Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электроника для начинающих

Последние приготовления и сверление

Если вам на пути к этой странице счастливо удалось пройти все сложные этапы производства, то, считайте, что вы почти создали свою первую плату. Однако перед тем, как вы поставите ее на видное место в вашей квартире, нужно придать плате окончательный вид и просверлить в ней отверстия под элементы.

Фаза травления завершилась в тот момент, когда на незащищенных резистом участках совсем не осталось меди — будем считать, что у вас так и получилось. В то же время, на скрытых участках медь должна остаться нетронутой. Пока что на поверхности платы она скрыта темным резистом, поэтому сначала необходимо тщательно снять его. После травления плату нужно промыть холодной водой в течение 15-20 с. Также проконтролируйте, чтобы был смыт весь травитель и с обратной стороны платы.

Очистив заготовку, остается только проверить качество работы и просверлить необходимые отверстия.

1. Удалите с поверхности печатной платы весь резист при помощи смывки для лака или просто механического воздействия неметаллической сеточкой для мытья посуды с чистящим средством.

Для этой процедуры можно использовать самое обычное бытовое чистящее средство. После полного удаления резиста медные дорожки и площадки должны ярко блестеть, и на них не должны быть видны признаки подтравливания.

2. Если при осмотре обнаружилось, что плату передержали в травителе, и на ней отсутствуют некоторые элементы топологии, то можно попытаться исправить это, допаяв недостающие участки проводников обычным проводом или наклеив тонкую медную ленту.

Такие ленты из проводящего материала иногда используются для ремонта печатных плат. Ассортимент продукции для производства или ремонта плат можно найти в Интернете на сайтах, указанных в приложении. В частности, медная лента представляет собой тонкую полоску металла с нанесенным клеящим покрытием, которое и фиксирует ее на поверхности платы.

3. Просверлите печатную плату, используя сверла диаметром 1-1,5 мм. Для отверстий под микросхемы и небольшие резисторы и конденсаторы лучше подойдут сверла меньшего диаметра.

Конечно, мы бы порекомендовали использовать при сверлении плат небольшой станок (рис. 12.7) или хотя бы фиксирующую подставку. Лучше всунуть сверло как можно глубже в зажимный патрон, чтобы снаружи оставалось только несколько миллиметров или сантиметр сверла. Тем самым снижается риск повредить или сломать его. Однако, если вы никогда не сталкивались с подобной техникой, то лучше сначала внимательно ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации!

4. Зафиксируйте плату таким образом, чтобы сверло находилось в точности над центром контактной площадки.

Многие компоненты не требуют большой точности при сверлении отверстий для монтажа, но многие (прежде всего это касается, конечно, интегральных схем) не допускают отклонений позиции более, чем на полмиллиметра. Если сверло съезжает с намеченной позиции или скользит по медной фольге11, то можно сделать углубление чем-то острым, например, гвоздем. Это углубление поможет зафиксировать сверло на горизонтальной плоскости и быстро и точно просверлить отверстие.

5. Осмотрите поверхность платы после сверления на предмет заусенцев и, если они есть по краям или в отверстиях, удалите их при помощи напильника или металлической сетки.

6. Осмотрите заднюю сторону платы— на ней не должно быть сколов или трещин. Любые заусенцы или грубые неровности также следует удалить напильником.

Сверлить плату следует с лицевой стороны (покрытой слоем меди) и по направлению к изолирующей основе. Возможные сколы и трещины можно предотвратить, подложив под заготовку деревянную пластинку (но не ДСП — иначе сверло быстро затупится).

Читайте так же:
Детектор скрытой проводки инструкция

И еще о чистоте на рабочем месте: после окончания работ тщательно смойте все остатки лишней меди, эпоксидной смолы, деревянной стружки и другие загрязнения с платы. Для более эффективной чистки можно использовать неметаллическую мочалку и какое-нибудь чистящее средство.

Итак, наконец-то все готово для монтажа элементов на собственноручно изготовленную вами печатную плату (подробнее о технике пайки вы могли прочитать в главе 8).

А пока запомните — если не планируется использовать плату тотчас после изготовления, ее следует положить в пластиковый пакет и спрятать где-нибудь в сухом месте.

