OK

Při poskytování služeb nám pomáhají soubory cookie. Používáním našich služeb vyjadřujete souhlas s naším používáním souborů cookie. Více informací

Úvodní stránka » Aktuální články » Domácí výroba plošných spojů

Domácí výroba plošných spojů

Při prototypové výrobě elektronických zařízení je celkem užitečné zvládnout techniku výroby oboustranných plošných spojů fotocestou. Existují samozřejmě i jiné amatérské způsoby vyroby DPS, jako např. přes nažehlovací fólie, nicméně fotocesta, pokud je dobře zvládnutá dává téměř profesionální výsledky s minimem vynaloženého úsilí.

Návrh plošného spoje

Na základě schématu je třeba navrhnout plošný spoj tak, aby se všechny součástky daly pohodlně zapájet, protože je třeba si uvědomit, že v amatérských podmínkách zřejmě nezvládneme technologií prokovů a tudíž bývá někdy obtížné se pod některé součástky dostat (typicky relé, elektrolytické kondenzátory, SMD integrované obvody apod.). Ačkoliv lze na internetu najít množství nejrůznějších editorů pro kreslení DPS, doporučil bych vynikající editor EAGLE, který je velmi intuitivní a práci s ním zvládnete za pár hodin. Navíc má EAGLE rozsáhlou podporu a obrovskou komunitu, která neustále Eagle obohacuje jak knihovnami (LIB) tak uživatelskými utilitami (ULP) a scripty(SCR) pro zjednodušení nebo zautomatizování některých akcí při návrhu DPS. Všechny konstrukce uvedené na těchto stránkách vznikly právě v editoru EAGLE, jeho legální verzi. K dispozici je i verze Light, která je zdarma a má omezení pouze co do rozměru výsledné DPS a umí pouze pracovat se 2 vrstvami, což je stejně strop v amatérských konstrukcích.

Nezbytné vybavení pro výrobu DPS fotocestou


Tiskárna a fólie
Po návrhu DPS je třeba vytisknout kliše spoje na průhlednou fólii. K tomuto účelu je nejvhodnější kvaliutní laserová tiskárna a originál průhledné fólie do laserovky. Osobně používám tiskárnu HP1015, která dává celkem uspokojivé výsledky. Protože mám také přístup k hodně kvalitní tiskárně HP4500, preferuji spíše tisk na ní. U méně kvalitních tiskáren bude problém s nedostatečným krytím fólie tonerem tiskárny a může následně dojít k podsvětlení klišé a celkovému znehodnocení výsledku. Lze říci, že od kvalitní tiskárny vše začíná a může také rychle končit

Cuprextit
Cuprextit zásadně kupuji s fotocitlivou vrstvou v prodejnách GM electronic nebo GES. V dnešní době se nevyplatí vyrábět fotocitlivý cuprextit vlastními silami, protože je to proces časově náročný a při dostatečné praxi nemusí vést k dobrým výsledkům, zejména bývá obtížné nanést fotocitlivou vrstvu ve stejné tloušťce po celé desce.

Pákové nůžky, minicirkulárka

Pro získání potřebného rozměru desky používám pákové nůžky s délkou čepele 25 cm. Stříhání pákovými nůžkami je rychlé, což je prospěšné zejména pro fotocitlivou vrstvu, kterou bychom neměli zbytečně nechat exponovat. Další výhodou je, že ani horní ani dolní vrstva nemá při stříhání mechanický kontakt s podložkou, která by mohla fotocitlivou vrsvu poškrábat. Nezanedbatelný je také fakt, že je to práce čistá, bez hluku, pilin apod.
Svého času jsem používal minicirkulárku (koupenou za nehorázné peníze v Bauhausu), ale právě z důvodu možnosti mechanického poškození fotovrstvy, hluku, pilin a rychlého otupení pily jsem od této metody úpravy rozměru úplně upustil.

Skleněné tabulky

Pro fixaci oříznuté desky fotocuprextitu a fólie s klišé plošného spoje používám dvě skleněné tabulky, které je třeba udržovat nepoškrábané a před expozicí vždy důkladně vyleštit. Obě skleněné tabulky k sobě připínám obyčejnými kolíky na prádlo.

Zdroj UV
Protože mi odešla žárovka v horském sluníčku, hledal jsem dobrou náhradu a našel: používám minisolárium Philips s 6 UV zářivkami, což je perfektní zdroj UV záření s rovnoměrným rozložením na poměrně velké ploše. Díky tomu jsem pak schopen bez problému vyrábět desky až do rozměru formátu A4!!! Na internetu naleznete spoustu nejrůznějších řešení jak získat zdroj UV, ale většinou jde o zdroje bodové, což u větších desek dělá problémy - okraje jsou osvětleny s menší intenzitou, a tak se snadno stane, že zatímco střed desky po vyvolání je perfektní, okraje jsou pokryté tenkou vrstvičkou fotorezistu. Při leptání pak dopadnete velmi bledě.

Misky, štetčky, špejličky ...
Posledním nezbytným vybavením jsou misky, kde budete osvětlenou desku vyvolávat a později leptat. Hodí se také různé štetečky pro urychlení vyvolání a špejličky pro otáčení desky při leptání v kyselině, taky hadřík na vysušení DPS.

Chemie
Připravte si kyselinu solnou HCl, peroxid vodíků 30%, trochu vody, aceton a kalafunu.

Jak na to?


Předpokládejme, že DPS máme navržený, úspěšně jsme vytiskli klišé na fólii a připravili jsme si desku s fotocitlivou vrstvou na potřebný rozměr (doporučuji nechat z každé strany cca 0,5 cm oproti původnímu rozměru). Další postup je jednoduchý a platí pro výrobu jednostranné DPS : 1. Položíme na stůl jednu ze skleněných tabulek.

