Как проектировать электронные схемы - Галле Клод - Страница 2

При проектировании и монтаже устройства необходимо учитывать, что вертикально расположенные компоненты (например, резисторы) затрудняют доступ сверху к некоторым точкам схемы. На рис. 1.6 показан пример неудачного размещения резистора, когда нужная контрольная точка недоступна, и дан вариант более удобного монтажа того же элемента.

Ориентация компонентов печатной платы

В процессе наладки и ремонта устройства приходится неоднократно проверять маркировку компонентов, размещенных на печатной плате. К сожалению, даже в аппаратуре промышленного производства компоненты не всегда располагают самым удобным образом.

Необходимо взять за правило размещать элементы схемы таким образом, чтобы было удобно считывать их номиналы и маркировку при одном положении платы, которое реализуется при вскрытии корпуса устройства (рис. 1.7).

В идеальном варианте маркировка всех элементов должна соответствовать ориентации маркировки интегральных схем, но, увы, это не всегда возможно.

МОНТАЖНЫЕ ПРОВОДА

Выпрямление одножильного провода

Жесткий одножильный провод используется в электронных схемах сравнительно редко. Его применяют для создания перемычек на односторонних печатных платах. Одножильный провод будет гораздо легче использовать, если после снятия изоляции выпрямить его.

Кроме того, изготовленные из него перемычки будут лучше выглядеть. Для этого провод длиной приблизительно 40 см зачищают, один его конец зажимают в тисках, а другой наматывают на плоскогубцы и натягивают до получения идеально прямой линии. Остается отрезать кусок провода нужной длины и при необходимости согнуть (см. также раздел «Перемычки на печатной плате»).

Протягивание проводов через отверстие

Нередко провода необходимо протянуть через довольно узкое отверстие в крышке розетки или соединителя. Задача станет намного легче, если предварительно слегка натереть провода мылом или жидкостью для мытья посуды. Это следует сделать до зачистки проводов, чтобы смазка не проникла внутрь кабеля. После завершения операции смазку надо сразу удалить, даже если придется еще раз протягивать провода при повторном вскрытии розетки.

Изготовление жгута

При прокладывании монтажных проводов, соединяющих различные элементы схемы, отдельные провода удобно скрепить в жгуты. С этой целью используются специальные стяжные хомутики или кольца. Иногда провода связывают вощеной нитью. Можно просто сплести провода между собой по три. Полученные «косички» удобно, в свою очередь, переплести между собой, чтобы собрать все нужные провода в один жгут.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

Камера для экспонирования

Можно самостоятельно сделать камеру для экспонирования платы, изготавливаемой методом фотолитографии. При этом рекомендуется разместить в камере одну или две люминесцентные лампы (помимо ламп ультрафиолетового излучения). Люминесцентные лампы удобно использовать для визуальной проверки непрозрачности и качества выполнения фотошаблона перед экспонированием. Их можно смонтировать в глубине камеры, чтобы не создавать лишних теней. Следует поставить специальный выключатель, позволяющий включать лампы независимо. При выполнении различных операций можно также заменять лампы, но это менее удобно.

Заметим, что нельзя рассматривать фотошаблон при свете ультрафиолетовых ламп, поскольку это вредно для глаз.

Создание рисунка печатной платы

Ниже представлены некоторые приемы, с помощью которых удобно создавать рисунок печатной платы:

• при проектировании рисунка печатной платы удобно использовать стандартную макетную плату с отверстиями, расположенными в узлах сетки с фиксированным шагом. Временное размещение компонентов на такой плате позволяет точно проверить занимаемое ими место и зрительно представить окончательный результат. Это снижает риск появления ошибок и улучшает внешний вид будущей схемы;

• если изготавливается небольшое количество схем, можно удалить неиспользуемые выводы компонентов. Хотя подобную операцию выполняют нечасто, она позволяет уменьшить количество отверстий и при необходимости проложить большее число дорожек. Для обрезания выводов удобно применять небольшие кусачки;

• при проектировании кварцевого генератора, служащего тактовым генератором микропроцессора, желательно принять меры для защиты устройства от электромагнитных помех. С этой целью рекомендуется сохранить вокруг генератора значительные участки металлизации и соединить их с общей точкой схемы.

Соединения между компонентами генератора должны быть максимально расширены для снижения наводок и паразитных индуктивностей дорожек. Как правило, производители кварцевых резонаторов указывают способ рационального размещения компонентов на плате в соответствующей документации.

Нейтрализация хлорного железа

Создание печатных плат своими собственными силами — сравнительно простая задача, доступная радиолюбителям. Однако при ее выполнении приходится иметь дело с вредными химическими веществами, поэтому необходимо принять специальные меры экологической безопасности. В частности, ни в коем случае нельзя выбрасывать с обычным мусором хлорное железо, применяемое для травления медной фольги. Его следует нейтрализовать специальными реактивами, которые недорого стоят и пригодны для многократного использования.

Необходимо также внимательно относиться к надписям на упаковке других применяемых химикатов (в частности, проявителей) и в точности следовать инструкциям производителей, где говорится о том, как поступать с отходами.

Сверление отверстий в печатной плате

Отверстия в печатных платах для монтажа большинства компонентов должны иметь диаметр 0,8 мм, для интегральных схем — 0,6 мм. Поскольку стеклотекстолит является сравнительно прочным материалом, сверлить его довольно сложно.

Существует два типа сверл: стальные и из карбида вольфрама.

Первые дешевле, но срок их службы ограничен. Вторые стоят примерно в пять раз дороже и позволяют проделать большое количество отверстий, однако при боковых нагрузках легко ломаются. Имеет смысл приобрести два набора стальных сверл: диаметром 0,6 и 0,8 мм.

Сначала сверлом 0,6 мм сверлят все отверстия. На следующем этапе нужные отверстия расширяют посредством сверла диаметром 0,8 мм. При этом инструмент меньше изнашивается и служит дольше.

Использование упрощенного варианта сверлильного станка (довольно дешевого) в виде штатива с приводом, обеспечивающим вертикальную подачу сверла, окажет неоценимую помощь в работе и обеспечит высокое качество сверления. В таком варианте сверло не испытывает боковых нагрузок, что особенно важно для сверл из карбида вольфрама.

Оборудование для изготовления печатных плат

Оборудование, с помощью которого можно нанести рисунок на печатную плату, довольно разнообразно. Подобные установки служат для выполнения двух основных операций — экспонирования и травления. Если нужно изготавливать всего несколько схем в месяц, оборудование обойдется достаточно дешево. Для экспонирования потребуется камера с ультрафиолетовыми лампами и простым устройством вроде пресса для прижима фотошаблона к заготовке печатной платы. Умелые любители могут свести расходы к минимуму и сконструировать такое устройство своими силами.

Достаточно эффективные установки для травления также сравнительно дешевы. Удобны, например, камеры вертикального типа с перемешиванием травителя при помощи пузырьков воздуха и с нагревателями для аквариумов. Такие камеры экономно расходуют хлорное железо, их удобно чистить.