Приветствую уважаемых форумчан. Решил вот поделиться своей довольно полезной конструкцией. Началось все с того что по работе приходится делать часто прототипы плат — обязательно с паяльной маской. Жидкая маска FSR- очень хороша, но для массового производства. Для лабораторных образцов и любительских конструкций — уж очень много с ней возни. Слава богу недавно появилась возможность покупать сухую пленочную маску. Взял немного на пробу — поэкспериментировал. Как и заявлено производителем — вальцовые ламинаторы настоятельно не рекомендуются (читай — совсем не годятся) для нанесения маски. Дело все в том что в отличие от фоторезиста, который наносится на относительно гладкую поверхность заготовки, маска наносится на уже вытравленную — рельефную плату, где есть «горы» — дорожки и «долины» — зазоры. При нанесении вальцовым ламинатором в «долинах» неизбежно остаются воздушные карманы, пузырьки, которые,естественно рвет при пайке. Собственно для борьбы с этим явлением и рекомендуется применение вакуумного ламинатора.
Итак, начнем. Часть 1. Вступление.
Несмотря на устрашающее название — вакуумный ламинатор (точнее будет назвать это устройство аппликатором, т.е. — «прилеплятелем») конструктивно гораздо проще вальцового, т.к. не содержит движущихся деталей, его вполне по силам изготовить самому используя минимум материалов и применив небольшие слесарные навыки. Не нужно даже никаких станков. Основной не самодельный узел, который придется купить за денежные знаки — вакуумный насос, — я покупал здесь (не реклама). Кроме того понадобится 3 штуцера, 2 или 3 шаровых вентиля, пару метров трубки или шланга для вакуума, немного листовых материалов которые больше понравятся/будут под рукой, немного метизов, хомуты, герметик, клей 88 или «Момент».
Конструктив аппликатора предельно прост — даже лень рисовать картинку. Опишу словами, а картинки будут позже — уже в деталировке. Аппликатор представляет собой две герметичные камеры с внутренними размерами в плане чуть больше(на 20-30 мм) максимального размера платы, и высотой 5-10 мм. Камеры разделены эластичной мембраной. В нижней камере находится плата, на которую предстоит наносить маску или фоторезист. Верхняя камера пустая. К нижней камере через вентиль подключается вакуумный насос. Кроме того нижняя и верхняя камеры соединяются между собой через второй вентиль. Третий вентиль соединяет верхнюю камеру с атмосферным воздухом — его, кстати, вполне можно заменить просто отверстием, которое закрывать пробкой или даже пальцем
Реализация такой конструкции камер состоит всего из 3 основных деталей: основание, рамка с мембраной, крышка. Далее опишу подробней.
Часть 2. Основание Основание является одной из стенок нижней камеры, представляе собой простую прямоугольную плиту с несколькими отверстиями, опционально оснащается нагревательным элементом и терморегулятором. Можно делать без подогрева и прогревать уже заламинированую плату феном, вальцовым ламинатором или утюгом. В случае если предполагается все-таки делать подогрев, основание изготавливаем из металла (алюминиевые сплавы, сталь), если подогрев не нужен — можно делать из пластика, текстолита, ламинированной ДСП — в общем что есть под рукой достаточно крепкое (чтобы не выгибало атмосферным давлением — ни много ни мало — 100 кг/дм2), и чтобы воздух не пропускало. У меня основание сделано из 5 мм АМГ — выгибает совсем чуть-чуть — на пару десяток — при моих размерах 200х240 мм (см. эскизы). С размерами я пожадничал — если кто будет повторять — лучше сделать подлиннее конструкцию, например 200х300 или даже 200х350 мм, а материал взять потолще — 10мм алюминия или стали будет, думаю, в самый раз.
Пример исполнения основания 5мм АМГ-5:
В основании на расстоянии примерно 30 мм от края сверлится 2 отверстия под штуцеры. У меня были прямые штуцеры под трубку внутр. диаметром 6мм, с конической резьбой Rc 1/4, их и применил. Удалось купить такой метчик — нарезал резьбу и закрутил на герметик. Если метчика нет — тупо вклеиваем штуцеры герметиком. 4 отверстия по краям — для «ножек» — у меня они из шпильки М8. Ножки нужны чтобы приподнять основание над рабочим столом с тем чтобы свободно подвести трубки/шланги. Кроме того там надо будет разместить нагреватель и термостат (в будущем). Штуцеры лучше брать угловые 90 град, — будет меньше высота конструкции. но я таких не нашел — поставил прямые.
