Раздел: Документация
0 1 2 3 4 5 ... 29 Глава 2 Изготовление печатных плат травлением Печатные платы, получаемые травлением, можно изготовлять путем нанесения резистивного слоя вручную, с помощью негативного процесса, позитивного процесса или сеткографии. Независимо от способа нанесения рисунка составьте на основе принципиальной схемы эскиз схемы разводки и расположения элементов (монтажную схему). При разработке монтажной схемы необходимо учитывать размеры элементов, их расположение на плате, размещение проводников и шин питания. Для облегчения в дальнейшем поиска и устранения неисправностей составляйте монтажную схему так, чтобы расположение элементов в ней было по возможности таким же, как в принципиальной схеме. Составление монтажной схемы. При составлении монтажной схемы внимательно изучите принципиальную схему и определите, какие ИС использованы в этой схеме. Поскольку в книге все ИС приведены в соответствии с «видом снизу», задача расположения элементов упрощается в связи с тем, что «зеркального» отображения не требуется. При подготовке монтажной схемы необходимо учитывать форму корпуса,т. к. может оказаться, что заготовка из фольгированного материала должна иметь круглую, квадратную или какую-либо другую форму. Подготовка монтажной схемы будет рассматриваться на примере схемы 41. Схема располагается в желтой коробке из-под таблеток (можно найти в любой аптеке), которая будет устанавливаться на пластмассовом корпусе. Из корпуса выводится гибкий кабель длиной примерно 7 фут (~ 2,1 м). заканчивающийся соединителем. Соединитель устанавливается в гнездо автомобильного прикуривателя. Печатная плата размещается внутри пластмассового корпуса размером 4x3x1.5 дюйм (10x7,5x3.5 см). Следовательно, заготовка печатной платы должна иметь для данной конструкции размеры 2.25 х 2.75 дюйм (6x7 см) Разводка платы. На чистом листе бумаги или картона размером 3x5 дюйм (7.5x12,5 см) начертите периметр заготовки, которая после травления станет печатной платой. При чтении десяти следующих пунктов обращайтесь к рис. 2.1 и 8.4. 1 Выберите 8-контактный шаблон (выполненный на основе само-клеющейся пленки) и установите его на месте, предназначенном для ИС LM555. 2.Вычертите шины питания « + » и « —» в верхней и нижней части схемы. 3.Соедините вывод 1 ИС с минусовой шиной питания 4.Соедините вывод 8 ИС с плюсовой шиной питания. 5.Нарисуйте отводы от выводов 7 и 6 для того чтобы разметить место для установки резисторов R1 и R2.  Рис. 2.1. Вид платы к схеме 41 «Дорожная аварийная сигнализация». 6.Нарисуйте отвод для перемычки, которая будет соединять выводы 2 и 6. 7.Обозначьте контактные площадки для С1, который будет располагаться между выводом 2 и минусовой шиной питания. 8.Сделайте отвод для перемычки, которая соединит вывод 3 с базой транзистора Q1 через резистор R3. 9.Соедините эмиттер с минусовой шиной питания. 10.Соедините коллектор транзистора Q1 с разъемом патрона, в котором устанавливается лампа (# 47), а второй контакт разъема - с плюсовой шиной питания. Обратите внимание на то, что мы стремились сделать монтажную схему по расположению элементов похожей на принципиальную. Изготовление позитива с помощью ацетатной пленки. Фотопозитивный процесс является более предпочтительным, потому что плакат (пленка с наклеенными шаблонами и дорожками) является позитивом, непосредственно пригодным для экспонирования (позитивно-очувствленной) заготовки печатной платы (из фольгированного материала) или для сеткографии при необходимости тиражирования изделий; в этом случае промежуточные этапы становятся ненужными. Чистый лист ацетатной пленки наложите на монтажную схему и закрепите маскирующей лентой, чтобы избежать сдвигов при переводе монтажной схемы на пленку. Шаблоны проводников, контактных площадок ИС и транзисторов и т. д. имеются в виде графических элементов монтажных схем Эти элементы, изготовленные из полосок разной ширины, облегчат изготовление позитива монтажной схемы (рис. 2.2). Наклеиваемые буквы и цифры придадут изделию профессиональный вид. Схема не является слишком сложной, и можно было бы просто нарисовать ее каким-либо защитным слоем (резистом) на фольгированной заготовке. Однако в тех случаях, когда на плате предполагается установить несколько ИС, рекомендуется пользоваться плакатно-ацетатным способом. Подготовка заготовки печатной платы. Для тех, кто не хочет заниматься подготовкой плат, имеются заранее очувствленные платы для позитивного процесса; они дают отличные результаты. Очувствление заготовок можно производить аэрозольным очувствителем. Для получения хороших результатов требуется внимание и осторожность Процесс состоит из следующих этапов: 1 в в в в о о в в в в в в в в 5 6 в в в а 2 В В В В  Рис. 2.2. Графические элементы для подготовки плаката путем наклейки их на ацетатную основу: 7-14-выводная ИС; 2-8-выводная ИС; 3-контактные площадки; 4-углы; 5 транзистор; 6, 7. 