plošném spoji zůstat) vrstvou odolnou proti leptání. Odleptání nepotřebné mědi. Odstranění vrstvy odolné proti leptání. Nanesení krycích a ochranných vrstev. Mechanické opracování desky do výsledného tvaru. 7.6 Podrobnější postup při amatérské výrobě desky fotocestou: Příprava desky - nejprve je potřeba desku upravit na vhodnou velikost. Desku vždy připravíme o něco větší, obvykle stačí přidat 3-5 mm na každé straně. Čištění - protože měděná vrstva cuprextitové desky nebývá dokonale čistá, často je mastná nebo zoxidovaná, musíme ji pořádně vyčistit (např. pískem na nádobí). Fotocitlivá vrstva (fotorezist) fotocitlivou emulzi nanášíme rovnoměrně pomocí spreje (např. Positiv 20). Lak musíme nechat vytvrdit (cca 24 hodin při pokojové teplotě). Druhá možnost je zakoupit desku s již nanesenou fotocitlivou vrstvou. Výroba předlohy - předlohu vytiskneme na laserové tiskárně na speciální fólii nebo kancelářský papír. Papírovou předlohu je nezbytné před osvitem zprůhlednit pro UV záření pomocí spreje (např. Transparent 21). 1

2 Osvícení desky předlohu připevníme na desku cuprextitu s nanesenou fotocitlivou vrstvou (pozor na správnou orientaci předlohy). Ze vzdálenosti cca 20 cm jednotky až desítky minut osvítíme zdrojem UV záření (v nouzi stačí i horské sluníčko). Vyvolávání desky - se provádí v roztoku hydroxidu sodného (NaOH) při koncentraci přibližně 7 g/l. Retuš - protože je obtížné nanést fotocitlivou vrstvu dokonale, je občas třeba opravit drobné nedokonalosti, zejména místa s drobnými nečistotami. K zakrytí takových míst použijeme tenký lihový fix. Leptání v amatérské praxi se využívá několik způsobů leptání desek s plošnými spoji: a) leptání v roztoku chloridu železitého (FeCl3) b) leptání v roztoku chloridu měďnatého (CuCl2) c) leptání v roztoku kyseliny chlorovodíkové (HCl) a peroxidu vodíku (H2O2) Mytí - vyleptanou desku je důkladně umýt vodou a mýdlem aby se odstranily zbytky leptacího roztoku ze všech koutů motivu. Finální tvar desky - desku upravíme na požadovanou velikost (např. odstřižení přebytečných okrajů pákovými nůžkami, broušením). Povrchová úprava - po leptání je potřeba odstranit emulzi a neprodleně nanést pájitelný lak, aby nedošlo k oxidaci mědi. Emulzi odstraníme lihem nebo acetonem. Lak naneseme štětcem na vodorovně položený plošný spoj. Lak buďto koupíme, nebo připravíme rozpuštěním práškové kalafuny v acetonu. Líh není tak vhodný, protože lak zůstává velmi dlouho lepkavý. Vrtání - vrtání desek provádíme nejlépe na stojanové vrtačce Kontrola plošného spoje odstraníme vodivé můstky a proleptané mezery Poznámka: mimo fotocestu existují i jiné metody nanesení předlohy na desku. Odkazy jsou uvedeny na konci dokumentu. 7.7 Osazování plošného spoje Při ručním osazování plošného spoje postupujeme tak, aby si součástky navzájem co nejméně překážely při pájení. Většinou tedy od nejmenších po největší. Výjimku tvoří součástky u kterých hrozí poškození statickou elektřinou nebo manipulací s deskou. Takové se osazují až na konec, případně do patice. 2

3 V průmyslové oblasti se používá technologie SMT (čili Surface Mount Technology), kdy se vývody součástek pájí přímo na povrch plošného spoje. Součástky určené pro povrchovou montáž jsou označovány jako SMD (Surface Mount Device). K osazování se pak používají vysokorychlostní osazovací stroje, které součástku vyzvednou ze zásobníku pomocí vakuové pipety a umístí ji do přesné polohy na desce. Technologie SMT přináší výhody: větší hustota součástek na desce plošných spojů redukce potřebné plochy desky plošných spojů podstatné snížení nákladů na osazení desky větší odolnost proti nárazům a vibracím (důsledek menší hmotnosti součástek a pevnějšího přichycení) větší spolehlivost osazených desek výhodnější vysokofrekvenční vlastnosti (odstranění parazitních kapacit a indukčnosti přívodů) menší spotřeba materiálů nižší cena Obrázek 1. SMD kondenzátory (vlevo), ve srovnání s klasickými (vpravo) 3

4 Otázky, úkoly Popište postup při výrobě plošných spojů. Jak správně postupovat při ředění kyseliny chlorovodíkové vodou? Jaké jsou výhody technologie povrchové montáže? Vyhledejte na internetu firmu z vašeho kraje, která vyrobí plošný spoj. V textu jsou uvedeny obchodní názvy Positiv 20, Transparent 21. Vyhledejte je v některém z internetových obchodů. Prostudujte si jejich další nabídku související s výrobou a osazováním plošných spojů. Další zdroje ke studiu Ruční výroba plošných spojů: Droba_plo%C5%A1n%C3%BDch_spoj%C5%AF nažehlením: Web výrobce plošných spojů: Video Výroba DPS: 4

5 Použité zdroje [1] WASYLUK, Rostislav. Elektrotechnologie: pro školu a praxi. 1. vyd. Praha: Scientia, 2004, 366 s. ISBN [2] Desky s plošnými spoji a jejich výroba [online]. [cit ]. Dostupné z: [3] STARÝ, Jiří a Petr KAHLE. a povrchová montáž [online]. Brno: VUT Brno, 2011 [cit ]. Dostupné z: [4] Plošný spoj. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: [5] SMT. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: [6] KÁKONA, Jakub, Jan LAFATA a Milan HORKEL. Domácí výroba plošných spojů fotocestou [online]. [cit ]. Dostupné z: B.cs.html [7] ŠPOT, Jiří. Technologie výroby tištěných spojů [online]. [cit ]. Dostupné z: Použité obrázky [1] Commons.wikimedia.org [online]. [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 5