طراحی مدار الکترونیکی و ساخت مدار چاپی کاربردی بر روی بُرد PCB ( مهندسی برق _ الکترونیک) (قسمت سوم)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: طراحی حرفه ای و بی نَقص مدار چاپی با استفاده از رایانه و نرم افزارهای مربوطه نظیر نرم افزار(Proteus) و (PCBDroid) و (CircuitCAM) و ....... انجام می شود. استفاده از رایانه و نرم افزارهای مرتبط با مدار چاپی ، کار طراحی را بسیار ساده کرده است .
برای طرح مدار چاپی باید استفاده از نقشــه ی مدار ، روی یک صفحه کاغذ با ابعاد مناســب جای قطعات را مشخص می کنیم . جای قطعات نباید از ابعاد قطعات کوچک تر باشد. محل قطعات را می توان تغییر داد . بــرای پایه ی هر قطعه یــک دایره منظور می کنیم حتی اگر در یک منطقه چندین پایه نزدیک به یکدیگر قرار داشته باشند باید برای هر پایه یک دایره منظور شود.چــون قطعات مدار در یک طرف فیبــر و مدار چاپی در طــرف دیگر فیبر قرار می گیرنــد باید طرح مدار چاپی که از روی نقشه به دســت می آید معکوس شود فواصل پایه هــا باید با فواصل حقیقی مطابقت داشــته باشــد. مثال اگــر فاصله ی پایه های یــک مقاومت 2 واتی که به طور افقــی روی فیبر قرار می گیرد 17mm باشــد باید در طراحــی مدار چاپی نیز حداقل 17mm فاصله بین دو پایه در نظر گرفته شود .پایه هایی را که بر روی نقشــه به یکدیگر متصل هستند با کوتاه ترین فاصله ممکن به هم وصل کنید. باید توجه داشته باشید که اگر دو سیم از روی یکدیگر عبور کنند ولی اتصال نداشــته باشــند این خطوط روی فیبر مدار چاپــی نباید به هم وصل شوند، و چــون قطعات مدار در یک طرف فیبــر و مدار چاپی در طــرف دیگر فیبر قرار می گیرنــد باید طرح مدار چاپی که از روی نقشه به دســت می آید معکوس شود.
ساخت مدار چاپی (روش ماژیک یا لتراست)
ابتدا فیبر مدار چاپی را کامال تمیز کنید ســپس نقشه مدار چاپی تهیه شده را معکوس کنید. به وسیله کاربن نقشه را روی فیبر مدار چاپی انتقال دهید. با کشیدن قلم روی خطوط و پایه های قطعات اثر طرح روی مس فیبر مدار چاپی منتقل می شود و با اســتفاده از ماژیک ضد اســید اثر به جا مانده از کاربن را پر رنگ کنید .در این مرحله می توانید پایه عناصر رابا شــابلون دایره و یا شــابلون مورد نظر روی فیبر رســم کنید و با استفاده از خط کــش پایه ها را به یکدیگر ارتبــاط دهید . هنگام کار با ماژیــک باید دقت کنید که ماژیک چنــد بار روی فیبر در جهت عکس یکدیگر کشــیده نشود. خطوط ترسیم شده باید پر رنگ باشد زیر ا در صورت کم رنگ بودن، اسید روی آن ها اثر می کند و مس های خطوط ارتباطی را از بین می برد .بــه جای ماژیک می توانید از لتراســت اســتفاده کنید. در این روش لتراســت قطعه مورد نظــر را روی فیبر قرار دهید و قلــم را روی علامت مورد نظر بکشــید تا لتراســت روی فیبر منتقل شــود، باید توجه کنید که قلم فقط روی علامت مورد نظر کشیده شود و روی عالیم اطراف آن کشیده نشود ، زیرا علایم جانبی روی فیبر اثر می گذارد و هنگام اسید کاری مس قسمت هایی که مورد نظر نیست روی فیبر باقی می ماند .
روش پوزیتیو ( positive ) طراحی مدار چاپی با (کاغذ کالک و راپیدوگراف)
روش پوزیتیو ( positive ) از این روش برای تولید زیاد اســتفاده می شود و علاوه برتکثیر سریع می توان مدار را با دقت زیاد طراحی کرد . در این روش ابتدا باید نقشــه مدار چاپی طراحی شــده را روی کاغذ شفاف انتقال داد . برای این منظور از کاغذ کالک و راپیدوگراف اســتفاده می شــود . ابتدا کالک را روی نقشه بچســبانید وسپس با راپید و شــابلون پایه قطعات را رسم کنید و در انتها خطوط ارتباطی را بکشــید. به علت عدم استفاده از ماژیــک در این روش ، می توان خطــوط ارتباطی را نزدیک به هم ترســیم کرد و پس از آماده شــدن کاغذ کالک ، برای اطمینان از پررنگ بودن نقشــه وصحت اتصال قطعات نقشه را مقابل نور بگیریــد و پر رنگی خطوط را کنترل کنید. به علت شــفاف بودن کالک از پشــت کاغذ کالک ، به عنوان نقشــه معکوس شده استفاده می شود . به جای انتقال نقشــه روی کاغذ کالک می توانید نقشه را روی طلق شــفاف منتقــل کنید. برای انتقال نقشــه روی طلق شــفاف از لتراست مخصوص استفاده می شــود . این لتراست در یــک طرف دارای چســب اســت و به راحتــی روی طلق می چسبد. برای این منظور ابتدا پایه قطعات را روی طلق بچســبانید، سپس ارتباط بین پایه ها را توسط نوارهایی که برای این منظور ساخته شــده است برقرار کنید.
روش چاپ سیلک (سیلک اسکرین )
از این روش در اغلب کارخانه هــا وکارگاه های تولیدی اســتفاده می شــود. تولید وتکثیر مدارها با این روش ســریع تر انجام می گیرد . این روش نســبت به دو روش قبل دارای دقت بیش تری اســت. در ایــن روش ابتدا باید نقشــه مدار چاپی را روی کاغذ معمولی و یا طلق شــفاف طراحی کنید ســپس از طرح آماده شده عکس بگیرید و فیلم آن را آماده کنید پارچه ی ســیلک را که دارای استاندارد های 68-90-110 سوراخ در ســانتی متر مربع اســت به اندازه مورد نظر ببرید و پارچه را روی قاب چوبی به صورت کامال کشیده وصل کنید.
در یــک تاریک خانه یادر محلی با نــور قرمزرنگ باکاردک ماده ی مخصوص چاپ ســیلک را روی پارچه سیلک بمالید، سپس فیلم را از طرف بیرون قاب روی سیلک قراردهید . حال به وسیله یک المپ 100 وات از فاصله 30 سانتی متری به مدت 15 دقیقه به فیلم نور بتابانید. بعد از این مرحله پارچه را بشویید. به خاطــر خاصیت ماده مخصوص ســوراخ هایی از پارچه که مورد تابش نور قرار نگرفته اند به وســیله ماده مخصوص بسته نمی شوند . اما بقیه ی سوراخ که مورد تابش نور قرار گرفته اند به وسیله ی ماده مخصوص مسدود می شوند. پس از انجام این مرحله فیبر مســی را پشــت قاب چوبی قرار دهید و با استفاده از قلم نقاشــی روی پارچه را جوهر ضد اســید بمالید .
جوهر از طریق سوراخ هایی بسته نشــده مطابق نقشه روی فیبر منتقل می شــود. از یک سیلک می توان تعداد زیادی فیبر مدار چاپی تهیه کرد. می توان پس از شســتن سیلک به وسیله کلر یا آب ژاول نقشــه دیگــری را روی آن طرح کرد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )