Lamináty a prototypovacie dosky DPS

Ponuka TME je určená tak veľkým spoločnostiam, ako aj menším výrobným alebo servisným prevádzkam, študentom, žiakom a dokonca aj amatérom. Všetky tieto skupiny určite ocenia široký výber univerzálnych dosiek plošných spojov, laminátov a ďalších výrobkov na prototypovanie elektronických zariadení.

Medené lamináty
Pri výrobe jednotlivých plošných spojov sa používajú lamináty, t. j. plastové dosky (zvyčajne sklo-epoxidové), ktoré sú z výroby pokryté homogénnou vrstvou medi. Stopy, spájkovacie polia a iné súčasti DPS sa vyrábajú odstránením vodivej vrstvy chemicky alebo mechanicky. Prvou technológiou je tzv. leptanie (o ňom za chvíľu), druhá zahŕňa použitie CNC stroja. V druhom prípade digitálne riadený frézovací stroj odstráni meď takým spôsobom, že na povrchu laminátu zostane počítačom pripravený obraz DPS. Na tento druh obrábania potrebujete materiál so správnymi rozmermi - hrubší laminát bude optimálnou voľbou, pretože zabezpečí toleranciu, pokiaľ ide o hĺbku frézovania, a navyše si zachová mechanickú pevnosť (aj keď sa obrába z oboch strán). Výrobky dostupné v katalógu TME majú hrúbku až do 2,4 mm, takže zákazníci určite nájdu vhodné výrobky pre svoje potreby.

„Klasické” leptanie
Pri leptaní DPS sa využívajú chemické reakcie. Jednou z najobľúbenejších metód je oxidácia medi pomocou persíranu sodného. Pred ponorením do roztoku sa na dosku nanesie obraz vyrábaného obvodu pomocou nerozpustnej látky, ktorá chráni kovové fragmenty pred kontaktom s leptadlom.

Jednostranná verzia	Obojstranná verzia	Lamináty bez mede

Existuje niekoľko technológií nanášania ochrannej vrstvy. V úplne amatérskych podmienkach sa používa prenos tonera z laserovej tlače. Niekedy (v prípade najjednoduchších obvodov) stačí aj ručné kreslenie dráh špeciálnym perom. Oba spôsoby môžu priniesť uspokojivé výsledky, ale ich presnosť je limitovaná. Na takúto prácu možno použiť akýkoľvek laminát (aj 0,6 mm), ale je potrebné dbať na hrúbku medenej vrstvy (k dispozícii sú výrobky, kde je táto hodnota medzi 18 µm a 105 µm). Čím pevnejšia je kovová vrstva, tým dlhší bude proces leptania a dlhšie ponorenie do roztoku môže spôsobiť poškodenie ("preleptanie") najmenších častí obrazu, ako sú úzke stopy.

„Fototransfer”
Elektronické súčiastky sú čoraz menšie a niektoré súčiastky sú niekedy dostupné len v puzdrách SMD. V súčasnosti nielen výrobcovia elektronických zariadení, ale aj bežní amatérski výrobcovia pociťujú potrebu vyrábať presné obvody s toleranciami desiatok, ak nie niekoľkých mikrometrov. Preto rastie popularita fotototransferovej technológie, ktorá umožňuje dosiahnuť takmer profesionálne výsledky - ale bez použitia špecializovaných strojov.

Laminát chránený fóliou pokrytý svetlocitlivým lakom.

Fototransfer sa nevzťahuje na spôsob výroby DPS (stopy sa získavajú leptaním, ako je opísané vyššie), ale na technológiu nanášania ochrannej vrstvy na laminát. Najprv sa meď potiahne látkou citlivou na svetlo (lakom) vytvrdenou ultrafialovým (UV) svetlom. Takto pripravený povrch sa pokryje priehľadnou fóliou, na ktorú sa vytlačí negatívny obraz obvodu (odporúča sa ho čo najviac začierniť) a vystaví sa expozícii. Na nepotlačených miestach lak pokrývajúci metalizovanú vrstvu vytvrdne, zatiaľ čo na ostatných miestach sa po ponorení do vývojky opláchne (vývojky sú k dispozícii v našom sortimente chemikálií, napr. UNI-DEV-22G). Od tohto bodu je postup identický s vyššie opísaným: doska sa ponorí do oxidačného roztoku, ktorý odstráni meď z laminátu (okrem oblastí chránených lakom). Ochranná vrstva sa potom zmyje izopropylalkoholom alebo acetónom.
Jedným zo spôsobov, ako získať fotocitlivú vrstvu na doske plošných spojov, je jej vlastnoručná výroba, existujú na to špeciálne prostriedky. V katalógu TME je však možné zakúpiť aj pripravené lamináty, na ktoré bola fotocitlivá látka nanesená strojovo. Takéto výrobky umožňujú dosiahnuť najlepšie a najreprodukovateľnejšie výsledky (vďaka homogénnej vrstve s prísne kontrolovanou koncentráciou laku). Vrstva je chránená pred svetlom odlupovacou fóliou, takže výrobky možno dlhodobo skladovať a pred použitím aj mechanicky ošetriť. Takéto dosky sú k dispozícii v rôznych formátoch: od 100x50 mm do 300x210 mm, čo je plná veľkosť hárku A4.

