А. Черномырдин - Семь шагов в электронику

• Название: Семь шагов в электронику
• Автор: А. Черномырдин
• Издательство: "Наука и Техника"
• Жанр: Радиотехника
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-94387-853-4

Впервые на российском рынке появилась радиолюбительская книга с видеокурсом. Разработки автора книги и его статьи широко известны читателям самых популярных журналов для радиолюбителей. А эта практическая книга им написана для тех, кто вступил на сложный и интересный путь от «чайника» до «профи» — ведь двигаться на этом пути очень трудно! В легкой и доступной форме в книге разбираются устройство и принципы работы семи различных конструкций. Устройства помещены в порядке возрастания сложности, осваиваются шаг за шагом.

Изюминка книги и в том, что конструкции каждого Шага созданы автором в нескольких вариантах на различной элементной базе — или на транзисторах, или на микросхемах, или на микроконтроллерах, — чтобы можно было наглядно увидеть и сходство, и различия между схемными решениями. Там, где какие-то схемотехнические варианты нереализуемы (например, усилитель на микроконтроллере), их, естественно, в книге нет. Интересны и реальные конструкции в ретро-варианте: на лампах, реле, тиратронах — такими они были во времена наших отцов и дедов.

Все рассмотренные конструкции автор разработал, изготовил, проверил и заставил работать — подтверждением тому многочисленные ролики, содержащиеся на приложенном к книге диске. Книга будет интересна всем читателям, желающим расширить свои знания и практические навыки в радиоэлектронике.

Книга сопровождается диском, на котором записан видеокурс, видеоролики с демонстрацией работающих конструкций, имеется разводка печатных плат всех конструкций в электронном виде. Для всех конструкций на микроконтроллерах на диске приводятся программы с исходниками. Диск содержит большое количество справочной информации для радиолюбителей.

---

Вторая же технология — это всецело порождение компьютеризации, потому что она в принципе не могла появиться до появления лазерного принтера.

Что такое ЛУТ? ЛУТ — это аббревиатура фразы «лазерно-утюжная технология». Кто это сокращение придумал, вряд ли уже удастся установить, но суть технологии она отражает полностью. Родилась эта технология в конце 90-х годов прошлого века, и автор гордится тем, что был в свое время одним из первых, кто ее описал (Радио № 9 2001 г., с. 35). Суть ее проста — рисунок будущей печатной платы выводится в зеркальном изображении на лазерном принтере, а затем прикладывается к будущей печатной плате и проглаживается горячим утюгом. Тонер при этом плавится и прилипает к поверхности платы.

Далее бросают будущую печатную плату с прилипшим рисунком в воду, бумага при этом размокает и легко отделяется от рисунка, который, естественно, остается на плате. Сейчас существуют, пожалуй, сотни вариантов этой технологии, отличающиеся тем, сколько времени греть рисунок, какую бумагу использовать и т. д. Как видите, даже в радиолюбительской среде прогресс не стоит на месте — что уж говорить об электронной промышленности!

После того, как рисунок нанесен на будущую печатную плату, необходимо химическим путем удалить с нее все «излишки» меди, чтобы на Печатной плате остались только нужные проводники. Самый правильный способ — использовать для этого раствор хлорного железа.

Во времена всеобщего дефицита был придуман и другой раствор — смесь медного купороса и поваренной соли в отношении 1:2. Он хорош тем, что медный купорос легко приобрести в магазинах для садоводов, а поваренную соль — вообще везде, тогда как за хлорным железом придется идти в специализированные магазины или заказывать его через Интернет.

 Примечание.

В принципе, оба раствора позволяют получить нужный результат, хотя второй раствор действует несколько менее эффективно, чем первый.

Сразу хочется предупредить, что существует еще один эффективный раствор для травления, которым ни в коем случае нельзя пользоваться дома. Это — азотная кислота.

 Внимание.

Пользоваться же им нельзя потому, что выделяющаяся при травлении двуокись азота — сильнейший дыхательный яд!

Процесс травления как таковой достаточно несложен — нужно просто опустить заготовку в раствор, и через некоторое время извлечь ее оттуда. Дьявол, как всегда, кроется в деталях:

♦ на заготовке ни в коем случае не должны присутствовать следы жира (в том числе отпечатки ваших пальцев);

♦ на заготовке не должны оставаться пузырьки воздуха и другие посторонние включения;

♦ заготовку нельзя передерживать в растворе дольше необходимого.

Первое требование достаточно очевидно — вода жир не смачивает, поэтому медь в этом месте либо не протравится вовсе, либо процесс травления на ней закончится гораздо позднее. Поэтому перед тем, как опустить заготовку в травильный раствор, не поленитесь вымыть ее с жидким мылом.

Второе требование тоже достаточно очевидно, не очевидно только, откуда на заготовке возьмутся пузырьки воздуха и посторонние включения. Увы, на поверхности травильного раствора всегда присутствует пленка соединений железа (кстати, она достаточно хорошо заметна глазу как блестящее зеркало на поверхности раствора). Причин ее появления мы касаться не будем, нам важнее, как с этим явлением бороться. Способов борьбы с ним два:

♦ механическое удаление пленки;

♦ «свежая» вода.

