В. Пестриков - Энциклопедия радиолюбителя
Печатная плата изготовляется следующим образом. В начале делают аппликации, которые представляют собой контурные изображения радиодеталей, вырезанные из плотной бумаги. Начертив на листе бумаги контур платы в масштабе 1:1, раскладывают на ней аппликации, добиваясь наиболее оптимального их расположения и отсутствия пересечения соединительных проводников. Разложив аппликации, проводят карандашом печатные проводники между выводами деталей и местами соединения с внешними устройствами согласно электрической схеме. При этом нельзя допускать, чтобы будущие печатные дорожки пересекались. Если этого избежать нельзя, то тогда соединение нужно предусмотреть с противоположной стороны платы, где располагаются корпуса деталей. В месте пересечения необходимо разорвать проводник и сделать две контактные дорожки, которые потом соединяют проводником. В случае односторонней фольгированной платы, проводник делают жестким проводом, а при двухсторонней — вытравливают на противоположной стороне.
При компоновке радиодеталей на печатной плате их располагают обычно параллельно поверхности платы. С целью увеличения плотности монтажа детали можно устанавливать вертикально, при этом следует иметь в виду, что у деталей должны быть достаточно жесткие выводы. Корпуса навесных деталей должны располагаться параллельно или перпендикулярно друг к другу и краям платы. Расстояние между корпусом детали и краем платы должно быть не менее 1 мм, а между выводом детали и краем платы — не менее 2 мм. Монтаж радиокомпонентов на печатной плате показан на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Монтаж радиокомпонентов на печатной плате:
а) транзисторы; б) конденсаторы; в) резисторы; г) переменные резисторы; д) диоды
Детали должны располагаться друг от друга на расстоянии не менее 0,5 мм, с учетом взаимного влияния и теплового режима. Расстояние между выводами деталей выбирается из условия электрической прочности изолирующих промежутков и разности потенциалов между выводами.
Ширина печатных проводников обычно выбирается не менее 1,5…2 мм, а расстояние между соседними проводниками не менее 1 мм. Контактные площадки, к которым припаиваются детали, делают более широкими — 3…4 мм. На таком участке фольги допускается припаивание одного навесного элемента. Печатные дорожки питания делают шире, нежели остальные проводники.
Крупные радиодетали (подстроечные конденсаторы и резисторы, трансформаторы и т. п.) крепятся к плате механически, с использованием винтов с гайками, скоб, хомутов и держателей. Для подстроечных элементов необходимо предусмотреть свободный к ним доступ при регулировке радиоэлектронного устройства.
После выполнения чертежа печатной платы его переносят любым методом, например, с помощью копировальной бумаги на поверхность пластины, покрытой медной фольгой. Далее накернивают места будущих мест пайки выводов деталей и сверлят отверстия диаметром 0,8…1,5 мм. После берут краску (можно взять нитрокраску, лак или клей БФ-6, подкрашенный небольшим количеством темной пасты от шариковой ручки) и наносят с помощью стеклянного рейсфедера рисунок печатных проводников на фольгу. При отсутствии готового рейсфедера его можно изготовить из пластмассового стержня шариковой ручки. Для этого нагревают конец стержня и когда он размягчится оттягивают пинцетом таким образом, чтобы получился конусообразный конец. Излишек трубки, где диаметр 1…1,5 мм, необходимо отрезать. Удобно выполнять рисунок печатной платы водостойкими чернилами типа «Кальмар» с помощью обычной ученической ручки с пером.
После высыхания краски плату помещают для травления в фотокювету или другую плоскую емкость с раствором хлорного железа плотностью 1,3 г/см2 (150 г хлорного железа на 200 см2 раствора). Время травления платы обычно составляет 1…2 часа. Скорость травления увеличивается, если емкость периодически покачивать или подогревать, если кювета металлическая, а краска — теплостойкая. Процесс травления необходимо постоянно контролировать, вынимая плату из раствора, чтобы не произошло подтравливания проводников под краской. Как только будут вытравлены все незащищенные участки фольги, плату необходимо вынуть из раствора, хорошо промыть в проточной воде и высушить. Удаляют покрытие ножом или соответствующим растворителем. Промывают спиртом или ацетоном и зачищают наждачной бумагой.
При отсутствии раствора хлорного железа для травления печатной платы можно воспользоваться раствором из поваренной соли и медного купороса или вырезать ее специальной формы резаком. В настоящее время широкое применение имеет раствор, состоящий из обычной поваренной соли и медного купороса. Качество травления печатных плат в нем получается не хуже, чем в растворе хлорного железа. Существует несколько вариантов такого раствора. Все они отличаются только соотношениями взятых компонентов медного купороса и поваренной соли для получения травильного раствора. Приведем два состава раствора из таких рецептов. В 300 г горячей воды при 70…80 °C растворяют 3…4 ложки поваренной соли, а затем добавляют 2 столовые ложки порошкообразного медного купороса. Получается раствор темно-зеленого цвета с осадком. Он сразу готов к употреблению. Раствор получается более эффективным, если его выдержать в течение 2…3 недель. Время травления уменьшается с 15…20 часов до 3…4 часов. Этим количеством раствора можно вытравить 100…200 см2 фольги. В другом варианте, в 200 г горячей воды растворяют, помешивая, три столовые ложки поваренной соли, а после одну столовую ложку медного купороса. После полного растворения веществ раствор готов к употреблению. При подогревании раствора травление длится около 30 мин.
Иногда оказывается удобнее и быстрее изготовить печатную плату, не прибегая к химическому вытравливанию рисунка проводников, а воспользовавшись методом вырезания проводников. Сделав рисунок печатной платы на бумаге, накладывают его на поверхность фольги платы и накернивают места будущих отверстий. Карандашом проводят линии, соединяющие отверстия пайки деталей согласно печатной плате. Получается рисунок печатной платы в виде тонких линий. Рисунок платы получают путем вырезания ненужных участков платы любым удобным методом. Это можно сделать специальным резцом, а также фрезерованием, вырубыванием резцом и т. п. При вырезании рисунка платы обычно используется резец, изготовленный из ножовочного полотна (рис. 7.2).
Рис. 7.2. Резак для вырезания рисунка печатной платы
Если удаляемые участки фольги имеют большую площадь, то ее соскабливают или отслаивают резцом от основания, а потом отдирают пинцетом. Прорезку слоя фольги осуществляют резаком до изоляционного материала и делают это в промежутках, желательно на равном расстоянии от проведенных линий печатной платы.
Прорезанные участки обычно формируют таким образом, чтобы они были составлены в основном из отрезков прямых линий, но могут быть и закругленными. В этом случае удобно пользоваться прозрачной линейкой. После окончания прорезки сверлят отверстия в заранее накерненных местах будущей пайки и зачищают поверхность полученных печатных проводников мелкозернистой шкуркой.
Полученную любым методом печатную плату покрывают тонким слоем спирто-канифольного флюса и залуживают контактные площадки.
Для лужения желательно использовать легкоплавкие припои (ПОС-61, ПОСВ-32 и т. п.). При этом нельзя допускать перегрева залуживаемых участков фольги. Готовую плату внимательно осматривают, устраняют различного рода дефекты, возможные разрывы дорожек, замыкание соседних дорожек и т. п.
7.2. Подготовка паяльника к монтажным работам
Перед началом монтажа радиоустройства необходимо тщательно подготовить паяльник. Обычно это делают с помощью напильника или точила, но опыт показывает, что лучше произвести его отковку. Получающийся на поверхности наклеп позволяет дольше сохранить форму жала, т. к. меньше выгорает металл, из которого оно сделано. После необходимо залудить рабочую часть жала (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Залуживание жала паяльника
Нагрев паяльник, опускают рабочую часть жала в канифоль для предохранения поверхности меди от окисления. Как только жало нагреется до температуры плавления припоя, конец жала полностью покрывают припоем.
Для распайки деталей на печатных платах, как правило, пользуются паяльником мощностью не более 40 Вт и припоями с температурой плавления 130…180 °C. Радиолюбительская практика показывает, что если производить распайку печатных плат паяльником мощностью 40 Вт и рассчитанным на 220 В, то лучше его питать напряжением 160…180 В.
