مدار چاپی و آموزش نحوه تهیه مدار چاپي

همه کسانی که در زمینه طراحی و ساخت مدارات الکترونیکی فعالیت می کنن و با مدارات آزمایشی سر و کار دارند با مسائل مربوط به استفاده از فیبر سوراخدار و مدارات چاپی آشنا هستند. معمولا برای پیاده سازی مدارات کوچک از فیبر های سوراخدار آماده موجود در بازار استفاده می کنیم. ولی زمانی که تعداد قطعات مدار زیاد باشد و یا در مدار از آی سی استفاده کرده باشیم عملا استفاده از فیبر های سوراخ دار غیر ممکن می شود.

چاره کار استفاده از فیبر مدارات چاپی می باشد. برای استفاده از چنین فیبر هایی ابتدا باید طرح مدار چاپی را در نرم افزار هایی مانند Protel و یا Proteus رسم کرد که معمولا همگی با نحوه کار این نرم افزار هاآشنایی داریم و اگر ندارید در آخر همین پست لینک هایی قرار خواهیم داد تا از آنها استفاده کنید.

برای انتخاب نرم افزار و یادگیری آنها از لینک های زیر کمک بگیرید:

• نرم افزار طراحی بردمدارچاپی Allegro [ چند نرم افزار فوق العاده دیگر]
• چرا نرم افزار Altium Designer ؟
• طراحی PCB در محیط ARES
• آموزش نرم افزار EAGLE

مرحله بعد چاپ فیبر می باشد که برای این کار روش های مختلفی و جود دارد که ساده ترین راه آن این است که طرح خود را به یکی از شرکت های چاپ مدار بدهید و آنها بردشما را چاپ کنند. ولی این روش به دلیل هزینه بالا برای انجام کار های کوچک و چاپ تعداد کم مدار به صرفه نمی باشد.

از روش های رایج دیگر استفاده از فیبر های مسی می باشد. دراین روش باید یک فیبر خام (باسطح مسی) تهیه کنید و طرح مدار خود را با استفاده ازماژیک های ضد آب روی آن رسم کنید و مدار را در محلول اسید مخصوص چاپ مدار بیندازیدو محلول را به مدت تقریبا 30 دقیقه به آرامی تکان دهید تا قسمت های اضافی مس دراسید حل شوند. اما در این روش هم اگر مدار شما کمی پیچیده و فشرده باشد و یا از آیسی استفاده کرده باشید کشیدن مدار با استفاده از ماژیک کار دشواری خواهد بود.

استفاده ازپرینتر های لیزری  و اتو

امایک روش بسیار ساده دیگر برای رسم طرح بر روی فیبر خام وجود دارد و آن استفاده ازپرینتر های لیزری می باشد. همان طور که می دانید پودر موجود در کارتریچ پرینتر های لیزری(تونر) از جنس پلاستیک است و نحوه پرینت هم به این شکل می باشد که پودر بر روی کاغذ پاشیده می شود و با استفاده از حرارت تولید شده توسط لیزر تونر بر روی کاغذ ثبت می شود. ما نیز از این خواصیت پلاستیکی تونر استفاده خواهیم کرد. بدین منظورابتدا طرح مورد نظر را روی کاغذ روغنی و یا کاغذ گلاسه پرینت می کنیم. سپس برگه پرینت شده را روی فیبر خام قرار می دهیم به طوری که قسمت چاپ شده روی سطح مسی قرارگیرد. سپس با اتوی داغ آن را کمی اتو می کنیم.مدت زمانی که باید اتو کنید نسبت به اندازه فیبر و شلوغی مدار متغیر می باشد. در صورت اتو کردن بیش از اندازه پودر ها پخش شده و مدار کیفیت خود را ازدست می دهد. مدت اتوی مناسب برای چاپ یک مدار معمولی در حدود 10 دقیقه با اتوی کاملا داغ می باشد. با چند بار چاپ مدار متوجه زمان دقیق برای آن مدار میشوید. در صورتی که پس از چاپ ، از نتیجه راضی نشدید می توانید با استفاده از سمباته ریز سطح مسی را پاک کنید و دوباره اتو کنید. دقت کنید که همیشه قبل از اتو، سطح مس را با استفاده از سمباته ریز (در حدود 300) کاملا تمیز کنید.

