(6.11.2007)
Co bastlíř, to nějaká více a nebo méně úspěšná metoda výroby DPS. Každý dělá to co mu vyhovuje a jak mu to vyhovuje. Pro vlastní a nekomerční účely si je v počtu několika potřebných kusů vyrábím sám. Dále popisovanou metodou jsem do dnešní doby a s přestávkami úspěšně vyrobil více než stovku kusů různých DPS. Beru to jako důvod napsat konečně nějakou aktualizaci na web.
Jak bývá na podobně zaměřených stránkách zvykem, dovolím si ještě připomenout, že je bezpodmínečně nutné pracovat s ochrannými pomůckami a dodržovat bezpečnostní zásady, které jsou dány charakterem každé použité chemikálie. Vše je popsáno v technických a bezpečnostních listech těchto chemikálií a vůbec to tam není pro legraci!
Na toto téma se na internetu velmi, až do nekonečna, diskutuje. Z různých metod vzpomínaných v jiné části stránek jsem zůstal u fotografické metody. V současnosti s využitím výpočetní techniky. Dává mi vyhovující a zcela reprodukovatelné výskedky. Když si člověk zvykne a trochu se zapracuje, může být také dostečně rychlý.
Nejprve navrhnu a nakreslím DPS. Na počítači to jde celkem dobře bez ohledu na to, jaký SW používáme. Navrhuji a kreslím ze strany součástek, tedy vlastně "osazovák". Pokud někde na stránkách, nebo v dokumentaci uvádím stranu mědi, je to jen pro úplnost, ve skutečnosti ji pro osvit vůbec nepotřebuji. Mám-li součástky úspěšně rozmístěny, z kopie souboru osazováku je odstraním a podle velikosti desky navrhnu formát osvitu. Tedy kolik obrazců se mi vejde na stránku a kolik jich budu najednoou svítit.
Formát připravený k osvitu vytisknu na tiskárně. Nejlepší tisk je nepochybně na libovolném "daru přítele Lejzra". Vyzkoušel jsem v praxi HP4V, HP4L, HP5L, HP5P, HP1100, HP1200, HP1300 s identickými výsledky. Vytištěný obrázek vložím do papírové krabice (mám pro tento účel jednu vyčleněnou), na víko opatrně naleju z vnitřní strany trochu toluenového ředidla a uzavřu. V dobře větrané místnosti, kde nikdo nepřebývá, ponechám takto několik hodin. Obrazec, který byl bezprostředně po tisku na pohledu přes okno (nebo stolní lampičku) nekontrastní a málo kryl, je po aplikaci toluenových par kontrastní a kryje vyhovujícím způsobem.
Tisk návrhu DPS lze provést také na inkoustové tiskárně. Na výsledném obrázku je však pod silnějším zvětšením většinou vidět, že se spoje trochu rozpíjí v závislosti na kvalitě papíru a inkoustu. Tato metoda neumožňuje výrobu tak kvalitních desek s poměrně vysokou hustotou spojů pro SMT.
Připravený obraz je potřeba před osvitem ještě zprůsvitnit. Za tím účelem se prodává ve speciálních prodejnách s elektronikou poměrně drahý sprej nazývaný Pozitiv 21. Stejný účinek má však i výrazně levnější silikonový olej. Je také ve spreji (obchodní název Silkal). Nastříkáme, prosytíme papír a otřeme zbytek. Necháme uschnout, aby nám zbytečně nezašpinil DPS a okolí při svícení.
Materiál na plošné spoje (říkejme mu z historických důvodů v dalším textu cuprextit) uřízneme v potřebné velikosti. Počítáme s přesahem zhruba 5 až 20mm podle velikosti finální desky nebo počtu desek, které potřebujeme vyrobit na jednom kuse cuprextitu při jednom osvitu. Je-li povrchově nijak neošetřený, je potřeba jej nejprve jemně přebrousit brusným papírem zrnitosti 800, v horším případě 600. Na očistění lze užít i Cif, nebo prášek na nádobí. Po tomto mechanickém a šetrném obroušení odmastíme povrch Jarem. Ještě mokrou desku omyjeme ze střičky lihem a necháme zavěšenou uschnout (uvažovat o leptání povrchu ve slabém roztoku kyseliny za účelem očištění nemá v domácích podmínkách význam. Pokud se nám nepodaří následně povrch také dobře neutralizovat a zbavit zbytků leptacího roztoku, nedrží nám na takovém povrchu obvykle dostatečně fotocitlivá vrstva). Aby se během usychání na relativně čisté desky příliš neprášilo, lze je sušit v dostatečně velké a uzavřené krabici.
