Panel készítés az asztal sarkán

2011-01-15

 

Elgondolkoztam, hogy a korábbi nyomtatott áramkör készítéssel kapcsolatos írásomat érintetlenűl hagyjam, attól függetlenűl írjak egy újat, de azután inkább összevontam a kettőt. Ebből adódik, hogy a képek egy része régebbről származik. Jobban megnéztem őket, lehet, hogy már 10 évnél is régebbiek, úgy látom, annak idején a video kamerámmal vettem fel amit csináltam, és abból capture-öztem ki a képeket.

A nyomtatott áramkörök készítésének igen sok módja van. A legegyszerűbb, ha elvisszük a megtervezett projectünk megfelelő output file-it egy erre szakosodott üzembe :). De most nem ezt választjuk, hanem a kicsit rögösebb utat. Nyers, tele fóliázott NYÁK (nyomtatott áramkör) lemezből indulunk ki. Ilyet többek között a LOMEX-ben szerezhezhetünk be, 1134 Budapest, Lehel út 17. Ez egy üvegszál erősítésű, epoxy gyantából készített szigetelő lemez, amire réz fólia van ragasztva. Gyártanak különböző vastagságúakat, illetve csak az egyik oldalukon fóliázottat, és kétoldalon fóliázott lemezt is. Nagyobb bonyolultságú áramköröknél jól jön, ha mindkét oldalon lehet vezetékeket kialakítani. NYÁK üzemek képesek 4 vagy többrétegű panelek gyártására is. Ezek több lap egymásra ragasztásával készülnek. Szóval lehet ilyet is, de én azt mondom, egy amatőr otthoni körülmények között, inkább elégedjen meg egy oldalas nyomtatott áramkörrel, legfeljebb tervezzen bele néhány átkötést. Az a feladat, hogy ahol nem kell a réz fóli, ott azt le kell marni. Egy gépész ember fogja a nyers lemezt, meg fog egy CNC marót, és a felesleges rezet lemarja a NYÁK-ról. Nekem sajnos CNC maróm nincs, de marni lehet savas anyagokkal is. A kívánt részeken le kell takarni a lemezt, azután az egészet be kell mártani egy maró trutymóba, ami a szabadon hagyott rezet lemarja. Ennak a takarásnak megint sok módja van. Csak a történetiség kedvéért, annak idején általában valamilyen marratás álló tintát használtunk. Miliméter papíron megterveztük a panel rajzolatát, ráragasztottuk a kivágott nyers lemezre, majd kifúrtuk a lyukakat. Ezután letisztítottuk a lemezt, és csotollal, marratásálló tintával rárajzoltuk a huzalozást. Marratás.... A profik fotólakkot használtak. De a lakk sem volt 5Ft, UV-vel kellett levilágítani, azt NaOH val kellet lemosni, szóval még ez sem volt ideális. Igaz a profik ma is fotólitográfiai technológiákat használnak.

Már több mint 10 éve, amikor találkoztam egy új eljárással, a Press & Peel fóliával. A P&P olyan fólia, amire lézer nyomtatóval, vagy fénymásolóval felvisszük a rajzolatot, majd egyszerűen rávasaljuk a nyers lemezre. Kicsit vázlatosan írom le, mert azóta amatőr körökben kitaláltak egy olcsóbb eljárást műnyomó papírral, amit majd jobban részletezek. Sajnos nem találom azt az oldalt, ahol eredetileg találkoztam ezzel a megoldással, és így most nem tudom ide link-elni. Mindkét eljárás lényege, hogy a réz felületre a lézernyomtató tintáját "átargasztjuk" és ez képezi a védő bevonatot ott, ahol a rezet nem akarjuk lemarni. A lézer tonerekben egy korommal feketített műanyag alapú por van, ami 100 fok C körül olvad meg. Most részletesebb magyarázat nélkül, ezt a festékport a nyomtató a megfelelő helyekre felviszi a papírra, majd ráolvasztja, így készíti a nyomatot. Mi pedig ezt ráfektetjük a lemezre, vasaló segítségével újra felmelegítjük a tintát, így ragasztjuk hozzá a lemezhez. A két eljárás abban különbözik, hogyan választjuk le a lemezről a fóliát, illetve a papírt.

Készítettem néhány magyarázó ábrát is, a rétegeket ezekkel a szinekkel jelöltem.

A PNP fólia A4-es méretben kapható, kb.: 740Ft/db. Ahol még én vettem, annál a cégnél már nem forgalmazzák. Egy kedves olvasóm írta, 2010 márciusában sikerült vennie a Mikronikánál, 1111 Budapest, Budafoki út 10/B. Úgy szoktam takarékoskodni vele, hogy egy kicsivel nagyobb darabot vágok le belőle, mint amekkora a panel lesz. Kinyomtatom a rajzolatot egy üres papírra, majd a fóliát a nyomat fölé ragasztom. A fólia érdes oldalára kell nyomtatni, tehát a fényes oldal néz a papír felé. A ragasztáshoz floppy cimke darabkákat használok. Más papír alapú ragacs is jó, vigyázzunk, ne kenje össze a nyomó hengert (cellux megolvad), mert akkor drága panelunk lesz. Ezután újra befűzöm a nyomtatóba és megismétlem a nyomtatást.

