Nelygumai ir paklaidos vis dar ten pat

Kol tobulinu savo įgūdžius gaminant PCB , neretai pasitaiko nelaimių ir nesėkmių, o šį syk , netikėtai širdies smūgį ir insultą vienu metu gavo senasis kompiuterio kietasis diskas , deje vargšelio atgaivinti nepavyko , tačiau iš kart po senojo mirties jo vietą užimė naujasis.

 

Nebaigtas “ mirusio “ kietojo disko darbas apačioje
Naujoji panelizuota PCB

O su juo toliau į priekį ir kai kas iš pradžių . Iš naujo teko pasigaminti vieną schemutę , bei jo pačios PCB . Tačiau prie to paties kiek patobulinau ir dažymą su UV dažais , veikiau jų džiovinimą lazeriu . Kadangi ankščiau man nepavykdavo atitaikyti pradinių taškų X ir Y ašių , todėl pasigaminau nedidelį kampainį , kuris dar kiek pareguliavus veiks puikiai .

„Lyginimo“ kampainis

Pagal dažų pasislinkimą galiu teigti , kad kampainiuką teks pastumti šiek tiek į neigiamamas X ir Y puses , tačiau jau šį kartą pavyko gana neblogai iš pirmo bandymo , kadangi sluoksnio pasislinkimas yra „normos“ ribose.

Dažų sluoksnių pasislinkimas vario atžvilgiu

Na ir kadangi viskas gan neblogai atrodė , tad nusprendžiau ant šios PCB sukrauti ir komponentus

Sumontuoti komponentai ant pagamintos montažinės plokštės

Taip, čia rezistoriai  ir vienas kondensatorius 0603 standarto , lituota su lituokliu , nors gal lengviau būtų buvę kept orkaitėje .

Taip pat kaip visada likusios nuotraukos:

 

Peržiūrėt:
naujasis graviravimas
Palyginimui
Schema

Sėkmė ! „skysto alavo“ tirpalas – veikia !

Šiandien šiam tirpalui nusipirkau paskutinio igrediento – distiliuoto vandens , kadangi senąjį 5l talpos „bambaliuką“ palikau visiškai tuščia .  Na iš esmės maniškis tirpaliukas nelabai skiriasi nuo originalios sudėties tirpalo , kuris buvo video filmuke , tiesiog kai kuriuos ingredientus pakeičiau į labiau prieinamus .

20180418_220926
Po 20s tirpale

 

 

Taigi šios dienos „sriubytei“ mums reikės :

  • 100ml distiliuoto vandens ,
  • 5g tiokarbamidas ( ang. thiourea ) ( pirkau iš lenkų per ebay ) ,
  • 2-3g alavo lydmetalio ( naudojau 99% alavo + 1% vario ) ,
  • 28-36% 10ml druskos rūgšties ,
  • 30% sieros rūgšties 7-9ml ( elektrolitas rūgštiniems akumuliatoriams )
20180418_220420
Naudoti chemikalai (nėra vandens)

 

Visus chemikalus galima nusipirkti senukuose, ermitaže, moki veži, bikuvoj ir t.t.  išskyrus tiokarbamidą .

Turint visus ingredientus lieka juos sumaišyti , geriausia pasiruošti dvejus tirpalus , kuriuos galima būtų sumaišyti tarpusavyje tik tuomet kai prireiktų jį panaudoti dėl “ didžiojo platų dengimo tikslo “ , kitu atveju tirpalas pradės „senėti“ ir iš aplinkos „prisigers“ oro ir praras mums naudingas savybęs ( neaišku per kiek laiko ) .

Pirmasis tirpalas – Druskos rūgšties ir alavo.  Sumašius abejus komponentus nelaikykite uždarame inde , kadangi reakcijos metu išsiskirs vandenilis ( kurį galima deginti ) ir ko pasekoje indelis savanoriškai gali atsidaryti pats su trenksmu .

Antrasis tirpalas – Vandens, tiokarbamido ir sieros rūgšties . Čia  viskas paprasta į vandenį įpilame elektrolito ir tiokarbamido – viskas . Na jei kas nežino rūkštį reikia pilti į vandenį , o ne atvirkščiai ir jei kas netikit  “ galit  patys pasisprogdinti “ .

Bendras tirpalas sumaišius primena baltos spalvos želės gabaliukus plaukiojančius vandenyje , tačiau pašildžius jis pasidaro skaidrus.

20180418_220314
Šildomas tirpalas

Tiek šaltas tiek šiltas tirpalai veikia, žinoma pašildytas varį alavu dengia greičiau , tačiau kita vertus skirtumas nedidelis .

Dar keletas nuotraukų:

Peržiūrėti
20180418_220654
PCB prieš dengimą
20180418_220926
PCB po dengimo
20180418_221413
Dengimo skirtumai: šaltame ir šiltame tirpaluose

 

 

„Skysto“ alavo sudėtis

Tai štai puikus video kaip pasigaminti tirpalą, kuris skirtas padengti varį alavu. Video autorius NurdRage . Na pačiam beliko nusipirkti tik elektrolito, o kol kas peržiūrėkime video.

Jau nebetoli iki kokybiškos PCB

Savaitgalis atėjo ir kaip visuomet aš prie savo reikalų, na ir nenuostabu, kad vėl tobulinu savo montažinių plokščių gamybos technologijas 😀 . Šį kartą sudėjau beveik viską ką bandžiau ankščiau atskirai , išskyrūs skylių dengimą variu .

Beveik pavykęs rezultatas

Taigi , Pagal vieną šiek tiek patobulinta schemutę suprojektavau jos montažinę plokštę. Vėliau kaip ir visuomet ją išgraviravau. Variui graviruoti naudoju tokius nustatymus:

  • Graviravimo greitis : 500 mm/min ,
  • Graviravimo gylis : 0.08mm ,
  • Graviravimo antgalis 30º  x 0.2 mm ,
  • Frezavimo greitis 300 mm/min ( 5 kartai po 0.3 mm ),
  • Gręžimo greitis 350mm/min ,

Žinoma , viskas klostėsi gerai iki kol nenulūžo freza , dėl jog nustatymuose nustačiau per didelį frezavimo gylį t.y. 0,5mm vietoje 0,3mm. To pasekoje teko PCB išsipjauti senoviniu rankiniu būdu , kas vėliau smarkiai turėjo įtakos galutiniam rezultatui.

Taip pat išsibandžiau lenkiškus miltelius skirtus vario dengimui alavu ( kai sulauksiu triokarbamido pasigaminsiu šio chemikalo alternatyvą ) .

Stebuklingi milteliai

Montažines plokštes po mechaninių apdirbimų šiame tirpale laikiau apie 30 min , kogero tai buvo per ilgai , nes varis pasidengė tamsiai pilka spalva , kurios poliruojant ar šveičiant pašviesinti nelabai pavyko.

Lenkiškame tirpale po maždaug 2 min.
PCB po 30 min.  ( poliruotos ir švytrintos )

Na ir po dengimo alavu ėjo eilė dažymui , čia kaip ir neturėjo kilti problemų tačiau , būtent šioje vietoje koją pakišo senamadiškas plokščių pjovimas , kuris nebuvo tikslus kaip kad tai būtų padariusios CNC staklės .

Pirmasis dažymas – nesėkmingas

Kaip nuotraukoje matyti dėl nelygaus pjūvio , neteisingai buvo parinkos lazerio  X ir Y kriptys , dėl to visas dažų sluoksnis pasislinko .

Pakartotinai bandžiau dar su 2- jomis plokštėmis .

Geriausiai sulygintas sluoksnis X ir Y ašių atžvilgiu

Na , o vėliau dar pasimėginau ir paspalvinti tokiu pat metodu ir dalių pavadinimas, tačiau vėl gavosi ne taip kaip norėjau – užrašai pasisuko ir pasislinko ( pirmoji straipsnio nuotrauka ).

Tai va šiokios tokios pastabos sau :

  • Tolygiau tepti dažus .
  • Frezuoti 0.3 mm gylį 300 mm/min greičiu arba lėčiau ir gyliau .
  • PCB centravimas X ir Y ašių atžvilgiu dažymo metu .

 

AutoCAD ir Polipropilenas

Kaip ir visada – nauji išūkiai . Šį kartą polipropileno (PP) frezavimas ( nežinau ar teisingai rašau jo pavadinimą). Kadangi ankščiau su savo frezavimo staklytėmis nefrezavau nieko daugiau kaip Variuotas stiklo tekstolito plokštes , pamaniau visai neblogai būtų jas patestuoti ir su plastiku.  Šiam kartui plastiką ir dalių brėžinius gavau iš Viliaus Stanelio.

Be abejo viskas būtų paprasta jei failai būtų buvę Gerber formatu (RS-274X). Tačiau jie buvo DXF formato, jei tiksliau Auto CAD brėžinys.

Tai štai misija buvo tokia:  sutvarkyti brėžinius taip, kad juos galėčiau konvertuoti į man reikalingus failus , žinoma , tam , jog galėčiau iš PP išpjauti norimas detales .

Pirmiausia failus bandžiau importuoti į Proteus AREAS, deja ši programa palaiko tik 0 sluoksnio kontūrus – taip, taip tik kontūrus , nei užpyldymu, nei spalvų nieko nieko.

Tad teko pagalbos prašyti iš dėdės Googlės. Čia gavau man reikalinga atsakymą – LINKCAD , tai programa su kuria galėjau konvertuoti iš DXF į RS274X .  Žinoma šią programą radau nei iš karto be jos bandžiau ir reConverter 7 – ši programa DXF failą konvertavo į niekam nesuprantamą neva “ Gerber “ failą , kitaip tariant ji veikė netinkamai arba aš su ja nemokėjau elgtis .

Ir apibendrinimui dalių pjovimas iš PP plastiko ( 3mm storio , A4 dydžio +- , pjautos 2 detalės , 250mm/min greičiu , nors galima buvo ir greičiau, freza 1.5mm). Apie detalių paskirtį nepasakosiu, jei jums aktualu galite patys paklausi Viliaus Stanelio.

 

Elektrolizė. Vario dengimas alavu

Kol laukiu chemikalų iš Lenkijos , nusprendžiau pasigaminti tirpalą kuriuo dengčiau varį alavu. Sudėtis , buvo sumaišyta „tep lep“ , kitaip tariant be jokių proporcijų . Skaitine verte į maždaug 700ml vandens įpyliau taip pat apie 250ml druskos rūgšties.

Na ir vėliau prie maitinimo šaltinio teigimo laido prikabinau lydmetalio ( sn-99, cu-1 arba kitaip alavo 99%, vario 1%, kadangi jis buvo su fliusu, teko jį išdeginti) , o prie minuso nežinomos kilmės dvipusę variuota PCB. Toliau beliko tik stebėti. Alavas ganėtinai greitai padengė varį. Šio varianto veikiausiai netobulinsiu , kadangi ateities planuose yra pasigaminti tokį tirpalą , kuriam nereikės maitinimo šaltinio. Iš esmės “ kietesnis “ tirpalas turi kaip ir šis vandes, druskos rūgšties , be to papildomai  turės ir triokarbamido.

Testavimo rezultatas:

PCB dengta alavu

 

Daugiau nuotraukų:

Peržiūrėti:
Tirpalo ruošimas “ prisotinimui „
Tirpalo “ sotinimo “ naudota srovė ir įtampa
PCB dengta alavu ( alavas nepoliruotas )

Elektrolizė. PCB skylės ir varis

Kopiant į PCB gamybos kalną, paskutinis laiptelis – tekstolito dengimas variu , kitaip tariant ,  tarpsluoksninių sujungimų gamyba ( ang.: vias ) , žinoma viskas namų sąlygomis .

Kadangi nevisuomet pakanka vienpusės plokštės dengtu variu , neretai tenka naudoti ir dvipuses , tai pat ir neišvengiamai atsiranda problemų sujungiant sluoksnius . Be abejo papraščiausias variantas jungiant sluoksniu yra tiesiog sujungti juos vielute , o jos galus prilituoti , tačiau tai ganėtinai nepatogu . Taip pat neblogas variantas – naudoti kniedes , bet vėl gi ,  jos sąlyginai brangios .  Todėl geriausias variantas yra skylių dengimas variu , nors tai gana sudėtingas kelias , bet iki kol viskas tampa aišku kur ? ir kas ?

Tai štai su visu šiuo reikalu pravargau 3 dienas , tačiau rezultatą gavau :

Sėkmingai padengtos 0.5mm skylės

Skylės dengimo  ( ang.: hole plating ) principas aiškus – išgręžtas skyles padengti medžiaga, kuri būtų laidi elektros srovei , o vėliau naudojant elektrolizę jas padengti variu . Pasakyt lengviau , nei padaryti , juolab , kai niekas neaišku .

Skylių dengimo medžiagos sudėtis :

Vandens pagrindo akriliniai dažai ( naudojau baltus)

Vario sulfatas

Distiliuotas vanduo

Kol kas proporcijų nepamatavau , tačiau rėmiausi tokiais principais ,  jog dažai turi būti pakankamai skysti , bet ne per daug ( jei per skysti maišant atsiranda oro burbuliukų ) , balti dažai turi pasidaryti kiek įmanoma tamsesni .

Jie atrodė maždaug taip:

Elektrai laidūs dažai

Dengimo seka tokia : ant PCB išgręžtų skylių tepiau po kelis kartus šiuos dažus , tarpuose siurblio pagalba ištraukdavau perteklinius dažus ( siurbdavau iš priešingos pusės dažams , taip, kad dažai užsiteptų ant stiklo tekstolito ) , po to  dažus džiovindavau ir taip , kaip minėjau , kelis kartus . Galiusiai dažų pertekliu esanti ant variuotų pusių nuvaliau .

O vėliau plokštę prijungiau prie maitinimo šaltinio minuso  ( prie pliuso prijungtas buvo varinis vamzdelis ) . Ir abu kontaktus merkiau į distiliuoto vandens ir vario sulfato tirpalą ( apie  1L , vario sulfato buvo ištirpinta , tiek kiek buvo įmanoma, tirpalas buvo prisotintas ( tiksliai nepamenu kaip terminas vadinasi )):

Elektrolizės tirpalas

 

Elektrolizės metu įtampa buvo 2-2.5V srovė : 0.88-0.92A . Plokštė buvo nuolatos judinama , tam , kad  ji būtų dengiama tolygiai ir neatsirastų “ nudegimų “  ( dengiama plokštė juoduoja ) .  Viso dengiama buvo apie 7 minutes .

Taip pat dar keliatas nuotraukų:

Peržiūrėti:
Pirmasis dengimas
Rezultatai – nesėkmingi
Dar viena bandymų plokštė
Padengtos visiškai 1mm ir dalinai 0.8mm bei 0.5mm skylės
Tik toks tikrinimas 😀

 

 

Žinoma, elektrolizės metu vario “ augimas “ , labai priklauso nuo dažų laidumo ,  testavimo metu atkreipiau dėmesį jog greičiausiai dengiasi tos vietos , kurių varža yra maža . Dažų mažiausia varžą gavau 400- 700 omų.

Tačiau jau mintyse sukasi kaip pagerinti dažų varžą – į juos pridėti vario pudros , kurią galima gauti sumaišius vario sulfatą su askorbo rūgštimi ( vitaminas C ) .

Varis besiformuojantis tirpale 40-100nm

Žinoma šį varį jau sugadinau 😀 . Tačiau artimiausiu metu pasigaminsiu jo dar ir be abejo patikslinsiu visą šio dalyko receptūrą .