Экспресс-технологии изготовления печатных плат в кружке радиоэлектроники.

Вступительное слово.

Дополнительное образование детей направлено на развитие личности, способствует

повышению культурного и интеллектуального уровня ребенка, его профессиональной

ориентации. Кружок радиоэлектроники по популярности у учащихся занимает одно из первых

мест среди кружков технического профиля. Его основные задачи — помогать школьникам

овладевать знаниями основ радиоэлектроники, необходимыми для дальнейшей познавательной

деятельности в этой области техники; формировать и развивать активное творческое мышление

учащихся; осуществлять их профессиональную ориентацию и практическую подготовку к труду в

различных отраслях радиоэлектронной промышленности. Из практических умений,

вырабатываемых на занятиях в кружке, следует особо выделить умения пользоваться

разнообразными инструментами и приборами, устранять простые неисправности в бытовой

радиоаппаратуре, работать с технической литературой, составлять техническую документацию на

изделие, оформлять проектные работы. Через радиолюбительство учащиеся делают первые шаги

к познанию основ множества специальностей, связанных с электроникой и электротехникой.

Мой педагогический стаж без малого 16 лет. В процессе работы я стараюсь упростить

восприятие материала обучающимися. Радиоэлектроника достаточно сложная сфера творчества

даже для старших учеников, не говоря уже о детях до 14 лет.

Обучение проводится на базе «Радиотехнической лаборатории» - это современное

радиомонтажное оборудование, в комплект которого входят: паяльные станции, монтажные

столы, цифровые мультиметры.

Но несмотря на наличие современного оборудования все равно имеются технические сложности с

воплощением творческих идей.

Практические занятия составляют более 70% всего времени и большую часть этого времени

занимает сборка радиотехнических устройств путем пайки. А основой любого устройства является

печатная плата.

Печатная плата (ПП) – это конструктивный элемент в виде пластины, используемый для установки

электронных компонентов и электрического соединения их между собой. Основа платы –

диэлектрический материал с токопроводящими элементами на его поверхности, а в некоторых

случаях и внутри.

Такая пластина обеспечивает надежное крепление электронных компонентов за счет пайки и

дополнительной клеевой или лаковой фиксации. Для электрических соединений между

компонентами обычно в процессе изготовления ПП формируются плоские медные проводники,

называемые дорожками. На дорожках формируются контактные площадки. К ним напрямую

припаиваются планарные электронные компоненты. Для припаивания и крепления компонентов

со штыревыми и проволочными выводами через контактные площадки просверливаются

отверстия.

Электронные модули на основе ПП сегодня используют в самой разнообразной технике.

При этом технологический процесс изготовления ПП является сложным и многооперационным

(порядка 50 операций) с использованием большого количества оборудования (до 40–50 единиц),

производственных площадей.

Существуют любительские методы изготовления ПП, но все равно процесс является трудоемким и

затратным, и под силу не каждому обучающемуся.

Часть 1. Просто – не значит примитивно.

Поэтому я нашел способ как облегчить труд ученикам и заодно повысить наглядность

восприятия. Я распечатываю принципиальные электрические схемы на бумаге в

соответствующем масштабе. Ученики выклеивают дорожки самоклеящейся лентой шириной 5 мм

из медной фольги фабричного производства на которые легко запаиваются радиодетали методом

поверхностного монтажа. Таким образом увеличивается производительность труда ребенка.

Такие сборки можно рассматривать как прототипы устройств и в дальнейшем при

совершенствовании своих навыков дети могут переносить свои изделия на настоящие печатные

платы.

Часть 2. Сложно – не значит невозможно.

2.1. А как в промышленности?

В промышленности используют два вида технологий получения проводящего рисунка слоев

печатных плат: на основе субтрактивных методов; на основе аддитивного формирования.

По субтрактивной технологии рисунок проводников получается травлением медной фольги

кислотными или щелочными растворами по защитному изображению. Методами

фотолитографии с помощью сухого пленочного фоторезиста на поверхности фольги формируется

защитная маска, представляющая собой изображение (рисунок) проводников. Затем открытые

участки медной фольги подвергаются травлению кислотными или щелочными растворами, после

чего фоторезист удаляется.

Аддитивная технология формирования слоев - электрохимический метод, по которому

проводники и изоляция между ними (диэлектрик) формируются селективным гальваническим

осаждением проводников и прессованием изоляции только в необходимых местах.

2.2. Наша технология.

Существует достаточно много радиолюбительских технологий, но в силу определенных

обстоятельств (сложность, трудоемкость, дороговизна) они нам не приглянулись. По этой причине

были предприняты попытки разработать новую технологию с применением уже имеющихся

материально-технических средств.

И такая технология появилась. Она не сильно затратна, позволяет достаточно быстро

изготавливать платы со сложным рисунком.

Так в чем ее суть?

На фольгированный текстолит наклеивается цветной (красный) прозрачный скотч, который затем

прожигается лазером в соответствии с рисунком печатной платы.

Лишний скотч удаляется

Затем мы приступаем к травлению любым доступным раствором (в нашем случае это «хлорное

железо»).

ВНИМАНИЕ! Травление проводить только под вытяжкой.

Снимаем остатки скотча и обезжириваем (например, спиртом).

Финишная обработка: просверливаем отверстия, залуживаем контакты припоем, покрываем

бесцветным лаком из баллончика (для предотвращения окислительных процессов).

И – о, чудо! Наша плата готова!

Можно приступать к пайке деталей.