PIIRILEVYT
JA NIIDEN VALMISTUS
24.3.2011
PIIRILEVYJEN
VALMISTAMISESTA
Innostuin vähäsen päivittämään ja korjailemaan tämän sivun tietoja ensi kerran noin kymmeneen
vuoteen. Tarkoituksellisesti jätin myös vanhaa juttua jäljelle ihan historiallisista syistä...
Tämän ei ole tarkoitus pitää sisällään ammattimaiseen
käyttöön tehtävien piirilevyjen valmistamista vaan kertoa valmistusprosessista
harrastajan näkökulmasta ja kertoa erilaisia vinkkejä mitkä on
"kantapään kautta" opittu.
Ne kytkennät, joita olen pääasiassa rakentanut eivät edellytä mitään
äärettömän tarkkaa työtä tai ohuita folionvetoja - kuten kaksi "karvaa"
IC:n jalkojen välistä.
Näihin enemmän tarkkuutta vaatiiviin juttuihin löytyy Internetistä tietoa
niin kalvojen teosta kuin erityisistä syövytyskemikaaliseoksistakin.
Tuosta piirilevyn termistä "veto" tuli mieleeni vähän saivarrella kun luin Steve Beechingin kirjaa "Videokamerat ja videonauhurit - toiminta ja huolto",
että ei mielestäni kaikesta piirilevyllä olevasta foliosta joka asiayhteydessä pitäisi käyttää sanaa "veto". Minun korvaani ei ainakaan istu
kertomukset "piirilevyn isoista vetoalueista" yms. Tämä nimityshän on johdannainen alunperin johtimen vedosta....
Tätä alkuun kirjoittaessani (elo - syyskuu 1998) oli uutisryhmässä
sfnet.harrastus.elektroniikka
kirjoiteltu aiheesta varsin runsaasti.
Tomi Engdahlin kotisivulla on
suuren linkkikokoelman lisäksi muutakin, josta löytyy myös hänen artikkelinsa
piirilevyjen valmistamisesta.
Myös Kari Huhtaman
elektroniikkasivuilta löytyy hyvää tietoa piirilevyjen tekemisestä valotusmenetelmällä.
Hyvä selvitys piirilevyjen valmistuksesta on Pekka Ala-Mäyryn sivulla Piirilevyjen valmistus.
Tämä artikkelini yhdessä edellämainittujen kanssa
antaa varsin hyvän selvityksen harrastajalle aiheesta.
PIIRILEVYN SUUNNITTELU
Lähtökohtana pidän sitä, että käytettävissä on tietokone.
Useimmat vanhat suunnitteluohjelmat toimivat jopa vanhassa perus PC:ssä
ja sitä uudemmissa mainiosti.
Piirilevyfilmin voi tietysti valmistaa teippaamalla kuten ennen
tehtiin tai piirtämällä tussilla.
Kuitenkin esim. Sharewareohjelmina saatavilla olevilla
piirilevyohjelmilla on työ monin tavoin helpompaa, työn jälki on laatuluokkaa
ja muuttaminen vaivatonta.
Piirilevyohjelmia on laidasta laitaan, joista useimmilla voidaan
kytkentäkaaviotasolla tehty piirros jopa täysin automaattisesti
muuntaa piirilevykuvaksi. Yksinkertaisien kytkentöjen suhteen sekään ei ole
välttämättä tarpeen vaan piirilevyohjelmalla voidaan asettaa halutut
täplät ja johdotukset samaan tapaan kuin teipatessa, joskin monin
verroin helpommin.
Tällä tavoin tehtäessä voi tietysti käyttää muitakin piirrosohjelmia, mutta
varsinaisilla piirilevyohjelmilla "manuaalinenkin" suunnittelu käy joutuisammin
valmiiden standardienmukaisten rasterointien, juotostäplien jne. ansiosta.
Myös spesiaalijuttuja tehtäessä kuten kriittisien
RF-kytkentöjen suhteen voi olla asia on syytä tehdä
piirilevysuunnittelu "manuaalisesti".
Hyvä, yksinkertainen ja halpa Sharewareohjelma on
CirCad, jolla
suunniteltuja kuvia voi myös löytää esim. amerikkalaisilta
radioamatöörien palvelimilta. Täysin normaalikäytössä toimivan version voi
imuroida Internetistä. Kuvien siirto toisiin ohjelmiin sharewareversiosta
ei kylläkään kunnolla onnistune. Ohjelmassa on myös kytkentäkaavion
piirtomahdollisuus ja suppeahko symbolikirjasto.
Parin viimeksi kuluneen vuoden aikana olen ryhtynyt käyttämään muutaman kympin hintaista
Sprint-Layout - ohjelmaa. Samalta valmistajalta on saatavissa myös ohjelmat kytkentäkaavion
piirtoon ja etulevyn suunnitteluun. Viimeksi mainitulla on aika kätevä tehdä merkinnät esim .kiertokytkimille jne.
Kovin suosittu tuntuu olevan Eagle näissä harrastajien piirilevyhommissa. Itse pidän ohjelman
levynkokorajoitusta haittana samoin kuin haluan ohjelman olevan kuin vanhan ajan teippaus eli suoraan
vaan folioita hahmottelemaan ilman mitään esitöitä ohjelman kanssa. Tässä mielessä Sprint-Layout on tosi yksinkertainen
käyttää.
Muistakaa
ohjelmien rekisteröinti, käyttö, ym. ehdot !
Usein on lehdissä yms. olevien rakenteluohjeiden yhteydessä piirilevykuvat.
Tosin monia julkaisuja vaivaa myös se, että vaikka laitteesta on suunniteltu
piirilevy niin kuvaa siitä ei esitetä vaan tarjotaan levyä tilattavaksi.
Itselleni on piirilevyn teko ollut aina osa harrastusta ja haluan tehdä siitä
parhaiten tarkoitukseen, koteloon jne. sopivan.
Prosessina valmistus vie minulla usein vähemmän aikaa kuin osien etsiminen kytkentään.
Tapauksessa jossa varsinkin monimutkaisen levyn joutuu kokonaan uudelleen suunnittelemaan
puuttuvan piirilevykuvan takia on sen "uudelleensuunnittelu" vähän turhauttavaa.
Itseäni ainakin harmittaa se, ettei se valmiina saatava levykään ole usein suoraan
käyttökelpoinen vaan useinkin haluaisi tehdä valmiin ohjeen mukaiseen
kytkentään joitain muutoksia ja mieluiten ne tekisi jo piirilevylle ennen sen valmistusta.
Ainahan levy on fiksumman näköinen kun siitä ei ole jouduttu katkomaan folioita tai juottamaan
osia levyn foliopuolelle.
Toisekseen olen pyrkinyt vähänkin enemmän osia sisältävissä levyissa standardikokoon eli
eurooppakorttiin samoin kuin liitännän sijoittamiseen ainoastaan lyhyelle sivulle mieluiten
euroliittimellä mikäli levy tulee kehikkoon tai sitten standardilla riviliittimellä.
Hyvin usein joutuu valmista piirilevykuvaa (esim. monet Elektorin jutut) käsittelemään syystä, että mm. trimmeripotikoissa en käytä
muuta kuin erilaisia standardimallisia cermettejä.
Valitettavan usein on valmiissa ohjeissa käytetty jotain viihde-elektroniikkatason trimmereitä
erilaisella pinnijaolla. Syytä tähän en ymmärrä, koska kunnolliset cermetit eivät maksa
kuin muutamia markkoja kpl (itse olen purkanut niitä romutetuista korteista ilmaiseksi).
Lehdestä otettua piirilevykuvaa ei valitettavasti pysty käsittelemään oikealla piirilevynsuunnitteluohjelmalla,
mutta esim. Paint Shop Prolla pienien muutosten teko toki onnistuu.
PIIRILEVYN VALMISTAMINEN
Menetelminä itse piiilevyn valmistamisssa voidaan käyttää perinteistä syövytysmenetelmää, levyn jyrsintää tai nykyisin myös
laseria. Viimesi mainitut laitteet ovat kuitenkin useimmiten harrastelijan kukkarolle liian kalliita ellei hanki sitten
esim. käytettyä piirilevyjyrsintä tai tee sitä itse.
Seuraavassa kuvassa on LPKF:n Protolaser S:llä tehty koelevy - säädöt tässä eivät ole todennäköisesti täysin kohdallaan.
