پس از طراحی مدارچاپی با یکی از نرم افزار های طراحی برد مدارچاپی مانند التیوم دیزاینر تازه نوبت ساخت فیبر مدار چاپی میرسد.
انتخاب روش مناسب ساخت برد مدارچاپی :
برای ساخت PCB روش های گوناگون و متفاوتی وجود دارد و انتخاب هر کدام از آن ها به امکانات و وسایل شما ، میزان توقع شما از حرفه ای بودن آن، سختی و یا راحتی روش ساخت برد مدارچاپی و سایر عوامل بستگی دارد.
اغلب این روش ها در ایجاد طرح بر فیبرها متفاوت هستند اما می توان آنها را به چند روش اصلی زیر تقسیم کرد.
- با به کارگیری چاپ لیزری و اتو
• با به کارگیری شیوه لتراست
• با به کارگیری دستگاه CNC
• با به کارگیری ماژیک ضد اسید
• با به کارگیری شیوه لامینیت و اشعه UV
• با به کارگیری از چاپ لیزری و دستگاه حرارت دهنده
• با به کارگیری اسپری پوزیتیو 20
متداولترین روش ساخت برای مبتدیان چاپ های لیزری و اتو است که هم آسان است و هم امکانات زیادی لازم ندارد. اغلب از این روش برای آموزش به دانش آموزان و دانشجویان استفاده می شود و برای تولیدات انبوه مناسب نیست. روش های ماژیک ضد اسید و لتراست نیز بسیار ابتدایی هستند و فقط برای آشنایی با تکنیک و ابزارآلات مفید هستند و در کیت های مدار چاپی آموزشی از آنها استفاده می شود چون زیاد دقیق نیستند. حتی می توان گفت که روش اسپری پزیتیو نیز از روش های ابتدایی است که به دانشجویان پیشنهاد می شود و به نسبت روش های قبلی دقیق تر هستند. در مدارهای چاپی حرفه ای تر از لامینت و یو وی استفاده می شود یا از سی ان سی های مکانیکی و لیزری کمک می گیرند زیرا هم دقیق تر است و هم در تولیدهای عمده و تعداد بالا به صرفه تر می باشد.
همانطور که اشاره شد روش های مختلفی جهت ساخت برد مدار چاپی مورد استفاده قرار می گیرد و شما می توانید با در نظر گرفتن میزان دشواری یا راحتی هر یک از این روش ها، امکانات در دسترس و میزان انتظار از سطح کیفیت برد مدار چاپی حاصل، یکی از آنها را انتخاب نمایید.
1) روش ساخت مدار چاپی با استفاده از پرینت لیزری و اتو:
در این روش ساخت برد مدار چاپی، از موادی همچون کاغذ گلاسه مناسب، پرینتر لیزری و همچنین اسید مدار چاپی و اتو استفاده می گردد.
ساخت برد مدار چاپی با پرینت لیزری و اتو به شرح زیر است:
با اینکه به جای تونر در پرینترهای جوهر افشان از جوهر مایع استفاده می گردد، اما پودر موجود در کارتریج پرینت های لیزری یا همان تونر دارای جنس پلاستیکی بوده و این پرینتر از طریق پاشیدن پودر بر روی کاغذ و ثبت تونر با کمک حرارت حاصل از لیزر، عمل پرینت گرفتن را انجام می دهد. در هنگام چاپ، تونر با خروج از کارتریج، بر روی صفحه کاغذ به شکل پودر منتقل خواهد شد. از آنجا که فیبرهای مسی سخت هستند، بنابراین، قادر به استفاده از پرینتر به شکل مستقیم جهت ایجاد خطوط و سایر علائم بر روی برد مدار چاپی نخواهید بود. پس باید اقدام به انتقال تونر از پرینتر بر روی فیبر مسی به شکل غیر مستقیم نمایید.
یک راهکار ساده برای رفع این مشکل ساخت برد مدار چاپی این است که نخست بر روی کاغذی مانند کاغذ گلاسه که تونر به نرمی بر روی آن قرار می گیرد، عمل پرینت گرفتن مدار را با رزولوشن 600 انجام دهید و سپس به سراغ حرارت دهی به تونر از طریق اتو برای بار دوم جهت ذوب کردن آن بروید و در نهایت نیز آن را به فیبر مسی منتقل کنید. (از آنجا که احتمال از بین رفتن این برگ پرینت شده در مراحل بعدی کار وجود دارد، بنابراین سعی کنید با جای دادن این طرح مدار چاپی بر روی یک یا دو صفحه A4، به عنوان پشتیبان از آنها استفاده نمایید.)
شرح ادامه کار:
نوع کاغذ مورد استفاده از اهمیت بسیاری برخوردار بوده و بهتر است به منظور عدم جذب تونر به خود، حتماً از جنس گلاسه باشد. علاوه بر آن، امکان جدا کردن راحت تونر از سطح کاغذ و انتقال آن بر روی فیبر مسی با حرارت دادن نیز وجود داشته باشد؛ همچنین استفاده از کاغذ گلاسه کاملاً سفید توصیه می شود تا با مشکلی در زمان اتوکشی مواجه نشوید.