Технология производства печатных плат в картинках

С технологическими особенностями и базовыми материалами гибких печатных плат на производстве Резонит вы можете ознакомиться по ссылке.

Исходный материал

Гибкие печатные платы. Исходный материал

Исходный материал – диэлектрическое основание, ламинированное с двух сторон медной фольгой

Структура исходного материала для изготовления гибких печатных плат:

  • Основа (базовый материал): плёнки из полиимида
  • Адгезив (связующий материал): акриловые, эпоксидные, полиимидные полимеры
  • Фольга (проводящий материал): медь.

Доминирующим базовым материалом для производства гибких печатных плат является полиимид. Хотя полиэтилентерефталат существенно дешевле, его применяют значительно реже ввиду более узкого диапазона рабочих температур и недостаточной размерной стабильности.

Несмотря на недостатки полиэтилентерефталата, он всё же обладает рядом преимуществ, таких, например, как хорошая химическая стойкость и низкое влагопоглощение, а также он легко формуется (низкотемпературный термопласт). Наибольшее применение находит для изготовления односторонних гибких плат для узлов автомобильной промышленности.

Адгезивы используются как для соединения медной фольги с базовой плёнкой, объединения слоёв многослойных конструкций, приклеивания защитных слоёв и ужесточителей, так и создания клеящих областей на поверхности печатной платы.

Медная фольга используется двух типов – катанная отожженая и электроосаждённая. Катаная фольга обладает более высокими механическими свойствами, чем электроосаждённая, поэтому применяется в основном для производства печатных плат, рассчитанных на динамическую нагрузку и печатных плат с последующей формовкой контактов.

На рисунке показана структура адгезивного ламината для двусторонних гибких печатных плат.

С базовыми материалами, применяемыми на нашем производстве вы можете ознакомиться по ссылке.

Сверление сквозных отверстий

Гибкие печатные платы. Сверление сквозных отверстий

На специализированных станках с ЧПУ в плате сверлятся отверстия.

Это первая операция, влияющая на точность (класс) печатной платы. Точность сверления отверстий зависит от применяемого оборудования и инструмента. Значения позиционных допусков осей отверстий в диаметральном выражении (по ГОСТ Р 53429-2009) в миллиметрах:

Размер большей стороны ПППозиционный допуск на расположение осей отверстий для класса точности
1234567
До 180 включительно0,200,150,080,050,050,030,03
Свыше 180 до 360 включительно0,250,200,100,080,080,050,05
Свыше 3600,300,250,150,100,100,080,08
Химическое и предварительное гальваническое осаждение меди

Гибкие печатные платы. Химическое и предварительное гальваническое осаждение меди

Этот этап необходим для придания стенкам отверстий проводимости для последующей гальванической металлизации. Рыхлый слой химически осажденной меди быстро разрушается, поэтому его усиливают тонким слоем гальванической меди.

Прямая металлизация

В процессе обработки на поверхности стеклотекстолита создаётся очень тонкий проводящий слой палладия.

Прямая металлизация с применением палладия обеспечивает наибольшую адгезию покрытия к стеклотекстолиту в сравнении с альтернативными процессами.

Поверх слоя палладия осаждается 5-ти микронный слой гальванической меди. Качество металлизации каждой заготовки контролируется оператором.

Нанесение фоторезиста

Гибкие печатные платы. Нанесение фоторезиста

Следующий этап – нанесение на заготовку фоточувствительного материала (фоторезиста).Этот этап проходит в чистой комнате с неактиничным (желтым) освещением (фоторезист светочувствителен к ультрафиолетовому спектру). Фоторезист бывает пленочным (наносится на заготовку ламинированием) и жидким (наносится валиками).

Экспонирование фоторезиста
1 вариант: Экспонирование с негативными фотошаблонами

Гибкие печатные платы. Совмещение заготовки с негативными фотошаблонами

С заготовкой совмещается фотошаблон. Круг, часть которого изображена – контактная площадка.

Гибкие печатные платы. Экспонирование фоторезиста

Изображение на фотошаблоне – негативное по отношению к будущей схеме.