Последний раз редактировалось stas00n Пн мар 23, 2015 11:49:00, всего редактировалось 1 раз.
Реклама
Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
Вторая деталь, которую предстоит изготовить — рамка с мембраной. Я сделал из того же 5 мм АМГ-5, можно делать из пластиков, текстолита. Главное требование — рамка должна быть герметичной по периметру, делать ее нужно только цельной, а не сборной, например из уголков (я так делал в первом варианте — замучился искать и устранять утечки). Делаем 2 прямоугольных рамки толщиной 5 мм, между ними натягиваем мембрану, собираем или на винтах, как у меня, — см. рис., а лучше — на клею 88 или «Момент».
Моя «высокохудожественная» рамка. Разумеется можно (и нужно) делать проще.
В качестве материала мембраны идеально применить прозрачную силиконовую резину толщиной 0,8-1 мм — я покупал в китае, т.к. на местном рынке такого не оказалось. Прозрачная мембрана очень удобна для контроля процесса и «прицеливания». Однако первая моя мембрана была непрозрачной, делал из 1мм резины МБС. Наверное подойдет и ТМКЩ. Натягивать мембрану надо примерно на 10-20% от размера, собранная рамка должна приятно звенеть, как барабан. Особое внимание еще раз обращаем на герметичность. Если собираем без клея — возможно не лишне будет пройти по периметру герметиком.
Для обеспечения герметичности камер между основанием, рамкой и крышкой надо положить уплотнительные прокладки — 2шт. Опять же, в качестве неудачного первого варианта — не рекомендую самоклеющийся оконный уплотнитель — замучился герметизировать стыки герметиком. Рекомендую вырезать его из цельного куска (без стыков) мягкой микропористой резины (толщина 3-5 мм) по форме рамки. Уплотнитель можно по желанию приклеить к основанию, рамке или крышке — как покажется удобней. Я пока то ли еще не решил как удобней, то ли лень с приклеиванием возиться, поэтому прокладки пока являются отдельностоящими элементами.
Реклама
Вебинар поможет в выборе недорогих источников питания оптимальных для систем охраны, промышленных и телекоммуникационных приложений, а также для широкого применения. Будут представлены основные группы источников питания по конструктивным признакам и по областям применения в контексте их стоимости или их особенностей, позволяющих снизить затраты на электропитание конечного устройства.
Итак, третья деталь пакета — крышка. По форме повторяет основание, поэтому картинки не привожу. Крышку желательно изготовить из прозрачного материала — для наблюдения за процессом. Из прозрачных материалов применяем только те, что не образуют осколков — оргстекло, а лучше поликарбонат (монолитный, не сотовый). Толщина для данных размеров 10 мм нормально, больше размеры — толще крышка, или делать дополнительные элементы жесткости, чтобы не «сложило» при работе. Стекло в качестве материала для крышки применять не стоит — хрупкое и образует осколки — не дай бог хлопнет — кто знает как прилетит. Да и обрабатывается тяжело. В крышке, как и в основании сверлится 2 отверстия с краю, только туда закручиваем/вклеиваем не штуцеры, а шаровые вентили — это органы управления. Еще один вентиль монтируем в основную вакуумную линию — например возле насоса. Как уже говорил, можно сэкономить применив вместо одного из вентилей на крышке отверстие с пробкой.
Далее собираем пневматическую схему. Я их рисовать не умею, так что опять воспринимайте в текстовом виде.. 1. Нижнюю камеру соединяем с вакуумным насосом через штуцер №1, шланг и шаровый вентиль №1 (у насоса) 2. Нижнюю камеру соединяем с верхней камерой через штуцер №2, шланг и шаровый вентиль №2 (на крышке) 3. Верхнюю камеру соединяем с атмосферой через вентиль №3 или отверстие с затычкой.
Все соединения должны быть тщательно герметизированы, чтобы нигде не травило. Моей ошибкой было применение слишком жесткой ПВХ трубки для пневматики — в соединениях постоянно травит, приходится каждый раз залеплять пластилином. Трубку надо брать по возможности помягче, главное чтобы она не складывалась под вакуумом.