استفاده از پرینت لیزری و اتو، روش دیگر ساخت برد مدار چاپی
علاوه بر آن دقت کنید که چاپ طرح به صورت آینه انجام شود، چرا که حالت پیش فرض اکثر نرم افزارها هنگام پرینت، روی گزینه option قرار دارد. از دیگر نکات حائز اهمیت پیش از منتقل کردن تصویر مدار، تمیز نمودن کامل سطح فیبر مسی با کمک مایع ظرفشویی و آب گرم و پودر لباسشویی است. البته برای حذف کثیفی های سطح فیبر می توانید به سراغ کاغذ سمباده ریز تقریباً 360 بروید. در صورت تیره شدن سطح آن پس از انجام این کار، استفاده از اندکی آب لیموی ترش جهت تمیز کردن گزینه خوبی به نظر می رسد و در پایان کار نیز آن را خشک نمایید. به خاطر داشته باشید که دست خود را به فیبر مسی پس از تمیز کردن آن نزنید تا با مشکلی هنگام اسیدکاری به علت چرب شدن فیبر مواجه نشوید.
مرحله اتوکشی برد در روش پرینت لیزری و اتو
1-پس از تمیز و براق شدن کامل سطح کار، نوبت به قرار دادن کاغذ گلاسه که مدار بر روی آن پرینت گرفته شده به شکل وارونه روی فیبر مسی خواهد رسید. برای این کار، اقدام به کشیدن اتو با درجه حرارت تقریباً بالا بر روی آن نموده به حدی که کاغذ، اندکی رنگ تیره به خود بگیرد و حالت چسبیده به فیبر داشته باشد. توجه کنید که در این مرحله، گرمای اتو باید به شکل یکنواخت به کلیه نقاط برسد، از این رو، حتماً به شکل پیوسته این عمل را انجام دهید؛ همچنین دقت کنید که اتو کردن بیش از حد می تواند سبب پخش شدن پودر شده و از بین رفتن کیفیت مدار را به دنبال داشته باشد. می توان گفت که در نظر گرفتن حدود 10 دقیقه اتوکشی با حرارت بالا جهت چاپ یک مدار معمولی کافی است. البته زمان دقیق را با چند بار تکرار چاپ مدار متوجه خواهید شد.
از نشانه های اتوکشی صحیح که می توان به آنها اشاره نمود، اندکی تیره شدن رنگ کاغذ گلاسه چسبیده به فیبر، همچنین ظاهر شدن طرح مدار چاپی به شکل کمرنگ از سمت کاغذ گلاسه می باشد. در این زمان، میزان حرارت فیبر مسی بسیار بالا بوده، از این رو مراقب دستان خود هنگام جابجایی آن باشید.
2-در مرحله بعد، اقدام به قرار دادن فیبر مسی در آب سرد کنید، زمانی که کاغذ به صورت خمیری و کاملاً خیس است. سپس با خارج کردن آن از آب، به جدا کردن قطعه های کاغذ روی آن بپردازید. در این مرحله، انتقال کامل و دقیق طرح مدار بر روی فیبر مسی انجام می گیرد.
3-حذف بخش های مسی اضافی از روی برد مدار چاپی، گام بعدی این روش خواهد بود. معمولاً از اسیدی به نام کلروفریک که در بازار با عنوان اسید مدار چاپی شناخته می شود برای حذف بخش های مسی فاقد پوشش عایق بهره گرفته می شود. پرکلروردوفر در بازار به دو شکل پودر و بلور در دسترس است و باید برای استفاده از این اسید، مقداری از آن را به آب گرم اضافه نمایید که محلول حاصل به شکل چای پر رنگ گردد. در زمان کار با این اسید، بایستی فقط ظروف غیر فلزی مانند ظروف شیشه ای و پلاستیکی به کار ببرید.
سپس، فیبر مدار چاپی را بعد از تهیه محلول اسید درون آن قرار داده و به آرامی شروع به تکان دادن کنید. حذف بخش های مسی اضافی پس از مدت کوتاهی انجام می شود که باید این کار را تا زمان از بین رفتن کامل آن ادامه دهید. در صورت قرار دادن فیبر به شکل شیب دار در اسید، میزان اثر گذاری اسید بیشتر شده و در چنین حالتی مراقب باشید فیبر نهایتاً 10-5 دقیقه درون اسید بماند. زیرا که اسید وارد بخش های زیر پرینت شده و سبب خرابی طرح خواهد شد.
4-در مرحله بعد، پس از خارج کردن فیبر مسی از داخل محلول اسیدی، آن را با آب سرد شسته و به کمک سیم ظرفشویی، اقدام به از بین بردن تونرهای باقی مانده بر روی فیبر کنید.
2) ساخت برد مدار چاپی با استفاده از لتراست:
این روش نیز همانند روش قبلی ساخت برد مدار چاپی، بیشتر توسط افراد مبتدی مورد استفاده قرار می گیرد و نتیجه حاصل از آن خیلی دقیق و تمیز نخواهد بود. این روش نیازمند موادی مانند اسید مدار چاپی و لتراست می باشد. منظور از لتراست، همان حروف برگردان است، با این فرق که نقاط و خطوط مداری، جایگزین حروف روی آن شده است. نخست به تهیه چند لتراست نقطه ای و خطی بر اساس نوع مدار و تشخیص خود بپردازید. برای اینکه با مشکلی هنگام برگرداندن آن روی فیبر مسی مواجه نشوید، حتماً از لتراست تازه استفاده نمایید.
مراحل ساخت برد مدار چاپی با لتراست
در ادامه این بخش قصد داریم به معرفی مراحل ساخت برد مدار چاپی به این روش بپردازیم:
1- نخست به منظور حذف هرگونه چربی و کثیفی روی مس بایستی فیبر مسی را با یک سمباده نرم و یا با هر روش دیگری کاملاً تمیز کنید.
2-پس از آن، اقدام به ترسیم خطوط مورد نیاز با لتراست روی مس کنید. می توانید با کمک ته خودکار یا وسیله دیگری مشابه آن، برگرداندن نقاط و خطوط از روی مس را انجام دهید. از یاد نبرید که به منظور پیشگیری از چرب شدن مس و عدم ایجاد اختلال در مرحله اسید کاری از دست زدن به مس خودداری کنید.
3-در آخر از کامل چسبیدن نقاط و خطوط روی مس مطمئن شوید و در صورت نچسبیدن هر یک از آنها، با کمک سشوار و گرم کردن، آنها را به سطح مسی بچسبانید. حتی امکان استفاده از ماژیک ضد اسید، جهت پر کردن نقاطی که به خوبی لتراست نخورده وجود دارد.
4-در مرحله بعد و پس از تکمیل مدار، جهت حذف بخش های اضافی مس، آن را داخل اسید قرار دهید.
3) ساخت برد مدار چاپی با دستگاه CNC:
این روش ساخت برد مدار چاپی، برای تولید برد مدار چاپی با تیراژ بالا مناسب است. این روش به چاپ کردن طرح بر روی فیبر مسی و همچنین اسیدکاری احتیاجی ندارد. در این تکنیک پس از انتقال طرح PCB مدار به کامپیوتر دستگاه CNC به صورت فایل هایی با فرمت خاص، دستگاه طرح مورد نظر را بر روی فیبر مسی حک خواهد کرد. البته نخست فرآیند سوراخکاری و بعد از آن حک کردن صورت می گیرد. با توجه به گران بودن این دستگاه، تنها چاپ تعداد زیادی برد مدار چاپی با آن مقرون به صرفه خواهد بود. لازم به ذکر است که کیفیت برد حاصل از این روش بسیار بالا می باشد.
برد مدار چاپی یکی از مهم ترین قطعه های الکترونیکی به کار رفته در وسایل و تجهیزات الکتریکی به شمار می آید. برای داشتن عملکرد درست این دستگاه ها این قطعه بسیار مهم با وجود کوچک بودن، اصلی ترین و مهم ترین نقش را ایفا می کند. بر همین اساس است که ساخت مدار چاپی یکی از مهم ترین مراحل ساخت انواع دستگاه های الکترونیکی محسوب می شود. از نام های دیگری که برای این بردها وجود دارد می توان به چند مورد زیر اشاره کرد:
- برد الکترونیکی
• مدار چاپی
• پی سی بی (PCB)
• برد PCB
نیاز به متخصص در ساخت مدار چاپی
عده ای تصور می کنند ساخت مدار چاپی را هر فردی با کمی آموزش ساده می تواند انجام دهد. شاید این موضوع در رابطه با چاپ مدار در انواع بسیار ساده و معمولی واقعیت داشته باشد اما قطعاً همیشه و برای انواع وسایل الکتریکی جوابگو نخواهد بود. به ویژه این که این قطعه ها کاربردهای بسیار زیادی دارند و برای هر نوع کاربرد نیز به یک طراحی خاص نیاز است. به همین دلیل بهترین گزینه این است که تمام مراحل کار توسط متخصصین با تجربه انجام شود.
کارشناس های فعال در این زمینه به دلیل انجام طراحی و ساخت مدار چاپی در انواع متنوع، همه ریزه کاری های کار را می دانند. آن ها در ابتدا به راحتی بهترین نوع برد مدار چاپی مورد نیاز یک دستگاه را شناسایی می کنند. پس از شناسایی دقیق نیازمندی های یک دستگاه، طراحی و ساخت آن را با بهترین کیفیت ممکن انجام می دهند.
ساخت مدار چاپی با کیفیت عالی
برای این که ساخت مدار چاپی بیش تر روشن شود، شناخت برد مدار چاپی (Printed Circuit Board) در این زمینه کمک بزرگی خواهد بود. چراکه با دانستن ساختار این قطعه ها آن چه که باید برای ساخت این قطعات وجود داشته باشد نیز بهتر مشخص می شود.
این قطعه های الکترونیکی از صفحه ای یک یا چند لایه تشکیل شده اند. ده ها و گاهی حتی صدها قطعه اعم از مقاومت، خازن، آی سی و قطعات دیگر روی این صفحه قرار می گیرند. برد مدار چاپی ارتباط تمام این قطعه ها را به بهترین شکل ممکن و در کم ترین فضا برقرار می کند. همان طور که اشاره شد، صفحه برد مدار چاپی می تواند در انواع بسیار ساده یا در مدل هایی فوق العاده پیچیده طراحی شود. همگی این مدارهای چاپی عموماً دارای دو بخش زیر هستند:
تخته زیرین
این تخته نازک قطری به اندازه تقریباً 1،6 میلی متر دارد. جنس این بخش عموماً از رزین و فایبرگلاس انتخاب می شود. این تخته بیش تر به رنگ سبز در بازار موجود است اما رنگ های نارنجی، آبی و زرد آن نیز وجود دارد.