Участки поверхности, прозрачные на фотошаблоне, засвечиваются, фотополимеризуются и теряют способность к растворению в установке проявления. После экспонирования фотошаблоны удаляются.

2 вариант: Прямое экспонирование фоторезиста

Гибкие печатные платы. Прямое экспонирование фоторезиста

Экспонирование фоторезиста происходит на установках прямого лазерного экспонирования без использования фотошаблонов. Источником излучения при этом может быть UV лазер или UV светодиодная матрица.

Проявление фоторезиста

Гибкие печатные платы. Проявление фоторезиста

Изображение на фоторезисте проявляется: не засвеченные участки растворяются, засвеченные – остаются на плате. Назначение оставшегося фоторезиста – обеспечить избирательное осаждение меди.

Гальваническое (электрохимическое) осаждение меди

Гибкие печатные платы. Гальваническое (электрохимическое) осаждение меди

Медь осаждается на поверхность стенок отверстий и все проводники. По ГОСТ 23752-79 толщина металлизации должна быть не менее: 20 мкм для ДПП, 25 мкм для МПП

IPC-6012B устанавливает иные значения: Class 2- не менее 20 мкм для ДПП и МПП, Class 3- не менее 25 мкм для ДПП и МПП

В связи с тем, что процесс осаждения меди идет параллельно в отверстиях и на поверхности проводников, получить толщину металлизации в отверстиях 30 мкм и более невозможно, применяя обычные фоторезисты.

Процесс покрытия контролируется компьютером для обеспечения требуемых параметров гальванических покрытий. После покрытия толщина осаждённой меди проверяется не разрушающим методом.

Гальваническое осаждение металлорезиста

Гибкие печатные платы. Гальваническое осаждение металлорезиста

Гальваническим осаждением меди создается необходимый по толщине слой металла в отверстиях печатной платы. В качестве металлорезиста могут выступать различные металлы и соединения, имеющие меньшую скорость травления по сравнению с медью. Осаждается металлорезист на открытые от фоторезиста участки — на проводники и в отверстия.

Удаление фоторезиста

Гибкие печатные платы. Удаление фоторезиста

Фоторезист удаляется, обнажая базовую медную фольгу на проводниках. Таким образом, мы получили рисунок внутренних слоев МПП.Далее заготовки передаются на автоматическую оптическую инспекцию для проверки качества травления.

Травление меди

Гибкие печатные платы. Травление меди

На этом этапе фоторезист защищает медь от травления. Незащищенная медь растворяется в травящем растворе, оставляя на плате рисунок будущей схемы.Травление осуществляется в горизонтальной конвейерной машине.

Удаление металлорезиста

Гибкие печатные платы. Удаление металлорезиста

Металлорезист удаляется с поверхности меди в специальном растворе. Это начало процесса, называемого SMOBC (SolderMaskoverBareCopper — маска поверх необработанной меди). В других процессах, например, если нанесение защитной маски не осуществляется, оловянно-свинцовая смесь оплавляется для дальнейшего использования (лужение).

Приклеивание покрывной (защитной) пленки. Этап 1. Вскрытие окон доступа в пленке

Гибкие печатные платы. Приклеивание покрывной (защитной) пленки. Этап 1. Вскрытие окон доступа в пленке

Покрывная пленка защищает внешние проводящие слои от воздействия окружающей среды. Пленка состоит из двух слоев диэлектрического материала. Может быть как в виде полиимидной или ПЭТФ пленки с нанесенным с одной стороны слоем адгезива, так и в виде жидкой фотопроявляемой композиции. Пленочные материалы характеризуются хорошо согласованной гибкостью с базовыми материалами, высокой электрической и механической прочностью. Наиболее распространённые варианты покрывных пленок приведены в таблице «Базовые материалы для производства серий и крупных партий печатных плат». На производстве прототипов применяются отличные материалы, со списком вы можете ознакомиться по ссылке.

ПолиимидАдгезив
12,5 мкм25 мкм
25 мкм25 мкм
25 мкм50 мкм

После нарезки пленки в размер заготовки приступают к формированию окон доступа. Механическим способом удаляются те участки пленки, которые закрывают доступ к контактным площадкам.