8, 9-полоски шириной 0,8 мм, 1,6 мм, 3,2 мм, 6,4 мм. 1.Зачистите медную поверхность заготовки бархатной шкуркой. При желании затем можно выполнить дополнительную чистку с помощью средства для чистки раковин и ванн. 2.Тщательно промойте и высушите заготовку. 3.Нанесите слой позитивного очувствляющего средства; распылитель аэрозольной упаковки должен при этом находиться на расстоянии примерно 8 дюйм (20 см) от заготовки. Следует делать и горизонтальные, и вертикальные проходы. Двухслойное покрытие будет идеальным. Важно проследить за тем. чтобы поверхность заготовки была покрыта очувст-вляющим средством полностью. Эта операция выполняется в темном помещении. 4.Высушите заготовку, продержав ее в течение одной ночи в темной комнате. Можно также использовать принудительную сушку с помощью инфракрасной лампы, поместив ее на расстоянии 12 дюйм (30 см). Заготовку положите в плотную коробку резистом вниз, при этом инфракрасный нагреватель облучает обратную сторону заготовки. Процесс занимает примерно 10 мин Из проволоки выгибается держатель заготовки; он делается таким образом, чтобы заготовка опиралась на него своими краями. 5.Чувствительность заготовки не столь высока, как чувствительность фотопленки, поэтому ее можно выносить в помещение с рассеянным светом на короткие промежутки времени. Заготовка наиболее чувствительна к ультрафиолетовому излучению. Экспонирование заготовки. Положите плакат (ацетатный позитив на очувствленную медную поверхность заготовки и прижмите рамкой для попучения хорошего контакта (рис. 2.3). Экспонирование выполняется сол- Рис. 2.3. Рамка, плафон и лампа дневного света для экспонирования очувствленной заготовки с медным покрытием. нечным или искусственным ультрафиолетовым облучением. Мы использовали лампу дневного света, находящуюся на расстоянии 8-12 дюйм (20-30 см). Экспонирование продолжалось примерно 4 мин. Можно использовать и более длительное экспонирование, но в этом случае возможно появление подтравливания и ухудшение краев. Проявление заготовки. Фирмы, производящие электронное оборудование, поставляют в продажу проявитель, служащий для этих целей. Этот проявитель является сильной щелочью, поэтому обращайтесь с ним аккуратно. Ванночка для проявления должна быть сделана из стекла или резины. Положите экспонированную плату в ванночку и слегка покачайте до тех пор, пока не появится изображение. Делайте это примерно 2 мин и перепроявления не будет. Появившееся изображение должно иметь красновато-бурый цвет. Затем тщательно промойте изображение в холодной воде и закрепите фиксажем Осушите заготовку бумажной салфеткой, после чего внимательно осмотрите полученное изображение. Все кромки линий изображения, включая буквы и цифры, должны быть резкими и четкими. Поверните заготовку под углом к падающему свету, и изображение, если все было сделано правильно, будет блестящим и глянцевитым. Возможно, вам понадобится произвести несколько проб, прежде чем вы определите нужное время экспонирования. При работе с проявителем пользуйтесь стеклянными предметами, резиновыми перчатками и пинцетом. Травление заготовки. Заготовка травится в растворе хлорного железа, которое поставляется фирмами по производству электронного оборудования в виде готового раствора Эту операцию можно производить в открытой стеклянной ванночке, а можно использовать струйную установку для травления, которая подогревает раствор до температуру 110° по Фаренгейту (43 С). Можно проводить травление и в холодном растворе, но при этом увеличится время травления. Помните, что те части заготовки, на которые не попал свет во время экспонирования, не будут вытравлены (на этих частях останется медь). Хлорное железо ядовито. Поэтому обращайтесь с ним осторожно; в этом случае также следует использовать стеклянные предметы и перчатки - очень удобны хирургические перчатки, которые можно приобрести в аптеке. После завершения травления промойте плату в проточной воде. Следующим шагом будет удаление резиста с медных поверхностей. Это выполняется с помощью бархатной шкурки. Плата должна быть очищена перед запайкой элементов или перед нанесением покрытия. При лужении погружением (в отличие от электроосаждения используется специальный лудящий раствор-на основе олова). Лужение рекомендуется для профессиональной работы. Лужение прекращает коррозию меди и облегчает пайку, поскольку припой химически родствен олову (олово является составной частью припоя). Сверление платы. Все контактные площадки на плате сверлятся для выполнения монтажа элементов. Для получения качественных и чистых отверстий очень хорошо подходят высокоскоростные кремний-углеродистые сверла «Дремел № 60». Эти сверла очень легко ломаются, поэтому при сверлении следует избегать смещений платы. Подача сверла при сверлении должна быть не медленной, а быстрой, в какой-то степени напоминающей движение штамповочного пресса. Стеклотекстолитовые платы приводят к быстрому затуплению и выходу из строя стандартных высокоскоростных сверл. По этой причине можно использовать высокоскоростные кобальтовые сверла, но кремний-углеродистые сверла все же более предпочтительны. Монтаж и пайка элементов. Сначала установите основные элементы, такие, как ИС и транзисторы. Для элементов с количеством выводов больше трех  Рис. 2.4. Соответствие схемы расположения выводов ИС и реальных микросхем для виде сверху и снизу рекомендуется использовать специальные панельки (это особенно рекомендуется для ИС). Ошибки при установке элементов удается исключить, если почаще заглядывать в монтажную схему, особенно если на этапе составления монтажной схемы и разводки была выполнена маркировка элементов. Будьте особенно внимательны при определении, какой из контактов является базой с целью правильной установки элементов. При определении номеров выводов вам помогут руководства по применению элементов и справочные листки. На ИС вывод 1 обозначается с помощью специальной проточки или идентифицирующей точки или метки. Не забывайте, что на принципиальных схемах вывод 1 отмечен знаком Следует убедиться в том, что этот знак присутствует и на позитиве, т. к. в этом случае он окажется и на плате. На рис. 2.4 показаны идентификаторы вывода 1; из этого рисунка видно соответствие между расположением выводов на схемах и реальным их расположением на ИС. Весьма важным моментом является установка и снятие элементов с панелек. Выводы могут согнуться, а вам будет казаться, что они попали в контактные гнезда панелек. Пайка печатной платы. Пайка элементов на печатной плате является очень важным этапом. Основную роль здесь играют паяльник и трубчатый припой типа ПОС-61 с находящейся внутри канифолью. Лучше взять паяльник с регулятором нагрева, нежели стандартный паяльник. Особенно это касается тех случаев, когда пайка производится в течение длительного периода времени, поскольку перегрев жала паяльника может привести к ухудшению качества пайки. Пайка панелек ИС требует опыта и внимания, т.к. свободного пространства здесь очень мало. Необходима твердая рука и хорошая координация движений. Здесь в помощь вашему зрению и для предотвращения образования перемычек при пайке («мостиков») может быть рекомендована часовая лупа. Хорошо выполненная пайка должна быть гладкой и блестящей, а не тусклой и серой. Серая пайка означает наличие холодной пайки. Она обычно приводит к наличию резистивных точек, что имеет тот же физический смысл, как если бы были установлены дополнительные резисторы. Бывают случаи, когда в паячном соединении контакт полностью отсутствует. В таких случаях припой обтекает контакт, а электрического соединения нет. При пайке важным фактором является чистота. Выводы некоторых конденсаторов и резисторов могут со временем окислиться. В этих случаях их нужно зачистить и повторно облудить, чтобы они стали блестящими Не следует также допускать «перелива» (лишнего количества) припоя. Автору случалось наблюдать перелив припоя вместе с перегревом, в результате чего припой затекал в контактные гнезда панелек ИС. и установка ИС оказывалась невозможной. Проверка. Первая проверка делается путем включения управляющего переключателя, изменения состояния датчика или подачи сигнала. Схема 26 «Перестраиваемый звуковой генератор-усилитель синусоидальных сигналов» может быть использована в качестве проверочного генератора сигналов. Подаваемые на динамик сигналы могут поступать и от внешнего источника, но в этом случае регулятор громкости R3 должен быть установлен в крайнее левое положение для предотвращения возможной перегрузки. С помощью такого устройства можно последовательно проверить все звуковые каскады (с частотой в пределах звукового диапазона), начиная с 0 1 2 3 4 5 ... 29
|
