Když je k dispozici laserová tiskárna, radioamatéři používají technologii výroby desek s plošnými spoji zvanou LUT. Takové zařízení však není k dispozici v každé domácnosti, protože i v naší době je poměrně drahé. Existuje také výrobní technologie využívající fotorezistní film. K práci s ním však potřebujete také tiskárnu, ovšem inkoustovou. Je to již jednodušší, ale samotný film je poměrně drahý a pro začínajícího radioamatéra je zpočátku lepší utratit dostupné prostředky na dobrou pájecí stanici a další příslušenství.
Je možné vyrobit plošný spoj v přijatelné kvalitě doma bez tiskárny? Ano. Umět. Navíc, pokud je vše provedeno tak, jak je popsáno v materiálu, budete potřebovat velmi málo peněz a času a kvalita bude na velmi vysoké úrovni. V každém případě bude elektrický proud „běžet“ po takových cestách s velkým potěšením.
Seznam potřebných nástrojů a spotřebního materiálu
Měli byste začít přípravou nástrojů, zařízení a spotřebního materiálu, bez kterých se prostě neobejdete.K implementaci cenově nejvýhodnější metody výroby desek plošných spojů doma budete potřebovat následující:
- Software pro návrh kreslení.
- Průhledná polyetylenová fólie.
- Úzká páska.
- Popisovač.
- Sklolaminátová fólie.
- Smirkový papír.
- Alkohol.
- Zbytečný zubní kartáček.
- Nástroj pro vrtání otvorů o průměru 0,7 až 1,2 mm.
- Chlorid železitý.
- Plastová nádoba na leptání.
- Štětec pro malování barvami.
- Páječka.
- Pájka.
- Kapalné tavidlo.
Pojďme si krátce projít každý bod, protože existují některé nuance, kterých lze dosáhnout pouze zkušeností.
Programů pro vývoj desek plošných spojů dnes existuje obrovské množství, ale pro začínajícího radioamatéra by byla nejjednodušší varianta Sprint Layout. Rozhraní se snadno ovládá, je zdarma k použití a existuje obrovská knihovna běžných rádiových komponent.
Pro přenos vzoru z monitoru je potřeba polyetylen. Je lepší vzít tužší fólii např. ze starých obalů na školní sešity. K připevnění k monitoru bude vhodná jakákoli páska. Je lepší vzít úzký - bude snazší odloupnout (tento postup nepoškodí monitor).
Stojí za to se na značky podívat podrobněji, protože je to bolestivé téma. Pro přenos designu na polyethylen je v zásadě vhodná jakákoli možnost. Ale ke kreslení na fólii ze skelných vláken potřebujete speciální fix. Existuje ale malý trik, jak ušetřit a nekupovat poměrně drahé „speciální“ fixy na kreslení desek plošných spojů.Faktem je, že tyto produkty se svými vlastnostmi absolutně neliší od běžných permanentních fixů, které se prodávají 5-6krát levněji v jakémkoli obchodě s kancelářskými potřebami. Značka však musí mít nápis „Permanent“. Jinak nebude fungovat nic.
Můžete si vzít jakýkoli fóliovaný laminát ze skelných vláken. Je lepší, když je tlustší. Pro začátečníky je práce s takovým materiálem mnohem jednodušší. K čištění budete potřebovat brusný papír o zrnitosti cca 1000 jednotek a také alkohol (k dostání v každé lékárně). Poslední spotřební materiál lze nahradit kapalinou pro míchání laků na nehty, která je k dispozici v každém domě, kde žije žena. Tento produkt však dost ošklivě zapáchá a trvá dlouho, než se rozptýlí.
Pro vrtání desky je lepší mít speciální minivrták nebo rytec. Můžete však jít i levnější cestou. Na malé vrtačky stačí pořídit kleštinové nebo čelisťové sklíčidlo a přizpůsobit je běžné domácí vrtačce.
Chlorid železitý lze nahradit jinými chemikáliemi, včetně těch, které pravděpodobně již máte doma. Vhodný je například roztok kyseliny citrónové v peroxidu vodíku. Informace o tom, jak se připravují alternativní kompozice k chloridu železitého pro leptací desky, lze snadno najít na internetu. Jediná věc, která stojí za pozornost, je nádoba na takové chemikálie - měla by být plastová, akrylová, skleněná, ale ne kovová.