Обрабатываются пленки, в основном, механическими способами (фрезерование, штамп), поэтому топология защитных слоев имеет низкое разрешение. Эта проблема решается применением жидкой фотопроявляемой композиции. В качестве оборудования для механической обработки полиимидных пленок и адгезивов используются фрезеровальное оборудование, оборудование для вырубки штампа, режущие плоттеры, оборудование для лазерной резки.

Приклеивание покрывной (защитной) пленки. Этап 2. Прессование

Гибкие печатные платы. Приклеивание покрывной (защитной) пленки. Этап 2. Прессование.

Следующим этапом происходит приклеивание покрывной пленки к основе методом горячего прессования. Наложение покрывной пленки на основу гибкой платы необходимо проводить в условиях чистой комнаты, чтобы снизить риск попадания посторонних частиц и загрязнений на изделие. При загрязнении заготовок руками и посторонними частицами их необходимо предварительно очистить. Для обеспечения точности совмещения при наслоении покрывной пленки на плату с мелкими контактными площадками или плотным рисунком схемы при ручном совмещении пленку можно зафиксировать по месту методом прихватки с помощью паяльника.

Предварительно перед прессованием происходит сборка пресспакета (обычно в пакет укладывают несколько плат, разделенных между собой прессовыми прокладками и разделительными пластинами). Скрепленный пресспакет помещается в прессформу, которая размещается в камере пресса. Прессование происходит в несколько этапов: сначала происходит расплавление адгезива и доведение его до гелеобразного состояния, затем путем повышения температуры и давления происходит окончательная полимеризация адгезива. Завершающим этапом является плавное охлаждение прессформы для снижения внутренних напряжений.

Процесс изготовления печатной платы

Производство печатных плат очень сложно. Здесь в качестве примеров используются четыре слоя печатных плат, чтобы понять, как изготавливаются печатные платы.

ламинированный
Здесь необходим новый материал, называемый препрегом, который представляет собой сердечник и плату сердечника (> 2 слоя печатной платы) и адгезив между платой сердечника и внешним слоем медной фольги, а также действует как изолятор.

Нижний слой медной фольги и два слоя препрега были заранее зафиксированы через отверстие для выравнивания и нижнюю железную пластину, а затем подготовленная пластина сердечника также помещается в отверстие для выравнивания, и, наконец, два слоя препрега, слой из медной фольги и слой несущей давление алюминиевой пластины покрывает ядро.

Печатные платы, уложенные железными пластинами, помещают на держатели и затем подают в вакуумный горячий пресс для ламинирования. Высокая температура в вакуумном горячем прессе плавит эпоксидную смолу в препреге и удерживает сердечник и медную фольгу под давлением.

После завершения ламинирования верхняя железная пластина прессованной печатной платы снимается. Алюминиевая пластина, несущая давление, затем удаляется, и алюминиевая пластина также служит для изоляции различных печатных плат и обеспечения гладкости внешней медной фольги печатной платы. Обе стороны вынутой в это время печатной платы будут покрыты слоем гладкой медной фольги.

сверлильный
Чтобы соединить четыре слоя медной фольги, которые не соприкасаются друг с другом в печатной плате, сначала просверлите отверстия через верх и низ, чтобы открыть печатную плату, а затем металлизируйте отверстия для проведения электричества.

Рентгеновский сверлильный станок используется для позиционирования внутренней основной панели. Машина автоматически найдет и определит местонахождение отверстия на основной плате, а затем установит печатную плату в отверстие для позиционирования, чтобы гарантировать, что следующее отверстие будет просверлено от центра отверстия. Над.

Поместите слой алюминия на перфоратор и поместите печатную плату сверху. Для повышения эффективности от 1 до 3 одинаковых печатных плат объединяются для перфорации в соответствии с количеством слоев печатной платы. Наконец, верхняя печатная плата покрыта алюминиевой пластиной. Верхний и нижний слои алюминиевой пластины используются для того, чтобы не разрывать медную фольгу на печатной плате при сверлении и сверлении сверла.