PIIRILEVYKUVAN SIIRTO LEVYLLE
Piirilevymateriaalina normaaleissa kytkennässä kannattaa
käyttää lasikuitupohjaista levyä. Ennen yleistä ja kulutuselektroniikassa
vieläkin käytettävää pertinax-levyä ei kannata käyttää mm. johtuen
siitä, että foliot ovat yleensä siinä paljon huonommin kiinni kuin
lasikuituisessa.
Tämä tulee helposti esiin jouduttaessa vaihtamaan osia
varsinkin täplien ja johdotuksen ollessa pienikokoisia.
Myös levyn leikkaaminen onnistuu lasikuituisessa aivan hyvin
hyvälaatuisilla peltisaksilla ilman vaurioita. Tietysti varsinainen
levynleikkuri on paras. Metallin tai vastaavan leikkuuseen tarkoitettu sirkkeli
tylsyy helposti käyttökelvottomaksi mikäli sillä sahataan
lasikuitulevyä.
Ennen kuvion siirtoa levy on huolellisesti puhdistettava. Mikäli
käytetään aiemmin yleisintä tapaa eli valokopiolakkaa (esim.
Positiv 20 tms) tämä vaihe on erityisen tärkeä. Ennen lakan ruiskuttamista
pitää levyn olla ehdottoman puhdas ja pölytön sekä rasvaton. Sormenjälki
tai jäänne puhdistusaineestakin aiheuttaa ongelmia lakkapintaan.
Käytännössä parhaana tapana olen pitänyt huolellista puhdistamista
teräsvillalla ja pölyjen puhaltamista pois.
Prosessi on huomattavasti helpompi kun käytetään
kalvoa, johon tulostettu kuva siirretään levylle lämmittämällä.
Tämä menetelmä edellyttää joko valokopiokoneen tai
lasertulostimen
käyttöä, jolla kuvio ensin siirretään kalvolle. Kalvoa
käytettäessä jää lakkamenetelmässä tarvittava valotus, kehitys ja pesuvaihe
pois.
Ideana on tässä menetelmässä siirtää laserin tai kopiokoneen väriaine
lämmitysprosessin avulla tulostetulta materiaalilta levyn pintaan.
Kuvion siirrossa on mahdollista käyttää useitakin eri materiaaleja.
Olen tähän asti noin puolitoista vuotta käyttänyt PNP-Blue-nimistä kalvoa
jota myy RadioDuo Oy ja useat muutkin komponenttiliikkeet.
Tämän (Tomi Engdahlin) linkin perässä on edellämainitun lisäksi muitakin osoitteita
komponenttihankintoja tehtäessä.
Kokeilut muilla kuvionsiirtomenetelmillä ovat antaneet myös hyviä tuloksia.
Monet ovat valitelleet PNP-Blue kalvon ongelmia sen suhteen, että osa kuviosta
jää siirtymättä ja kalvo on tarkka lämpötilalle (rypistyminen) sekä, että se
jää koneen sisään joskus sitä tulostettaessa.
Lisäksi PNP-Blue kalvo on aika kallista - varsinkin jos tulee paljon "harjoittelukappaleita".
PNP-kalvosta lähtee prosessissa myös sininen osa tulostuslaitteen väriaineen lisäksi
piirilevyn pintaan sitä lämmitettäessä.
Tämä ei kuitenkaan ole välttämätöntä, vaan pohjamateriaalina voidaan käyttää
muitakin liukaspintaisia arkkeja.
EDULLISET MENETELMÄT KUVION SIIRTOON
Vaatimuksina materiaalille on se, ettei väriaine imeydy siihen ja, että se kestää
laserin tai kopiokoneen lämpötilan.
Uutisryhmässä sfnet.harrastus.elektroniikka
on käyty keskustelua piirilevykuvion siirrosta eri menetelmin.
Uusimman sieltä saamani vinkin perusteella kokeilin tarra-arkin liukaspintaisen
taustapaperin käyttöä. Tämä (ehkä silikonipinnoitettu?)materiaali toimii
tosi hyvin. Lämmitysprosessi verrattuna PNP-Blue-kalvoon on siinä mielessä
erilainen, että itse piirilevyä lämmitetään minuutti - pari silitysraudan
alla pitämällä.