O páječce, pájce a tekutém toku není třeba podrobněji mluvit. Pokud se radioamatér dostal k otázce výroby plošného spoje, pak se v těchto věcech pravděpodobně již vyzná.
Vývoj a převod návrhu desky do šablony
Když jsou všechny výše uvedené nástroje, zařízení a spotřební materiál připraveny, můžete začít s vývojem desky. Pokud vyráběné zařízení není jedinečné, pak bude mnohem jednodušší stáhnout si jeho design z internetu. Postačí i běžná kresba ve formátu JPEG.
Pokud chcete jít složitější cestou, nakreslete si desku sami. Této možnosti se často nevyhnete například v situacích, kdy nemáte úplně stejné rádiové komponenty, jaké jsou potřeba k sestavení původní desky. Proto při výměně komponent za analogové musíte pro ně přidělit místo na skleněném vláknu, upravit otvory a dráhy. Pokud je projekt jedinečný, bude muset být deska vyvinuta od začátku. K tomu je potřeba výše zmíněný software.
Když je layout desky hotový, zbývá jej jen přenést na průhlednou šablonu. Polyetylen je připevněn přímo k monitoru pomocí pásky. Dále jednoduše přeložíme existující vzor - stopy, kontaktní plochy a tak dále. Pro tyto účely je nejlepší použít stejný permanentní fix. Neopotřebovává se, nerozmazává se a je dobře viditelný.
Příprava fóliového sklolaminátu
Dalším krokem je příprava laminátu ze skelných vláken. Nejprve je třeba jej oříznout na velikost budoucí desky. Je lepší to udělat s malou rezervou. K řezání fóliového laminátu ze skelných vláken můžete použít jednu z několika metod.
Za prvé, materiál lze dokonale řezat pomocí pily na železo. Za druhé, pokud máte rytec s řeznými kolečky, bude vhodné jej použít. Zatřetí, sklolaminát lze řezat na míru pomocí užitkového nože.Princip řezání je stejný jako při práci s řezačkou skla - řezná linka se nanáší v několika průchodech, poté se materiál jednoduše odlamuje.
Nyní je nutné očistit měděnou vrstvu skelných vláken od ochranného povlaku a oxidu. Neexistuje lepší způsob, jak tento problém vyřešit, než brusný papír. Velikost zrna se bere od 1000 do 1500 jednotek. Cílem je získat čistý, lesklý povrch. Nevyplatí se brousit měděnou vrstvu do zrcadlového lesku, protože malé škrábance od brusného papíru zvyšují přilnavost povrchu, což bude potřeba později.
Nakonec zbývá jen očistit fólii od prachu a otisků prstů. K tomu použijte alkohol nebo aceton (odlakovač na nehty). Po opracování se nedotýkáme rukama měděného povrchu. Pro následné manipulace uchopíme sklolaminát za okraje.
Kombinace šablony a sklolaminátu
Nyní je naším úkolem zkombinovat vzor získaný na polyetylenu s připraveným laminátem ze skelných vláken. K tomu se film nanese na požadované místo a umístí se. Ostatky jsou na rubové straně zabaleny a zajištěny stejnou páskou.
Vrtání otvorů
Před vrtáním se doporučuje sklolaminát s šablonou nějakým způsobem zajistit k povrchu. To umožní větší přesnost a také zabrání náhlé rotaci materiálu při průchodu vrtáku. Pokud máte pro takovou práci vrtačku, pak popsaný problém vůbec nevznikne.
Otvory do sklolaminátu můžete vrtat jakoukoliv rychlostí. Některé pracují při nízkých otáčkách, jiné při vysokých. Zkušenosti ukazují, že samotné vrtačky vydrží mnohem déle, pokud jsou provozovány při nízkých otáčkách.Tím je obtížnější je zlomit, ohnout a poškodit ostření.
Otvory jsou vyvrtány přímo skrz polyethylen. Budoucí kontaktní plochy nakreslené na šabloně budou sloužit jako referenční body. Pokud to projekt vyžaduje, obratem vyměníme vrtáky na požadovaný průměr.