پس از اتو کاری هرگز کاغذ را نکنید! مدار را در آب بیندازید تا کاغذروغنی کاملا خیس و خمیری شود. سپس به آرامی و با حوصله شروع با جدا کردن کاغذ هاکنید. می توانید برای تمیز کردن کاغذ ها از یک تکه پارچه نخی کمک بگیرید و در زیرآب مدار را کاملا تمیز کنید. بعد از این که کاملا از تمیزی مدار و عدم وجود اتصالات ضافی در مدار مطمئن شدید آن را در اسید انداخته و آن را تا حل شدن قسمت های اضافی تکان دهید. با این ترتیب مدار شما آماده سوراخکاری و مونتاژ می باشد. از فیلم های زیر در مورد این روش ها بیشتر آشنا و فوت و فن آن را یاد بگیرید.

آموزش تنظمیات پرینت در نرم افزار آلتیوم دیزاینر

روش های دیگری هم هسنتد که بعضی ها ساده و بعضی ها پیچیدگی های خاص خودشان را دارند که در ادامه تک تک برسی می‌کنیم.

طریقه ساخت فیبر مدار چاپی بوسیله اسپری پزتیو 20

مواد لازم: اسپری پزتیو 20 (positiv 20) ، سود سوز آور، طلق تراسپرنت یا فیلم

ابتدا یک اسپری پزتیو 20 تازه تهیه نمایید. اینکه میگم تازه چون اگه مانده باشه در حقیقت فاسد شده است و آن حساسیت لازم در برابر نور را ندارد. سود سوز آور را می توانید از مغازه های فروش تجهیزات پزشکی تهیه نمایید. ارزان است تقریبا کیلویی 700 تومان که مثل سنگ نمک خورده شده می ماند.
ابتدا باید طرح مدار را تهیه نمایید. می توانید طرح را چاپ کرده و آن را به بازار و مغازه های مختلف مهرسازی، چاپ سیلک و چاپخانه ها بدهید که از روی آن فیلم بگیرند. (خطوط سیاه و بقیه خالی) یا بهترین کار این است که چند طلق ترانسپرنت که قابلیت چاپ با پرینتر لیزری را دارند را تهیه نمایید. طرح خود را روی طلق با یک چاپگر دقیق لیزری چاپ نمایید. بهتر است از طرحتان دو تا پرینت بگیرید و روی هم بگذارید که دیگر نوری از جاهای چاپ شده عبور نکند.
فیبر مسی را با یک سمباده نرم کاملا تمیز و عاری از هرگونه چربی نمایید. در یک مکان تاریک و بدور از گرد و غبار و وزش باد با استفاده از اسپری روی آن را رنگ پزتیو بزنید. با فاصله 30 سانتی و با زاویه 45 درجه و با حرکت منظم دست روی سطح مسی را بپوشانید. لازم نیست که چند دست بزنید. یک دست هم کافیست به شرطی که مطمئن شوید همه جای آن را پوشانده است. مواظب باشید که یکنواخت باشد و جایی از جای دیگر بیشتر نباشد و یا شره نکند. فیبر را حتما افقی بگیرید که رنگ روی فیبر بماند و شره نکند .
حالا نوبت به خشک کردن فیبر می باشد. می توانید آن را در جای تاریک به مدت 12 تا 24 ساعت به حال خود بگذارید . درسته مدت زمان بسیار زیادیه و شاید هم تا اون زمان خوب خشک نشه. باید از طریق گرم کردن اون رو خشک کنید. اگه دستگاه مخصوص خشک کن فیبر رو دارید که هیچ در غیر اینصورت باید اون را داخل یک ظرف فلزی گذاشته و روی یک اجاق با حرارت خیلی ملایم بگذارید تا جایی که دمای داخل آن تقریبا 70 درجه شود. بهترین ظرف یک قابلمه بزرگ است که کف آن را چند تکه فلز بگذارید و فیبر را روی آن تا گرما مستقیما به فیبر نخورد. بعد از 10 الی 15 دقیقه فیبر کاملا خشک شده است. تمام این مراحل در محل تاریک انجام شود.
حالا یک ظرف بزرگ تهیه نمایید یک لامپ گازی یا مهتابی کوچک و یا دو سه لامپ معمولی (بسته به اندازه طرحتان دارد) را داخل ظرف بگذارید. یک شیشه روی ظرف بگذارید و طرح چاپ شده یا فیلم را روی آن . سپس فیبر روی طرح گذاشته به صورتی که سطح مسی رنگ خورده رو به پایین و روی طرح چاپ شده باشد. توجه نمایید که روی فیبر را با یک وزنه و یا یک شیشه دیگر سنگین نمایید که فیبر کاملا با فشار زیاد در مدت نور دهی به طرح بچسبد. تمام این مراحل در جای تاریک باید انجام شود. حالا لامپ و یا مهتابی را روشن نمایید.
به مدت 20 الی 30 دقیقه به آن نور دهید این مدت زمان کاملا بسته به شدت نور و مهمتر از آن بسته به کیفیت اسپری می باشد. اگر اسپری تازه باشد این مدت حتی می تواند کمتر باشد. چون در زمان خیلی کوتاهی در مجاورت نور عکس العمل نشان می دهد.
حالا باید یک ظرف تهیه نمایید تا در آن سود را با آب حل نمایید. مقداری آب که 1 سانت روی فیبر را بگیرد را داخل ظرف بریزید و حدود 10 تا 20 گرم سود را داخل آن بریزید . زیاد نریزید که کل رنگ پزتیو را خواهد خورد. و به هم بزنید تا کاملا حل شود.
دوباره در یک محل یک کم تاریک فیبر مسی را داخل این محلول سود باندازید و خیلی آرام آرام محلول را به مدت 30 تا 60 ثانیه تکان دهید. می بینید که جاهایی که لازم است خالی باشد کم کم در محلول حل می شود. اگر هم که بعد از این مدت ندیدید یک جای کارتان ایراد دارد. بعد از این مدت خیلی کوتاه سریعا فیبر را بیرون آورده و با آب بشوید. حالا لازم است که آن را داخل اسید بیاندازید.