لایه نازک از جنس مس
این لایه به دلیل جنس مسی آن رسانای الکتریسیته است. اگر لایه نازک مسی در یک سطح از مدار چاپی به کار رود به آن مدار چاپی یک طرفه می گویند. چنانچه لایه مس در ساخت مدار چاپی روی هر دو قسمت کار شود، آن را برد مدار چاپی دو طرفه می نامند. مس را به شکل چاپ شده روی تخته زیرین قرار می دهند. هر قطعه ای که برای دادن عملکرد درست به دستگاه های الکتریکی لازم هستند، روی این برد لحیم می شوند. ارتباط تمام این قطعات را این برد الکترونیکی برقرار می کند.
ساخت مدار چاپی دستی
با تمام توضیحات ذکر شده افرادی که علاقمند هستند به هر دلیل ساخت PCB را به صورت دستی و بدون استفاده از تجهیزات مدرن انجام بدهند لازم است که نکاتی که در ادامه بیان می شود را در نظر داشته باشند تا دچار مشکل نشوند:
– دستکش پلاستیکی داشته باشید.
– زیر محل کار خود یک روزنامه یا زیر انداز مناسب قرار بهید تا کف کار شما دچار آسیب نشود.
– 2 تا 3 قاشق چایخوری کلرید آهن را در آب حل کنید.
– PCB را به مدت تقریبی 30 دقیقه در محلول اچینگ (محلول کلرید آهن، FeCl3) قرار بدهید.
– FeCl3 با مس بدون ماسک واکنش می دهد و مس ناخواسته را از PCB حذف می کند (این فرآیند Etching نامیده می شود).
– از انبردست برای بیرون آوردن PCB استفاده کنید و بررسی کنید که آیا کل ناحیه بدون روکش حک شده است یا خیر. در صورتی که حکاکی نشد مدتی دیگر در محلول بگذارید.
چرا که دانش و تجربه کارکنان به صورتی است که تمام مراحل را در بالاترین سطح ممکن انجام می دهند. در مجموع، این شرکت از تهیه انواع قطعه های لازم برای کار تا کنترل کیفیت را طبق نظر سفارش دهنده پیش می برد. با این سیاست کاری، مشتری ها دقیقاً به آن چه که مورد نظرشان باشد، می رسند. علاوه بر این، این شرکت با طراحی برد مدار چاپی آنلاین، برای مشتری های خود همه فرایند کار را راحت تر کرده است. به این ترتیب، به صورت کاملاً دقیق و حساب شده، در اسرع وقت و با کیفیتی عالی اجرا می شود.
4) ساخت مدار چاپی با روش ماژیک ضد اسید:
در این روش نیاز به ایمنی و مراقبت بسیار دارید چراکه با مواد خطرناکی مانند مواد اسیدی کار میکنید. این روش ساخت برد مدارچاپی کمی زمان بر است و کیفیت برد مدارچاپی ساخته شده با این روش متناسب با موادی که استفاده میکنید متفاوت خواهد بود اما به طور معمول برای ساخت برد مدارچاپی ساده و در سطح مبتدی روش مناسبی است.
از این روش ساده معمولاً افراد تازه کار و در سطح مبتدی استفاده کرده و برد حاصل از آن خیلی تمیز و دقیق نخواهد بود. در این روش به ماژیک ضد اسید و اسید مدار چاپی نیاز هست و زمان به نسبت زیادی را نیز می طلبد. این روش برای تولید برد در سطح متوسط و انبوه گزینه مناسبی تلقی نمی شود.
مراحل ساخت برد مدار چاپی با ماژیک اسید، را در ادامه توضیح خواهیم داد.
1-ابتدا فیبر مسی را با کمک یک سمباده نرم یا به هر شکل دیگری تمیز کرده و از نبود هیچگونه لایه چربی و کثیفی روی مس مطمئن شوید.
2-سپس اقدام به ترسیم کلیه خطوط مورد نیاز روی فیبر مسی با کمک یک ماژیک ضد اسید پر رنگ که مخصوص این کار است، نمایید. چرا که امکان از بین رفتن رنگ ماژیک در صورت بی کیفیت بودن آن، در داخل آب و اسید، پس از طراحی و صرف تلاش زیاد وجود دارد.
3- یادتان باشد که از تماس دست با فیبر مسی به علت چرب شدن آن خودداری کنید، چرا که می تواند مشکلاتی را در مرحله اسیدکاری ایجاد نماید.
4- می توانید از شابلون جهت ایجاد اندازه های واقعی برای قطعاتی مانند آی سی که پایه های آن از یکدیگر تقریباً یک دهم اینچ فاصله دارند، استفاده کنید و با قرار دادن آن روی مس، پیرامونش را با ماژیک مخصوص این کار که نوک تیز است بکشید. با این روش قادر به پیاده سازی کل طرح مورد نظر خود روی فیبر خواهید بود.
5-پس از تکمیل طرح برد مدار چاپی، با گذاشتن فیبر درون اسید می توانید بخش های اضافی مس را حذف کنید.
استفاده از پرینتر لیزری متداولترین روش چاپ مدار الکتریکی برد است.