2. Na skleněnou tabulku položíme desku fotocitlivou vrstvou nahoru.

3. Na fotocitlivou vrstvu přiložíme fólii s klišé DPS (pozor na zrcadlovou orientaci!)

4. Položíme druhou skleněnou tabulku a vše dobře sepneme kolíky na prádlo

5. Skleněné tabulky s DPS umístíme 35cm před solárium a necháme osvítit po dobu 4 min. 20 sec.

6. Osvětlenou desku ponoříme do vývojky (používám vývojku, která se dá přímo koupit v GM, bez ředění) a procesu vyvolání napomáháme lehkým přejížděním štetečku po fotocitlivé vrstvě. Po několika málo sekundách už musí být vidět obrazec plošného spoje a tmavě fialová barva uvolňující se z fotocitlivé vrstvy.

7. Po úplném vyvolání (cca 4 minuty) zůstane na plochach, které mají být odleptány čistá měď a na zbytku je fotorezist. Desku opláchneme pod proudem tekoucí vody a opatrně utřeme hadříkem (zabalíme do hadříku).

8. Vývojku slejeme zpět, dá se použít vícekrát.

9. Nachystáme si leptací roztok - 3 díly vody, 2 díly kyseliny solné (HCl) a jeden díl 30% peroxidu vodíků. Dobře promícháme. Lejeme kyselinu do vody, ne opačně, pak přilejeme peroxid.

10. Vložíme desku do lázně s kyselinou a pozorujeme proces leptání. Leptáme nejlépe venku, nebo v dobře větrané místnosti . Jde-li leptání pomalu (projeví se hnědočervenou barvou na měděnných plochách) opatrně přilejeme peroxid vodíků a hned promícháme. Správný leptací proces vypadá tak, že deska šumí jako Celaskonová tableta a kyselina mění svou barvu do zelena. Leptání s kyselinou HCl je velmi rychlé a do několika desítek sekund je deska vyleptána (záleží jak jsme trefili poměry kyseliny a peroxidu). Pro méně zkušené "chemiky" doporučuji raději leptat v chloridu železitém. Sám jsem jim leptal přes 10 let, ale stále opotřebování chloridu železitého a hlavně rychlost leptání mne nutily jít do kyseliny solné s peroxidem.

11. Po vyleptání (přestane šumět) vytáhneme desku opatrně za pomocí špejlí nebo plastových nástrojů ven z kyseliny (ne rukama, leptá to kůži a dost to bolí a dlouho se to hojí) a opláchneme vodou.

12. Desku osušíme hadříkem.

13. Fotorezist, který kryje spoje odstraníme acetonem.

14. Desku navrtáme.

15. Desku natřeme pájitelným ochranným lakem, ktrý si vyrobíme z kalafuny rozpuštěné v acetonu. Určitě nezkoušejte lak prodávaný v GM, cín pak zůstává i na odleptaných plochách při pájení, to je pak různých překvapení a radosti z práce.

16. Lak nechte důkladně proschnout (na topení v topné sezóně uschne tak za cca 4 hodiny, v létě na slunci asi půl dne, jinak nechávám schnout do druhého dne).

17. Hotovo! Můžete začit osazovat.

Jak na oboustranné plošné spoje?

Výroba oboustranných plošných spojů v amaterských podmínkách není nijak složitá, jak se traduje různě na internetu. Je fakt, že spousta rádioamatérů v tom spatřuje velký problém, ale zkusím Vám popsat postup, který používám již několik let a dává výborné výsledky. Postup při výrobě je v ppodstatě stejný jako ve výše uvedených bodech 1 až 17, liší se pouze fáze přípravy, tedy bod 1 až 4. Základem úspěchu je vyrobit DPS tak, aby se horní vrstva překrývala s dolní, to je jasné. Viděl jsem mnoho návodů a sám jsem je také vyzkoušel, kdy bylo doporučeno najít alespoň 3 záchtné body společné pro horní a spodní desku, tyto body propíchnout jehlou a "nasunout" fólii shora a zdola. Problém nastává, jak pak celou soustavu zafixovat pro možnost expozice před soláriem, když z obou stran trčí vodící jehly. Tudy cesta nevede. Vypracoval jsem univerzální a jednoduchý způsob, který používám dodnes se 100% účinnosti:

1. Vytiskněte si horní i spodní klišé DPS, nachystejte si nepotřebný odřezek cuprextitu a průhlednou kancelářskou lepící pásku.

2. Přilepte průhlednou izolepou nejprve dolní stranu klišé na odřezek cuprextitu tak, aby hrana klišé byla rovnoběžná s hranou odřezku ve vzdálenosti cca 2 až 3 mm a motiv plošného spoje visel volně ve vzduchu.

3. Pak přiložte přesně horní klišé a rovněž přilepte na odřezek. Vznikne tak jakási kapsa, do které je možné vložit oboustranný fotocitlivý cuprextit.

4. Desku zafixujte mezi dvěskleněné tabulky. Dále postupujte podle bodu 5. výše.


Máte-li jakýkoliv dotaz nebo komentář k popsanému postupu, rád zodpovím e-mailem.

TOP produkty

NodeMCU s ESP8266

NodeMCU s ESP8266
350 Kč s DPH

Arduino DUE

Arduino DUE
696 Kč s DPH

Kontakt

Ing. Petr Foltýn
Kunčice pod Ondřejníkem 814, 73913
TOPlist