alt-lab.org — 27 октября 2016

Изготовление печатных плат

с использованием фоторезиста. Большущая статья в разделе DIY/Самоделки. Пока первая часть. Цикл статей целиком выдран из блога http://mojsuslik.livejournal.com/ и практически без правки будет опубликован сплошным текстом. Здесь.

Изготовление печатных плат в домашних условиях с использованием фоторезиста.

INTRO:

Эти записи были взяты целиком из блога Котэ в ЖЖ без правки. Поэтому стиль

повествования мягко говоря странный. Но ценность изложенного неоспорима...


Сделай сам Атомную бомбу . Пособие начинающего террориста Волшебника. Часть 1.

Пока Котэ отдыхает в альтернативной лаборатории в своем времени, автор решил воспользоваться его отсутствием и провести видео фото урок по изготовлению сложной современной электроники в домашних условиях. Урок прежде всего расчитан на людей не знакомых с современным производством, ровно как и с электротехникой и электроникой как профессионал. Важен сам процесс и конечный результат. Но при этом не обойтись без некоторых обьяснений, чтобы было понятно, что изображено на фото. И что осталось за кадром.
 Для начала некоторый экскурс в историю, а также причины, приведшие к этому уроку как следствию ))).
Многие, если не большинство представляют себе современную науку, промышленность и производство так, как показывают по телевизору: Огромные комнаты и лаборатории в которых рядами сидят конструкторы и программисты в белых халатах и за большими дисплеями, на которых крутится 3D чертежи очередного навороченного робота или процессора. Затем всякие павильоны в которых шустрые парни в униформе и с гаечными ключами или паяльниками собирают прототип очередного детища Илона Маска. Но это не совсем так. Современные новаторские разработки скорее напоминают гаражный кооператив
имени Стива Джобса, в котором собираются, макетируются, программируются маленькие кирпичики из которых впоследствии создаются большие конструкции. И для этих кирпичиков не нужны огромные фабрики с тысячным персоналом и толпы инженеров с программистами. Это потом, когда очередной шедевр или ноухау собран и отлажен запускается огромный маховик производства.

Итак к делу:
1. Предистория.
Остались от предыдущих разработок две маленькие платки. Да не простые , а золотые .....


На первый взгляд похожие, и ничего из себя ценного не представляющие. Однако если посмотреть на их обратную сторону, то представляется интригующая картина.

На задней стороне среди компонентов для поверхностного монтажа видны крохотные микросхемы. Они немножко отличаются количеством выводов. Посмотрим поближе  (кстати красная платка снята с действующего прототипа и закрашена красным лаком.)

Так и есть - это AD9834 и AD9851. Это микросхемы так называемого "прямого цифрового синтеза частоты" производства известной американской фирмы Analog Device. Это основа любой современной коммуникационной и другой промышленной и военной аппаратуры. (В бытовой технике кстати нигде не применяется ввиду дороговизны самих микросхем). Конечно на
сегодняшний день они слегка устарели (разработка конца 90х) Но в РФ вовсю применяются везде, поскольку более современные разработки нам не по карману.


Итак, чтобы было понятно, к чему я так подробно обьясняю. Все современные микроэлектронные компоненты относятся к категории программируемых. Т.е. чтобы компонент заработал ,его надо запрограммировать. И только после этого мы получим желаемый результат. А для программирования нужна ЭВМ. (Электорнно- вычислительная машина) - правильно....
Но поскольку немыслимо представить себе маленькую коробочку, а впридачу ей огромный системный блок, то и ЭВМ должна иметь соответствующие коробочке габариты. Так вот, чтобы заставить эти две маленькие платки заработать - их
нужно подключить к "контроллеру", который представляет из себя миниатюрную ЭВМ со всеми необходимыми компонентами, как то: кнопки, лампочки и дисплей.
 Ну и поскольку готовых изделий не выпускают (поскольку производителю неизвестны наши цели и задачи )))), то будем делать этот контроллер самостоятельно. Ну и программировать тоже )))
Но об этом в следующей части.

Сделай сам Атомную бомбу . Пособие начинающего террориста Волшебника. Часть 2

Итак, вспоминая первую часть, определимся со схемой и компонентами контроллера нашего чудесного устройства. Обычно такие вещи рождаются в голове разработчика и чтобы не потерять нить рассуждений, поначалу оный разработчик (и автор тоже не исключение) пытается набросать приблизительный эскизик на ближайшем клочке бумаги. Как то так:

Здесь уже вполне понятно, что куда подключается и какие детали и компоненты задействуются. И уже можно включать
компьютер с рисовалкой электронных схем, чтобы довести данный эскиз для понятной другим специалистам электрической схеме.

Собственно, данная схема нужна будет не только для изготовления самого устройства, но и для программирования оного.
На данном этапе в нормальных организациях за дело принимаются уже две группы разработчиков - группа инженеров технологов для изготовления самого устройства, а также группа программистов, поскольку уже известно как программировать железки, точнее - понятно, что к чему подключается и как железки должны взаимодействовать друг с другом. Естественно, что в домашних условиях автору приходится совмещать все функции коллектива разработчиков в одном лице.
Итак , следующая по списку задача проектирования - изготовление так называемой печатной монтажной платы, на которой все эти компоненты будут размещаться. Задача своеобразная и специфичная. Равно как и нудная и не любимая всеми инженерами конструкторами. Но  в эпоху компьютерных технологий эту задачу с успехом решает ЭВМ. Естественно, что для такой скромной задачи, как наше устройство, мы не будем заморачиваться с автоматизированной трассировкой и всякими
расчетами взаимовлияния. Тем более у автора уже наверное почти 40 летний опыт решения данной задачи, который начал накапливаться еще в славные годы Советской власти на ближайшей станции юных техников.Возьмем скромную немецкую программу с поддержкой кириллицы и набросаем плату в течении пары вечеров.

Сделай сам Атомную бомбу. Пособие начинающего террориста Волшебника. Часть 3.
  Продолжаем. Итак после некоторых манимуляций с программами и принтером получаем схему и фотошаблон. Да - забыл сказать: печатную плату будем изготавливать по технологии фоторезиста. Эта технология в отличии утюжнолазерной дает более качественный результат и имеет отличную повторяемость. И автор давно уже перешел на нее. Хотя раньше , как и все - использовал утюжно лазерную. Но необходимость использовать лазерный принтер, да еще и не всякий подходит для этого, заставила перейти на фоторезист, который применяется на производстве. О чем автор нечуть не жалеет, да еще при случае советует другим.

Кстати : Если при изготовлении фотошаблона используется лазерный принтер (Хотя можно использовать и струйный) и плотность изображения недостаточна, что характерно для всех принтеров последних лет десяти, то надобно обработать фотошаблон парами ацетона. После получаса выдержки над налитым в фото кювету ацетоном, изображение становится по настоящему штриховым и все огрехи лазерной печати пропадают. Для этого при печати пленку обрезают так, чтобы фотошаблон свободно ложился на стенки кюветы не проваливаясь вовнутрь, и заоодно не давая ацетону испаряться. Прикрывают сверху чем нибудь тяжелым и размером больше кюветы. Например томом БСЭ. И через пол часа дело сделано.
Ну а пока фотошаблон сохнет. Займемся нарезкой и подготовкой стеклотекстолита.

Кусочек у нас неважнецкий и не первой свежести. Поэтому после обрезки покажем как довести его до кондиции. Ну а пока нарежем. Для этого рычажные ножницы подходят идеально. Никаких ножовок и напильников. Идеально ровный отрез


продолжение здесь