Tämän jälkeen paperi asetetaan levylle - ja heti kerralla
oikealle kohdalle - minkä jälkeen kuviota hierotaan paperitupolla tms.
kiinni levyyn.
Levyn annetaan kunnolla jäähtyä rauhassa, jonka jälkeen paperi irtoaa itsekseenkin.
Havaintona tämän menetelmän suhteen on ollut, että ongelmia voi tulla suuremmilla
foliopinnoilla (reikiä tai vähän isompiakin alueita, joihin väri ei tartu) sekä
se, että tulos voi riippua tulostuslaitteesta.
Tulos on ollut omien kokeilujeni mukaan kohtuullisen hyvä Canonin laserilla
mutta taas Toshiban kopiokone pyrkii "suttaamaan" väriä.
Syynä voi olla tietysti myös erilainen väriaineen koostumus.
Kalvoa valotettaessa on huomioitava se että yksipuoleista levyä
tehtäessä on kuvion oltava sellainen kuin se näkyy levyn
komponenttipuolelta.
Tämä kannattaa huomioida erityisesti lehdistä valmiita kuvia
kopioitaessa. Esim Elektorin kytkentöjä on eri aikoina ollut sekä
postiivisina, että negatiivisina versioina. Siis mikäli foliopuolella on tekstejä
on kuva oikeanpäinen mikäli teksti näkyy peilikuvana. Kalvoa
valotettaessa kannattaa ottaa ensin paperikuva, jotta näkee tummuusasteen.
PNP-BLUE KALVON KÄYTTÖ
Tummuden suhteen kalvo
kylläkin "antaa anteeksi" jonkin verran läpikuultavaakin
tummaa osuutta ja lopullisessa kuviossa jälki on tasaisen mustaa. Koska kalvon
hinta on n.20 mk/arkki ja harvoin tarvitsee koko letter-kokoisen arkin
pinta-alaa on järkevä käyttää kopiokonetta ja syöttää kalvosta
leikattu liuska normaalin paperiarkin päällä koneesta läpi. Samoin voi koota
koko arkin pinta-alaa vastaavat kuvat kerralla yhdelle arkille joka sitten
kopoidaan.
Valotetut kalvot tuntuvat ainakin lyhyen kokemuksen mukaan
säilyvän.
Vaikka kalvopakkauksen mukana toimitaan kyllä riittävät ohjeet
homman suorittamiseksi on muutama huomio paikallaan. Kalvoa
paikalleen silitettäessä on syytä varoa ettei silitysrauta ole
"täysillä" koska silloin kalvo rypistyy käyttökelvottomaksi.
Sopiva arvo on jossain "villa-silkki"
tienoilla - mutta on riippuvainen käytetystä silitysraudasta.
Niissä harvoin on mitään tarkkuustermostaatteja. Silitysaika saa olla
mieluimmin liian pitkä kuin lyhyt sekä katso, että kuvio näkyy selvänä
"silityspuolella".
Jos levyssä on paljon kapeita folioita on syytä silittää levyä useita
minuutteja. Samoin on syytä erityisen tarkkaan silittää levyn reunimmaiset
folion osat, koska niihin tulee useimmin virheitä silitysvaiheessa.
Levyn on annettava jäähtyä ennenkuin kalvo varovasti vedetään
irti.
Mikäli virheitä on, niin voidaan niitä korjailla tussilla
(textmark 700, Pilot tms.spriiliukoisella kynällä) ja liiat raaputella
veitsellä pois.
Huomaa että korjausväriosat ovat täysin mustia. Kalvon avulla
siirretyt osuudet kyllä kestävät kovankin syövytyksen, tussi
välttämättä ei.
Useamman vuoden käytön aikana olen havainnut sellaista, että ilmeisesti
tämä PNP-Blue kalvo vanhenee varastoidessa, koska sen tarttuvuus on
välillä erilainen vaikka käytetyt välineet ja työmenetelmät ovat
täsmälleen samat ja vaikka piirilevy olisi erityisen hyvinkin puhdistettu.
Tästä syystä käytin välillä myös laminoitavaa negatiivista kalvoa,
joka kehitetään kuten valokopiolakkakin.
Tämä kalvo on toimintaperiaatteeltaan sellainen, että se vaatii negatiivisen filmin.
Vastaavaa on olemassa positiivisenakin, mutta se on huomattavasti kalliimpaa.
Kalvon voi laminoida silitysraudalla, mutta tarkkana on oltava koska lämpötilan
tulee olla 100°C ±10°C.
Parhaiten tähän sopii valmis laminaattori tai sitten jostain "kuumia" teloja sisältävästä
tulostimesta tms. tehty. Kannattaa varoa "halogeenivalolla" lämpiäviä teloja.
Kyseisissä kalvoissa on kaksi suojakalvoa, joista toinen irroitetaan ennen laminointia ja
toinen ennen kehitystä.
Kehitys voidaan suorittaa "virallisen menetelmän" mukaan soodalla suihkuttaen sitä
4 kilon paineella tai helpommin käyttämällä 1:3 laimennettua Positiv-lakan kehitettä
(7g NaOH litraan vettä).
Syövytyksenestopinnoite on tällä menetelmällä levyssä kiinni kuin tauti ja lähtee
helpoimmin irti väkevämmällä lipeäliuoksella. Mekaanisessa poistossa menee ikä ja terveys.
Koska kalvo toimii negatiivisella periaatteella ovat useimmiten syntyvät
virheet päinvastaisia kuin positiivimenetelmässä.
Tämä on mielestäni parempikin, koska on helpompi poistaa ylimääräistä
materiaalia (niin kehityksen kuin syövytyksenkin jälkeen) kuin paikkailla
liian ohuita tai katkenneita folioita - näin varsinkin jos virhe on jäänyt
ennen syövytystä huomaamatta.
Erilaisten kokeilujen jälkeen palasin takaisin tuon (Press-n-Peel) PNP-blue - kalvon käyttöön.
Voi olla, ettei sillä kaikkein hienoimpia levyjä tee, mutta ne kannattaakin sitten nykyisin teettää piirilevytehtailla
koska hinnat eivät esim. kiinalaisilla valmistajilla hirvitä.
Tässä yhteydessä en puutu valokopiolakalla tehtävään
kuvionsiirtoon sen enempää, Tomi Engdahlin artikkelissa on tätä menetelmää
selitetty perusteellisesti...
Tehtäessä esim RF-kytkentöjä varten levy, jossa toinen puoli
on maatasona voidaan se puoli peittää tarrakalvolla tai lakata.
Tarrakalvoa käytettäessä voi olla hyvä suojata levyn reunaosat vielä
tussilla ennen kalvon kiinnitystä varsinkin jos syövytysliuos lämmitetään
reilusti .
PIIRILEVYN SYÖVYTTÄMINEN
Syövytyskemikaalina on toimiva ja turvallinen aine ferrikloridi.
Se on melko tahraavaa, joten ympäristö missä operoidaan on hyvä
suojata HYVIN.
Suojalasitkaan eivät pahasta ole. Lisäksi aine imee
ilmasta kosteutta määriä joihin se itse liukenee, joten
säilytysastian täytyy olla tiivis ja vedenpitävä.
On
olemassa myös hyvin nopeita kemikaaliseoksia, mutta niiden
käyttöä on syytä vältää, ellei ole niistä HYVIN perillä.
Ferrikloridi lienee edullisinta Bebek electronicilla
ja apteekissa varsin kallista.
Ostin joskus 80-luvun alussa Bebekin "isomman satsin" ferrikloridia
ja vielä sitä on pari ämpärillistä jäljellä vaikka satoja piirilevyjä
on syövytelty!
Aineen säilyttämisessä ovat muuten tiiviskantiset muovisangot osoittautuneet
käyttökelpoisiksi ja ilman kosteus ei ole muodostunut ongelmaksi
vielä 25 vuodessa!
Syövytysprosessin vauhdittamiseksi on aikojen kuluessa esitetty
monenmoisia keinoja.
Tärkeätä on pitää neste liikkeessä vaikka sitten
heiluttamalla varovasti astiaa.
Tehokkaimpia keinoja ovat kuitenkin ilman johtaminen astiaan ja
sen lämmittäminen esim. 70-80 asteeseen. Tarkoitukseen on olemassa
muutaman satasen hintaisia laitteita (esim Bebek myy). Itse voi
valmistaa laitteen, jossa vanhan jääkaapin kompressorilla letkuun ajetaan
ilmaa.
(Akvaario-ilmastin toimii myös, halvin ja itselle
käytännöllisin on tietysti paras.)
Letku
kiinnitetään syövytysastian pohjaan kunhan siihen on ensin
porattu 1-2mm reikiä, joista ilma pääsee liuoksen sekaan. Muista
että astioiden on syytä olla muovia tai lasia. EI MITÄÄN METALLIA !
Liuoksen lämmittäminen voi tapahtua pitämällä itse
syövytysastiaa vesiastiassa, jota lämmitettään sähkölevyllä. Valmiissa
laitteessa, kuten Bebekin myymässä, hoitaa akvaarionlämmitin saman asian.
Verkkojännitteisiä lämmityselementtejä käytettäessä on aina
muistettava turvallisuustekijät.
Syövytysaika voi vaihdella parista minuutista moniin tunteihin
riippuen menetelmästä ja liuoksen voimakkuudesta ja käyttökerroista.
Käytetyn liuoksen hävittämisessä on muistettava sen
neutralointi soodalla tai muulla emäksisellä aineella. Sitä ei saa kaataa
neutraloimattomana ja laimentamattomana viemäriin (pienet määrät). Isommat
määrät on syytä varastoida muovikanistereihin ja viedä ongelmajätteen
keräyspisteeseen, merkittynä mitä "tavaraa" pytyssä on,
mainiten "liuennut" kupari!
Liuos on
käyttökelpoista kunnes syövytysaika käy hermostuttavan
pitkäksi.
Kun levy on valmiiksi syövytetty se tulee huuhdella runsaalla
vedellä.
Suojavärin voi tietysti poistaa kemikaaleilla mutta olen itse
käyttänyt myös tähän teräsvillaa ja vettä. Siirtokalvon väri on tosi
lujassa ja vaatii reilun hankaamisen.
Jahka ferrikloridi alkaa varastostani loppumaan niin siirryn käyttämään luultavasti ammoniumpersulfaattia
jota tuli ostettua säkillinen - kun sai halvalla...
LEVYN PORAAMINEN JA JÄLKIKÄSITTELY
Itse olen käyttänyt poraamiseen tarkoitukseen tekemääni
puoliautomaattikonetta, mutta homma sujuu helposti myös pienoisporakoneella,
joka on mieluiten poraustelineessä.
Porakoneeni on erittäin massiivinen tähän tarkoitukseen.
Mutta parempi niin kuin liian hento!
Aloitin aikoinaan koneen teon kun romuliikkeessä sattui käteen
johtoruuvi muttereineen. Siitä sitten tuli koneen syöttöä käyttävä
ruuvi. Piirsin ja tein suurinpiirtein kaikki jopa syötön vaihteistokoteloa
myöten itse. Laitteen rakentaminen alkoi joskus 80-luvun alussa ja valmiiksi
sen voi sanoa tulleen joskus 90-luvulla.
Kuvassa näkyy yläosa koneesta. Jalusta on tehty vanhasta Nokian tekemän
ison printterin jalustasta pitäen sisällään tehoelektroniikan.
Liikkeiden rajoitukset tapahtuvat iduktiivisillä lähestymiskytkimillä.
Yhtä näistä voidaan säätää mikrometrillä - joka on peräisin jostain purkamastani
Naton mikroaaltotestilaitteiden romuista.
Liikuva työtaso on tehty "väärinpäin asennetusta" Wolfcraft-merkkisestä
porakoneen jalustasta, jonka hammastangon ratasta moottori pyörittää.
Toiminnat voidaan ohjata joko automaattisesti tai manuaalisesti.
Kaikki moottorien kierrosluvut voidaan säätää potentiomereillä
(kuten syötön ja paluuliikkeen nopeus erikseen sekä paikallaanoloaika ennen paluuliikettä).
Jotta heikkonäköinenkin näkisi porauskohteen niin sitä valaisee 70W
halogeenilamppu.
Porattujen reikien määrä näkyy 4-numeroisesta laskimesta.
Tällä voi hyvin tarkkailla terien kulumista ja tehdä vertailuja.
Lisäksi on koneessa ohjaustoiminnat erilliselle pölynimurille ja
jossain poraustöissä tarvittavalle leikkuunestepumpulle.
Koneen osia on haalittu vähän joka paikasta - pääasiassa romuliikkeistä.
Laitteen kolme verkkomuuntajaa ovat romutetuista pankkiautomaateista,
porausmoottori lentokoneesta, ohjauskeskus liikennevalosysteemeistä, syöttömoottori
tietokonenauhurista ja pöydän siirtomoottori kaivinkoneen lasinpyyhkijöistä
muutamien osien alkuperäiskäyttö mainitakseni.
JA SITTEN PORAAMAAN...
Porausmerkkeinä toimivat juotostäplissä olevat reiät. Tästä
syystä on tärkeää , että piirilevynsuunnitteluohjelmassa valitaan
reikäkoko joka mahdollisten useidenkin kuviosiirron välivaiheiden jälkeenkin
näkyy selvänä pisteenä syövytetyssä levyssä. Liian suuri
reikäkuva ollessaan porattavaa reikää suurempi hankaloittaa jo juottamistakin.
1mm luokkaa olevat terät ovat usein sopivia. Tiheämmissä
kytkennöissä tosin on käytettävä pienempiä reikiä. Normaalit
HSS-terät eivät kestä tylsymättä kuin ehkä 200-300 reikää korkeintaan.
Huomattavasti parempia ja reilusti kallimpia ovat tarkoitukseen tehdyt
kovametalliterät. Niiden kestoikä on harrastekäytössä sellainen, että ne
katkeavat aina ennen tylsymistään. Kovametalliterien heikkous kun on
niiden suuri murtumisherkkyys ja niitä ei missään tapauksesssa
kannata yrittää käyttää vapaalla kädellä porattaessa.
Kun valmistetaan piirilevy jossa on komponenttipuolen folio
maatasona voidaan ne juotospisteet jotka eivät tule maihin
yksinkertaisesti "erottaa" maafoliosta pyöräyttämällä 3-4 mm
poranterällä folio pois käyttäen komponentin asennusreikää keskipisteenä.
Tämän jälkeen kannattaa hioa jäysteet pois teräsvillalla tai
hienolla hiomapaperilla.
Levyn foliot on hyvä suojata tinaamalla ennen komponenttien
asennusta.
Toiset suosivat pelkkää lakkausta , mutta kun kerran
ammattivalmistuksessakin tinaa käytetään niin kannattaa harrastajankin
levynsä tinata.
Yksinkertaisimmin se käy levittämällä juotospastaa levylle
(sellaista joka siis sisältää tinaa) ja sulattamalla se levylle
juottimella tai kuumailmapuhaltimella. Aivan hyvää pastaa tähän tarkoitukseen
myi ennen El-Kama - muutaman markan hintaan/tuubi.
Nykyisin kyseisellä firmalla ei taida olla pahemmin komponetti ja tarvikemyyntiä.
Hartsi joka toimii juoksuttimena pastassa lähtee hyvin pois
tärpätillä kuten normaalinkin juotostinan hartsi. Aiemmin käytin
tarkoitukseen spriitä, mutta ainakin useimpien luonnonhartsi tms. pohjaisten
juoksuttimien poistossa on tärpätti selvästi tehokkainta. Levyn
voi pestä vielä lopuksi vedellä.
Vanha hammasharja on hyvä apuväline tässä hommassa.
VÄHÄN KOMPONENTTIEN ASENNUKSESTA JA LEVYN VIIMEISTELYSTÄ
Koska aina on syytä muistaa se, että laitetta joudutaan ehkä
korjaamaan on syytä pyrkiä komponenttien asennusreiät poraamaan
sopivasti suuremmiksi kuin komponentin johdin.
Tämän huomaa erityisen hyvin jos kaupallisesti valmistetussa
läpikuparoidussa levyssä on reikäänsä aivan juuri ja juuri mahtuva
johdin.
Jos reiässä on tarpeeksi väljyyttä onnistuu
läpikuparoidustakin levystä juotoksen poisto ilman kallista imuasemaa jopa tavallisella
tinaimurilla.
Samasta syystä on hyvä mikäli komponentit voidaan asentaa
ilman johtimien taivuttelua.
