Самостійна робота 5 Основні правила розробки плат. Травлення друкованих плат. Розробка друкарського монтажу плати. Розчин для того, що травити плат Основні правила розробки плат

Проектувати друковані плати найзручніше в масштабі 1:1| на міліметрівці або іншому матеріалі, на якому нанесена сітка з кроком 5 мм (наприклад, на тетрадному листі). Усі отвори під виводи деталей в друкованій платі доцільно розміщувати у вузлах сітки, що відповідає кроку 2,5 мм на реальній платі. З таким кроком розташовані виводи у більшості мікросхем в пластмасовому корпусі, у багатьох транзисторів і інших радіокомпонентів. Менша відстань між отворами слід вибирати лише в тих випадках, коли це украй необхідно. Спочатку вам потрібно приблизно розставити деталі. В першу чергу малюєте точки під виводи мікросхеми, потім розташовуєте дрібні елементи - резистори, конденсатори, а далі великі - реле і тому подібне. Їх розміщення зазвичай пов'язаний із загальною конструкцією пристрою, визначуваною розмірам! наявного корпусу або вільного місця в нім. Часто, особливо при розробці портативних приладів, розміри корпусу визначають за результатами розводки друкованої плати. Іноді доводиться переробляти малюнок друкарських провідників кілька разів, щоб отримати бажаний результат мінімізацію і функціональність. Якщо у вашій саморобці| не більше п'яти мікросхем, усі друкарські провідники зазвичай вдається розмістити на одній стороні плати і обійтися невеликим числом перевірочних перемичок, упаяних з боку деталей.

Спроби виготовити односторонню друковану плату для більшого числа цифрових мікросхем призводять до різкого збільшення трудомісткості розводки і надмірно великого числа перемичок. У цих випадках розумніше перейти до двосторонньої друкованої плати. Ми називатимемо ту сторону плати, де розміщені друкарські провідники, стороною провідників, а зворотну - стороною деталей, навіть якщо на ній разом з деталями прокладена частина провідників. Особливий випадок представляють плати, у яких і провідники, і деталі розміщені на одній стороні, причому деталі припаяні до провідників без отворів. Плати такої конструкції застосовують рідко. Мікросхеми розміщують так, щоб усі з'єднання на платі були як можна коротші, а число перемичок було мінімальним. В процесі розводки провідників взаємне розміщення мікросхем доводиться міняти не один раз. Малюнок друкарських провідників аналогових облаштувань будь-якої складності зазвичай вдається розташувати на одній стороні плати. Аналогові пристрої, працюючі із слабкими сигналами, і цифрові на швидкодіючих мікросхемах (наприклад, серій КР531, КР1531, К500, КР1554) незалежно від частоти їх роботи доцільно збирати на платах з двостороннім фользірованим|. Фольга тієї сторони плати, де розташовують деталі, гратиме роль загального дроту і екрану. Фольгу загального дроту не слід використати в якості провідника для великого струму, наприклад, від випрямляча блоку живлення, від вихідних східців, від динамічної голівки.

Далі можна починати власне розводку. Краще заздалегідь виміряти і записати розміри місць, займаних елементами. Резистори МЛТ-0,125 встановлюють поруч, дотримуючись відстані між їх осями 2,5 мм, а між отворами під виводи одного резистора - 10 мм.| Так само розмічають місця

%ля резисторів МЛТ, що чергуються-0,125 і МЛТ-0,25 або двох резисторів МЛТ-0,25, якщо при монтажі злегка відігнути один від одного (три такі резистори поставити впритул до плати вже не вдасться). З такими ж відстанями між виводами і осями елементів встановлюють більшість

малогабаритних діодів і конденсаторів КМ-5 і КМ-6, аж до КМ-66 місткістю 2,2 мкФ|. «Товсті» деталі (більше 2,5 мм) слід чергувати з «тонкими». Відстань між контактними майданчиками тієї або іншої деталі можна збільшити, якщо це необхідно. У цій роботі зручно використати невелику пластину-шаблон із склотекстоліту або іншого матеріалу, в якій з кроком 2,5 мм насвердлені рядами отвору діаметром 1-1,1 мм.| На ній можна застосувати можливе розташування елементів один відносно одного.

Якщо резистори, діоди і інші деталі з осьовими виводами розташовувати перпендикулярно друкованій платі, можна істотно зменшити її площу, проте малюнок друкарських провідників ускладниться. При розводці слід враховувати обмеження числа провідників, що уміщаються між контактними майданчиками, призначеними для тієї, що підпаяла виводів радіоелементів. Для більшості деталей діаметр отворів під виводи може дорівнювати 0,8 мм.| Обмеження на число провідників для типових варіантів розташування

контактних майданчиків з отворами такого діаметру приведені на мал. 8.1 (сітка відповідає кроку 2,5 мм на платі). Між контактними майданчиками отворів з міжцентровою відстанню 2,5 мм провести провідник практично не можна. Проте, якщо у одного або обох отворів такий майданчик відсутній (наприклад, у невживаних виводів мікросхеми), це зробити можна (див. мал. 8.1 - згори по центру). Цілком можливе прокладення провідника між контактним майданчиком і краєм плати, через який на відстані 2,5 мм проходить центр цього майданчика (див. мал. 8.1 - справа).

Мікросхеми, у яких виводи розташовані в площині корпусу (серії 133, К134 та ін.)« можна змонтувати, передбачивши для цього відповідні фольгові контактні майданчики з кроком 1,25 мм, проте це помітно утрудняє і розводку, і виготовлення плати. Доцільніше чергувати ту, що підпаяла виводів мікросхеми до прямокутних майданчиків з боку деталей і до круглих майданчиків через отвори - на протилежній стороні (мал. 8.2 - ширина виводів мікросхеми показана не в масштабі). Плата тут - двостороння.