تهیه فیبر مدار چاپی با ماژیک

این روش یک روش سریع در مواقعی که مدارتان خیلی کوچک هست بکار می آید و امروزه خیلی کم از این روش استفاده می شود.
مواد لازم: ماژیک واترپروف، اسید پاک کننده مس (کلرید آهن)

ابتدا یک ماژیک واترپروف (ضد آب) تهیه می کنید. توجه نمایید که حتما ضد آب و پر رنگ باشد . چون بعد از طراحی و آنهمه زحمت ممکن است داخل اسید از بین برود.

قبل از هر چیز فیبر مسی را کاملا با یک سمباده نرم (پوسته آب ۳۶۰) سمباده می زنید و اگر سمباده در دسترس نبود که اولا تهیه نمایید اگر هم مقدور نبود آن را به هر نحوی تمیز نمایید . مطمئن شوید که هیچ لایه ای روی مس نباشد. چرب هم نباشد.
سپس با ماژیک تمام خطوط مورد نیاز را روی مس رسم نمایید. توجه نمایید که دست با مس تماس پیدا نکند چون باعث چرب شدن مس و در نتیجه داخل اسید اذیت خواهید شد. برای ایجاد اندازه های واقعی برای پایه های مثلا یک آی سی و یا هر قطعه دیگر که فاصله پایه های آن از همدیگر ۰.۱ اینچ هست تهیه نمایید و روی مس گذاشته و کنار آن با ماژیک بکشید. حدالامکان از یک ماژیک نوک تیز استفاده نمایید. البته ماژیک مخصوص این کار در بازار موجود می باشد. بعد از مطمئن شدن از مدار باید آن را داخل اسید بیاندازید.

تهیه فیبر مدارچاپی با لامینت

بهترین راه برای ساخت طرحهای بسیار پیچیده و ظریف است. لامینت ماده ای ژلاتینی و حساس به نور است که بین دو لایه طلقی شفاف نازک قرار گرفته است.

نحوه ساخت: ابتدا طرح مدار چاپی رو توی یک برنامه گرافیکی بکشید(مثل فتو شاپ)،بعد با ماوس یک لبه طرح رو بگیرین و با عمل کشیدن میتونید قرینه طرح مدار چاپیتون رو بدست بیارید.بعدش باید طرح منفی (negative) مدارتون رو هم بسازید،بعدش این عکس رو با فرمت jpg توی فلاپی ذخیره کنید و برین سر کوچتون(مغازه کامپیوتری)از فلاپی یک پرینت سیاه سفید روی کاغذ کالک(شفاف) بگیرید. فیبر مسی خام مدار رو خوب بشورین و بعد برین توی حمام یا یه جایی به تاریکی حمام بعد لامینت رو از پوشش تیره رنگش خارج کنید.نکته:دو طلق دو طرف لامینت قرار داره که یکی از این طلقها نازکتر و نرمتر از اون یکیه،این لایه رو آروم از لامینت جدا کنید و لامینت رو روی طرف مسی فیبر بچسبونید و خوب ماساژ بدید تا هیچ هباب هوایی زیر اون باقی نمونه بعد کاغذ کالک رو روی لامینت قرار بدین(توجه داشته باشید که هنوز یک لایه طلق به لامینت چسبیده)و جای اون رو تنظیم کنید و یک شیشه صاف و تمیز روی کاغذ کالک بزارید تا کاغذ کالک کاملاً صاف روی طلق لامینت قرار بگیره حالا فیبر رو به همراه هر چیزی که روش گذاشتین بدون اینکه تکون بخوره از حمام بیرون بیارید و اون رو زیر نور مستقیم خورشید(بین 3 تا 6 دقیقه) قرار بدین.

