Технология
производства двухсторонней печатной платы
В небольших лаборатория и домашних мастерских обычно делают односторонние печатные платы. При такой технологии на плате, например, с размерами сторон 160х 130 мм можно разместить 10-15 микросхем в корпусе типа ДИП, включая разъёмы и крепёжные отверстия. При двухсторонней разводке на такой плате можно разместить 25-30 микросхем.
Для изготовления таких плат в домашних условиях нужна технология и оборудование, которые были бы достаточно просты в исполнении, имели бы минимальные габариты и приемлемую стоимость. Особое значение имеет надёжность электрического соединения проводников верхнего и нижнего слоёв платы через переходные отверстия.
В промышленности в настоящее время при изготовлении печатных плат, применяются различные варианты технологических процессов, в которых используются многочисленные механические и химико – технологические операции получения токопроводящих переходных отверстий печатных плат. Обычно это комбинированно позитивный метод, основанный на химическом и электрохимическом осаждении меди на внутренние боковые поверхности переходных отверстий. Он требует большого количества специализированного оборудования, различных химикатов и трудозатрат.
Предлагаемая технология основана на оборудовании и инструменте, которые имеются в каждой домашней мастерской. Это оборудование необходимо только немного доработать.
В нашем случае были доработаны сверлильный станок, установка экспонирования и сушилка.
Основное оборудование:
1. Сверлильный станок с координатным столом и лазерным указателем.
2. Блок экспонирования с ртутной лампой.
3. сушильный блок с бытовым феном.
Сверлить большое количество (около 200) отверстий диаметром 0,4-0,5 мм достаточно сложно. Трудно точно подвести сверло к обозначенному на печати центру переходного отверстия. Поэтому в состав сверлильного станка был введён координатный стол, который может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью регулировочных винтов и лазерный указатель положения сверла в момент начала сверления отверстия.
Изначально для экспонирования фоторезиста было выбрано вертикальное расположение ртутной лампы, т.к. не было подходящей стены для горизонтального её закрепления. При этом потребовалась дополнительная подставка, на которой устанавливается плата с нанесённым фоторезистом. Для экспонирования фоторезиста с двух сторон платы подставка (блок экспонирования) была доработан с учётом возможности переворота плата.
Сушильный бокс изначально был разработан и изготовлен для работы с бытовым феном. В нем может быть размещено в вертикальном положении до 3-х плат. Термометр показывает температуру внутри бокса.
Работа с предлагаемой технологией начинается с подготовки пакета из двух прозрачных пластин из оргстекла, двух фотошаблонов (верхний и нижний) и заготовки печатной платы между ними с нанесённым фоторезистом.
Затем идут стандартные операции экспонирования, проявления фоторезиста, травления платы и удаления фоторезиста.
Следующая операция - лужение проводников платы имеет значительное отличие от известных технологий. Плата закрепляется в деревянной рамке, и лужение происходит в небольшом количестве глицерина тампоном на деревянной ручке.
Рамка нужна для того, чтобы расплав не уходил с поверхности платы. Это технология в отличие от других позволяет значительно экономить сплав «Розе» и глицерин.
После завершения лужения плата закрепляется на координатном столе сверлильного станка. С помощью регулировочных винтов координатного стола плата подводится по лазерному лучу к точке сверления. Лазерный луч указывает точку, куда опустится сверло в момент сверления. Сверло опускается и высверливается сквозное отверстие на плате.
Эта технология позволяет значительно сократить время на сверление отверстий и повысить их качество.
Следующая операция предлагаемой технологии – это электрическое соединение верхнего и нижнего слоёв платы через переходные отверстия. Соединение производится с помощью медного провода соответствующего диаметра. Провод вставляется в переходное отверстие и откусывается сверху и снизу. Концы провода, выступающие над верхней и нижней плоскостью платы, расплющиваются и загибаются вдоль проводников.
Далее расплющенные концы провода припаиваются обычным способом к проводникам печатной платы с обеих её сторон.