وقتی که دارید مدار خود را با نرم افزار طراحی مدارچاپی رسم میکنید باید صفحه ی آن را متناسب با صفحه ای که بعدا میخواهید در پرینتر لیزری بگذارید انتخاب کنید یعنی سایز صفحه نرم فزار طراحی مدارچاپی با سایز برگه داخل پرینتر لیزری باید یکی باشد.
چاپ طرح مدار الکتریکی از خروجی نرم افزار :
طرح مدار الکتریکی خود را روی صفحه گلاسه مانند صفحات مجله ها پرینت یگیرید هنگام پرینت گزینه mirrored را انتخاب کنید(بیشتر نرم افزارها زمانیکه print را می زنید در قسمت option این گزینه را دارند)
به هیچ عنوان بعد از چاپ روی جوهر چاپ شده روی کاغذ گلاسه دست نکشید.
رگه گلاسه را از طرفی که مدار روی آن چاپ شده است روی سطح مسی فیبر مدار چاپی قرار دهید و آن ها را کاملا روی هم تراز کنید، حالا اتو را آماده کنید.
وقتی که اتو داغ و آماده شد، آن را روی کاغذی که روی فیبر مدار چاپی قرار گرفته به آرامی قرار دهید و سعی کنید تمام قسمت را با دقت آرام اتو کنید و مراقب باشید آن ها را نسوزانید.
30-45 ثانیه اتوکشی برای اینکه مطمئن شوید طرح مدار روی مس افتاده است کفایت می کند (البته این زمان به توان اتو شما بستگی دارد)
بعد از اینکه کارتان با اتو تمام شد آن را خاموش کنید و در جای خود قرار دهید حالا فیبر مدار چاپی را داخل ظرف آب داغ قرار دهید.
کاغذ بسیار داغ است سعی نکنید آن را به زور از روی فیبر مدار چاپی جدا کنید چرا که به فیبر مدار چاپی آسیب می زند.
آرام فیبر را در آب تکان دهید تا چسبیدگی ها از بین برود.
روش دیگر قرار دادن فیبر در آب داغ به مدت 10 دقیقه است.
حالا سعی کنید به آرامی کاغذ را از روی فیبر مدار چاپی جدا کنید و اگر فکر می کنید هنوز بعضی قسمت ها هنوز حالت چسبندگی دارد و ممکن است در صورت کندن مدار ،مدار چاپی را خراب کند اجازه دهید کمی بیشتر خیسانده شود، حالا طرح مدار شما به خوبی روی فیبر مدار چاپی نقش بسته است
حالا باید مدار چاپی کاملا خشک شود. آرام دستمال را روی آن قرار دهید تا قطره های درشت آب را به خود جذب کند ولی دستمال را به هیچ عنوان روی آن نکشید و اجازه بدهید حدود 30 ثانیه زیر باد پیکه یا کولر بماند.
حذف مس های اضافی روی برد مدار چاپی :
با یکی از روش های زیر باید مس های اضافی روی برد را پاک کنیم تا فقط سیم کشی یا ترک های مدار الکتریکی باقی بماند.
با استفاده از اسید :
متداولترین انتخاب نوع اسید، Ferric chloride است و انتخاب متداول بعدی Ammonium Persulfate Crystals است، مهم نیست کدام نوع اسید را انتخاب می کنید ، نکته مهم خطرناک بودن این ماده شیمیایی است که باید بسیار مراقب باشید و تمام نکات ایمنی را رعایت کنید.
آماده سازی اسید :
بسته به نوع اسیدی که انتخاب می کنید ممکن است ساختار آماده سازی اسید برای از بین بردن مس های اضافی برد PCB متفاوت باشد، بعضی از اسیدها باید با آب گرم مخلوط شود تا آماده استفاده شوند مانند Crystallized Acid و نوع دیگر نیاز به هیچ اقدامی نداشته باشد و آماده استفاده باشد.
برد را به آرامی در محلول اسید آماده غوطه ور کنید.
3-5 دقیقه آن را در محلول اسید تکان دهید.
وقتیکه تمام مس های اضافه روی فیبر مدار چاپی پاک شد آن را باید با آب شستشو دهیم.
برای حذف مس های اضافه فیبر می توانید از یک سمباده خوب و با کیفیت هم استفاده کنید.
5) ساخت برد مدار چاپی با کمک لامینت و اشعه UV:
این روش مناسب کارهای خیلی حرفه ای و دقیق بوده و به طور کلی در کارخانه های تولیدی برد مدار چاپی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش به طرح چاپ شده مدار نگاتیو و یا طلق ترانسپرنت و لامینت بر اساس سطح مقطع مورد نظر و همچنین اسید مدار چاپی نیاز است.
در رابطه با لامینت باید بگوییم که یک ورق پلاستیکی حساس به نور با ضخامت کم و به رنگ سبز یا آبی می باشد که در حقیقت میان دو ورقه پلاستیکی آن از یک ماده شیمیایی حساس به نور استفاده شده است. روکش پلاستیکی یک سمت، دارای حالت کشسانی و نرم بوده و روکش طرف دیگر به هنگام جدا شدن صدا داده و حالت زرورق دارد. شاهد تغییر رنگ لامینت با تابش نور شدید در مدت زمان کوتاهی خواهیم بود که همچنین سبب تغییر خواص شیمیایی آن می گردد. مدار چاپی تهیه شده با کمک این تکنیک بسیار دقیق و تمیز بوده و فرقی با نمونه های تجاری PCB ها نخواهد داشت.
