Улучшение качества и удобства при изготовлении плат

На время, затраченное на изготовление плат под определенную разработку или проект часто имеет влияние не только прямота рук, но и инструментарий, которым приходится пользоваться, Причем, зачастую, при качественной оснастке экономится еще и недюжинное количество нервных клеток. Про мой переход на новый уровень удобства в двух этапах изготовления, а именно в травлении плат и сверловке, а также небольших минусах, которые всплыли будет рассказано далее.

Начну с того, что имелось изначально:

• травление происходит в непревзойденной миске от вермишельки быстрого приготовления самым простым методом, оне же погружением, что чуть не испортило двустороннюю плату из-за разницы циркуляции медного кокса, травление, в среднем, занимает от 25 минут до часа с хвостиком и кучу нервов, максимальный размер платы — 100х90 мм.
  
• сверление отверстий происходит с помощью движка ДП 25 с кнопкой, примотанной смоляной изолентой и зарядкой от SE-рика. Сверловка средней платки на 190 отверстий занимает около 15 минут, что получается около 4-5 секунд на отверстие. Плюс возможен перекос при сверловке, приводящий к несовпадению слоев и т.п.
  Движечек похож на этот
  

На следующие шаги меня подтолкнула испорченная двусторонняя плата, которая сначала была перетравлена из-за того, что я в запарке провтыкал травление второй стороны, а затем добил ее тем, что недосмотрел угол по второй оси при сверловке и, естественно, промахнулся на втором слое мимо пятаков.

Максимизируем микродрель:

Движение начал с покупки емкости для травления, под раздачу попала емкость для сыпучих веществ из ближайшего супермаркета:

Цена вопроса — 27 гривен или 104 рос.рубля.

Также была куплена станина для ручной дрели в строительном магазине (бесплатных подходящих механизмов не было, а цена показалась приемлемой). Цена вопроса — 172 грн. или 662 руб.

Для питания микродрели я определил старый АТ-БП и спаял простенький ШИМ для управления скоростью по одной из сотен схем. ШИМ присандалил на крышку БП, которая резко приобрела звание Радиатор.



При сборке вылезла интересная бочина, когда выходной полевик экраном зацеплен за корпус, у ШИМа едет шифер. Проблема решена приклейкой транзистора через гибкий текстолит и термопасту.

Далее осталось свести воедино диаметр моего движечка и посадочное место в станочке для «взрослой» дрели. Вопрос решен «по-бразильски», почти скончавшийся рулон широкого скотча разрезан вдоль, против оси, затем вырезан сегмент. Мотор заботливо обернут в пару слоев смоляной изолентой для придания адгезии и обернут лентой из скотчевого рулона по принципу «где скотч не держит, сварке не__й делать». Кнопка питания установлена на стойке лабораторного стола, Регулятор оборотов выведен на крышку БП.



Для подсветки на движечек прилипли остатки от карманного фонарика:



Работает отлично, один минус — возвратная пружина ну очень мощная, расчитана под массу 1-2 кг, нужно наваливаться всем весом на приводной рычаг. Решение — опустил исходную высоту до полутора см, работает от прижатия кончиками пальцев.
Официально на данный момент работа над сверлильным станочком закончена.

Взболтать или смешивать. Магнитная мешалка.

Следующим этапом стало улучшение процесса травления плат. Глядя на коллег по цеху — термолабораторию, я подсмотрел решение. Я давно хотел сделать магнитную мешалку. В качестве основы была взята поломанная треножка для пробирок и сгоревшая лабораторная плитка.



В плитку вкручен четырехфазный мотор с родным крепежем, три кондеича и переменник для регулировки скорости вращения. Все детали взяты из списанного лабораторного оборудования. Привод сделан из странной ноги от какого-то объекта, который, по-видимому, сильно грелся (иначе на кой икс такой пластик) и двух магнитиков от дверной сигнализации, все залито компаундом, нечего дергаться.



Для наглядности я проверил все с водой, ибо в растворе не видно ни зги.
Первое видео с использованием колпачка от счетчика и магнита с ушами для крепления (5 грн или 19 руб), колпачок для уменьшения циркуляции, как оказалось — не смотря на это по частичкам накипи видно что все прелестно циркулирует.



Второй ролик без «обоймы», магнит отлично держит равнение на центр. Но циркуляция гораздо выше.


Вместо поломанных пробиркодержателей я приспособил пластинку оргстекла на подвижное крепление и соорудил крючочки, которыми удобно манипулировать платой в растворе. Для того чтобы посмотреть на состояние платы при травлении можно провернуть мешалку (саму подставку, грубо говоря) на 180 градусов, а емкость опустить вниз, оказалось достаточно удобно.



Здесь стоит отметить ошибки, выявленные в процессе травления. Я по незнанию врубил обороты на максимум (на глаз около 200 об/мин), что повлекло за собой невменяемую травлю и гнет нижней половины платы. Замечу, что раствор используется не первый раз и концентрация раствора ниже рекомендованной на банке. За 3 минуты было скушано весь незамаскированный слой до отметки примерно 7 см от дна емкости. В этот момент я кратковременно перевел глаза в режим «филин» и сбросил обороты до минимума, т.к. о необходимости перевернуть плату я не подумал, еще через 6-7 минут дошла и остальная часть платы.
Таким образом можно сделать вывод, что форсаж можно пускать для плат, верхняя точка которых не вылезет на отметку 8 см, иначе травиться будет неравномерно, во всех остальных случаях я не превышал бы половины скорости вращения.

Результат:

Платой я остался доволен, за счет быстрого процесса травления не успел поплыть кусочек дороги, который не пропечатался при ЛУТе, т.к. я непропечатанные места корректирую маркером для дисков, который при длятельном травлении размывается.



Емкость для сыпучих веществ тоже порадовала тем, что ее можно закрыть удобной крышкой и отправить на хранение, выглядит она на порядок лучше чем литровая банка с полиэтиленовой крышкой.

Далее подошел черед сверления. Я и не заметил ка отсверлил всю плату, за 15-20 минут я прошел сверлом и залудил всю плату. По приблизительным расчетам на одно отверстие уходит приблизительно 2-3 сек, дольше занимает мыслительный процесс «что сверлить далее».

Изделие:



Все отверстия совпали, отверстия перпендикулярны, плата готова приблизительно за час с учетом перестановки оборудования и питья чая, нервы целы, настроение хорошее.

Итоги подведем:

1. общие финансовые затраты = 200-250 грн или 770-960 руб
2. общие временные затраты на подготовку оборудования = 6 часов
3. станочек под дрель немного туговат, но с уменьшением высоты все становится хорошо
4. со скоростью мешалки необходимо быть осторожным ввиду возможной неравномерности прохождения реакции
5. удовлетворение от проделанной работы — бесценно

И напоследок хочу напомнить, не забывайте про технику безопасности — пользуйтесь респиратором или проветривайте помещение, я увлекся процессом и сидел как Кощей над златом и на выходе немного зачах — прижег горло испарениями раствора.