- Этап 3 – нанесение фоторезиста
Процедура нанесения светочувствительного покрытия на очищенную и обезжиренную плату может быть выполнена и при дневном освещении. Темное помещение для этого не потребуется, однако следует избегать попадания прямых солнечных лучей, поскольку покрытие чувствительно к ультрафиолетовому излучению. Для лучшего качества очень важно отсутствие пыли в помещении.
Плату необходимо поместить на горизонтальную или слегка наклоненную поверхность и нанести препарат с расстояния примерно 20 см. Лучше всего наносить слой непрерывно, волнистыми линиями, начиная из верхнего левого угла. В этом случае покрытие будет равномерным. После того, как поверхность примет вид апельсиновой корки, напыление можно прекратить. Через некоторое время сформируется однородный светочувствительный слой. Если было нанесено слишком много препарата, то формирование покрытия займет больше времени, а сама пленка получится неравномерной.
Во время напыления, аэрозоль не следует наклонять слишком сильно. В противном случае при полупустом баллоне препарат будет разбрызгиваться.
До того, как обработанная плата подвергнется засвечиванию, ее следует хранить в темном и прохладном месте. Перед нанесением покрытия необходимо убедиться, что баллон имеет комнатную температуру.
- Этап 4 - сушка
Платы перед засвечиванием должны быть высушены в темноте, что бы достичь хороших показателей качества передачи изображения и прочности сцепления покрытия с поверхностью. Эту процедуру можно выполнить в сушильном шкафу, в печи с термоконтролем или при помощи инфракрасного излучения. Рекомендуемая температура не выше 70-800С [5].
Не нужно сразу подвергать плату нагреву до данной температуры. Нагревайте медленно, постепенно доводя до конечно температуры. Быстрая сушка может стать причиной не полного удаления растворителя и не равномерного формирования фоточувствительного слоя.
Предварительно высушив плату при более низких температурах, постепенно увеличить нагрев до 70-800С, продолжая сушку в этом интервале ещё минут 15-20. Неполная сушка приводит к образованию дефектов на покрытии и потере сцепления с платой.
- Этап 5 - экспонирование
Наилучший результат достигается при использовании ультрафиолетовых ламп, например кварцевой лампы (Philips HPR 125) или ртутной лампы. Чаще всего необходимо воздействовать достаточным количеством интенсивного ультрафиолетового излучения с длиной волны 310-440нм. Хорошие результаты достигались при освещении лампой мощностью 200Вт в течении около 10минут на расстоянии 30-40см. Время экспозиции определяется длиной волны, а не мощностью лампы. Наиболее благоприятный спектр чувствительности светочувствительного слоя находится в интервале от 330 до 420нм. Если покрытие нанесено на стеклянную поверхность, то требуется большее время выдержки, поскольку стекло поглощает до 65% ультрафиолетовых лучей. В такой ситуации необходимо увеличить время выдержки или использовать чистое стекло или плексиглас.
- Этап 6 - проявка
Высушенный и засвеченный светочувствительный слой можно проявлять при дневном освещении, чтобы прямые солнечные лучи не попадали в помещение. Необходимо приготовить проявитель виде раствора 200 мл "жидкого стекла", 800 мл дистиллированной воды 400 г гидроксида натрия.. Проявитель должен иметь температуру 20-250С. Низкая температура замедляет процесс проявки, высокая - ускоряет, но уменьшает резкость изображения. После проявки промыть плату в проточной воде.
Нельзя не добавлять свежий проявитель в уже использованный. Проявитель всегда должен быть свежим.
Этап 7 - травление
Светочувствительное травление POSITIV RESIST устойчиво к кислотным растворам хлорида железа, персульфата аммония, хромовой кислоте, хлористо-водной и фтористо-водной кислотам, если оно нанесено на стеклянную поверхность. В настоящее время в большинстве случаев травление производят персульфатом аммония и хлористо-водной кислотой. Ниже преведено краткое описание двух этих процессов:
1)На основе персульфата аммония (NH4)2 S2O8
Пропорции смеси: 35г персульфата аммония на 65мл воды. Травление занимает около 10 минут, в зависимости от площади, которую нужно протравить. Используется теплый (400С) раствор. По окончании промыть в проточной воде.
2) На основе хлористо-водной кислоты.
Пропорции смеси:200мл хлористо-водной кислоты (HCl 35%), 30мл перекиси водорода (H2O2 30%), 770мл воды.
Смесь нужно использовать с особой осторожностью. Следует избегать контакта с кожей. При попадании немедленно промыть водой. Также очень важно защищать глаза. Время травления сильно зависит от активности и температуры раствора. При использовании очень активного раствора комнатной температуры процесс длится около 10 минут. По окончании платы промыть в проточной воде.
Этап 8 - очистка
Фрагменты дорожек следует удалить с оставшегося после травления слоя. Это можно сделать при помощи органических растворителей, например ацетон.
8.2 Метализация отверстий печатной платы на основе графита [13]
Металлизация графитом, с последующим гальваническим осаждением меди. После сверления поверхность платы покрывается аэрозольным раствором, содержащим мелкодисперсные частицы графита, который затем ракелем (скребком или шпателем) продавливается в отверстия. Можно использовать аэрозоль фирмы CRAMOLIN "GRAPHITE". Данный аэрозоль широко используется в гальванопластике и других гальванических процессах, а также при получении проводящих покрытий в радиоэлектронике. Если основу составляет легколетучее вещество, то необходимо сразу же встряхнуть плату в направлении перпендикулярном плоскости платы, так чтобы излишки пасты удалились из отверстий до испарения основы. Излишки графита с поверхности удаляются растворителем или механически - шлифованием. Необходимо отметить, что размер полученного отверстия может быть меньше на 0.2 мм исходного диаметра. Загрязненные отверстия можно прочистить с помощью иглы. Кроме аэрозолей можно использовать коллоидные растворы графита. Далее на проводящие цилиндрические поверхности отверстий осаждается медь.
Установка для проведения данной операции представляет собой ёмкость, заполненную раствором электролита (насыщенный раствор Cu2SO4+10% раствор H2SO4), в которую опущены медные электроды и заготовка. Между электродами и заготовкой создается разность потенциалов, которая должна обеспечить плотность тока не более трех ампер на квадратный дециметр поверхности заготовки. Большая плотность тока позволяет достигать больших скоростей осаждения меди. Так для осаждения на заготовку толщиной 1.5 мм необходимо осадить до 25 мкм меди, при такой плотности этот процесс идет чуть более получаса. Для интенсификации процесса в раствор электролита могут добавляться различные присадки, а жидкость может подвергаться механическому перемешиванию. При неравномерном нанесении меди на поверхность заготовка может быть отшлифована.