Подібні мікросхеми, що мають довгі виводи (наприклад, серії 100), можна монтувати так само, як пластмасові, згинаючи виводи і пропускаючи їх в отвори плати. Контактні майданчики в цьому випадку розташовують в шаховому порядку (мал. 8.3).

При розробці двосторонньої плати потрібно постаратися, щоб на стороні деталей залишилося якомога менше з'єднань. Це полегшить виправлення можливих помилок, налагодження пристрою і, якщо необхідно, його модернізацію. Під корпусами мікросхем проводять загальний дріт і дріт живлення, але підключати їх треба тільки до виводів живлення мікросхем. Провідники до входів мікросхем, що підключаються до ланцюга живлення або загального дроту, прокладають на стороні провідників, причому так, щоб їх можна було легко перерізувати при налагодженні або удосконаленні пристрою. Якщо ж пристрій настільки складний, що на стороні деталей доводиться прокладати і провідники сигнальних ланцюгів, потурбуйтеся про те, щоб будь-який з них був доступний для підключення до нього і перерізання. При розробці радіолюбительських двосторонніх друкованих плат треба прагнути уникати спеціальних перемичок між сторонами плати, використовуючи для цього контактні майданчики відповідних виводів монтованих деталей. Висновки в цих випадках пропоюють з обох боків плати. На складних платах іноді зручно підпоювати деякі деталі безпосередньо до друкарських провідників. Коли як загальний дріт використовується суцільний шар фольги, отвори під виводи, що не підключаються до цього дроту, слід разеднати| з боку деталей. Зазвичай вузол, зібраний на друкованій платі, підключають до інших вузлів пристрою гнучкими провідниками. Щоб не зіпсувати друкарські провідники при багатократних перепаюваннях, бажано на платі в точках з'єднань зробити контактні стійки (зручно використати штирьові контакти діаметром 1 і 1,5 мм). Стійки вставляють в отвори, просвердлені точно по діаметру, і пропоюють. На двосторонній друкованій платі контактні майданчики для розпайки| кожної стійки мають бути на обох сторонах. Попередню розводку провідників зручно виконувати м'яким олівцем на аркуші гладкого паперу. Сторону друкарських провідників малюють суцільними лініями, зворотну сторону - штриховими, щоб не плутатися. Після закінчення розводки і коригування креслення під нього кладуть копіювальний папір фарбувальним шаром вгору і червоною або зеленою кульковою ручкою обводять контури плати, а також провідники і отвори, що відносяться до сторони деталей. В результаті на обороті листа вийде малюнок провідників для сторони деталей. Далі з фолізірованого матеріалу слід вирізувати заготівлю відповідних розмірів і розмітити її за допомогою штангенциркуля сіткою з кроком 2,5 мм.| До речі, розміри плати зручно вибрати кратними 2,5 мм.| - в цьому випадку розмічати її можна з чотирьох сторін. Якщо плата повинна мати які-небудь вирізи, їх роблять після розмітки. Двосторонню плату розмічають з боку, де провідників більше. Після цього фломастером розмічають «по клітинках» центри усіх отворів, наколюють їх шилом і свердлять усі отвори свердлом діаметром 0,8 мм.| Для свердління плат зручно користуватися саморобним мініатюрним електродрилем, який можна купити на радіоринку. Звичайні сталеві свердла при обробці склотекстоліту досить швидко тупляться; заточують їх невеликим дрібнозернистим бруском, не виймаючи свердла з патрона. Після свердління плати задирки з країв отворів знімають свердлом більшого діаметру або дрібнозернистим бруском. Плату знежирюють, протерши серветкою, змоченою спиртом або ацетоном, після чого, орієнтуючись на положення отворів, переносять на неї нитрофарбою| малюнок друкарських провідників відповідно до креслення. Для цього зазвичай використовують скляний рейсфедер, але краще виготовити простий саморобний креслярський інструмент. До кінця обламаного учнівського пера припаяти укорочену до 10-15 мм ін'єкційну голку діаметром 0,8 мм.| Робочу частину голки потрібно зашліфувати дрібнозернистим наждачним папером. У воронку інструменту краплями заливають нитрофарбу | і, обережно узявши її в губи, злегка дмуть, для того, щоб фарба пройшла через канал голки. Після цього потрібно лише стежити за тим, щоб воронка була наповнена фарбою не менше чим наполовину. Потрібну густину фарби визначають досвідченим шляхом за якістю ліній, що проводяться. При необхідності її розбавляють ацетоном або розчинником 647. Якщо ж потрібно зробити фарбу густішою, її залишають на деякий час у відкритому посуді. В першу чергу малюють контактні майданчики, потім проводять з'єднання між ними, починаючи з тих ділянок, де провідники розташовані тісно. Після того, як малюнок в основному готовий, слід по можливості розширити провідники загального дроту і живлення, що зменшить їх опір і індуктивність, тобто підвищить стабільність роботи пристрою. Доцільно також збільшити контактні майданчики, особливо ті, до яких будуть припаяні стійки і великогабаритні деталі. Для захисту великих поверхонь фольги від травильного розчину їх заклеюють будь-якою липкою плівкою. Якщо ви помилилися при нанесенні малюнка, не квапитеся відразу ж усе виправляти - поверх невірно нанесеного провідника прокладете правильний, а зайву фарбу видалите при остаточному виправленні малюнка (його проводять, поки фарба не засохнула). Гострим скальпелем або бритвою прорізають ділянку, що видаляється, по межах, після чого його вишкрібають. Спеціально сушити нитрофарбу | після нанесення малюнка не треба. Поки ви виправляєте плату, відмиваєте інструмент - фарба просохне.