Ну и сборка в рабочее положение. Основание стоит на 4-х ножках из шпильки М8, в дальнейшем сделаю кругом стенки — больше для эстетики. Далее сверху кладется уплотнительная прокладка, рамка с мембраной, снова прокладка и следом крышка. Отдельно валяющиеся прокладки неудобны, так что приклейте их на какие-нибудь элементы конструкции. Крышка, одетая на шпильки может быть прижата сверху гайками-барашками (предусмотрел на всякий случай), но практика показала если прокладки хорошие, из ровной мягкой микропорки, то достаточно просто в момент включения вакуума слегка прижать крышку рукой сверху. Еще стоит сделать какую-нибудь держалку/подвес для крышки, чтобы не искать место куда ее положить при «зарядке» платы, при этом не оторвав ни откуда трубки
Реклама
Реклама
Приглашаем всех желающих 13 октября 2021 г. посетить вебинар, посвященный искусственному интеллекту, машинному обучению и решениям для их реализации от Microchip. Современные среды для глубинного обучения нейронных сетей позволяют без детального изучения предмета развернуть искусственную нейронную сеть (ANN) не только на производительных микропроцессорах и ПЛИС, но и на 32-битных микроконтроллерах. А благодаря широкому портфолио Microchip, включающему в себя диапазон компонентов от микроконтроллеров и датчиков до ПЛИС, средств скоростной передачи и хранения информации, возможно решить весь спектр задач, возникающий при обучении, верификации и развёртывании модели ANN.
Все готово, пора наносить маску. Открываем аппликатор, убираем крышку и рамку в сторону. На основание (опционально разогретое) кладем чистую бумажку, на нее нашу плату. Отрезаем необходимый лоскут маски с небольшим припуском. Уголок защитной полиэтиленовой пленки стоит подковырнуть заранее. Теперь нужно подвесить маску над платой. Для этого мажем мембрану клеем-карандашом для бумаги (типа губная помада) примерно по периметру нашего лоскута. Более-менее ровно наклеиваем маску на мембрану (блестящей пленкой). Устанавливаем рамку на место, чтобы маска висела над платой и «прицеливаемся», пододвигая плату. Если мембрана прозрачная это просто, если непрозрачная — тщательнее измеряем, делаем больше припуск. После прицеливания продуваем слегка основание, рамку и плату от успевшей сесть пыли. Затем отрываем защитную пленку с маски и сразу ставим рамку на место. Сверху одеваем крышку (с прокладкой естественно). На всякий случай предварительно поджимаем барашками сверху. Пакет заряжен, теперь, если есть подогрев, ждем пока прогреется плата, и в это же время ставим рукоятки вентилей в исходное положение, а именно: №1 (главный) — закрыт, №2(перепускной) — открыт, №3 (атмосферный) — закрыт. Запускаем вакуумник и плавно открываем главный вентиль. Если открыть резко — возможно преждевременное касание маски из-за слишком быстрой откачки нижней камеры, что приведет к браку. Хинт (требует проверки) — проходное сечение перепускной линии должно быть значительно больше сечения основной, — тогда откачка из камер должна проходить равномерно. Если все нормально герметизировано, мембрана будет неподвижна, и через несколько секунд в камерах наступит вакуум. Достижение вакуума контролируется на слух по изменению звука издаваемого насосом: тарахтение означает — значительное давление; бульканье — почти вакуум, шелест — максимальный вакуум. Если «бульканье»насоса не прекращается, а при перекрытии основной линии мембрана выгибается — ищем и устраняем утечку. Если течей нет, вакуум в камерах достигнут, следующие шаги — закрыть перепускной вентиль, затем открыть атмосферный. Мембрана под действием атмосферного давления в верхней камере растянет маску и ровно, без складок, пузырей и воздушных карманов налепит ее на плату и прижмет с силой 100 кг/дм2 В этот момент можно снять крышку и погреть, например сверху феном, если аппликатор без подогрева. Маска наклеена, закрываем главный вентиль, открываем перепускной, снимаем рамку, отклеиваем от нее плату — аккуратно, чтобы не содрать случайно защитную пленку. Если надо — возвращаем вентили в исходное положение и повторяем операции для второй стороны платы. По завершении операций даем насосу несколько десятков секунд пробздеться при атмосферном давлении, сняв рамку и открыв главную линию, после чего останавливаем насос. Не останавливайте насос под вакуумом — выдавит масло.
Собственно, все, данная конструкция испытана, работоспособна, результатами я доволен. Ад с FSR позади. Повторяйте и/или усовершенствуйте. Кстати при изготовлении двухсторонних плат тентинг-методом применение аппликатора для нанесения фоторезиста также дает лучшие результаты чем вальцовый ламинатор — нет риска образования морщин около больших отверстий, не разрываются тенты даже при травлении в горячих растворах.
Последний раз редактировалось stas00n Пн мар 23, 2015 11:39:00, всего редактировалось 1 раз.