Én régebben úgy csináltam, hogy a letisztított lemezre ráfektettem a fóliát, arra egy papírt, és így vasaltam. Egy ideje nem használok papírt, hanem vasalóval közvetlenul a fóliát melegítem. A panel alá érdemes egy újságot rakni, hogy az érzékenyebb asztaltalokat ne kezeljük meg. A vasalást 100-110 C fok kürül kell elvégezni, ez általában a vasalók hőfok-szabályzóján középtájt van. Ezen a hőmérsékleten a fóliára felvitt festékpor megolvad, és ráragad a réz felületére. Ezért, ha tudjuk a laser nyomtatónkon állítani, panel nyomtatáshoz érdemes a nyomtatást minnél sötétebre (több festékkel) állítani.

Így néznek ki a rétegek vasalás után.

A vasalás után, eloször le kell hűteni a panelt. Türelmesen várhatunk is, de egy hideg vizet is csorgathatunk rá. Ezután óvatosan, esetleg több oldalról indítva, húzzuk le a fóliát. Maga a fólia átlátszó, a kék bevonat egy speciális réteg, amelyik könnyen leválik róla. Éppen az a szerpe, hogy a rézlemez felületére ráragadt festékpor könnyen leváljon a fóliáról.

Ez az ábra mutatja, hogyan válik le a festékréteg a P & P fóliáról.

De nézzük a legújabb, a legolcsóbb megoldást, amit ígértem. A varázsszó: Műnyomó papír. Lehet, hogy más papír is jó, ebből egy A0 ív kerül vagy 100Ft-ba. Én a Pantone Papír boltban vettem, 1035 Budapest, Vihar u. 18-28. Nálam még nem múlt el, hogy mindennel takarékoskodni kell, ezért ebből is csak egy darabot ragasztottam fel egy normál A4-es papírra, pedig ez annyira olcsó, hogy ehhez a négy körömnyi panelhez is nyugodtan elhasználhattam volna egy A4-es darabot.

Ha már ragasztottam, érdemes az egész sarkot levágni, mert (P&P fóliával jártam úgy) a sarkon maradt csíktól nem fekszik fel jól a fólia vasalás közben.

Lemezollóval egy kicsit nagyobb darabot lemetélünk a nyers lemezbol, mint amekkora a kész panel lesz. Pontos méretre majd a végén vágjuk. Lehet fűrészelni is.

Fontos, hogy a lemez széleiről alaposan reszeljük le a sorját, mert előfordulhat, hogy vasalás közben nem fog jól felfeküdni a papír.

Ennek az ábrának a bal széle mutatja a nyíráskor keletkező sorját, és hogyan képes feltámasztani a paírt/fóliát. Inkább bátran élezzük le a panel szélét, mint az a jobb oldalon látható, a végén úgyis lenyírjuk.

Fémszivacs és CIF segítségével fémtisztára kell súrolnunk a réz felületét. Fémszivacsot háztartási boltban szerezhetünk be. Csak egy darabkát tépjünk belőle, mert amit vízbe mártunk, az másnapra rozsdává esik szét.

Miután lemostam, megszárítottam a lemezt, denaturált szesszel áttörlöm, hogy az esetleges maradék koszt, kézről rákerült zsírt lemossam. Denaturált szeszt háztartási boltokban lehet venni, én azt hiszem az Auchan-ban vettem, 400Ft-ért egy 2 literes flakonnal. Kitart már vagy 3 éve. Jól lehet vele tisztítani klaviatúrát, telefont, akár szemüveget is.

A lemezre ráfektetjük a nyomatunkat, és a vasalót közép állásba tekerve rávasaljuk. Én olyan fél percig szoktam melegíteni, meg egy kicsit mozgatom is rajta a vasalót, meg igyekszem rá is nyomni. Vasalásra a gőzölős vasaló kevésbé alkalmas, ezt mozgatni kell, mert különben a lyukak alatt nem melegíti át a festéket. Érdemes egy legolcsóbb, tele talpú vasalót beszerezni technológiai célzatból, és akkor a családunk nőtagjai sem akadékoskodhatnak.

Valahogy így néz ki vasalás után. Akkor jó a vasalás, ha a rajzolat átüt a papíron.

A rétegek pedig így alakulnak.

Megy az egész a csapba, egy kis langyos vizet folyatok rá, és 2-3 percet hagyom ázni, felpuhulni a papírt.

Ezután a papírt szépen le lehet húzni.

Itt csak a lézer festék marad a panelen, látszik is, hogy fekete a rajzolat.

Itt-ott marad rajta egy kis papír, ezt körömkeféfel dörzsöljük le. Nem kell félni tőle, elég erősen lehet kefélni.