Механически пленка удаляется с поверхности с помощью широкой лопаточки (автор обычно использует для этого ненужный кусок стеклотекстолита). Пленку нужно сгрести с поверхности раствора, затем подцепить этой же лопаточкой и смыть водой. Заготовку же платы перед тем, как опустить ее в раствор, нужно обязательно сполоснуть водой. Вода, во-первых, смочит всю поверхность платы, не позволяя закрепиться на ней пузырькам воздуха, и, во-вторых, вода имеет свойство «отгонять» пленку от заготовки.

Как не «передержать» заготовку в растворе и чем это опасно?

Опасность одна — «подтравленные» дорожки. Случаи, когда заготовку забывают в растворе, не так часты, но результат всегда один — «растворившиеся» дорожки. Рисунок, нанесенный на плату, вовсе не гарантирует, что дорожки обязательно останутся в неприкосновенности, он только гарантирует, что окружающая дорожку медь «растворится» быстрее, чем сама будущая дорожка.

По этой причине явления «подтравливания» дорожки сильно зависит от состояния раствора — свежий (особенно только что приготовленный) раствор гораздо менее склонен к подтравливанию, потому что он гораздо быстрее удаляет с платы медь, поэтому плату из раствора можно извлекать гораздо раньше, чем из раствора, долго бывшего в употреблении.

Если на плате есть дорожки шириной менее 0,3 мм, травить такую плату можно только в свежем растворе, и никакая «жаба» не должна помешать вам вылить старый раствор и приготовить для нее новый.

Для того, чтобы определить, когда закончится процесс травления, заготовку платы необходимо время от времени, извлекать из раствора, чтобы визуально определить, вся ли лишняя медь перешла в раствор. Занятие это довольно утомительное, поэтому радиолюбители и здесь придумали маленькую хитрость.

Если Вы травите одностороннюю плату (а в подавляющем большинстве случаев именно так оно и бывает), нужно перед тем, как погрузить ее в раствор, слегка подогреть ее на газовой плите, и натереть стеариновой свечой. В результате такой операции верхняя поверхность платы становится не смачиваемой водой, и ее при определенном навыке можно положить в раствор так, чтобы она плавала по его поверхности. Несмотря на то, что материал платы непрозрачен, сквозь него прекрасно видно, в каком состоянии сейчас поверхность меди. Теперь вместо того, чтобы каждый раз извлекать плату, достаточно бросить орлиный взгляд на ее поверхность. С двухсторонними платами такой номер, естественно, не проходит, ну да они не так часто и встречаются.

Итак, плата протравлена, лишняя медь ушла в раствор. Теперь плату необходимо извлечь из раствора и вымыть под струей воды.

Раствор необходимо перелить в банку с закрывающейся крышкой, чтобы Ваши домочадцы не дышали его парами. Особенно это касается смеси купороса с солью — помимо всего прочего, раствор в процессе высыхания имеет крайне неприятное свойство расползаться по любой поверхности как плесень.

Бывали случаи, что он буквально «вылезал» из банки на стол, пол и другие поверхности почище того горшочка с кашей из сказочки Андерсена. Если раствор пришел в негодность, его необходимо вылить в канализацию, и несколько раз смыть водой. Характерным признаком «старения» раствора, помимо того, что он перестает травить платы, является для хлорного железа изменение цвета с коричнево-желтого на зеленый и образование большого количества ржавчины на дне банки, а для смеси купороса с солью — изменение цвета с ярко-зеленого на беловатый.

В свое время существовало немало способов вернуть раствору «травительную силу», но теперь, как кажется автору, заниматься реанимацией раствора нет необходимости — все-таки в другие времена живем. При приготовлении свежего раствора хлорного железа необходимо, помимо обычных мер защиты (марлевая повязка и очки), соблюдать дополнительные — безводное хлорное железо при растворении очень сильно разогревается (бывали случаи — лопалась стеклянная посуда). По этой причине при приготовлении раствора лучше использовать пластмассовую кювету и добавлять воду очень небольшими порциями.

Готовую плату необходимо отмыть от рисунка. Для отмывки тонера от лазерных принтеров вполне подходит ацетон, отмывку светочувствительного лака нужно производить теми растворителями, которые рекомендованы его производителем. Зачищать плату шкуркой не следует — она после такой операции приобретает не слишком эстетичный вид. Зачищать плату шкуркой нужно до нанесения на нее рисунка, а не после травления — помимо всего прочего на зачищенной поверхности рисунок будет лучше держаться. После этого плату можно (а лучше — нужно) залудить, но предварительно необходимо просверлить в ней все необходимые отверстия.

Сверление отверстия — процесс достаточно трудоемкий и ответственный. Если в конструкции активно используются SMD-компоненты, количество отверстий на плате сравнительно невелико, а вот при использовании обычных деталей число отверстий в плате может достигать нескольких десятков, а то и сотен. Для сверления отверстий в плате необходимы две вещи — дрель и сверло.

Сверло — важный компонент процесса сверления, от качества его заточки напрямую будет зависеть качество получаемых отверстий.