В предыдущем процессе ламинирования расплавленная эпоксидная смола была экструдирована за пределы печатной платы, поэтому требовалось ее удаление. Фрезерный станок отсекает периферию печатной платы в соответствии с правильными координатами XY печатной платы.

Медно-химическое осаждение стенок пор
Поскольку почти все конструкции печатных плат представляют собой линии разных слоев, которые соединены перфорацией, для хорошего соединения требуется медная пленка толщиной 25 микрон на стенках отверстий. Эту толщину медной пленки необходимо достигать гальваническим способом, но стенки отверстий состоят из непроводящих эпоксидных и стекловолоконных листов.

Таким образом, первый шаг заключается в том, чтобы сначала нанести слой проводящего материала на стенку отверстия и сформировать медную пленку толщиной 1 микрон на всей поверхности печатной платы, включая стенку отверстия, путем химического осаждения. Весь процесс, такой как химическая обработка и очистка, контролируется машиной.

Передача внешнего макета печатной платы
Далее внешний макет печатной платы будет перенесен на медную фольгу. Процесс аналогичен предыдущему принципу передачи компоновки печатной платы внутреннего ядра. Фотокопирующая пленка и светочувствительная пленка используются для переноса макета печатной платы на медную фольгу, единственное отличие. Это будет позитивный фильм.

Перенос внутреннего слоя печатной платы является вычитающим методом, в котором используется негативная пленка. Схема, покрытая отвержденной светочувствительной пленкой на печатной плате, используется для очистки неуплотненной светочувствительной пленки, и после протравливания открытой медной фольги линия разводки печатной платы защищается отвержденной светочувствительной пленкой.

Перенос внешнего макета печатной платы основан на обычном методе с использованием позитивной пленки. Отвержденная пленка на печатной плате покрыта нелинейной областью. Гальваника производится после очистки неотвержденной светочувствительной пленки. На пленке нет пленки, и нет пленки, сначала покрытой медью, а затем луженой. После удаления пленки выполняется щелочное травление и, наконец, олово удаляется. Шаблон линии остается на доске, потому что он защищен оловом.

Зажмите PCB с помощью зажима и накройте медь. Как упоминалось ранее, для обеспечения достаточной проводимости положения отверстия медная пленка, нанесенная на стенку отверстия, должна иметь толщину 25 микрон, поэтому вся система будет автоматически контролироваться компьютером для обеспечения ее точности.

Внешнее травление печатной платы
Затем процесс травления завершается полностью автоматизированным конвейером. Сначала отвержденную пленку на печатной плате смывают. Нежелательная медная фольга, покрытая ею, затем вымывается сильной щелочью. Олово на медной фольге макета печатной платы удаляется с помощью жидкости для удаления олова. После очистки 4-х слойная схема печатной платы завершена.

Сверление отверстий

Продолжаем делать нашу печатную плату. В прошлой статье мы сделали на текстолите так называемые центры отверстий (кернение), химическим способом.

Так как у нас нет станка ЧПУ, то эти центры отверстий помогут нам просверлить отверстия точно и быстро с помощью любого, имеющегося в наличии сверлильного инструмента. Я сверлил самодельным сверлильным станочком маленькие отверстия, сверла использовал твердо-сплав. Большие отверстия, сверлил с помощью шуруповерта, обычными сверлами по металлу.

Сверление отверстий не вызвало ни каких трудностей, так как центры отверстий накернены и сверло ни куда не убегает.

Печатная плата | Кернение центров отверстий

Печатаная плата | Сверление отверстий

Обработка отверстий

После сверления нужно провести обработку отверстий. Заусенцы меди с другой стороны печатной платы, это неотъемлемый недостаток ручной сверловки.

Чтобы убрать эти заусенцы, я использовал сверла большего размера и руками зенковал каждое отверстие (снимал не глубокую фаску). Эту процедуру нельзя заменить просто обработкой наждачкой, так как заусенцы могут просто вмяться в отверстия и это приведет к браку при металлизации отверстий.