Olyan szép, mint ahogy elképzeltük, de még hátravan a marratás.

Sokan használnak sósav és hidrogénperoxid keveréket. Igaz, hogy heves intenzív pezsgés közben, húsz-harminc másodperc alatt lemarja a panelt, de sokkal veszélyesebb mint a vasklorid. Egyrészt veszályes belélegezni folytó sósavas gőzét, másrész ahol az ember kezére, ruhájára csöppen, ott fehér foltokat mar, harmadrészt mindkét anyag nagymértében bomlik, vagyis a keverék általában csak egyszer használható. A képen vas-klorid látható. Marratás után egy flakonban nyugodtan eltárolhatjuk az oldatot, és a maratott felület nagyságától függoen 4-8 alkalommal is felhasználhatjuk. A vasklorid eredetileg sárga. Ha már használtuk, ilyen sötétbarnás-zöldes lesz, a rézkloridtól. A flakon alján leülepedő okkersárgás csapadék vasoxid, azt nyugodtan kiönthetjük. Apropó környezetvédelem. A vasklorid nem túl agresszív anyag, szenyvíz üzemekben a szennyvízhez adagolják a zsírok, vagy a fehérjék(?) kicsapatásához, több száz kilós mennyiségekben. Szóval pár dekával talán nem okozunk ökológiai katasztrófát, de azért ne együk-igyuk meg.

Amúgy így néz ki a vasklorid, 1 kg-os bolti kiszerelésben. Megtaláltam a vásárlási nyugtáját is. 2008-07-15-én vettem, 1.100 Ft-ért. Korábban 1 kg egy zacskóba csomagolva nem volt 100 Ft sem. De mire legközelebb 10 év múlva újra vennem kell majd, biztos lesz vagy 10.000 Ft. Beszerezhető: 1085 Budapest, József körút 65. Azúr vegyszer boltban. Eléggé nedszívó anyag, de ettől nem kell megijedni, nem bomlékony. Lehet, hogy egy nagy darabba összeáll, akkor egy csavarhúzóval szoktam szétvájkálni. 3-4 dl vízben kb. 2-3 púpozott evőkanálnyit oldok fel belőle. Ez az oldat elég sokáig jó. Ha jól gondolom, a mostanit már legalább másfél éve kevertem be, akkor fogyott el a korábbi készletem, és akkor mentem el venni egy újabb adagot. Ezt most a fotó kedvéért nyitottam fel.

A marratáshoz célszerű venni egy jénai tálat. Az üveg egyrészt saválló, másrészt hőálló. A lemezt egy darabka drótra erősítem és így mártom bele trutymóba. A marratás közben kevergetem vele a folyadékot, ez gyorsítja a folyamatot.

A folyamatot az is gyorsítja, hogy közben melegítem a folyadékot. Akkor szoktam a gázt lekapcsolni alatta, amikor megjelennek ezek a pára gomolyagok. Precízebb lenne, ha valami saválló hőmérővel mérném meg, egyszer talán ilyenem is lesz.

Dolgozik a vasklorid.

Még kell egy kis idő neki.

Na most van kész, és a kezemet sem marja szét, amíg kiviszem lemosni. Vaskloriddal olyan 3-8 perc alatt lehet a panelt lemarratni.

Marás után így alakul a panelunk.

Fém szivaccsal kíméletlenűl le kell súrolni a festéket.

Innen tudunk továbblépni.

A réz idővel oxidálódik, nehézzé válik a forrasztása, meg a vezető képességének sem tesz jót. Megint többféleképpen járhatunk el. Lefújhatjuk a lemezünket akrill lakkal, de az forrasztáskor büdös,és a bemérést is megnehezíti. Használtunk még denaturált szeszben oldott gyantát. Ezzel lekenve a panelt, nagyon jól forrasztható lesz, de a gyanta nem igazán védi meg hosszú távon a rezet. Nekem a kémiai ónozó oldat jött be a legjobban. Ezt többek között a LOMEX-ben szerezhezhetjük be, 1134 Budapest, Lehel út 17.

Egy lapos tálba töltsük ki, majd az alaposan lesikált, leöblített panelt tegyük bele. Ezzel már jobban kell vigyázni, van ebben mindeféle büdös vegyszer.

Legalább 15 percre hagyjuk állni benne.

A réz felületét az ón védi, és jól forraszthatóvá teszi. Persze mondjuk agrasszív, vagy poros környezetben a megszerelt panelt le lehet lakkozni, vagy éppen műgyantával ki is lehet önteni.

Egészen olyan, mintha valami komoly NYÁK lenne. Lemezollóval vágjuk körbe a perem vonala mentén. Ha a peremvonal fóliacsíkját nem vágjuk le, éles késsel nyúzzuk le a panel széléről, mert bizonyos esetekben zárlatot is okozhat. Ja, és ne feledkezzünk meg letörölni magunk után a tűzhelyet, illetve CIF-fel kisikálni a csapot, ezzel megőrizhetjük a házi békét :).