دوباره به تاریک خونه برگردید و لایه طلقی دوم را هم با ناخن از لامینت جدا کنید(این لایه از لایه قبلی که برداشته بودید ذخیم تر و شفاف تر است).مقدار 1 قاشق غذاخوری سرپر از پودر سفید رنگ ظهور لامینت را در یک لیتر آب سرد به خوبی مخلوط کنیدبعد فیبر مدار را در آن آب قوطه ور کنید و به آرامی تکان دهید تا طرح مدار ظاهر شود (یعنی لامینت هایی که به آنها نور نتابیده بود کاملاً پاک شوند)حالا فیبر را زیر آب فراوان به خوبی بشورید و با دست روی طرح فیبر به آرامی بکشید تا لیزی حاصل از ماده ظهور از روی سطح مس پاک شود.حالا فیبر را کاملاً خشک کنید.و از تاریک خانه بیرون بیاورید. فیبر را اسید کاری کنید:برای این منظور پودر اسید پرکلرودوفر را با آب داغ به نسبت1به2 (اسید1وآب2)در ظرفی پهن و غیر فلزی مخلوط کنید بعد از اینکه مس های اضافی حل شد فیبر را با آب بشویید. حال باید مواد المینت را نیز از روی سطح خطوط مسی پاک کنید که برای اینکار به محلول غلیظ سود سوزآور نیاز دارید،مقدار 2 قاشق غذا خوری از پودر سود سوز آور را در نیم لیتر آب سرد حل کنید و فیبر را در آن حرکت دهید تا مواد لامینت به طور کامل پاک شود.حالا فیبرتون رو دوباره بشورید و دیگه هر بلایی دوست دارین سرش بیارین. توجه:اسید،پودر ظهور،سود سوزآور و لامینت همگی شیمیایی هستند پس مواظب باشید کار دست خودتون ندید.

اسید کاری فیبر

مواد لازم : اسید ، آب، ظرف پلاستیکی

یک ظرف پلاستیکی تهیه نمایید . توجه نمایید که حتما پلاستیکی باشد و نه فلزی. بعد مقداری آب داخل آن بریزید به اندازه ای که حدودا ۱ سانت روی فیبر مسی را بگیرد. مقدار ۱۰۰ تا ۲۰۰ گرم در یک لیتر آب از اسید داخل آب بریزید و آرام ظرف را تکان دهید تا اسید کم کم حل شود چون در یک جا ایجاد گرما می کند و ممکن است که ظرف شما آب شود.

مطمئن شوید که اسید حل شده است. سپس فیبر مسی را که روی آن مدار مربوطه را طراحی کرده اید داخل آب اسید بیاندازید. حدود ۳۰ دقیقه کمتر یا بیشتر که بستگی به مقدار اسید دارد طول خواهد کشید که مسهایی که لازم نیست خورده شود. در این مدت زمان باید ظرف را آرام آرام تکان دهید تا کل آب اسید روی سطح مسی در حرکت باشد. بعد از پاک شدن جاهایی که نکشیده بودید آن را از آب اسید بیرون آورده و بشورید. بیشتر از این هم داخل اسید نگذارید که قسمتهای مورد نیاز را هم خواهد خورد.

سوراخ كاري و نصب قطعات

پس از اماده مدار چاپي بايد جاي پايه ي قطعات را به وسيله ي دريل و با مته ي با قطر مناسب سوراخ نمود. حال اگر از خودتان سوال می کنید کارخانه ها و کارگاه های تولید برد چگونه برد های خود را چاپ می کنند ؟  فیلم زیر را از دست ندهید:

نوشته های  زیر هم می تواند شما را کمک کند :

• لحیم کاری
• آموزش Altium Designer
• چگونگی خواندن شماتیک
• نحوه نصب و راه‌اندازی برنامه PCB Eagle
• آموزش طراحی بردهای فرکانس بالا + دانلود کتاب

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.