Печатная плата | Заусенцы от сверловки

Обработка отверстий сверлами большего диаметра

Печатная плата | Отверстия после зенковки

После снятия фасок с обеих сторон платы, ее нужно хорошо обработать шкуркой с моющим средством. Эта процедура обязательна, так как плата должна быть обезжирена избавлена от всевозможных окислов и подготовлена к следующему этапу изготовления, речь о котором пойдет с в следующей статье.

Печатная плата | Моющее средство, наждачка

Обработка печатной платы моющим средством и наждачной бумагой

Промывка печатной платы от моющего средства

Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/sverlenie-otverstij

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Итог работы

В итоге мы получаем заготовку с отверстиями в нужных местах, как будто мы ее просверлили на станке ЧПУ.

Хоть этот этап (кернение и сверловка) и занимает какое то время, но без этого ни чего не сделаешь. Если хочется сделать печатную плату с металлизацией отверстий, то придется это проходить снова и снова, при каждом изготовлении платы. Как я писал выше, заменить эти два этапа (кернение и сверловка), может только станок ЧПУ, но пока его нет, то только так.

Плата после снятия заусенцев

Печатная плата | Заготовка текстолита с отверстиями

Заключение

Вроде ни чего тут сложного нет, сверлить отверстия, снимать заусенцы, но если не обращать внимания на мелочи, то потом в результате получается целый ком проблем, связанный с металлизацией отверстий в печатных платах. Ломай потом голову в причине нестабильного результата. Обращаете внимание на все мелочи при изготовлении платы, мой вам совет.

На этом заканчиваю данную статью.

Следующий этап изготовления этой печатной платы смотрите в этой статье .

Статью написал: Admin Whoby.Ru

Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.

Чем сверлить печатные платы

После «игр» с макетками любой начинающий радиолюбитель переходит к самостоятельному изготовлению печатных плат. Для самодельной простой печатной платы потребуется:

  • фольгированный стеклотекстолит;
  • перманентный маркер (чем он тольше — тем лучше);
  • хлорное железо (FeCl3) ;
  • свёрла;
  • дрель .

Если первые пункты выполнить довольно легко (это всё товары промышленного изготовления, доступные к покупке), то с дрелью могут возникнуть вопросы:

  • обычная дрель слишком мощная и тяжёлая для таких целей (микросвёрла будут постоянно ломаться);
  • ручная не обеспечивает необходимой скорости и вертикальности (свёрла быстро затупляются и перегреваются, в итоге выходят из строя);
  • сверление с помошью патрона со сверлом («ковырялка») возможно, но также портит свёрла и занимает длительное время.

В итоге идеальным вариантом является небольшой сверлильный станок (который, кстати, из-за фиксированного вертикального положения сверла сбережёт ещё и нервы). Но, к сожалению, в продаже такие станочки очень редки и стоят немалых денег (сделать самому — хороший вариант, но потребует определённых навыков и материалов, а также времени), поэтому начинающие РЛ (да и продолжающие) как правило ограничиваются в своей деятельности «сверлилкой» (моторчик с цанговым патроном на валу).

У меня есть 2 варианта сверлилок: походная и домашняя. Первая отличается малыми габаритами и весом и имеет магазин для набора свёрл:

В ней используется цанговый патром и моторчик ДПР-2 http://mel-vrn.ru/wp-content/uploads/2017/12/DPR-2-ispolneniy-N1-N2-F1-F2.pdf. Провода мотора были удлинены проводами от «витой пары», которые подключаются к блоку питания (или батарее) со следующими характеристиками:

  • напряжение 5. 20 Вольт;
  • ток 1. 3 Ампер.

Такой сверлилкой очень удобно работать: рука не устаёт, и работа получается быстро и аккуратно.

Но для стационарных работ я всё же использую другую модель: мотор от струйного принтера и патрон из Китая. Эта конструкция более мощная и позволяет вести работы не только по пластикам, но и металлам, свёрла здесь можно использовать диаметром до 5мм (например, можно просверлить новое отверстие в радиаторе для крепления транзистора или отверстие для вентиляции в металлическом корпусе).

В будущем есть идея сделать станину и получить полноценный миниатюрный сверлильный станок. Также неплохо было бы увеличить и мощность на валу — применить ременную или шестерёнчатую передачу с мотора на вал с патроном.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector