プリント基板を自宅で製造する技術
「...そして経験は難しい間違いの子です...」
したがって、基板の製造プロセスは、将来のデバイスの概略図から始まります。 この段階では、コンポーネントを相互に接続する方法を決定するだけでなく、どのコンポーネントが設計に適しているかも決定します。 たとえば、標準部品または SMD を使用します (ちなみに、これらにはさまざまなサイズもあります)。 将来の基板のサイズはこれに依存します。
次に選択を決定します ソフトウェア、これを使用して将来のボードを描画します。 もし 回路図手書きで描画することもできますが、プリント基板設計では機能しません (特に SMD コンポーネントの場合)。 私が使う 。 かなり前にダウンロードして使用させていただいております。 とても 良いプログラム、直感的なインターフェイスを備えており、余分なものは何もありません。 プログラムでは、プリント基板の図面を作成します。
まだ秘密を発見していませんか？ したがって、基板図面がすでに作成されており、コンポーネントが正しく配置されていることを確認したら、「グランド」を設定する必要があります。 トラックと穴の間のギャップを埋めるため、プログラムには次のものが含まれています。 特別な機能これは自動的に行われます (デフォルトのギャップは 0.4 mm)。 なぜこれが必要なのでしょうか? これにより、エッチング (後で説明します) にかかる時間が短縮され、プロセスの制御が容易になります。また、これは回路設計上の理由からも役立ちます。
注: 基板を設計するときは、穴を開けるための特別な機械を持っている場合を除き、直径 0.5 mm 未満の穴を開けないようにしてください。これについては後ほど説明します...
素晴らしい！ 私たちは将来のプリント基板の図面を描きました。今度はそれをレーザー プリンター (Lut はレーザーを意味します) で印刷する必要があります。 これを行うには、「印刷」をクリックします。 上記のプログラムは、コピーの数、位置を選択し、フレームを作成し、穴とミラーのサイズを指定できる特別なファイルを作成します。
注: 両面 PCB を作成している場合は、 前部水平方向に反映し、間違った面はそのままにしておく必要があります。 についてスプリント- レイアウト、その場合、印刷用のファイルを準備する段階ではなく、図を作成する段階でこれを行うことをお勧めします。「質量」に「グリッチ」が発生し、いくつかの場所で消えてしまうためです。
ただし、必要な部数が 1 部であっても、次の段階で欠陥が発生する可能性があり、毎回プリンターに行かなくても済むように、事前に印刷しておく方が良いでしょう。
何に印刷するのか？ まず、すべてが正しく行われていることと、すべてのコンポーネントのサイズが合っていることを最後に確認するために、それを普通の紙に印刷します。 これにより、プリンターもウォームアップされます。
次に、最大トナー濃度を設定し、すべての節約モードを無効にします（ちなみに、新しいカートリッジを使用することをお勧めします）。 粘着紙、できれば「ベルベット」紙の台紙を用意し（これを使用すると最良の結果が得られます。おそらくこれは、紙が厚いためです）、光沢のある面をプリンタに挿入し、「印刷」を押します。 ”。 準備ができて！
注: 今後は、この紙の端だけを触ってはいけません。そうしないと、図面を汚してしまう可能性があります。
基板の再利用について。 図面を印刷したとします。しかし、それはシートの半分しか占めていません。残りの半分は捨てる必要はなく、そこに印刷することもできます。しかし! 何らかの理由で、再印刷すると、20% の場合、プリンタが用紙を「噛んで」しまうため、注意してください。
テキストライトの準備
私は、ラジオ部品店で販売されている厚さ 1 mm の通常のフォイルグラスファイバーラミネートを使用しています。 両面基板を作りたいので両面基板を購入します。 必要な部分を切り取ります。予約する必要はありません。必要ありません。 彼らはそれを切り捨てた。 サンドペーパーを使わずに、両面に光沢があるまでテキストライトを研磨します。小さな傷があっても問題ありません。トナーの貼り付きは良くなります（ただし、熱狂的な考えは必要ありません）。 次に、アセトン（アルコール）を手に取り、基板の両面を拭き、脱脂します。 準備ができて！
注: PCB を研磨するときは、基板の角に注意してください。多くの場合、角は「研磨が不十分」、またはさらに悪い場合は「研磨が過剰」です。これは、そこに箔がまったく残っていない場合です。 アセトンで拭いた後は、基板を手で触らないでください。できればピンセットを使って基板の端を掴むだけにしてください。
次は最も重要な段階です。デザインを紙から textolite に転送します。 アイロンを使って仕上げます（ルートは鉄の意味です）。 ここでは誰でもやります。 200度まで加熱します（多くの場合、これがアイロンの最高温度なので、レギュレーターを最大まで回して加熱するのを待ちます）。
そして今、その秘密がここにあります！ プリント基板の設計を紙から PCB に転写するには、紙を目的の面で PCB に貼り付け、アイロンで押して完全に滑らかにする必要があります。 複雑そうに見えませんか？ しかし、最も難しいのは、紙を押し流さないようにアイロンを当てることです。特にスカーフが小さく、1枚で作る場合、アイロンを使うのはそれほど簡単ではありません。 食べる 興味深い方法タスクを簡単にします。
注: 両面 PCB の製造を検討しているので、紙の準備について少し説明します。 一部の情報源は、これを行うことを推奨しています。片面を転写し、反対側をテープまたはテープでシールし、片面をエッチングしてから穴を開け、もう一方の面のパターンに合わせてから、再度転写し、シールし、エッチングします。 基本的に 2 つの基板をエッチングする必要があるため、これには時間がかかります。 プロセスをスピードアップできます。
表と裏に絵柄が描かれた紙を2枚取り、組み合わせます。 これはこれでやったほうがいいよ 窓ガラスまたは照明のある透明なテーブルの上で。 注記！ この場合、紙片を余裕を持って切り取る必要がありますが、多ければ多いほど良いですが、狂信的ではなく、ホッチキスで3辺を固定するだけで十分です（接着剤は使用しません）。ボードを入れる封筒を用意して、並べてみましょう。
もっとも興味深い。 2 枚の PCB (図のサイズを参照) を用意し、ホイル面を向かい合わせにして置き、その間にボードの付いた「封筒」を置き、このサンドイッチの端をペーパー クリップで固定します。 PCB シートは相互に移動しません。
注: これらの目的には、より薄いテキストライトを選択することをお勧めします。より早くウォームアップし、必要に応じて変形できるようになります。
さて、アイロンを手に取り、落ち着いてサンドイッチに当て、最初は片側をできるだけ強く押し、次にひっくり返して反対側を押します。 のために より良い効果最初に圧力を加えた後、アイロンで数回円を描くように動かして、紙がすべての場所に確実に押し付けられるようにすることをお勧めします。 アイロンを長時間かける必要はありません。通常はすべての作業に 1 ～ 3 分かかりますが、正確な時間はボードのサイズとトナーの量によって異なるため、誰も教えてくれません。 重要なことは、露出オーバーにしないことです。この場合、トナーが単に広がる可能性があり、露出アンダーだと描画が完全に転写されない可能性があるためです。 練習してください、紳士諸君、練習してください！
次に、サンドイッチを開いて、紙が PCB のすべての面に貼り付いていることを確認します。 気泡がありません。 そして、すぐにボードを流水にさらして冷却します（ 冷水もちろん）。
注: 粘着紙の裏地を使用した場合、水中で粘着紙が PCB 自体から剥がれ、基板が封筒から簡単に外れてしまいます。 ベルベット紙（厚い）の裏地を使用した場合、これは機能しません。 はさみを使って封筒の側面を切り取り、紙の端を持ってゆっくりと流水の下で紙を取り除きます。 その結果、用紙にはトナーが残らず、すべて PCB 上に残ることになります。
の上 この段階では欠陥が発生した場合は、2 つの方法で続行できます。 欠陥が多すぎる場合は、アセトンを使用して PCB からトナーを洗い流し、(最初にサンドペーパーで PCB を洗浄するプロセスを繰り返した後) 再試行することをお勧めします。
修復不可能な欠陥の例 (この場合は最初からやり直しました):
欠陥がほとんどない場合は、プリント基板を描くためのマーカーを使用して欠陥を埋めることができます。
良いオプションです。「塊」には小さな穴がありますが、マーカーで塗りつぶすことができます。
オプションを修正しました。 緑色の影付きの領域がはっきりと見えます。
なるほど、これは技術的に最も難しいステージでした。後で簡単になるでしょう。
これで、基板にエッチングを施すことができます。 PCB から余分な箔を取り除きます。 エッチングの本質はこれです。金属を腐食させる溶液に基板を置きますが、トナーの下 (基板パターンの下) にある金属は無傷のままで、その周囲の金属は除去されます。
解決策について少しお話します。 私の意見では、塩化第二鉄で毒する方が良いと思います。高価ではなく、溶液の準備が非常に簡単で、全体的に良い結果が得られます。 レシピは簡単です。塩化第二鉄 1 部、水 3 部、それだけです。 しかし、エッチングには他の方法もあります。
注: アイロンに水を加える必要があります。その逆はありません。これが本来のやり方です。
注: 塩化第二鉄には (私が見た限りでは) 無水塩化鉄と 6 水塩化鉄の 2 種類があります。 無水は名前が示すように完全に乾燥しており、販売されている容器には常に多くのほこりが付いていますが、これは問題ではありません。 しかし、水を加えると活発に溶解し、強い発熱反応が起こり（溶液が加熱します）、ある種のガス（おそらく塩素か塩化水素です。まあ、これはまれな汚い手口です）の放出を伴います。吸入できませんので、空気で希釈することをお勧めします。
しかし、6水アイロンの方がすでに優れています。 実際、これはすでに溶液であり、水を加えると湿った塊が得られ、これも水に加える必要がありますが、そのような激しい反応はもうありません、溶液は加熱しますが、それほど速くはなく、あまり加熱しません。強い音ですが、すべてが安全で静かです（窓はまだ開けておく必要があります）。
注: ここで提供するアドバイスが唯一の正しいアドバイスではありません。多くのフォーラムでは、異なる濃度や異なる種類の塩化第二鉄などのボードを入手した人々に出会うことができます。 最も人気のあるヒントをまとめてみました 個人的体験。 したがって、これらの方法が役に立たなかった場合は、別の方法を試してみると成功します。
解決策は準備しましたか? 素晴らしい！ コンテナを選択します。 片面の場合、この選択は簡単です。蓋付きの透明な（エッチングプロセスを見るために）プラスチックの箱を用意し、その底にボードを置きます。 しかし、両面基板の場合はすべてがそれほど単純ではありません。 それぞれの側のエッチング速度がほぼ同じであることが必要です。そうでないと、一方の側はまだエッチングされていないが、もう一方の側のトラックはすでに溶解しているという状況が発生する可能性があります。 これを防ぐには、基板を容器内に垂直に置く必要があります（基板が底にならないように）。そうすれば、周囲の溶液は均一になり、エッチング速度はほぼ同じになります。 したがって、基板が「」に収まるように高い容量を取る必要があります。 フルハイト「エッチングのプロセスを観察できるように、幅の狭い透明な瓶を選択することをお勧めします。
次に、溶液を加熱する必要があります（バッテリー上に置きます）。これにより反応速度が向上し、均一なエッチングを確保し、基板上に沈殿物の出現を避けるために定期的に振盪します。
注: 電子レンジに入れて加熱する人もいますが、これはお勧めしません。 あるフォーラムで読んだのですが、この後、この電子レンジからの食べ物によって中毒になる可能性があります。 直接的な証拠はありませんが、危険を冒さない方が良いでしょう。
注: 均一なエッチングを確保するには、溶液を撹拌する (容器を振る) 必要がありますが、より技術的に高度な方法があります。 泡発生器（水族館から）を容器に取り付けると、泡が溶液を混ぜます。 サーボモーターと特別なアルゴリズムに従って「振動」を行うマイクロコントローラーを使って、振動するエッチングポットを作っている人を見たことがある。 それぞれに独自のニュアンスがあり、記事が非常に長くなってしまうため、ここでは各オプションを詳しく検討しません。 最初のボードに最適な最も簡単な方法を説明しました。
待っています、急ぐ必要はありません！
エッチングプロセスが終了したことは非常に簡単に理解できます。黒トナーの間に箔の痕跡はなくなります。 このような場合は、ボードを取り外してください。
次に、それを水中に入れて、残った溶液を洗い流します。 アルコールまたはアセトンを使用してトナーを洗い流すと、その下にフォイルの痕跡が残るはずです。 すごいですね、大丈夫ですか？ 「エッチングが不十分」な場所はありますか? どこかに「オーバーエッチング」された場所はありますか? 素晴らしい！ 先に進むことができます!
注: 生産のこの段階で欠陥が発生した場合は、欠陥を破棄して最初からやり直すか、修正するかという重大な選択を迫られます。 それは、欠陥がどの程度深刻であるか、そして作業に対する要求がどの程度高いかによって異なります。
次の段階では、基板に錫メッキを施します。 主に 2 つの方法があります。 最初のものは最も単純です。 はんだ付けフラックス（私はLTI-120を使用していますが、はんだ付け領域にひどい汚れを残すロジンワニスのようなものではなく、アルコールベースのもので、はるかに軽いです）を使用し、それを付けた状態で基板にたっぷりと潤滑します。片側。 私たちははんだと幅広の先端を持つはんだごてを取り、基板に錫メッキを開始します。 フォイル全体をはんだで覆います。
注: はんだごてをトラックの上に長時間放置しないでください。 Textolite にはさまざまな品質があり、一部のトラック、特に薄いトラックは非常に簡単に脱落します。 気をつけて！
この場合、はんだの縞や見た目が不快な隆起が基板上に現れる可能性がありますので、はんだ除去用編組を使用して対処することをお勧めします。 掃除が必要な場所には 余分なはんだこれを実行すると、余分なはんだがすべて除去され、平らな表面が残ります。
注: すぐに三つ編みを先端に巻き付けて、すぐにそれを固定することもできます。これはさらに簡単になる可能性があります。
この方法は優れていますが、ボードの見た目を美しくするには、ある程度の経験とスキルが必要です。
2 番目の方法はより複雑です。 あなたは必要になるでしょう 金属製の容器、そこで水を沸騰させることができます。 容器に水を注ぎ、スプーンを数杯加えます クエン酸そしてガスを入れて沸騰させます。 はんだは単純なものではなく、ローズ合金（摂氏約 100 度）などの低融点のものを使用してください。 いくつかのボールを底に投げると、ボールが溶けていることがわかります。 次に、これらのボールの上に基板を投げ、棒（手を火傷しないように木製のものが望ましい）を取り、綿ウールで包み、基板をこすり始め、トラックに沿ってはんだを分散させます。基板全体にはんだが均一に分布します。
この方法は非常に優れていますが、より高価であり、その中でツールを使用する必要があるため、コンテナを選択する必要があります。 側面が低いものを使用する方が良いです。
注: この操作は長時間行う必要があるため、ウィンドウを開いたほうがよいでしょう。 経験を積めばもっと速くなれるはずです。
注: ローズ合金は壊れやすいため、あまりよく言わない人が多いですが、この方法を使用した錫めっきボードには非常に適しています。
注: 私自身はこの方法が好きではありません。なぜなら、最初の基板を作ったときにこの方法を使おうとしたのですが、工具を使わずにブリキ缶の中でこの基板を「調理」するのがいかに不便だったかをよく覚えています。ひどかった！ でも今...
どちらの方法にも長所と短所があり、選択はあなたの能力、願望、スキルによってのみ決まります。
注: さらに、マルチメーターを使用してボードをテストして、交差すべきではないトラックの交差がないこと、ランダムな「ノズル」やその他の予期せぬものが存在しないことを確認することをお勧めします。 問題が検出された場合は、はんだごてを使用して余分なはんだを取り除き、カッターナイフを使用して慎重に接続を外します。 必要な場所。 これは、基板の一部の箇所でエッチングが不十分であることを意味する場合がありますが、問題ありません。
これを行うには、小さなドリルとドリルビットを使用します。 現在、プリント基板用の特殊なドリルが、ドリルに特殊な研磨と特殊な溝を備えて販売されています。 最初は厚さ0.6mmの普通の金属用ドリルを使用していましたが、その後専用のドリルに切り替えたところ、結果は非常に良好でした。 まず、私の予算のドリルでも、ほとんど労力をかけずに、どの PCB でも問題なく穴あけできます。 ドリル自体がドリルに「食い込み」、工具も一緒に引っ張ります。 第二に、文字通り PCB を「引き裂く」標準的なドリルとは異なり、バリがなく、きちんとした出入りの穴が残ります。 第三に、このドリルはほとんど滑りません。 最初に正しく理解する必要があるだけです 適切な場所そしてそれはどこにも行きません。 道具ではなく奇跡です！ ただし、通常のドリルよりも少し高価です。
注: 「正しい位置にすぐに到達する」には、千枚通しまたはパンチ用の特別なツールを使用することをお勧めします。ただ、あまりにも深く切り込みすぎないでください。ドリルが間違った方向に向かう可能性があります。 また、このドリルには欠点が 1 つあります。壊れやすいため、使用することをお勧めします。 特殊な機械穴を開けるか、ドリルを厳密に垂直に保持します。 信じてください、とても簡単に壊れてしまいます。 特に0.3 mmまたは0.2 mmの穴を開ける必要がある場合は、これはすでにジュエリーの仕事です。
準備ができて！ それだけです！ 細いワイヤーでスルーホールをはんだ付けすると、基板上にきれいな半球ができて、とても見栄えがします。 あとは、回路のすべてのコンポーネントをはんだ付けして、動作することを確認するだけですが、これについては別の記事で取り上げます。 私が得たものは次のとおりです。
それだけです。 もう一度強調したいのは、ここでは私が LUT に関して見つけたすべての資料と私の経験を要約しようとしただけであるということです。 少し長くなりましたが、いずれの場合も、目的を達成するには多くのニュアンスを考慮する必要があります。 最高の結果. 最後のヒント私があなたに言えることは、ボードを作るためには挑戦する必要があるということです。熟練には経験が伴うからです。 そして最後にもう一度エピグラフを引用します。「...そして経験は困難な間違いの子です...」
ご質問がある場合は、コメントに残していただけます。 建設的なご批判もいただければ幸いです。
今日は少し変わった役割で、ガジェットについてではなく、その背後にあるテクノロジーについて話します。 1か月前、私たちはカザンにいて、そこでナビゲーターキャンパスの仲間たちと会いました。 同時に、近くの（まあ、比較的近い）プリント基板の生産工場、テクノテックを訪問しました。 この投稿は、同じプリント基板がどのように製造されるかを理解する試みです。 
では、私たちのお気に入りの機器用のプリント基板はどのように作られるのでしょうか?
工場は基板の製造方法を最初から最後まで熟知しています - お客様の技術仕様に従った基板の設計、ガラス繊維ラミネートの製造、片面および両面プリント基板の製造、多層プリント基板の製造、マーキング、テスト、手動および自動基板の組み立てやはんだ付けなど。
まず、彼らがどのようにそれを行うのかをお見せします 両面ボード。 彼らの技術プロセスは、OPP の製造中に裏面の作業を行わないことを除いて、片面プリント回路基板の製造と何ら変わりません。
基板の製造方法について
一般に、プリント基板の製造方法はすべて、次の 2 つの大きなカテゴリに分類できます。 追加-加算) および減算 (ラテン語から) 減算-減算)。 サブトラクティブ技術の例としては、よく知られた LUT (レーザーアイロン技術) とそのバリエーションがあります。 この技術を使用してプリント基板を作成するプロセスでは、グラスファイバーのシート上の将来のトラックをレーザー プリンターのトナーで保護し、塩化第二鉄で不要なものをすべて剥がします。 逆に、付加的な方法では、導電性トラックが何らかの方法で誘電体の表面に堆積されます。
半加算法 (組み合わせとも呼ばれる) は、古典的な加算法と減算法を組み合わせたものです。 この方法を使用した PCB の製造中に、導電性コーティングの一部がエッチングされることがあります (場合によっては塗布直後に) が、一般にこれはサブトラクティブ法よりも速く、簡単に、より安価に行われます。 ほとんどの場合、これはトラックの厚さの大部分が電気めっきやメッキによって増加するという事実の結果です。 化学的方法、エッチングされる層は薄く、電気めっきの導電性コーティングとしてのみ機能します。
具体的に組み合わせた方法をご紹介します。
複合ポジ法（セミアディティブ法）による2層プリント基板の製造
ガラス繊維積層板の製造
このプロセスは、フォイルグラスファイバーラミネートの製造から始まります。 グラスファイバーは、グラスファイバーの薄いシート (密度の高い光沢のある布地のように見えます) で構成され、エポキシ樹脂を含浸させてシートに重ねてプレスした素材です。 グラスファイバーシート自体もそれほど単純ではなく、（シャツの通常の生地のように）薄い細い糸で織られています。 普通のガラス。 非常に薄いので、どの方向にも簡単に曲げることができます。 次のようになります。
ウィキペディアの長い苦しみの写真で繊維の方向を確認できます。
ボードの中央で、明るい部分はカットに対して垂直に走っている繊維で、わずかに暗い部分は平行です。
たとえば、この記事から覚えている限り、ティベリウスの顕微鏡写真では次のようになります。
それでは、始めましょう。
グラスファイバー生地は、次のリールで生産に供給されます。 
部分的に硬化したエポキシ樹脂がすでに含浸されています - この材料は英語からプリプレグと呼ばれます 前-私は プレグネイテッド - 事前に含浸されています。 樹脂はすでに部分的に硬化しているため、液体状態ほど粘着性はなくなり、樹脂で汚れることを心配せずにシートを手で持ち上げることができます。 樹脂はホイルを加熱したときにのみ液体になり、その後完全に固化するまでの数分間だけです。
必要な数の層と銅箔がこの機械で組み立てられます。 
そしてこちらがホイルのロールそのものです。 
次に、キャンバスを細かく切断し、人間の身長 2 つ分の高さの印刷機に送り込みます。 
写真は制作マネージャーのウラジミール・ポタペンコ氏。
プレス中の加熱技術は興味深い方法で実装されています。プレスの一部ではなく、箔自体が加熱されます。 電流がシートの両側に供給され、フォイルの抵抗により、将来のグラスファイバーのシートが加熱されます。 プレスは非常に低い圧力で行われ、PCB 内に気泡が発生するのを防ぎます。 
プレスすると、熱と圧力により樹脂が軟化して空隙を埋め、重合後に単一のシートが得られます。
このような： 
特別な機械を使用して回路基板用のブランクに切断されます。 
Technotech では 2 種類のブランクを使用します: 305x450 - 小グループ用ブランク、457x610 - 大規模ブランク
その後、ブランクごとに路線図が印刷され、旅が始まります…。 
ルートカードは、運行リスト、料金に関する情報、バーコードが記載された紙です。 オペレーションの実行を制御するには、注文や技術プロセスなどに関するすべての情報が含まれる 1C 8 が使用されます。 実行後 次のステージ生産時には、ルートシート上のバーコードがスキャンされ、データベースに入力されます。
穴あけブランク
単層および二層プリント基板の製造の最初のステップは、穴あけです。 多層基板の場合はさらに複雑になりますが、それについては後で説明します。 ルートシートを備えたブランクが掘削セクションに到着します。 
穴あけ用のパッケージがブランクから組み立てられます。 これは、1 ～ 3 枚の同一のプリント基板ブランクとアルミ箔からなる基板 (合板タイプの材料) で構成されています。 フォイルは、ドリルがワークピースの表面に触れているかどうかを判断するために必要です。これが、機械がドリルが壊れているかどうかを判断する方法です。 ドリルを握るたびに、ドリルの長さとレーザーでの研ぎを制御します。
パッケージを組み立てた後、このマシンに置きます。
とても長いので、この写真はいくつかのフレームからつなぎ合わせなければなりませんでした。 これはスイスのPosalux社の機械ですが、残念ながら正確なモデルはわかりません。 特性的にはこれに近いです。 電圧400Vの三相電源の3倍を消費し、動作時は20kWを消費します。 機械の重量は約8トンです。 異なるプログラムを使用して 4 つのパッケージを同時に処理できるため、1 サイクルあたり合計 12 枚のボードが得られます (当然、1 つのパッケージ内のすべてのワークピースは同じ方法で穴あけされます)。 穴あけサイクルは、複雑さと穴の数に応じて、5 分から数時間の範囲です。 平均所要時間は約20分です。 テクノテックにはこのようなマシンが合計 3 台あります。
プログラムは個別に開発され、ネットワーク経由でダウンロードされます。 オペレーターが行う必要があるのは、バッチ バーコードをスキャンし、ブランクのパッケージを中に入れることだけです。 ツールマガジン容量: 6000 個のドリルまたはカッター。
近くにはドリルを備えた大きなキャビネットがありますが、オペレーターは各ドリルの研ぎを制御したり交換したりする必要はありません。機械は常にドリルの磨耗の程度を認識しています。各ドリルで何個の穴を開けたかをメモリに記録します。ドリル。 資源が枯渇すると、彼自身がドリルを新しいものと交換します。古いドリルはコンテナから降ろされて再研磨のために送られるだけです。
機械の内部はこんな感じです。
穴あけ後、ルートシートとベースにマークが付けられ、ボードは段階的に次の段階に送られます。
ワークの洗浄、活性化、化学銅めっき。
機械は穴あけ中および穴あけ後に独自の「掃除機」を使用しますが、ボードと穴の表面から汚れを取り除き、次の技術的な作業に備える必要があります。 まず、基板は機械研磨剤を含む洗浄液で簡単に洗浄されます。 
表記は左から右へ「ブラシ洗浄室上下」、「洗浄室」、「ニュートラルゾーン」。
ボードはきれいになり、ピカピカになります。
この後、同様の設備で表面活性化処理を行う。 サーフェスごとに次のように入力します シリアルナンバー表面活性化は、基板の層間にビアを作成するために穴の内面に銅を堆積するための準備です。 銅は準備されていない表面には定着できないため、基板は特別なパラジウムベースの触媒で処理されます。 パラジウムは銅とは異なり、どのような表面にも容易に堆積し、その後銅の結晶化中心として機能します。 アクティベーションのインストール:
この後、別の同様の設備でいくつかの槽を連続して通過し、ワークピースの穴に薄い (1 ミクロン未満の) 銅の層が形成されます。 
次に、この層は亜鉛メッキによって 3 ～ 5 ミクロンに増加します。これにより、層の酸化や損傷に対する耐性が向上します。
フォトレジストの塗布と露光、未露光領域の除去。
次に、基板はフォトレジスト塗布エリアに送られます。 閉鎖されているため中には入れてもらえず、基本的にはクリーンルームだったので、ガラス越しの写真に限定します。 『Half-Life』でも似たようなことを見ました（天井からパイプが落ちてくる話です）。 
実は、ドラム上の緑色の膜はフォトレジストです。
次に、左から右へ（最初の写真）、フォトレジストを塗布するための 2 つの設備、次に事前に用意された写真テンプレートを使用した照明用の自動および手動フレームです。 自動フレームには、基準点と穴との位置合わせ公差を考慮した制御機能があります。 マニュアルフレームでは、マスクと基板の位置合わせを手作業で行います。 シルクスクリーン印刷とソルダーマスクが同じフレーム上に表示されます。 次は基板の現像と洗浄の取り付けですが、ここまでは行けなかったのでこの部分の写真はありません。 しかし、そこには興味深いものは何もありません。「活性化」とほぼ同じコンベアで、ワークピースは異なる溶液を含むいくつかのバスを連続的に通過します。
そして、前景には、これらと同じ写真テンプレートを印刷する巨大なプリンターがあります。
これが適用、露光、現像されたボードです。
後で使用する領域にはフォトレジストが適用されることに注意してください。 しない銅 - マスクは、LUT や自家製フォトレジストのようなポジティブではなく、ネガティブです。 これは、将来、将来の線路の領域で堆積が発生するためです。
これもポジティブマスクです。
これらの操作はすべて、非化学作用のある照明の下で行われます。そのスペクトルは、フォトレジストに影響を与えず、同時に特定の部屋での人間の作業に最大限の照明を提供するように選択されます。
私は意味がわからないアナウンスが大好きです。
ガルバニックメタライゼーション
今、それは女王陛下、つまりガルバニックメタライゼーションを経て実現しました。 実際、化学銅の薄い層が構築される前の段階で、それはすでに実行されていました。 しかし今後は、層の厚さが 3 ミクロンから 25 ミクロンにさらに増加します。これは、ビア内の主電流を伝導する層です。 これは次の浴槽で行われます。 
電解質の複雑な組成物が循環する場所:
そして、特別なロボットが、プログラムされたプログラムに従って、ボードをある浴槽から別の浴槽に引きずり込みます。
銅めっきの 1 サイクルには 1 時間 40 分かかります。 1 つのパレットで 4 つのワークを処理できますが、1 つのバス内にそのようなパレットが複数存在する場合があります。
メタルレジストの成膜
次の操作は別のガルバニック メタライゼーションです。ここで堆積される材料は銅ではなく、POS (鉛 - 錫はんだ) です。 そして、コーティング自体は、フォトレジストと類推して、メタルレジストと呼ばれます。 ボードはフレームに取り付けられます。 
このフレームは、すでによく知られているいくつかのガルバニック バスを通過します。
そしてそれはPOSの白い層で覆われています。 背景には、まだ処理されていない別のボードが見えます。
フォトレジスト除去、銅エッチング、金属レジスト除去
これでフォトレジストが基板から洗い流され、その機能が完了しました。 銅基板上には金属レジストで覆われた痕跡が残っています。 この設置では、銅をエッチングするが金属レジストには触れない、扱いにくい溶液でエッチングが行われます。 私が覚えている限りでは、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、水酸化アンモニウムで構成されています。 エッチング後の基板は次のようになります。
ボード上のトラックは、銅の最下層とガルバニック POS の最上層の「サンドイッチ」です。 ここで、さらに巧妙な別の解決策を使用して、別の操作が実行されます。銅層に影響を与えることなく POS 層が除去されます。
確かに、PIC が取り外されずに特別な炉で溶解される場合もあります。 または、基板は熱間錫メッキ (HASL プロセス) を受けます。 大浴場はんだ付き。 まず、ロジンフラックスでコーティングされます。
そしてそれはこのマシンにインストールされています:
彼は基板をはんだ槽に降ろし、すぐに基板を引き抜きました。 気流によって余分なはんだが吹き飛ばされ、基板上には薄い層だけが残ります。 お支払いはこんな感じです。
しかし実際には、この方法は少し「野蛮」で、基板、特に多層基板ではあまりうまく機能しません。溶融はんだに浸されると基板は温度ショックを受け、基板上ではあまりうまく機能しません。 内部要素多層ボードと薄い単層および二層トラック。
浸漬金または銀で覆う方がはるかに優れています。 興味のある方のために、浸漬コーティングに関する非常に有益な情報をいくつか紹介します。
私たちが浸漬塗装現場を訪れなかったのは、ありきたりな理由でした。閉まっており、鍵を手に入れるのが面倒だったということです。 それは残念だ。
電気検査
次に、ほぼ完成した基板が目視検査と電気テストのために送られます。 電気テストでは、すべての接触パッドの接続がチェックされ、断線がないかどうかが確認されます。 とても面白く見えます。マシンがボードを保持し、すぐにプローブをボードに突き刺します。 このプロセスのビデオは私のサイトで見ることができます インスタグラム（ちなみに、そこで購読することもできます）。 そして、写真形式では次のようになります。 
左側の大きな機械は電気試験です。 そして、これがプローブ自体の近くです:
ただし、ビデオでは 4 つのプローブを備えた別のマシンがありましたが、ここでは 16 個のプローブがあり、4 つのプローブを備えた 3 つの古いマシンをすべて組み合わせたよりもはるかに高速であると述べています。
ソルダーマスクの塗布とパッドのコーティング
次 技術的プロセス- はんだマスクを適用します。 その同じ緑（まあ、ほとんどの場合は緑ですが、一般的には非常に緑になる可能性があります） 異なる色) ボードの表面に見られるコーティング。 用意した基板： 
それらはこのマシンに入れられます。
これにより、薄いメッシュを通してボードの表面に半液体マスクが広がります。
ちなみにアプリ動画は以下からもご覧いただけます インスタグラム(そして購読もしてください:)
この後、基板はマスクがくっつかなくなるまで乾燥され、上で見たのと同じ黄色の部屋に展示されます。 この後、未露光のマスクが洗い流され、接触パッチが露出します。
その後、それらはカバーされます 仕上げ塗装- 熱間錫めっきまたは浸漬コーティング:
そしてマーキングはシルクスクリーン印刷で施されています。 これらは (ほとんどの場合) 白い文字で、どのコネクタがどこにあるか、どの要素がそこにあるかを示します。
2 つのテクノロジーを使用して適用できます。 最初のケースでは、すべてはんだマスクの場合と同じように起こりますが、組成の色が異なるだけです。 基板全面に塗布して露光し、紫外線で硬化しなかった部分を洗い流します。 2 番目のケースでは、扱いにくいエポキシ化合物を使用して印刷する特別なプリンターによって適用されます。
それはより安く、そしてはるかに速いです。 ちなみに、軍はこのプリンターを好んでおらず、ボードの要件にマーキングはフォトポリマーのみで適用されると常に明記しており、主任技術者はこれに非常に腹を立てています。
スルーホールメタライゼーション法による多層プリント基板の製造：
私が上で説明したことはすべて、片面および両面プリント基板にのみ当てはまります（ちなみに、工場では誰もそのように呼んでいません。誰もが OPP または DPP と言います）。 多層基板 (MPC) は同じ装置で製造されますが、若干異なるテクノロジーが使用されています。 穀粒の製造
コアは、銅導体がその上にある薄い PCB の内層です。 このようなコアは 1 つのボード (さらに 2 つの側面 - 3 層ボード) に 1 つから 20 まで存在できます。コアの 1 つはゴールドと呼ばれます。これは、それが基準として使用されることを意味します。他のすべてのコアが配置される層です。セット。 カーネルは次のようになります。 
それらは通常のボードとまったく同じ方法で作られていますが、グラスファイバーラミネートの厚さが通常0.5 mmと非常に薄いことだけが異なります。 シートは非常に薄いので、厚紙のように曲げることができます。 銅箔がその表面に貼り付けられ、その後、塗布、フォトレジストの露光、エッチングという通常のすべての段階が行われます。 この結果は次のシートになります。
製造後、フォトマスクを使用して基板のパターンを光と比較する機械でトラックの完全性がチェックされます。 さらに、視覚的な制御もあります。 そしてそれは本当に視覚的です - 人々は座って空白を眺めます。
場合によっては、制御段階の 1 つで次のような判断が下されます。 質の悪い空白の 1 つ (黒い十字):
この欠陥が発生した基板は引き続き完全に製造されますが、切断された後、欠陥のある基板はゴミ箱に捨てられます。 すべての層が作成されテストされた後、次の技術的な操作が始まります。
穀粒を袋にまとめてプレスする
これは「プレスエリア」と呼ばれる部屋で行われます。 
ボードのコアは次のように配置されます。
その隣にはレイヤーの位置を示す地図があります。
その後、半自動基板プレス機が登場します。 その半自動の性質は、オペレーターが彼女の命令に従って、特定の順序でカーネルを与えなければならないという事実にあります。
絶縁のために転写し、プリプレグシートで接着します。
そして魔法が始まります。 機械はシートをつかんで作業フィールドに移送します。
そして、金の層に対して基準穴に沿ってそれらを位置合わせします。
次に、ワークピースはホットプレスに送られ、層が加熱および重合された後、冷却プレスに送られます。 この後、同じグラスファイバーシートが届きますが、これは2層プリント基板のブランクと何ら変わりません。 でも彼の中には やさしい心形成されたトラックを備えたいくつかのコアですが、まだ互いに接続されておらず、重合プリプレグの絶縁層によって分離されています。 その後、プロセスは前に説明したのと同じ段階を経ます。 確かに、若干の違いはあります。
穴あけブランク
OPP および DPP パッケージを穴開け用に組み立てる場合、中心を合わせる必要はなく、ある程度の公差を許容して組み立てることができます。これはまだ最初の段階です。 技術的操作、そして他の誰もがそれに導かれるでしょう。 しかし、多層プリント基板のパッケージを組み立てる場合、内部層を接着することが非常に重要です。ドリルで穴を開けるとき、穴はコアのすべての内部接点を通過し、メタライゼーション中にそれらをエクスタシーで接続する必要があります。 したがって、パッケージは次のようにマシン上で組み立てられます。 
X線です ボール盤これは、textolite の内部金属基準マークを透視し、その位置に基づいて、パッケージをボール盤に取り付けるための留め具が挿入される基本的な穴をドリルで開けます。
メタライゼーション
その後、すべてが簡単になります - ワークピースの穴あけ、洗浄、活性化、金属化が行われます。 穴のメタライゼーションにより、プリント基板内のすべての銅ヒールが接続されます。 
したがって、完成 電子回路プリント基板の内部。
チェックと研磨
次に、各基板からピースが切り出され、研磨され、すべての穴が良好であることを確認するために顕微鏡で検査されます。 
これらの部分はセクションと呼ばれ、プリント基板を横方向に切断したもので、基板全体の品質と、中央層とビアの銅層の厚さを評価できます。 この場合、研磨が許可されるのは個別の基板ではなく、注文で使用される基板の端から特別に作られたビア径のセット全体です。 透明なプラスチックで満たされた薄いセクションは次のようになります。
フライス加工またはスクライビング
次に、グループブランク上のボードをいくつかの部分に分割する必要があります。 これはフライス盤で行われます。 
フライスで目的の輪郭を切り出します。 もう 1 つのオプションはスクライビングです。これは、ボードの輪郭を切り出すのではなく、丸いナイフでカットする場合です。 これはより速くて安価ですが、複雑な輪郭や内部の切り欠きを持たずに、長方形のボードのみを作成できます。 書き込みボードは次のとおりです。
そして、これが製粉されたものです：
ボードの製造のみが注文された場合、これですべてが終了します。ボードは山に置かれます。
同じルート シートになります。
そして送られるのを待っています。
組み立てと密閉が必要な場合でも、この先には興味深いものがまだあります。
組み立て
その後、必要に応じて基板は組み立てエリアに送られ、そこではんだ付けされます。 必要なコンポーネント。 私たちが手動で組み立てることについて話しているなら、すべてが明らかです、座っている人々がいます（ちなみに、彼らのほとんどは女性です、私が彼らのところに行ったとき、私の耳はテープレコーダーからの歌で耳が丸まりました、「神様、なんてことだろう」男"）：
そして彼らは集めます、彼らは集めます：
しかし、自動アセンブリについて話すと、すべてがはるかに興味深いものになります。 これは、はんだペーストの塗布から熱プロファイルのはんだ付けまで、あらゆる作業を行う 10 メートルの長い設置環境で発生します。
ちなみに、すべて真剣です。 ラグもそこに接地されています。
先ほども述べたように、すべては、プリント基板を備えた未カットのシートが機械の最初に金属テンプレートとともに取り付けられるという事実から始まります。 型紙に厚めに塗ります 半田付け上から通過するスキージ ナイフにより、正確に測定された量のペーストがテンプレートの凹部に残ります。
テンプレートが持ち上げられ、はんだペーストが基板上の正しい位置に配置されます。 コンポーネントが入ったカセットは、次のコンパートメントに取り付けられます。
各コンポーネントは、対応するカセットに挿入されます。
マシンを制御するコンピューターには、各コンポーネントがどこに配置されているかが通知されます。
そして基板上に部品を配置し始めます。
こんな感じです（私の動画ではありません）。 永久に視聴できます:
コンポーネント取り付けマシンは Yamaha YS100 と呼ばれ、1 時間あたり 25,000 個のコンポーネントを取り付けることができます (1 個にかかる時間は 0.14 秒)。
次に、ボードはストーブの高温ゾーンと低温ゾーンを通過します（高温部の 300 °C に対して、低温とは「わずか」 140 °C を意味します）。 厳密に定義された温度で各ゾーンで厳密に定義された時間を費やすと、はんだペーストが溶けて、素子の脚とプリント回路基板を含む 1 つの全体を形成します。
はんだ付けされた基板は次のようになります。
全て。 基板は必要に応じて切断され、すぐに顧客に届けられるように梱包されます。
例
最後に、テクノテックができることの例を紹介します。 たとえば、BGA コンポーネントや HDI ボードなどの多層ボード (最大 20 層) の設計と製造: 
C はすべて「番号付き」軍承認を取得しています (はい、各ボードには番号と製造日が手動でマークされています。これは軍によって要求されています):
当社または顧客のコンポーネントから、ほぼあらゆる複雑さのボードを設計、製造、組み立てします。
そして、HF、電子レンジ、金属化された端と金属ベースを備えたボード（残念ながら、これの写真は撮りませんでした）。