Dôležité vlastnosti laminátov
Je potrebné poznamenať, že sortiment laminátov je veľmi rôznorodý. Okrem rozmerov dokonca 610x457 mm a jednostranných a obojstranných medených variantov sú k dispozícii aj špecializovanejšie výrobky. Zatiaľ čo väčšina dosiek je vyrobená s použitím FR4 (ohňovzdorná kombinácia epoxidovej živice a sklených vlákien), vybrané produkty boli pripravené s ohľadom na vysokovýkonné obvody a lepší odvod tepla - obsahujú hliníkovú vrstvu. Sortiment zahŕňa aj medené lamináty, ktoré sa používajú ako izolačné, konštrukčné materiály a na výrobu atypických obvodov.

Univerzálne a prototypovacie dosky
Lamináty sa používajú v konečnej fáze prototypovania, napr. na testovanie navrhnutého obvodu. Niekedy sa používajú na výrobu jedného alebo viacerých kusov zariadenia – napr. ak ide o obvod na zákazku s veľmi špecifickou funkčnosťou. Medzitým pri plánovaní obvodov, vytváraní súkromných projektov alebo testovaní konštrukčných riešení možno fázu výroby DPS úplne vylúčiť.

Univerzálne dosky	Jednostranné dosky	Obojstranné dosky	SMD adaptéry

Univerzálne dosky plošných spojov sú lamináty, na ktorých boli vytvorené priame stopy (alebo len spájkovacie polia) a vyvŕtané otvory v štandardnom rastri (zvyčajne 2,54 mm). Umožňujú pripojenie a spájkovanie elektronických súčiastok a tiež uľahčujú dokončovanie obvodov. V prípade dosiek s radmi prepojených polí sa stopy vyrezávajú nožom alebo strojovo – v prípade dosiek s plošnými spojmi len s otvormi a spájkovacími poľami sa spoje vytvárajú premostením spájkou.
Keďže tieto typy dosiek sú vo svojej podstate pravidelne perforované a často sú vyrobené z tvrdého papiera (a nie z FR4), jej veľkosť sa dá prispôsobiť rezaním a lámaním, čo veľmi urýchľuje prácu. Aj keď tu treba poznamenať, že univerzálne dosky sú k dispozícii v širokej škále veľkostí, často so strojovo vyrobenými fixačnými otvormi, takže s najväčšou pravdepodobnosťou ich opracovanie nebude vôbec potrebné.

Doska ako adaptér, určená na prácu s rôznymi SMD obvodmi.

Špeciálnym typom prototypovacích dosiek sú multiadaptéry, ktoré sú vybavené poľami na montáž súčiastok s konkrétnym puzdrom. Okrem iného uľahčujú prototypovanie s povrchovo montovanými súčiastkami, najmä integrovanými obvodmi s viacerými vývodmi, ako sú multiplexory, drivery alebo mikrokontroléry. Sú vyrobené tak, že každé pole SMT je spojené s aspoň jedným otvorom THT, ku ktorému možno bez problémov prispájkovať vodiče alebo kolíkové konektory.

Prototypovanie s kontaktnými poľami
Najrýchlejšiu metódu demonštrácie a prototypovania obvodov ponúkajú kontaktné polia. Sú to ploché telesá vyrobené z plastu. Na vrchnej strane majú otvory rozmiestnené v štandardnom 2,54 mm rastri, ktoré sú vhodné na osadenie bežných súčiastok THT. Pod otvormi sú podlhovasté kovové kontakty, ktoré zabezpečujú spojenie medzi všetkými bodmi v každom rade (každý rad má samostatnú sadu kontaktov). Polia usporiadané po stranách dosky zostávajú kompaktné po celej dĺžke stĺpca, pretože podľa konštrukcie fungujú ako napájacie trasy zdieľané viacerými komponentmi. Toto usporiadanie umožňuje zhotovovať obvody (aj zložité) bez použitia náradia. Postačia samotné THT súčiastky a spojovacie vodiče. Niektoré výrobky sa dodávajú kompletne s takýmito konektormi.

Súprava kontaktných polí so sadou prepojovacích káblov.

Spoločnosť TME ponúka širokú ponuku kontaktných polí - od najmenších (100 polí) až po rozsiahle modely (3 200 polí) umiestnené na tienenej základni a s otvormi určenými na montáž banánikových konektorov (čo uľahčuje pripojenie napájania). Takéto výrobky sú vynikajúcim vzdelávacím doplnkom, ktorý umožňuje voľné experimentovanie s elektronikou. Napriek tomu ich radi používajú aj profesionáli - napríklad na rýchle otestovanie konštrukčného riešenia alebo na vytvorenie dočasného náhradného obvodu. Okrem rôznych veľkostí možno dosky rozlíšiť aj podľa farby. A čo viac: vybrané modely majú modulárnu konštrukciu, ktorá umožňuje ich spájanie do väčších plošných spojov.

Text spracovala spoločnosť Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
https://www.tme.eu/sk/news/library-articles/page/55932/laminaty-a-prototypovacie-dosky-dps/