9. Смета затрат на устройство ввода аналоговой информации
9.1 Материалы и комплектующие
В таблице 4 показаны затраты на приобретение материалов и комплектующих. Цены на ЭРЭ и материалы взяты из [4], на микросхемы из [8]
Таблица 4
| Наименование | Кол. | Цена, руб. | Сумма, руб. | ||
| Конденсаторы | |||||
| К10-7В-М47-22пФ | 2 | 1 | 2 | ||
| К10-7В-М47-51пФ | 2 | 1 | 2 | ||
| К10-7В-М47-100пФ | 2 | 1 | 2 | ||
| К10-7В-М47-220пФ | 2 | 1 | 2 | ||
| К10-7В-М47-510пФ | 2 | 1 | 2 | ||
| К10-7В-М47-1000пФ | 3 | 2 | 6 | ||
| К10-7В-М47-2200пФ | 3 | 2 | 6 | ||
| К10-7В-М47-47пФ | 3 | 1 | 3 | ||
| К10-7В-М47-330пФ | 1 | 1 | 1 | ||
| К10-7В-М47-4700пФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К10-7В-М47-0,01мкФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К10-7В-М47-0,022мкФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К10-7В-М47-0,047мкФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К10-7В-М47-0,1мкФ | 3 | 3 | 9 | ||
| К10-7В-М47-0,22мкФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К10-7В-М47-0,47мкФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К10-7В-М47-1мкФ | 3 | 3 | 9 | ||
| К10-7В-М47-0,1мкФ | 3 | 3 | 9 | ||
| К10-7В-М47- 2,2мкФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К10-7В-М47- 4,7мкФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К10-7В-М47- 10 мкФ | 1 | 3 | 3 | ||
| К50-32-47мкФ-10В-10% | 1 | 4 | 4 | ||
| К50-32-100мкФ-10В-10% | 1 | 6 | 6 | ||
| Микросхемы | |||||
| КР544УД2 | 2 | 20 | 40 | ||
| КР590КН8 | 2 | 23 | 46 | ||
| LM211N | 3 | 10 | 30 | ||
| К597СА2 | 1 | 15 | 15 | ||
| 74ACT74N | 1 | 9 | 18 | ||
| 74AC04N | 3 | 13 | 26 | ||
| Резисторы | |||||
| С2-29-510 кОм-10% | 2 | 1 | 2 | ||
| С2-29-300 кОм-10% | 2 | 1 | 4 | ||
| С2-29-100 кОм-10% | 2 | 1 | 1 | ||
| С2-29-51 кОм-10% | 2 | 1 | 1 | ||
| С2-29-30 кОм-10% | 2 | 1 | 4 | ||
| С2-29-10 кОм-10% | 2 | 1 | 2 | ||
| С2-29-5,1 кОм-10% | 4 | 1 | 4 | ||
| С2-29-470 Ом-10% | 2 | 1 | 2 | ||
| С2-29-100 Ом-10% | 2 | 1 | 2 | ||
| С2-29-4,7 кОм-10% | 2 | 1 | 2 | ||
| С2-29- 1 кОм-10% | 15 | 1 | 15 | ||
| С2-29- 10кОм-10% | 2 | 1 | 2 | ||
| С2-29- 500Ом-10% | 7 | 1 | 7 | ||
| С2-29- 47кОм-10% | 2 | 1 | 2 | ||
| С2-29- 470кОм-10% | 2 | 1 | 2 | ||
| Резисторы переменные | |||||
| ППЗ-43 - 4, 7 кОм | 4 | 3 | 12 | ||
| Диоды | |||||
| КД103А | 1 | 5 | 5 | ||
| Транзисторы | |||||
| КТ316А | 2 | 13 | 26 | ||
| КТ303Г | 2 | 12 | 24 | ||
| КТ3102А | 1 | 15 | 15 | ||
| КТ3107А | 1 | 16 | 16 | ||
| КТ3117А | 1 | 12 | 12 | ||
| Переключатели | |||||
| RCL371-2-2-8 | 2 | 30 | 60 | ||
| RCL371-4-16-4 | 1 | 45 | 45 | ||
| ASW-09 | 2 | 6 | 12 | ||
| Штепсельные разъемы | |||||
| BNS-СР-50-73ФВ | 2 | 30 | 60 | ||
| LPT | 1 | 15 | 37 | ||
| Корпус | 1 | 50 | 50 | ||
| Стеклотекстолитфольгированый ФС-2 | 56х106мм | 400 руб/м2 | 35,50 | ||
| Припой | 0,15кг. | 30 руб/кг | 4,5 | ||
| Флюс | 0,4кг. | 20 руб/кг | 8 | ||
| Хлорное железо | 0,2кг. | 45 руб/кг | 9 | ||
| Фоторезист POSITIV 20 | 0.2 л | 400 р./л | 80 | ||
| Гидроокись натрия | 0,7 кг | 150 р./кг | 10,50 | ||
| Итого: | 753 | ||||
Итого на приобретение материалов и комплектующих потребуется 753 рубля.