もちろん、基板の迅速なプロトタイプという点では、彼らは Resonit の競合他社ではありませんが、5 個以上の部品がある場合は、生産コストを彼らに尋ねることをお勧めします。彼らは本当に民間の注文に取り組みたいと考えています。
それでも、ロシアではまだ生産が行われています。 彼らが何と言おうとも。
最後に、息を整えて天井を見上げ、パイプの複雑さを理解してみてください。 
に関する規約 具体例。 たとえば、基板を 2 枚作成する必要があります。 1 つは、あるタイプのケースから別のタイプのケースへのアダプターです。 2 つ目は、大型チップを次のものに置き換えることです。 BGAパッケージ 2 つの小さいものは TO-252 パッケージで、3 つの抵抗が付いています。 基板サイズ: 10x10 および 15x15 mm。 プリント基板の製造には、フォトレジストを使用する方法と「レーザーアイロン」方法の 2 つのオプションがあります。 「レーザーアイロン」という方法を使います。
自宅でプリント基板を作るプロセス
1. プリント基板設計を準備します。 私は DipTrace プログラムを使用しています。便利で、高速で、高品質です。 私たちの同胞によって開発されました。 一般に受け入れられている PCAD とは異なり、非常に便利で快適なユーザー インターフェイスです。 PCAD PCB 形式への変換があります。 多くの国内企業がすでに DipTrace 形式を受け入れ始めていますが。
DipTrace では、将来の作成物を大量に確認する機会があり、非常に便利で視覚的です。 これが私が得るべきものです（ボードはさまざまな縮尺で表示されています）。
2. まず、PCB にマークを付け、プリント回路基板用のブランクを切り出します。
3. トナーをケチることなく、可能な限り最高の品質でプロジェクトを鏡像で表示します。 多くの実験の結果、この用紙に選ばれたのはプリンター用の厚手のマットフォト用紙でした。
4. 基板ブランクの洗浄と脱脂を忘れないでください。 脱脂剤がない場合は、消しゴムを使ってグラスファイバーの銅をこすってください。 次に、通常のアイロンを使用して、トナーを紙から将来のプリント基板に「溶接」します。 紙がわずかに黄色になるまで、軽く圧力をかけながら3〜4分間保持します。 火力を最大に設定しました。 より均一に加熱するために、上に別の紙を置きます。そうしないと、画像が「浮く」可能性があります。 大事なポイントここ - 加熱と圧力の均一性。
5.この後、ボードを少し冷ましてから、紙が貼り付けられたワークピースを水、できれば熱い水の中に置きます。 写真用紙はすぐに濡れるので、1 ～ 2 分後に上の層を慎重に剥がすことができます。
将来の導電パスが集中している場所では、紙が基板に特に強く貼り付きます。 まだ触れていません。
6. ボードをさらに数分間浸します。 残った紙は消しゴムを使ったり、指でこすったりして慎重に取り除きます。
7. ワークを取り出します。 乾燥させます。 トラックがあまり鮮明でない場合は、細い CD マーカーを使用して明るくすることができます。 ただし、すべてのトラックが同じようにクリアで明るいものになることが望ましいです。 これは、1) アイロンによるワークピースの均一性と十分な加熱、2) 紙を取り除くときの精度、3) PCB 表面の品質、および 4) 紙の適切な選択に依存します。 最後の点を試して、最適なオプションを見つけることができます。
8. 将来の導体トラックが印刷されたワークピースを塩化第二鉄溶液に置きます。 1.5 ～ 2 時間毒を入れます。待っている間、「お風呂」に蓋をしましょう。煙はかなり腐食性で有毒です。
9.完成したボードを溶液から取り出し、洗浄して乾燥させます。 レーザー プリンタのトナーは、アセトンを使用してボードから簡単に洗い流すことができます。 ご覧のとおり、幅 0.2 mm の最も細い導体でも非常に良好な結果が得られました。 残りわずかです。
10.「レーザーアイロン」法で作ったプリント基板に錫メッキを施します。 残ったフラックスをガソリンやアルコールで洗い流します。
11. 残っているのは、基板を切り取って無線要素を取り付けることだけです。
結論
ある程度のスキルがあれば、「レーザーアイロン」方法は家庭で簡単なプリント基板を作成するのに適しています。 0.2 mm 以上の短い導体が非常に明確に得られます。 太い導体は非常に良好な結果をもたらします。 準備、紙の種類やアイロンの温度の選択、エッチング、錫メッキなどの実験にかかる時間は約 3 ～ 5 時間です。 ただし、会社にボードを注文するよりもはるかに高速です。 現金コストも最小限で済みます。 一般に、単純な予算のアマチュア無線プロジェクトでは、この方法の使用をお勧めします。
レーザー プリンタが利用できるようになると、アマチュア無線家は LUT と呼ばれるプリント基板製造技術を使用します。 ただし、このようなデバイスは私たちの時代でも非常に高価であるため、どの家庭でも利用できるわけではありません。 フォトレジスト膜を用いた製造技術もあります。 ただし、これを使用するにはプリンターも必要ですが、インクジェットプリンターも必要です。 すでに簡単ですが、フィルム自体は非常に高価なので、初心者のアマチュア無線家は、最初は利用可能な資金を良いはんだ付けステーションやその他のアクセサリに費やす方が良いでしょう。
プリンターを使わずに家庭で満足のいく品質のプリント基板を作ることは可能でしょうか? はい。 できる。 しかも、資料に書かれている通りにやれば、お金も時間もほとんどかからず、品質も非常に高いものになります。 ともかく 電気そのような道を喜んで「走ります」。
必要な工具と消耗品のリスト
まずは、なくてはならないツール、デバイス、消耗品を準備することから始めましょう。 家庭でプリント基板を製造するための最も予算に優しい方法を実装するには、次のものが必要です。- 図面デザインを行うためのソフトです。
- 透明ポリエチレンフィルム。
- 細いテープ。
- マーカー。
- フォイルグラスファイバー。
- サンドペーパー。
- アルコール。
- 不要な歯ブラシ。
- 直径0.7～1.2mmの穴を開ける工具です。
- 塩化第二鉄。
- エッチング用のプラスチック容器です。
- 絵の具を塗るための刷毛。
- はんだごて。
- 半田。
- 液体フラックス。
PCB 設計ソフトウェアは現在存在します 大量の、しかし初心者のアマチュア無線にとって最も重要なのは シンプルなオプションスプリントレイアウトになります。 インターフェースは使いこなすのが簡単で、無料で使用でき、一般的な無線コンポーネントの膨大なライブラリがあります。
モニターのパターンを転写するにはポリエチレンが必要です。 たとえば、教科書の古い表紙から、より硬いフィルムを選択する方が良いです。 モニターへの貼り付けには、どのようなテープでも適しています。 狭いものを選択する方が良いです - 剥がしやすくなります（この手順はモニターに損傷を与えません）。
これは厄介なテーマなので、マーカーをさらに詳しく見る価値があります。 原則として、デザインをポリエチレンに転写するには、どのオプションも適しています。 ただし、グラスファイバー箔に絵を描くには、特別なマーカーが必要です。 しかし、プリント基板を描くための非常に高価な「特別な」マーカーを買わずにお金を節約するためのちょっとしたコツがあります。 実際のところ、これらの製品は、事務用品店で5〜6倍安く販売されている通常の油性マーカーとその特性にまったく違いはありません。 ただし、マーカーには「Permanent」という刻印がなければなりません。 そうしないと何も機能しません。
フォイル加工されたグラスファイバーラミネートであればどれでも使用できます。 厚い方が良いです。 初心者にとって、そのような素材を扱うのははるかに簡単です。 それをきれいにするには、約1000単位のグリットサイズのサンドペーパーとアルコール（薬局で入手可能）が必要です。 最後の消耗品は、女性が住んでいる家ならどこでも手に入るマニキュア混合液で代用できます。 ただし、この製品はかなり悪臭があり、消えるまでに時間がかかります。
ボードに穴を開けるには、特別なミニドリルまたは彫刻機を使用することをお勧めします。 ただし、より安価なルートを選択することもできます。 小さなドリル用のコレットまたはジョーチャックを購入し、それを通常の家庭用ドリルに適合させるだけで十分です。
塩化第二鉄は他のもので代替可能 化学薬品、おそらくあなたの家にすでにあるものを含みます。 例えば、クエン酸の過酸化水素溶液が適している。 エッチング基板用に塩化第二鉄の代替組成物がどのように調製されるかについての情報は、インターネットで簡単に見つけることができます。 注意を払う価値がある唯一のことは、そのような化学物質を入れる容器です - それはプラスチック、アクリル、ガラスであるべきですが、金属ではありません。
はんだごて、はんだ、液体フラックスについては、これ以上詳しく話す必要はありません。 アマチュア無線家がプリント基板の作成を考えたことがあるなら、おそらくこれらのことにはすでに精通しているでしょう。
基板設計の開発とテンプレートへの転送
上記のすべてのツール、デバイス、および 消耗品準備ができたら、ボードの開発を開始できます。 製造されているデバイスが独特でない場合は、その設計をインターネットからダウンロードする方がはるかに簡単です。 JPEG 形式の通常の描画でも十分です。
より複雑なルートに進みたい場合は、自分でボードを描きます。 このオプションは、元のボードを組み立てるのに必要な無線コンポーネントがまったく同じでない場合など、避けられないことがよくあります。 したがって、コンポーネントを類似品と交換する場合は、グラスファイバー上にコンポーネント用のスペースを割り当て、穴とトラックを調整する必要があります。 プロジェクトがユニークな場合は、ボードを一から開発する必要があります。 これには上記のソフトウェアが必要です。
基板レイアウトの準備ができたら、あとはそれを透明なテンプレートに転送するだけです。 ポリエチレンはテープを使用してモニターに直接固定されます。 次に、既存のパターン (トラック、接触パッチなど) を単純に変換します。 これらの目的には、同じ油性マーカーを使用するのが最善です。 磨耗せず、汚れず、はっきりと見えます。
フォイルグラスファイバーラミネートの準備
次のステップは、ガラス繊維ラミネートの準備です。 まず、将来のボードのサイズにカットする必要があります。 これは少し余裕を持って行う方が良いでしょう。 フォイルグラスファイバーラミネートを切断するには、いくつかの方法のいずれかを使用できます。まず、材料は金ノコを使用して完全に切断できます。 次に、切断ホイールを備えた彫刻機をお持ちの場合、それを使用すると便利です。 第三に、グラスファイバーはカッターナイフを使用して適切なサイズに切断できます。 切断の原理はガラスカッターで作業する場合と同じです。切断線を数回に分けて適用し、その後材料を単に切断します。
ここで、保護コーティングと酸化物からグラスファイバーの銅層を除去することが不可欠です。 一番いい方法この問題を解決するには、サンドペーパーを使用するより良い方法はありません。 粒度は 1000 から 1500 単位となります。 目標は、きれいで光沢のある表面を得ることです。 銅層を剥がして鏡のように輝かせることは価値がありません。 小さな傷サンドペーパーを使用すると表面の接着力が向上しますが、これはさらに必要になります。
最後に残っているのは、ホイルのほこりや指紋を取り除くことだけです。 これを行うには、アルコールまたはアセトン（除光液）を使用します。 加工後は銅の表面には一切手を触れません。 その後の操作のために、グラスファイバーの端をつかみます。
テンプレートとグラスファイバーの組み合わせ
ここで私たちの仕事は、ポリエチレンで得られたパターンを、準備されたグラスファイバーラミネートと結合することです。 これを行うには、フィルムを目的の場所に貼り付けて配置します。 残り物は包みます 裏と同じテープを使用して取り付けられます。
穴あけ
穴を開ける前に、何らかの方法でガラス繊維ラミネートとテンプレートを表面に固定することをお勧めします。 これにより、精度が向上し、ドリルが通過する際の材料の突然の回転も防止されます。 そのような作業用のボール盤をお持ちであれば、上記の問題はまったく発生しません。
任意の速度でグラスファイバーに穴を開けることができます。 低速で動作するものもあれば、高速で動作するものもあります。 経験上、低速で操作するとドリル自体の寿命がはるかに長くなります。 これにより、壊れたり、曲がったり、研ぎに損傷を与えたりすることがより困難になります。
穴はポリエチレンに直接開けられます。 テンプレート上に描画される将来の接触パッチは、参照点として機能します。 プロジェクトで必要な場合は、すぐに必要な直径のドリルに変更します。
描画トラック
次に、テンプレートは削除されますが、捨てられません。 私たちは今でも銅のコーティングには手を触れないようにしています。 パスを描画するには、常に永続的なマーカーを使用します。 それはその跡からはっきりと見えます。 油性マーカーに含まれるニスが硬化すると、編集が非常に困難になるため、1 パスで描画することをお勧めします。
同じポリエチレンのテンプレートをガイドとして使用します。 パソコンの前で、元のレイアウトやマーキングなどのメモを確認しながら描くこともできます。 可能であれば、先端の太さが異なるマーカーを複数使用することをお勧めします。 これにより、細いパスと広範囲のポリゴンの両方をより効率的に描画できるようになります。
描画後は必ずニスの最終硬化に必要な時間を置いてください。 ヘアドライヤーで乾かすこともできます。 今後のトラックの品質はこれに依存します。
マーカートラックのエッチングとクリーニング
ここからが楽しい部分です - 基板のエッチングです。 ここには、ほとんどの人が言及していないニュアンスがいくつかありますが、それらは結果の品質に大きく影響します。 まず、パッケージの推奨事項に従って塩化第二鉄溶液を準備します。 通常、粉末は水で1:3の比率で希釈されます。 そして、これが最初のアドバイスです。 溶液をより飽和させます。 これにより、プロセスが高速化され、必要なものがすべてエッチングされる前に、描画されたパスが脱落することがなくなります。
すぐに2つ目のヒント。 溶液を入れたお風呂に浸すことをお勧めします。 お湯。 中で温めることができます 金属製の食器。 学校のカリキュラムの頃から知られているように、気温の上昇は体温の上昇を著しく加速させます。 化学反応、それが私たちの基板のエッチングです。 手続き時間の短縮は当社にとって有利です。 マーカーで作った軌跡は非常に不安定なので、液体中での酸っぱさは少ないほど良いです。 もし、 室温基板は塩化第二鉄で約 1 時間エッチングされ、その後 温水このプロセスは 10 分に短縮されます。
最後に、もう一つアドバイスを。 エッチング処理中は加熱によりエッチングが促進されますが、常に基板を動かし、反応生成物を描画ブラシで除去することをお勧めします。 上で説明したすべての操作を組み合わせることで、わずか 5 ～ 7 分で余分な銅をエッチングすることがかなり可能になります。これは、この技術の優れた結果と言えます。
手順の最後に、ボードを流水で徹底的にすすぐ必要があります。 それから乾燥させます。 残っているのは、まだ道やパッチを覆っているマーカーの痕跡を洗い流すことだけです。 これは同じアルコールまたはアセトンを使用して行われます。
プリント基板の錫メッキ
錫めっきの前に、必ずサンドペーパーで銅層をもう一度磨きます。 しかし今では線路を傷つけないように細心の注意を払って作業を行っています。 最も簡単で最も簡単な錫めっきの方法は、はんだごて、フラックス、はんだを使用する伝統的な方法です。 ローズまたはウッド合金も使用できます。 作業を大幅に簡素化できる、いわゆる液体錫も市販されています。ただし、これらの新しいテクノロジーはすべて追加のコストとある程度の経験を必要とするため、初めての使用に適しています。 古典的な方法錫メッキ。 液体フラックスが洗浄されたトラックに塗布されます。 次に、はんだをはんだこて先に集め、エッチング後に残った銅の上に広げます。 ここでトレースを温めることが重要です。そうしないと、はんだが「くっつかない」可能性があります。
ローズ合金またはウッド合金がまだある場合は、テクノロジーの外で使用できます。 はんだごてでうまく溶け、線路に沿って簡単に分配でき、塊にならないことは、アマチュア無線の初心者にとってはプラスでしかありません。
結論
上記からわかるように、家庭でプリント基板を製造するための低予算技術は、本当に利用可能で安価です。 プリンター、アイロン、高価なフォトレジストフィルムは必要ありません。 上記のすべてのヒントを使用すると、多額の資金を投資することなく最も単純な電子無線機を簡単に作成できます。これはアマチュア無線の最初の段階で非常に重要です。
この記事では、自宅でプリント基板を自分で作成するための一般的な方法、つまり LUT、フォトレジスト、手描きを分析します。 また、PPを描画するのに最適なプログラムは何ですか。
かつて、電子機器は次のような方法で取り付けられていました。 壁掛け式。 現在、この方法で組み立てられているのは真空管オーディオアンプだけです。 移動して プリント回路の設置、独自のトリック、機能、テクノロジーを備えた本物の業界に長い間変化してきました。 そしてそこにはたくさんのトリックがあります。 特にソフトウェアを作成する場合、 高周波デバイス。 (いつかPP導体の位置設計の文献や特徴をレビューしてみようと思います)
プリント回路基板 (PCB) を作成する一般原則は、電流を伝導する非導電性材料で作られた表面にトラックを適用することです。 線路は、必要な回路に従って無線コンポーネントを接続します。 その結果、損傷を恐れることなく、振ったり、持ち運んだり、場合によっては濡れても大丈夫な電子デバイスが誕生しました。