شرح روش کار:
1- قبل از هر چیز نیاز به تهیه یک پرینت نگاتیو از طرح مورد نظر خود دارید. نخست اقدام به کشیدن طرح مدار چاپی درون برنامه گرافیکی مانند فتوشاپ نمایید و سپس با قرینه سازی آن، باید طرح نگاتیو مدار خود را بسازید. فراموش نکنید که نقشه مدار چاپی حتماً بایستی نگاتیو باشد یعنی مکان خطوط مسی روی آن خالی در نظر گرفته شود و سایر محل های مدار سیاه باشد.
2- در مرحله بعد، اقدام به حذف هر گونه چربی روی فیبر مسی با کمک سمباده نرم یا شستشوی آن نمایید.
3- کشیدن لامینت روی فیبر مسی را می توان مهمترین قسمت این روش دانست. پس از جداسازی روکش نرم تر لامینت تا نیمه، آن را روی فیبر بگذارید و همانگونه که در حال جدا کردن بخش زیرین هستید، به چسباندن سمت دیگر لامینت روی فیبر بپردازید. دقت کنید که حباب هوا در زیر لامینت ایجاد نشود. در صورت وقوع این مسئله، باید از بین بردن حباب های هوا را با یک سوزن بعد از چسباندن لامینت انجام دهید.
4- حال به منظور محکم چسبیدن لامینت روی فیبر، دست خود را به مدت 10-5 دقیقه روی آن بکشید. برای انجام این کار در صنعت از دستگاه حرارت دهنده یا پرس کارت با حرارت اندک استفاده می گردد. اتو نیز می تواند گزینه مناسبی باشد، اما باید بین فیبر و اتو یک پارچه مرطوب گذاشته شود و اتو روی درجه کم تنظیم گردد.
5- بعد از پایان کار ساخت برد مدار چاپی، با برعکس کردن فیبر، اقدام به برش لامینت های اضافی با تیغ نمایید.
استفاده از دستگاه UV در این مرحله از ساخت برد مدار چاپی
6- سپس عمل نوردهی به لامینت را با کمک دستگاه UV انجام داده که معمولاً کمتر از 1 دقیقه زمان برای این کار در نظر گرفته می شود. بدین منظور، طرح نگاتیو را روی دستگاه بگذارید و پس از آن، با گذاشتن فیبر که لمینت روی آن قرار گرفته، عمل نوردهی را اجرا کنید. این کار را به مدت 1 دقیقه انجام دهید.
7- حال با جدا کردن زرورق نازک روی لامینت زیر نور ملایم، مانع از ظاهر شدن بخش های نور ندیده لامینت شوید.
8-در این مرحله، به ظهور رساندن فیبر انجام می شود. با این کار جداسازی بخش های نور ندیده از فیبر صورت می گیرد. برای ظهور نیاز به ترکیب کردن یک قاشق غذاخوری پودر ظهور که همان جوش شیرین یا بی کربنات سدیم است به همراه مقداری آب می باشد. به عبارت دیگر، درون یک ظرف 20x 10 سانتی متری، نیم سانت آب بریزید. حال فیبر را درون آن بگذارید.
9-با گذشت 10-5 دقیقه، برای جداسازی لامینت های نور ندیده روی فیبر به آرامی دست کشیده و در آخر نیز عمل شستشوی فیبر را زیر آب انجام دهید.
10-حال وقت اسیدکاری و حذف مس های قسمت نور ندیده برد مدار چاپی خواهد بود. از یاد نبرید که قسمت های مسی که نور نخورده اند، به طور کامل در اسید حل شده و به خوبی قابل تشخیص هستند. ولی سایر بخش های موجود زیر لامینت های آبی، قابل حل در اسید نخواهند بود. برای اسیدکاری، اقدام به مخلوط کردن نسبت 1 به 2 اسید پر کلرودوفر در آب جوش نمایید. برای این کار از ظرف غیرفلزی استفاده کنید. از ریختن اسید درون آب جهت جلوگیری از پاشیدن آن در چشم خودداری کرده و برعکس آب را به آرامی روی اسید بریزید. حال با گذاشتن فیبر درون ظرف، 10-5 دقیقه ای ظرف را تکان داده تا برد مدار چاپی آماده شود.
مرحله حذف لامینت از روی برد
11- سپس برای حذف لامینت از روی قسمت های مسی برد مدار چاپی، از سمباده یا تیغ استفاده کنید؛ اما بهترین روش انجام این کار بکار بردن سود سوزآور خواهد بود. درون یک ظرف به میزان یک سوم قاشق غذاخوری سود ریخته و نیم سانت آب به آن اضافه نمایید. به 3-1 دقیقه ای زمان جهت جداسازی لامینت های اضافی با توجه به غلظت سود نیاز است. حال فیبر شما آماده سوراخ کاری و بعد هم مونتاژ قطعات روی آن می باشد.