Zásadně nekupuji cuprextit již opatřený světlocitlivou vrstvou. Není to kvůli vyšší ceně, ale nevyhovuje mi dělat nové a nové osvitové zkoušky a každou chvíli měnit dobu osvitu podle dodavatele, který mi zrovna tuto desku dodal. Pro kusovou výrobu si desky opatřuji světlocitlivou vrstvou sám. Považuji to za výhodnější.
Jako fotocitlivou emulzi používám Pozitiv 20. Dodává se ve spreji a lze jej velmi jednoduše stříkat. Odpadá tudíž pomocná technologie - výroba správně tenké vrstvy namáčením nebo na odstředivce. Desku je výhodné nastříkat najednou. Na internetu se tvrdí, že to ani jinak nejde. NENÍ to pravda. V případě nutnosti lze vrstvu stříkat na několikrát a opravovat dalším tříkáním . Nezjistil jsem rozdíl v době osvitu nebo přilnavosti této "nastavované vrstvy" emulze k podkladu. Stříkání DPS provádím v zběžně uklizené dílně. Protože vstva je relativně tenká a každé prachové smítko je na jejím povrchu na závadu, zůstává čerstvě nastříkaná deska opět v krabici, vlastně pod krabicí než úplně zaschne. Správně nastříkaná DPS má spojitou tmavou vrstvu zeleno-modré barvy.
Velmi vhodné je dotvrzení vrstvy při vyšší teplotě, třeba na topení nebo v troubě. Horkovzdušná sušárna s regulací teploty je jistě luxusní a nejlepší volbou. Protože je již v tomto okamžiku DPS fotocitlivá, je potřeba zabránit přímému osvitu slunečním světlem.
Lze provádět téměř libovolnou a právě dostupnou UV lampou. Kdysi jsem úspěšně používal výbojku RVLX 250W určenou pro veřejné osvětlení a doplněnou mohutnou tlumivkou. Když se odebrala do věčných lovišť nahradil, jsem ji zařízením, kterému se také kdysi, říkalo "horské slunce". Aby výška, ze které je osvit prováděn, byla vždy přesně definována (a osvit se dal tedy řídit jenom časem), mám zhotovený jednoduchý stojánek. Je vysoký zhruba 30 cm. Pro rozměry desek, které jsem zatím potřeboval vyrobit, úplně stačí. Připouštím, že zhotovit si uzavřený osvitový box by bylo nesporně mnohem lepší.
Obrazovou předlohu pokládám na ovrstvenou desku obrázkem dolů a to celé ještě umístím při osvitu mezi dvě skleněné tabulky. Mezi skly nedojde k zprohýbání materiálu předlohy vlivem teploty při osvitu a umístění obrázkem dolů eliminuje neostrost vznikající na tloušťce samotného materiálu.
Čas mi vychází pro první osvit zhruba 20 minut (první minutu nepočítám a nechávám naběhnout výbojku). Pro každé další osvity, kdy výbojka nabíhá prakticky okamžitě, zkracuji dobu na 18 minut.
Pro vyvolávání obrazu i pro leptání DPS používám stejné misky, pochopitelně před použitím pečlivě vymyté. Jsou od různých potravin a jsou různě veliké, aby bylo možné použít jen minimálně potřebné množství roztoku.
Dalo by se konstatovat, že vyvolávání zakoupenou vývojkou na DPS probíhá podle návodu a nemá žádné podstatné záludnosti. Za zmínku patrně stojí, že se jedná o obyčejný roztok hydroxidu sodného. Lze tedy namíchat vývojku i v domácích podmínkách. Správnou koncentraci svého roztoku jsem nezjišťoval a považuji to za nepodstatné. Nesmí být však příliš agresivní. V takovém případě by nám sežral z ovrstvené desky fotocitlivou emulzi celou bez ohledu na to, zda došlo k nějakému osvitu. Koncentraci řeším tak, že do H2O vhodím pinzetou trochu hydroxidu a vyvolávám. Když se do několika minut nic neděje, přihodím další hydroxid. Přihazuji až do té doby, kdy začne vyvolávací proces pomalu běžet. Když se mi zdá, že se proces rozběhl příliš rychle, přidám vodu. Nemusím vytahovat váhy a počítat koncentraci. Pro jedince milující přesnost a pořádek mohu uvést, že použitelná koncentrace vývojky se pohybuje v mezích 1 až 1,5% NaOH.
Po úspěšném vyvolání opláchneme důkladně vodou a necháme oschnout.
Vyvolanou a suchou DPS je potřeba pečlivě zkontrolovat. Pokud se někam vloudila chybička v podobě prachového zrnka, je potřeba retušovat. Není to nic nového. Ti co nejsou jen odchovanci "digiťáků" a pamatují fotografování na svitkový film, to jistě znají. Retušuje se běžnou lihovou fixkou, která se používá, mimo jiné, také na popisování DVD. Je proti leptacím roztokům dostatečně odolná a opět nesrovnatelně levnější než ty speciální na DPS.
Opět by se dalo konstatovat, že práce s koupeným leptacím roztokem čtyřiceti procentního chloridu železitého (FeCl3) probíhá podle návodu a nemá žádné podstatné záludnosti. Je k materiálu i k našemu zraví při domácím použití poměrně šetrný.
Jak jsem si na Intenetu ověřil, používají mnozí také také leptací směs namíchanou z HCl (kyselina chlorovodíková) a H2O2 (peroxid vodíku). Obojí je, na rozdíl od chloridu železitého, běžně dostupné ve většině drogerií. Avšak POZOR! Pokud netušíte zda se leje kyselina do vody, nebo voda do kyseliny, raději se touto cestou NEdávejte. Není to totéž. Jen bych opět připomněl, že při práci je potřeba větrat, důsledně používat ochranné pomůcky a vůbec si počínat jako při práci s látkami, které nám mohou podstatně a neodstranitelně ublížit.
Pro míchání směsi používám odměrný válec, 750ml H2O a 150ml HCl 35%. Před samotným leptáním přidávám 100ml H2O2 30%.Složení také netřeba volit příliš agresivní. Rozhodně není nutné mít vyleptáno během několika minut. Chemici mi kdysi na přednáškách tvrdili, že příliš velká rychlost znamená značnou hloubku podleptání, případně porušení podkladového materiálu. Rychlost reakce nemá být ani příliš pomalá, může se narušit ochranná vrstva a vzniknout proleptaná a také podleptaná místa. Za rozumnou dobu na vyleptání obrazce považuji čas zhruba do 30 minut.
Vyvolanou desku NEvkládám do leptacího roztoku obrázkem dolů i když to mnozí dělají a všeobecně se to doporučuje. Nemám pro to žádný důvod. Na proces raději vidím a mohu jej mít vizuálně stále pod kontrolou. Po vyleptání je potřeba opět desku pečlivě opláchnnout vodou.
Ještě je dobré mít na paměti, že leptací směs obsahující peroxid je během práce nebo skladování nestabilní. Proto se vyplatí také před leptáním další desky trochu doplnit peroxid.
Z vyleptané desky omyji zbytky emulze acetonem, případně ředidlem C6000. Natřu pájecím lakem pro DPS a nechám zaschnout. Tímto považuji DPS za hotovou a připravenou k mechanickému opracování a osazení. Na rozdíl od jiných, kteří mají v tomto okamžiku už vyvrtáno, nebo alespoň vyznačeno důlčíkem, nejprve mechanicky opracovávám desku. Odříznu technologický přesah, případně rozřežu velkou desku na příslušný počet finálních destiček a obrousím do požadovaného tvaru a velikosti. Také vrtám montážní otvory. Otvory pro osazení vývodových součástek vrtám až před samotným osazováním desky podle konkrétních součástek, které se podařilo získat (občas se realita může od návrhu lišit). Do určité šíře spojů provádím ještě cínování páječkou. Pro montáž SMD součástek páječkou s regulovatelnou teplotou hrotu, široké a výkonové spoje pistolovou páječkou.
Poslední aktualizace dne 11.5.2008 |