一般的に、家庭でプリント基板を作成する技術はいくつかのステップで構成されます。
- 適切なフォイルグラスファイバーラミネートを選択してください。 なぜテキストライトなのか？ 入手しやすくなります。 はい、さらに安くなります。 多くの場合、アマチュアのデバイスにはこれで十分です。
- プリント基板設計を PCB に適用する
- 余分なホイルをはがします。 それらの。 導体パターンのない基板の領域から余分な箔を取り除きます。
- コンポーネントのリード線用の穴を開けます。 リード付きのコンポーネントに穴を開ける必要がある場合。 これは明らかにチップコンポーネントには必要ありません。
- 電流が流れる経路に錫を塗る
- はんだマスクを適用します。 ボードを工場出荷時の状態に近づけたい場合はオプションです。
もう 1 つのオプションは、工場にボードを注文することです。 現在、多くの企業がプリント基板製造サービスを提供しています。 優れた工場出荷時のプリント基板が届きます。 それらは、はんだマスクの存在だけでなく、他の多くのパラメータにおいてもアマチュアのものとは異なります。 たとえば、両面 PCB がある場合、基板の穴にはメタライゼーションがありません。 ソルダーマスクの色などをお選びいただけます。 メリットはたくさんありますが、お金をだらだら過ごす時間があるだけです。
ステップ0
PCBを作成する前に、どこかにPCBを描画する必要があります。 昔ながらの方法でグラフ用紙に描画し、その描画をワークピースに転写することができます。 または、プリント基板を作成するための多くのプログラムの 1 つを使用することもできます。 これらのプログラムは一般的にCAD（キャド）と呼ばれています。 アマチュア無線家が利用できるオプションには、DeepTrace (無料バージョン)、Sprint Layout、Eagle などがあります (もちろん、Altium Designer などの特殊なオプションも見つけることができます)
これらのプログラムを使用すると、PCB を描画するだけでなく、工場での生産に備えて準備することもできます。 スカーフを 12 枚注文したい場合はどうすればよいですか? そうしたくない場合は、そのような PP を印刷し、LUT またはフォトレジストを使用して自分で作成すると便利です。 ただし、それについては以下で詳しく説明します。
ステップ1
したがって、PPのワークピースは、非導電性ベースと導電性コーティングの2つの部分に分けることができます。
PP にはさまざまなブランクがありますが、ほとんどの場合、非導電層の材質が異なります。 getinax、グラスファイバー、ポリマーで作られた柔軟なベース、セルロース紙とグラスファイバーとエポキシ樹脂の組成物などで作られたそのような基板を見つけることができます。 金属ベースそれは起こります。 これらすべての材料は、物理的および物理的な影響であふれ出します。 機械的性質。 製造にあたっては、経済性や技術的条件を考慮してPPの材質を選択します。
家庭用PPの場合は、フォイルグラスファイバーをお勧めします。 入手しやすく、価格も手頃です。 Getinaks のほうが安いかもしれませんが、個人的には我慢できません。 中国の大量生産デバイスを少なくとも 1 つ分解したことがあるなら、おそらく PCB が何でできているかを見たことがあるでしょう? 脆くて、はんだ付けすると臭いがします。 中国人に匂いを嗅いでもらいましょう。
組み立てられるデバイスとその動作条件に応じて、片面、両面、両面などの適切なテキストライトを選択できます。 異なる厚さ箔（18ミクロン、35ミクロンなど）
ステップ2
PP パターンを箔ベースに適用するために、アマチュア無線家は多くの方法を開発してきました。 その中には、現在最も人気のある 2 つのものがあり、それは LUT とフォトレジストです。 LUTとはレーザーアイロン技術の略称です。 名前が示すように、レーザー プリンター、アイロン、光沢のある写真用紙が必要です。
LUT
鏡像を印画紙にプリントします。 次に、それを箔PCBに適用します。 そしてアイロンでしっかり温まります。 熱にさらされると、光沢のある写真用紙のトナーが銅箔に付着します。 温めた後、ボードを水に浸し、紙を慎重に取り除きます。
上の写真はエッチング後の基板です。 現在のパスの黒色は、プリンタからの硬化したトナーで覆われているためです。
フォトレジスト
これはより複雑なテクノロジーです。 しかし、その助けを借りて、媒染剤を使用せず、より薄いトラックなど、より良い結果を得ることができます。 プロセスは LUT と似ていますが、PP デザインは透明フィルムに印刷されます。 これにより、何度でも使用できるテンプレートが作成されます。 次に、紫外線に敏感なフィルムまたは液体である「フォトレジスト」が PCB に塗布されます (フォトレジストは異なる場合があります)。
次に、PP パターンを備えたフォトマスクをフォトレジストの上にしっかりと固定し、このサンドイッチを紫外線ランプで明確に測定された時間照射します。 フォトマスク上の PP パターンは反転して印刷されていると言わなければなりません。パスは透明で、ボイドは暗くなります。 これは、フォトレジストが光にさらされたときに、テンプレートで覆われていないフォトレジストの領域が紫外線に反応して不溶性になるようにするためです。
露光（または専門家が言うところの露光）後、基板は「現像」されます。フォトレジストが現像液（通常のソーダ灰）に溶けただけであるため、露光された領域は暗くなり、未露光の領域は明るくなります。 次に、基板が溶液中でエッチングされ、フォトレジストがアセトンなどで除去されます。
フォトレジストの種類
フォトレジストには、液体、粘着フィルム、ポジ型、ネガ型など、実際にはいくつかの種類があります。 違いは何ですか?そして正しいものを選択する方法は何ですか? 私の意見では、アマチュアが使用する場合はそれほど違いはありません。 コツを掴めば、そのタイプを使うことになります。 私が強調したいのは主な基準の 2 つだけです。価格と、特定のフォトレジストを使用することが個人的にどれだけ便利かです。
ステップ3
パターンが印刷された PP ブランクのエッチング。 PP フォイルの保護されていない部分を溶解するには、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄などでのエッチングなど、さまざまな方法があります。 私は最後の方法が好きです: 速く、きれいで、安いです。
ワークピースをエッチング溶液に置き、10分間待ってから取り外し、洗浄し、ボード上のトラックを清掃して次の段階に進みます。
ステップ4
基板はローズ合金またはウッド合金で錫メッキすることも、単にトラックをフラックスで覆い、その上からはんだごてとはんだを使用することもできます。 ローズおよびウッド合金は、多成分の低融点合金です。 そして、ウッドの合金にはカドミウムも含まれています。 したがって、自宅では、そのような作業はフィルター付きのフードの下で実行する必要があります。 シンプルな排煙装置があれば理想的です。 ずっと幸せに暮らしたいですか？:=)
ステップ6
5 番目のステップはスキップします。そこではすべてが明らかです。 ただし、はんだマスクの適用は非常に興味深いものですが、最も簡単な手順ではありません。 それでは、さらに詳しく勉強してみましょう。
ソルダーマスクは、コンポーネントの取り付け時に基板トラックを酸化、湿気、フラックスから保護するため、また取り付け自体を容易にするために、PCB の作成プロセスで使用されます。 特に SMD コンポーネントが使用されている場合。
通常、マスクなしでPPトラックを化学物質から保護するために使用されます。 そして、露出を避けるために、経験豊富なアマチュア無線家は、そのようなトラックをはんだの層で覆います。 錫メッキ後、そのようなボードは見た目があまり良くないことがよくあります。 しかし、さらに悪いことに、錫メッキのプロセス中にトラックが過熱したり、トラックの間に「鼻水」が垂れ下がったりする可能性があります。 前者の場合、導体が脱落し、後者の場合、そのような予期しない「鼻水」を除去する必要があります。 短絡。 別の欠点は、そのような導体間の静電容量が増加することです。
まず第一に、ソルダーマスクは非常に有毒です。 すべての作業は換気の良い場所 (できればフードの下) で行う必要があり、マスクが皮膚、粘膜、目につかないようにしてください。
マスクを適用するプロセスは非常に複雑であるとは言えませんが、それでも必要です 多数ステップ。 考えた結果、現時点では自分でプロセスをデモンストレーションする方法がないため、はんだマスクの適用に関する多かれ少なかれ詳細な説明へのリンクを提供することにしました。
創造力を発揮してください、面白いですね =) 私たちの時代に PP を作成することは、単なる工芸品ではなく、芸術全体に似ています。