البته نوع لمینت در پوزیتیو یا نگاتیو بودن طرح برد مدار چاپی نقش دارد. به طور کلی باید بگوییم که برای استفاده از این روش، به عایق اشعه فرابنفش، فیبر مدار چاپی حساس به نور مثبت یا منفی، آب مقطر و یک برگه شفاف نیازمندید. شاید شما جهت ساخت برد مدار چاپی با اشعه فرابنفش، یک برد آماده پیدا کنید که معمولاً یک ورق نایلونی مشکی روی آن قرار دارد، همچنین روی یک طرف فیبر که دارای پوشش مسی است اسپری مخصوص حساس به نور بزنید. در مرحله بعد، اقدام به پرینت گرفتن از طرح برد مدار چاپی روی یک برگه شفاف نمایید. سپس روی مس را با برگه شفافی که طرح مدار چاپی روی آن قرار گرفته پوشانده و آن را تراز کنید. حال هر دو را درون دستگاه عایق اشعه فرابنفش به مدت 20-15 دقیقه بگذارید. همچنین جهت حذف بخش های اضافی از PHOTOREVELATOR استفاده کنید. در آخر نیز اقدام به تمیز کردن آن با آب مقطر کرده و آن را درون ظرف اسید قرار دهید.
6) ساخت برد مدار چاپی به کمک چاپ لیزری و دستگاه حرارت دهنده:
این روش شباهت زیادی به روش استفاده از پرینت لیزری و اتو در ساخت برد مدار چاپی دارد و تنها تفاوت آن این است که از دستگاه حرارت دهنده یا پرس کارت به جای اتو بهره گرفته می شود.
7) ساخت برد مدار چاپی با اسپری پوزیتیو 20:
روش اسپری پوزیتیو، مناسب کارهای دانشجویی است. اسپری پوزیتیو 20، سود سوزآور (سدیم هیدروکسید( و طلق ترانسپرنت یا فیلم از مواد موردنیاز جهت انجام این روش ساخت برد مدار چاپی هستند. نخست اقدام به تهیه یک اسپری پوزیتیو 20 نمایید. توجه داشته باشید که در صورت مانده بودن اسپری، احتمال فاسد بودن آن زیاد است و در مقابل نور از حساسیت لازم برخوردار نخواهد بود. برای تهیه سود سوز آور نیز می توانید به سراغ مغازه فروش تجهیزات پزشکی بروید و آن را با قیمت به نسبت ارزان خریداری کنید
ساخت برد مدار چاپی به کمک چاپ لیزری و دستگاه حرارت دهنده
1- ابتدا به منظور پیاده سازی طرح برد مدار چاپی، به تهیه چند طلق ترانسپرنت که دارای قابلیت چاپ با پرینت لیزری است، بپردازید. رنگ نقاط و مسیری که باید بر اساس طرح، مس داشته باشد، مشکی بوده و سایر نقاط باید خالی باشد. سعی کنید، دو نسخه پرینت از طرح خود گرفته و با قرار دادن روی هم، مانع از عبور نور از جاهای چاپ شده شوید.
2-سپس، برای رفع هرگونه چربی و کثیفی روی فیبر مسی، از یک سمباده نرم استفاده کنید.
3- در این مرحله از ساخت برد مدار چاپی، بعد از اینکه فیبر کاملاً خشک و تمیز شد، سطح مس را با اسپری پوزیتیو که به شکل افقی و در فاصله 30 سانتی و با زاویه 45 درجه از فیبر گرفته اید، به صورت یکنواخت و با حرکت منظم دست بپوشانید. البته این کار را در مکانی دور از وزش باد و گرد و غبار و جای تاریک انجام دهید. در صورت پوشش نهایی مدار چاپی با یک بار اسپری زدن، دیگر نیاز به تکرار مجدد آن نمی باشد.
4- پس از آن، اجازه دهید فیبر مسی به مدت 24-12 ساعت در جای تاریک باقی بماند تا خشک شود یا اینکه با گرم کردن این کار را انجام دهید. در صورت داشتن دستگاه خشک کن فیبر، می توانید به سراغ آن بروید. اما در غیر این صورت باید اقدام به حرارت دهی ملایم و به میزان 70 درجه، روی یک اجاق و درون یک ظرف فلزی نمایید. ظرف مناسب انجام این کار می تواند یک قابلمه بزرگ باشد که به منظور جلوگیری از حرارت دادن مستقیم فیبر، گذاشتن چند تکه فلز بر روی کف آن ایده خوبی است. پس از 15-10 دقیقه فیبر به طور کامل خشک خواهد شد. یکی از نکات حائز اهمیت در این روش این است که کلیه مراحل باید در مکان تاریک اجرا شود.
5-حال با تهیه یک ظرف بزرگ دیگر، دو تا سه لامپ معمولی یا یک لامپ مهتابی یا گازی کوچک را با توجه به سایز طرح درون آن قرار دهید. سپس با گذاشتن یک شیشه روی ظرف، فیلم یا طرح چاپ شده را روی آن جای دهید.
برد مدار چاپی
6-پس از آن، فیبر را به گونه ای که سطح مسی رنگ خورده به طرف پایین و روی طرح چاپ واقع شود، بگذارید. به کمک یک وزنه و یا شیشه دیگری روی فیبر را سنگین کرده تا چسبیدن کامل فیبر به طرح با فشار زیاد در زمان نوردهی اتفاق بیفتد. برای انجام کلیه این مراحل به مکان تاریک نیاز است. حال با روشن کردن مهتابی یا لامپ، عمل نور دادن به آن را 30-20 دقیقه انجام داده و البته این زمان به شدت نور و از همه مهمتر کیفیت اسپری مورد استفاده شما بستگی دارد. به گونه ای که در صورت تازه بودن اسپری، این مدت می تواند کمتر از این مقدار باشد. چرا که در این شرایط، شاهد عکس العمل سریعتری از فیبر در معرض نور خواهید بود.