Kreslení stop
Dále se šablona odstraní, ale nevyhodí se. Stále se snažíme nedotýkat se rukama měděného povlaku. Ke kreslení cest používáme značku, vždy trvalou. Je dobře vidět ze stezky, kterou zanechává. Je lepší kreslit jedním průchodem, protože po vytvrzení laku, který je součástí permanentního fixu, bude velmi obtížné provádět úpravy.
Jako vodítko používáme stejnou polyetylenovou šablonu. Můžete také kreslit před počítačem a kontrolovat původní rozložení, kde jsou značky a další poznámky. Pokud je to možné, je lepší použít několik značek s hroty různé tloušťky. To vám umožní efektivněji kreslit tenké cesty i rozsáhlé polygony.
Po nanesení kresby počkejte nějakou dobu nezbytnou pro konečné vytvrzení laku. Můžete jej dokonce vysušit fénem. Na tom bude záviset kvalita budoucích skladeb.
Leptání a čištění značkovacích stop
Nyní přichází ta zábavná část – leptání desky. Je zde několik nuancí, které málokdo zmiňuje, ale výrazně ovlivňují kvalitu výsledku. Nejprve si připravte roztok chloridu železitého podle doporučení na obalu. Obvykle se prášek ředí vodou v poměru 1:3. A tady je první rada. Udělejte roztok více nasycený. To pomůže urychlit proces a nakreslené cesty nespadnou dříve, než se vyleptá vše potřebné.
Hned druhý tip.Doporučuje se ponořit lázeň s roztokem do horké vody. Můžete jej ohřívat v kovové misce. Zvyšování teploty, jak je známo již ze školy, výrazně urychluje chemickou reakci, kterou je leptání naší desky. Zkrácení doby procedury je naší výhodou. Stopy vyrobené fixem jsou dost nestabilní a čím méně v tekutině kyselou, tím lépe. Pokud se při pokojové teplotě deska leptá v chloridu železitém asi hodinu, pak se v teplé vodě tento proces zkrátí na 10 minut.
Na závěr ještě jedna rada. Během leptání, i když je již urychleno zahřátím, se doporučuje s deskou neustále pohybovat, stejně jako odstraňovat reakční produkty štětcem. Kombinací všech výše popsaných manipulací je docela možné vyleptat přebytečnou měď za pouhých 5-7 minut, což je pro tuto technologii prostě vynikající výsledek.
Na konci postupu je třeba desku důkladně opláchnout pod tekoucí vodou. Poté usušíme. Zbývá jen smýt stopy fixu, které stále zakrývají naše cesty a záplaty. To se provádí stejným alkoholem nebo acetonem.
Pocínování desek plošných spojů
Před cínováním nezapomeňte znovu přejet měděnou vrstvu brusným papírem. Ale teď to děláme extrémně opatrně, abychom nepoškodili stopy. Nejjednodušší a nejdostupnější způsob cínování je tradiční, pomocí páječky, tavidla a pájky. Lze použít i slitiny růže nebo dřeva. Na trhu je také takzvaný tekutý cín, který může úkol značně zjednodušit.
Všechny tyto nové technologie ale vyžadují dodatečné náklady a určité zkušenosti, proto je napoprvé vhodný i klasický způsob cínování. Na vyčištěné stopy se aplikuje tekuté tavidlo.Dále se pájka shromáždí na hrotu páječky a rozdělí se po mědi zbývající po leptání. Zde je důležité stopy zahřát, jinak se pájka nemusí „přilepit“.
Pokud ještě máte slitiny Rose nebo Wood, pak je lze použít mimo technologii. Skvěle se taví páječkou, snadno se rozdělují po drahách a neshlukují se do hrudek, což bude jen plus pro začínajícího radioamatéra.
Závěr
Jak je vidět z výše uvedeného, rozpočtová technologie pro výrobu desek plošných spojů doma je skutečně dostupná a levná. Nepotřebujete tiskárnu, žehličku ani drahý fotorezist. Pomocí všech výše popsaných tipů můžete snadno vyrobit jednoduchou elektroniku řemeslaaniž bychom do toho investovali spoustu peněz, což je v prvních fázích radioamatérství velmi důležité.
