Синтез комбинационных схем

        - раствор соляной кислоты (HCl) и перекиси водорода (H 2 O 2 ) . Для приготовления этого раствора необходимо к 770 мл воды добавить 200 мл 35 % соляной кислоты и 30 мл 30 % перекиси водорода. Готовый раствор должен храниться в темной бутылке, не закрытой герметически, так как при разложении перекиси водорода выделяется газ. Внимание: при использовании данного раствора необходимо соблюдать все меры предосторожности при работе с едкими химическими веществами. Все работы необходимо производить только на свежем воздухе или под вытяжкой. При попадании раствора на кожу ее необходимо немедленно промыть большим количеством воды. Время травления сильно зависит от перемешивания и температуры раствора и составляет порядка 5-10 минут для хорошо перемешиваемого свежего раствора при комнатной температуре. Не следует нагревать раствор выше 50 градусов. После травления плату необходимо промыть проточной водой.

       2.1.4 Очистка заготовки,  сверловка, нанесение   флюса, лужение

       После завершения травления и промывки платы необходимо очистить ее поверхность от защитного покрытия. Сделать это можно каким-либо органическим растворителем, например, ацетоном.

         Далее необходимо просверлить  все отверстия. Делать это нужно  остро заточенным сверлом при максимальных оборотах электродвигателя. В случае, если при нанесении защитного покрытия в центрах контактных площадок не было оставлено пустого места, необходимо предварительно наметить отверстия (сделать это можно, например, шилом). Прижимное усилие в процессе сверления не должно быть слишком большим, чтобы на обратной стороне платы не образовывались бугорки вокруг отверстий. Обычные электродрели практически не подходят для сверления плат, поскольку, во-первых, имеют низкие обороты, а во-вторых, обладают достаточно большой массой, что затрудняет регулирование прижимного усилия. Удобнее всего для сверления плат использовать электродвигатели типа ДПМ-35Н и им подобные с насаженным на их вал небольшим цанговым патроном. После сверловки нужно обработать отверстия: удалить все зазубрины и заусенцы. Сделать это можно наждачной бумагой.

         Следующим этапом является покрытие  платы флюсом с последующим  лужением. Можно использовать специальные флюсы промышленного изготовления (лучше всего смываемые водой или вообще не требующие смывания) либо просто покрыть плату слабым раствором канифоли в спирте. Лужение можно производить двумя способами: погружением в расплав припоя либо при помощи паяльника и металлической оплетки, пропитанной припоем. В первом случае необходимо изготовить железную ванночку и заполнить ее небольшим количеством сплава Розе или Вуда. Расплав должен быть полностью покрыт сверху слоем глицерина во избежание окисления припоя. Для нагревания ванночки можно использовать перевернутый утюг или электроплитку. Плата погружается в расплав, а затем вынимается с одновременным удалением излишков припоя ракелем из твердой резины. 
 

       2.2 Выбор и обоснование  способа монтажа  элементов 
 

     Радиоэлементы и микросхемы тоже необходимо подготовить  к монтажу и пайке. Для этого  их выводы формуют (придают им нужную форму), обрезают до необходимой длины, зачищают и лудят.

     Формовку  выводов делают для того, чтобы, во-первых, привести в соответствие расстояния между ними и контактными площадками, во-вторых, чтобы предотвратить отслаивание печатных проводников и площадок при неосторожном нажатии на корпус элемента. Формовку можно выполнить с помощью пинцета, миниатюрных плоскогубцев, круглогубцев или несложного приспособления.

       Поскольку прочность сцепления фольги с  платой невелика и при нагревании уменьшается, то при пайке соединений на печатной плате необходимо соблюдать  осторожность не допускать перегрева, так как это может привести к отслаиванию проводников и площадок от платы.

       2.2.1 Способы монтажа  элементов

       1) Компаундный способ монтажа заключается  в следующем: на дно формы,  соответствующей размерам будущей платы, помещают слой пластичной массы (формовочная глина или пластилин); сверху накладывают эскиз монтажной схемы, выполненный на кальке в масштабе 1 :1, с указанием мест расположения элементов и их выводов. Эскиз покрывают прозрачным защитным слоем, например полиэтиленовой пленкой. Далее расставляют элементы в соответствии с эскизом. При этом выводами прокалывают защитный слой, кальку и пластичную массу. После этого форму заливают компаундом.