7-حال درون یک ظرف، سود سوزآور را با آب حل کنید. سپس داخل ظرف، آب به اندازه ای که یک سانت روی فیبر را بپوشاند، بریزید و تقریباً 20-10 گرم سود را به آن اضافه نمایید. در صورتی که بیش از این مقدار از سود استفاده کنید احتمال دارد تمام رنگ پوزیتیو را بخورد. حال برای حل شدن کامل سود در آب، آن را هم بزنید.
8- در این مرحله، فیبر مسی را در یک مکان تقریباً تاریک درون محلول سود بگذارید و چیزی حدود 60-30 ثانیه شروع به تکان دادن محلول به شکل خیلی آهسته نمایید. در این مرحله می توانید مقداری پنبه را درون محلول سود سوزآور زده و آن را به آهستگی روی برد بکشید. پس از گذشت زمان کوتاهی، شاهد حل شدن آرام جاهای خالی در محلول خواهید بود. حال فیبر را به سرعت از محلول خارج کرده و آن را با آب شستشو دهید. در ادامه نیاز به انداختن آن درون محلول اسید پرکلرودوفر می باشد.
8)ساخت مدار چاپی به روش ماوراء بنفش:
این روش تولید برد مدارچاپی به دلیل استفاده از مواد گران که کمتر در دسترس است معمولا متداول نیست ولی این روش تولید برد از روش تولید مدار چاپی با ماژیک ضد اسید راحتر است و برای ساخت مدار چاپی پیچیده تر مناسب تر است .
در این روش شما به یک فیبر مدار چاپی حساس به نور (مثبت یا منفی) ، یک عایق اشعه ماوراء بنفش ، یک برگه شفاف و آب مقطر نیاز دارید.
شما ممکن است فیبر آماده برای ساخت برد مدار چاپی با اشعه ماوراءبنفش پیدا کنید که معمولا روی این نوع فیبر مدار چاپی یک ورق نایلونی مشکی وجود دارد و یا اسپری مخصوص حساس به نور داشته باشید که روی طرفی از PCB که از مس پوشیده است کاملا زده شود.
با یک پرینتر لیزری ، طرح برد مدار چاپی را روی برگه شفاف پرینت بگیرد.
در حالت مثبت یا منفی ، مطابق با پوشش حساس به نور فیبری که تهیه کرده اید.
روی مس را با برگه شفافی که طرح مدار چاپی روی آن پرینت شده است بپوشانید و آن دو را روی هم کاملا تراز کنید
حالا فیبر مدار چاپی و برگه شفاف که روی آن قرار گرفته است را داخل دستگاه عایق اشعه ماوراءبنفش قرار دهید.
دستگاه را روشن کنید ، حدود 15-20 دقیقه اجازه دهید فیبر مدار چاپی و برگه شفاف روی آن داخل دستگاه بماند.
بعضی از دستگاه ها تایمر دارند و می توانید زمان آن را 15-20 دقیقه تنظیم کنید.
حالا باید قسمت های اضافی را از روی برد پاک کنیم. حالا با استفاده از PHOTOREVELATOR سمت مسی فیبر را از اتصالات اضافی پاک می کنیم و بعد آن را با آب مقطر تمیز کرده و در ظرف اسید غوطه ور می کنیم.
باقی مراحل مانند پاک سازی برد مدار چاپی با اسید است.
بعد از اینکه برد مدار چاپی را با یکی از روش ها ساختید نوبت به سوراخکاری برد می رسد.
سوراخکاری برد مدار چاپی :
ماشینی که با آن برد PCB باید سوراخکاری شود به صورت اختصاصی برای این کار ساخته شده است با یک سری تنظیمات می توان ازاین ماشین های سوراخکاری در خانه هم استفاده کرد.
حالا می توان قطعات الکترونیک را روی PCB که ساخته اید مونتاژ کنید.
9) ساخت برد مدار چاپی با روش قلم زنی مکانیکی:
در این روش برای ساخت فیبر مدارچاپی از دستگاه های مخصوصی استفاده میشود که کار قلم زنی مسیر های PCB را انجام میدهند . این دستگاه ها گران هستند و در صورتی که به تعداد زیاد کپی از مدار چاپی نیاز داشته باشید و این دستگاه ها را اجاره کنید مقرون به صرفه خواهد بود در این روش ساخت برد با کیفیت بهتری انجام خواهد شد
10) ساخت برد مدار چاپی با روش قلم زنی لیزری:
این روش برای ساخت فیبر مدار چاپی در تعداد انبوه و در کارخانه های تولید کننده برد مدارچاپی استفاده میشود .
البته گاهی در دانشگاه ها نیز از این روش استفاده میشود . ساخت برد PCB به روش قلم زنی لیزری مشابه روش قلم زنی مکانیکی است فقط در این روش از لیزر برای چاپ مدارالکتریکی استفاده میشود .
دسترسی به این ماشین ها برای تولیدات خانگی و تیراژ پایین بسیار دشواراست ولی اگر بتوانید دانشگاهی را پیدا کنید که این دستگاه را داشته باشد و بعد بتوانید آن ها را راضی کنید که آن را به شما اجاره دهند بسیار خوش شانس خواهید بود.