Käyttämällä sopivaa alustaa (vaahtomuovi tai oikea
asennusteline) ja ladontajärjestystä jossa komponentit asennetaan alkaen
matalimmista (vastukset,diodit).
Mikäli
työstä halutaan laadukas on johtimet katkaistava oikeaan pituuteensa ennen juottamista.
Johtimien liikkuminen katkaistaessa ne jälkeenpäin saattaa
rasittaa juotosliitosta ja aiheuttaa myöhemmin ongelmia.
Taivuta vastusten yms. aksiaalikomponenttien johdot pihdeillä
oikeaan mittaan ja käytä oikean rasterin omaavia kondensaattoreita yms.
Mikäli levyllä on painavia ja isoja osia ne on syytä
kiinnittää muutenkin kuin juottamalla.
Tämä on tärkeää varsinkin jos laite tulee
esim.ajoneuvokäyttöön tms.
Suuret elektrolyyttikondensaattorit ja vastaavat saa helposti
kiinnitettyä nippusiteellä joka pujotetaan piirilevyyn porattujen
reikien läpi.
Samasta syystä on liittimet ja muut sellaiset osat joissa on
kiinnitysruuvien paikat myös syytä kiinnittää niistä eikä jättää
kiinnitystä ainoastaan juotosten varaan.
Juottamisen jälkeen on juoksutinjätteet syytä pestä pois
jotta vältetään juoksutteen aiheuttama syöpymisvaara. On huomattava,
että komponenttien tulee olla pesunkestäviä (yleensä ainakin
ammattielekroniikan komponentit ovat) tai sitten ne on suojattava.
Levyn voi nyt lakata vaikka molemmin puolin (näin on aina syytä
menetellä jos laite tulee ulkokäyttöön). Liittimet,
trimmerien säädöt tms. paikat joihin lakkaa ei saa päästä voi suojata
maalarinteipillä tms..
Lakkana voi varsinkin ulkokäyttöön tulevissa laitteissa
käyttää muovilakkoja jopa useampana kerroksena. Tällöin on huomattava,
että korjaaminen voi hankaloitua, koska muovilakat eivät ole
tarkoitettuja "juotoslakoiksi". Juottaminen kyllä silti
onnistuu, mutta korjauksen jälki jää näkyviin lakkapinnan palamisena.
Käytettäessä komponenttipuolen foliota maatasona aiemmin
selvittäni valmistusmenetelmän mukaan on oltava tarkkana siitä, ettei
mitään jäysteitä tms. jää oikosulkemaan johdinta maafolioon.
Tämän johdosta on oltava erityisen tarkkana sellaisten
komponenttien suhteen, joissa johtimet jäävät näkymättömiin
komponenttipuolella (kondensaattorit, releet jne). Samoin on syytä katsoa , folion
poisto on tapahtunut tosiaan asennusreikäkeskeisenä.
ENEMMÄN "AMMATTIMAISEEN" ULKONÄKÖÖN...
Kokeiluja tein takavuosina piirilevyteollisuuden käyttämän
juotoksenestopinnoitteen (se vihreä kerros, joka on tehdasvalmisteisissa levyissä)
kanssa, ajanpuute vaan tahtoi tulla esteeksi.
Kaksikomponenttista pinnoitetta tuli hankittua purkillinen, joka on sen verran iso,
että vanhenee todennäköisesti ennen kuin ehtii loppuun käyttää.
Materiaalit niin negatiivisen kalvon ja juotoksenestopinnoitteen (kuin piirilevynkin
suhteen tukkuerissä) näihin tulevat edullisiksi per/levy, mutta normaalisti myytävät
minimierät tarvikkeita ovat niin suuria, että edellyttävät käytännössä yhteisostoja
monen harrastajan kesken tai suhteita johonkin piirilevytehtaaseen.
LINKKEJÄ PIIRILEVYJEN TEOSTA JA SUUNNITTELUOHJELMISTA:
MAKING
PRINTED CIRCUIT BOARDS
INCA SYSTEMS
CADSOFT,
ILMAISHOJELMA PIENILLE (100 x80 cm)LEVYILLE
LABCENTER, PROTEUS
PIIRILEVYOHJEMA
HOLOPHASE INC., CIRCAD
PIIRILEVYOHJELMA
SPRINT - LAYOUT - PIIRILEVYOHJELMA