       Выводы  радиоэлементов перед установкой их в пластичную массу рихтуют, изгибают по эскизу монтажа, а при необходимости и укорачивают. Принцип компоновки элементов схемы тот же, что и при обычном монтаже.

       В экспериментальных образцах монтажных  плат элементы схемы располагают  с таким расчетом, чтобы после  заливки корпуса они оказались  над слоем компаунда. В отработанных же схемах корпуса элементов могут быть частично или полностью погружены в компаунд. Детали из ферритов без специальной защиты заливать компаундом не рекомендуется.

       Для монтажа таким способом можно  использовать эпоксидиные, полиэфиракрилатные и подобные им компаунды. Компаунд должен быть прозрачным и легкотекучим, а после затвердевания-эластичным. Этим требованиям отвечает эпоксидный компаунд такого состава (в массовых частях): смола эпоксидная-100, дибутил-фталат от 20 до 25, полиэтиленполиамин от 12 до 15.

       Толщина слоя компаунда может быть 1,5—3,5 мм. Полимеризуется компаунд сначала при комнатной температуре в течение 6—12 ч, а после извлечения из формы при температуре 60-80 °С еще 4-6 ч. Приведенный выше состав компаунда обеспечивает надежное крепление как частично залитых им, так и не залитых элементов, а также устойчивость монтажа к ударным нагрузкам. Электрическое сопротивление изоляции между выводами деталей получается не менее 1000 МОм.

       Электрические соединения выполняют монтажным  проводом с помощью пайки. При  необходимости замены элементов  достаточно нагреть паяльником выводы, чтобы расплавить припой и размягчить вблизи выводов эпоксидный компаунд по всей толщине слоя, затем удалить  пинцетом или металлическим крючком  элемент, вставить на его место новый  и залить компаундом.

       Полностью отработанную и настроенную схему, если она предназначена для работы в условиях повышенной влажности, целесообразно выполнить в виде модуля, т.е. полностью залить компаундом как со стороны корпусов элементов, так и со стороны монтажа.

       2) Монтаж методом вдавливания в  термопластичный материал (винипласт,  органическое стекло и др.). Выводы всех элементов перед установкой на плату формуют. При монтаже их прижимают к плате острозаточенным паяльником. При этом материал платы плавится и вывод погружается в плату на глубину, несколько большую его диаметра. Затем паяльник отводят, а элемент удерживают в неизменном положении до тех пор, пока пластмасса не затвердеет. Выводы элементов, которые должны соединяться между собой, нужно крепить возможно ближе один к другому и паять.

       При пайке крепление элементов не нарушается, так как во время разогрева  выводов механические нагрузки на них практически отсутствуют и выводы достаточно хорошо удерживаются обволакивающей их пластмассой. При таком монтаже удобно пользоваться двумя паяльниками: одним запрессовывать детали, другим лаять соединения.

       Смонтированную  и проверенную в работе плату  покрывают защитным слоем эпоксидного  клея.

       3) Монтаж самодельных модулей. Конструирование  и сборка малогабаритных устройств,  особенно рассчитанных на изготовление  в нескольких экземплярах (аппаратура  для народного хозяйства, для  телеуправления моделями и др.), значительно упрощается при использовании  модулей, представляющих собой  законченные функциональные узлы.

       Узел  предварительно макетируют, добиваясь  того, чтобы он был работоспособен без какой-либо дополнительной регулировки  при монтаже его из исправных  стандартных элементов с заданным допуском параметров. Затем проверяют  устойчивость работы узла при таком  размещении элементов, каким оно  будет в модуле. Каждый элемент  обертывают двумя-тремя слоями лакоткани или надевают на корпус отрезок полихлорвиниловой трубки и помещают в обойму. Элементы, имеющие на корпусе кольцевой выступ (например, стабилитроны), выравнивают по диаметру намоткой лакоткани. Транзисторы в круглом корпусе укладываю г попарно выводами в противоположные стороны. Прижимная планка обоймы со штифтами перемещается под действием стальной пружины в направляющих пазах и фиксирует положение элементов при монтаже модуля.

       Корпус  обоймы изготовляют из листовой стали  толщинок 0,5мм. Размеры, указанные на рисунке, ориентировочные. Размер А определяется объемом модуля. Монтируют элементы пайкой, изолируют лакотканью весь блок и помещают его в корпус-экран, который изготовляют из листовой латуни или меди толщиной 0,2- 0,3 мм. Модуль заливают эпоксидным компаундом или закрывают изоляционной пластиной с отверстиями, через которые пропускают выводы.

       4) Монтаж накруткой при макетировании  позволяет лучше сохранить элементы, так как исключает многократные  перепайки их выводов. 

       Суть  монтажа методом накрутки состоит  в том, что все соединения в  устройстве делают медным неизолированным (лучше луженым) проводом, туго наматывая  его на выводы деталей. Обеспечить надежный электрический контакт в соединении и облегчить выполнение этой операции позволяет несложное приспособление.

       Основой приспособления служит патрон держателя  грифеля от чертежного циркуля (пригоден держатель со сквозным осевым отверстием). На хвостовик держателя напрессована латунная трубка длиной около 80 мм. К верхнему (по рисунку) концу трубки припаяны две латунные полоски размером 25Х5Х0,5 мм с крепежными отверстиями. Эти полоски образуют держатель катушки с запасом монтажного провода; осью катушки служит винт. В патрон держателя грифеля зажимают две стальные трубки, отрезанные от игл медицинского шприца.

       Трубка 1 имеет наружный диаметр 0,8 и длину 35 мм, а трубка 2-соответственно 1,2 и 25 мм. Трубка 2 служит направляющей для  монтажного провода и одновременно резцом, снимающим с него оксидную пленку. Выступающий торец этой трубки нужно заточить перпендикулярно ее оси на шлифовальном круге; кромки должны быть острыми, но без заусенцев. Кромки противоположного конца трубки сглаживают и надевают на него направляющую трубку длиной около 100 мм из полихлорвинила. Трубка 1 является как бы осью: ее надевают на вывод детали и вокруг нее вращают приспособление, прижав конец монтажного провода пальцем к плате. При этом монтажный провод вытягивается из трубки 2 и плотно наматывается на вывод. Из патрона трубка 1 должна выступать на 4 мм, а трубка 2-на 3,7 мм.

       После намотки провода на один вывод  приспособление переносят на другой вывод и так, не обрывая провода, соединяют нужное число выводов. Необходимое натяжение провода устанавливают гайкой винта. После небольшой практики работы с приспособлением получается достаточно надежный электрический контакт.

       Выбор компонентов влияет на стоимость  изделия и время его изготовления. В разработку любой печатной платы  должны входить помимо проектирования принципиальной электросхемы также проблемы выбора компонентов, их совместимости друг с другом, стоимость (как компонентов, так и процесса их установки) и ремонтопригодность всей платы.

       Для монтажа элементов была выбрана  РТН технология, так как выбранный  тип компонентов является DIP компонентами.

       3 Охрана труда 
 

       Производственные  помещения должны удовлетворять  требованиям санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН 245-71, утвержденных в СССР.

       При хранении и работе с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) и горючими веществами (ГЖ) необходимо соблюдение требований ГОСР 12.1.004-К5, ГОСТ 12.1.010-76 и «Типовых правил пожарной безопасности для промышленных предприятий.

       На  участке химико-гальванической металлизации должны быть предусмотрены:

       - средства малой механизации для  разлива кислот и щелочей на  малые объемы;

       - централизованная подача рабочих  растворов в ванны, свив и  нейтразизация отработанных растворов – при крупносерийном производстве;

       - защитные очки, резиновые кислотощелочестойкие перчатки по ГОСТ 20010-74, резиновые сапоги по ГОСТ 5375-79, рабочие фартуки по ГОСТ 12.4.029-76 – при приготовлении растворов и загрузке оборудования.

       Для предупреждения воздействия вредных  производственных факторов на работающих в области изготовления печатных плат следует предусмотреть средства индивидуальной защиты в соответствии с «Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений рабочим и служащим машиностроительных и межотраслевых производств», утвержденными Постановлением Государственного комитета по труду и социальным вопросам.