PIIRILEVYT JA NIIDEN VALMISTUS

1.3.2012

PIIRILEVYJEN VALMISTAMISESTA

Innostuin vähäsen päivittämään ja korjailemaan tämän sivun tietoja ensi kerran noin kymmeneen vuoteen. Tarkoituksellisesti jätin myös vanhaa juttua jäljelle ihan historiallisista syistä...

Historiallinen piirilevy on sinänsä muutenkin vaikka pääsääntöisesti sitä rupesi näkymään laitteissa vasta 1950-luvun jälkipuoliskolta alkaen. Sen alkutaipale on kuitenkin selkeästi varhaisempi. 1900-luvun alkuun sijoittuu useita keksintöjä ja patenttejakin asiasta. Ensimmäisenä esitti laminoidun levyn Albert Hanson 1903. Painetun ja syövyttämällä valmistetun levyn patentoi Arthur Berry 1913. Itävallasta pakolaisena Lontooseen tullut Paul Eisler valmisti piirilevylle rakennetun radion 1942 ja patentoi 1943 menetelmän syövytetystä piirilevystä. Ensimmäisiä kokeita hän teki asiassa jo v.1936. Läpikuparoinnin ja sen käytön monikerroslevyissä patentoi Hazeltyne niminen jenkkiyhtiö 1961.

Tämän ei ole tarkoitus pitää sisällään ammattimaiseen käyttöön tehtävien piirilevyjen valmistamista vaan kertoa valmistusprosessista harrastajan näkökulmasta ja kertoa erilaisia vinkkejä mitkä on "kantapään kautta" opittu.
Ne kytkennät, joita olen pääasiassa rakentanut eivät edellytä mitään äärettömän tarkkaa työtä tai ohuita folionvetoja - kuten kaksi "karvaa" IC:n jalkojen välistä.
Näihin enemmän tarkkuutta vaatiiviin juttuihin löytyy Internetistä tietoa niin kalvojen teosta kuin erityisistä syövytyskemikaaliseoksistakin.

Tuosta piirilevyn termistä "veto" tuli mieleeni vähän saivarrella kun luin Steve Beechingin kirjaa "Videokamerat ja videonauhurit - toiminta ja huolto", että ei mielestäni kaikesta piirilevyllä olevasta foliosta joka asiayhteydessä pitäisi käyttää sanaa "veto". Minun korvaani ei ainakaan istu kertomukset "piirilevyn isoista vetoalueista" yms. Tämä nimityshän on johdannainen alunperin johtimen vedosta....

Tätä alkuun kirjoittaessani (elo - syyskuu 1998) oli uutisryhmässä sfnet.harrastus.elektroniikka kirjoiteltu aiheesta varsin runsaasti.
Tomi Engdahlin kotisivulla on suuren linkkikokoelman lisäksi muutakin, josta löytyy myös hänen artikkelinsa piirilevyjen valmistamisesta. Myös Kari Huhtaman elektroniikkasivuilta löytyy hyvää tietoa piirilevyjen tekemisestä valotusmenetelmällä. Hyvä selvitys piirilevyjen valmistuksesta on Pekka Ala-Mäyryn sivulla Piirilevyjen valmistus.
Tämä artikkelini yhdessä edellämainittujen kanssa antaa varsin hyvän selvityksen harrastajalle aiheesta.

PIIRILEVYN SUUNNITTELU

Lähtökohtana pidän sitä, että käytettävissä on tietokone. Useimmat vanhat suunnitteluohjelmat toimivat jopa vanhassa perus PC:ssä ja sitä uudemmissa mainiosti.
Piirilevyfilmin voi tietysti valmistaa teippaamalla kuten ennen tehtiin tai piirtämällä tussilla.
Kuitenkin esim. Sharewareohjelmina saatavilla olevilla piirilevyohjelmilla on työ monin tavoin helpompaa, työn jälki on laatuluokkaa ja muuttaminen vaivatonta.
Piirilevyohjelmia on laidasta laitaan, joista useimmilla voidaan kytkentäkaaviotasolla tehty piirros jopa täysin automaattisesti muuntaa piirilevykuvaksi. Yksinkertaisien kytkentöjen suhteen sekään ei ole välttämättä tarpeen vaan piirilevyohjelmalla voidaan asettaa halutut täplät ja johdotukset samaan tapaan kuin teipatessa, joskin monin verroin helpommin.
Tällä tavoin tehtäessä voi tietysti käyttää muitakin piirrosohjelmia, mutta varsinaisilla piirilevyohjelmilla "manuaalinenkin" suunnittelu käy joutuisammin valmiiden standardienmukaisten rasterointien, juotostäplien jne. ansiosta.
Myös spesiaalijuttuja tehtäessä kuten kriittisien RF-kytkentöjen suhteen voi olla asia on syytä tehdä piirilevysuunnittelu "manuaalisesti".
Hyvä, yksinkertainen ja halpa Sharewareohjelma on CirCad, jolla suunniteltuja kuvia voi myös löytää esim. amerikkalaisilta radioamatöörien palvelimilta. Täysin normaalikäytössä toimivan version voi imuroida Internetistä. Kuvien siirto toisiin ohjelmiin sharewareversiosta ei kylläkään kunnolla onnistune. Ohjelmassa on myös kytkentäkaavion piirtomahdollisuus ja suppeahko symbolikirjasto.
Parin viimeksi kuluneen vuoden aikana olen ryhtynyt käyttämään muutaman kympin hintaista Sprint-Layout - ohjelmaa. Samalta valmistajalta on saatavissa myös ohjelmat kytkentäkaavion piirtoon ja etulevyn suunnitteluun. Viimeksi mainitulla on aika kätevä tehdä merkinnät esim .kiertokytkimille jne.
Kovin suosittu tuntuu olevan Eagle näissä harrastajien piirilevyhommissa. Itse pidän ohjelman levynkokorajoitusta haittana samoin kuin haluan ohjelman olevan kuin vanhan ajan teippaus eli suoraan vaan folioita hahmottelemaan ilman mitään esitöitä ohjelman kanssa. Tässä mielessä Sprint-Layout on tosi yksinkertainen käyttää.

Muistakaa ohjelmien rekisteröinti, käyttö, ym. ehdot !

Usein on lehdissä yms. olevien rakenteluohjeiden yhteydessä piirilevykuvat.
Tosin monia julkaisuja vaivaa myös se, että vaikka laitteesta on suunniteltu piirilevy niin kuvaa siitä ei esitetä vaan tarjotaan levyä tilattavaksi.
Itselleni on piirilevyn teko ollut aina osa harrastusta ja haluan tehdä siitä parhaiten tarkoitukseen, koteloon jne. sopivan.
Prosessina valmistus vie minulla usein vähemmän aikaa kuin osien etsiminen kytkentään.
Tapauksessa jossa varsinkin monimutkaisen levyn joutuu kokonaan uudelleen suunnittelemaan puuttuvan piirilevykuvan takia on sen "uudelleensuunnittelu" vähän turhauttavaa.
Itseäni ainakin harmittaa se, ettei se valmiina saatava levykään ole usein suoraan käyttökelpoinen vaan useinkin haluaisi tehdä valmiin ohjeen mukaiseen kytkentään joitain muutoksia ja mieluiten ne tekisi jo piirilevylle ennen sen valmistusta.
Ainahan levy on fiksumman näköinen kun siitä ei ole jouduttu katkomaan folioita tai juottamaan osia levyn foliopuolelle.
Toisekseen olen pyrkinyt vähänkin enemmän osia sisältävissä levyissa standardikokoon eli eurooppakorttiin samoin kuin liitännän sijoittamiseen ainoastaan lyhyelle sivulle mieluiten euroliittimellä mikäli levy tulee kehikkoon tai sitten standardilla riviliittimellä.

Hyvin usein joutuu valmista piirilevykuvaa (esim. monet Elektorin jutut) käsittelemään syystä, että mm. trimmeripotikoissa en käytä muuta kuin erilaisia standardimallisia cermettejä.
Valitettavan usein on valmiissa ohjeissa käytetty jotain viihde-elektroniikkatason trimmereitä erilaisella pinnijaolla. Syytä tähän en ymmärrä, koska kunnolliset cermetit eivät maksa kuin muutamia markkoja kpl (itse olen purkanut niitä romutetuista korteista ilmaiseksi). Lehdestä otettua piirilevykuvaa ei valitettavasti pysty käsittelemään oikealla piirilevynsuunnitteluohjelmalla, mutta esim. Paint Shop Prolla pienien muutosten teko toki onnistuu.

PIIRILEVYN VALMISTAMINEN

Menetelminä itse piiilevyn valmistamisssa voidaan käyttää perinteistä syövytysmenetelmää, levyn jyrsintää tai nykyisin myös laseria. Viimesi mainitut laitteet ovat kuitenkin useimmiten harrastelijan kukkarolle liian kalliita ellei hanki sitten esim. käytettyä piirilevyjyrsintä tai tee sitä itse.

Seuraavassa kuvassa on LPKF:n Protolaser S:llä tehty koelevy - säädöt tässä eivät ole todennäköisesti täysin kohdallaan.



PIIRILEVYKUVAN SIIRTO LEVYLLE

Piirilevymateriaalina normaaleissa kytkennässä kannattaa käyttää lasikuitupohjaista levyä. Ennen yleistä ja kulutuselektroniikassa vieläkin käytettävää pertinax-levyä ei kannata käyttää mm. johtuen siitä, että foliot ovat yleensä siinä paljon huonommin kiinni kuin lasikuituisessa.
Tämä tulee helposti esiin jouduttaessa vaihtamaan osia varsinkin täplien ja johdotuksen ollessa pienikokoisia.
Myös levyn leikkaaminen onnistuu lasikuituisessa aivan hyvin hyvälaatuisilla peltisaksilla ilman vaurioita. Tietysti varsinainen levynleikkuri on paras. Metallin tai vastaavan leikkuuseen tarkoitettu sirkkeli tylsyy helposti käyttökelvottomaksi mikäli sillä sahataan lasikuitulevyä.
Ennen kuvion siirtoa levy on huolellisesti puhdistettava. Mikäli käytetään aiemmin yleisintä tapaa eli valokopiolakkaa (esim. Positiv 20 tms) tämä vaihe on erityisen tärkeä. Ennen lakan ruiskuttamista pitää levyn olla ehdottoman puhdas ja pölytön sekä rasvaton. Sormenjälki tai jäänne puhdistusaineestakin aiheuttaa ongelmia lakkapintaan.
Käytännössä parhaana tapana olen pitänyt huolellista puhdistamista teräsvillalla ja pölyjen puhaltamista pois.
Prosessi on huomattavasti helpompi kun käytetään kalvoa, johon tulostettu kuva siirretään levylle lämmittämällä.
Tämä menetelmä edellyttää joko valokopiokoneen tai lasertulostimen käyttöä, jolla kuvio ensin siirretään kalvolle. Kalvoa käytettäessä jää lakkamenetelmässä tarvittava valotus, kehitys ja pesuvaihe pois.
Ideana on tässä menetelmässä siirtää laserin tai kopiokoneen väriaine lämmitysprosessin avulla tulostetulta materiaalilta levyn pintaan.

Kuvion siirrossa on mahdollista käyttää useitakin eri materiaaleja.
Olen tähän asti noin puolitoista vuotta käyttänyt PNP-Blue-nimistä kalvoa jota myy RadioDuo Oy ja useat muutkin komponenttiliikkeet.
Tämän (Tomi Engdahlin) linkin perässä on edellämainitun lisäksi muitakin osoitteita komponenttihankintoja tehtäessä.
Kokeilut muilla kuvionsiirtomenetelmillä ovat antaneet myös hyviä tuloksia.
Monet ovat valitelleet PNP-Blue kalvon ongelmia sen suhteen, että osa kuviosta jää siirtymättä ja kalvo on tarkka lämpötilalle (rypistyminen) sekä, että se jää koneen sisään joskus sitä tulostettaessa.
Lisäksi PNP-Blue kalvo on aika kallista - varsinkin jos tulee paljon "harjoittelukappaleita".
PNP-kalvosta lähtee prosessissa myös sininen osa tulostuslaitteen väriaineen lisäksi piirilevyn pintaan sitä lämmitettäessä.
Tämä ei kuitenkaan ole välttämätöntä, vaan pohjamateriaalina voidaan käyttää muitakin liukaspintaisia arkkeja.

EDULLISET MENETELMÄT KUVION SIIRTOON

Vaatimuksina materiaalille on se, ettei väriaine imeydy siihen ja, että se kestää laserin tai kopiokoneen lämpötilan.

Uutisryhmässä sfnet.harrastus.elektroniikka on käyty keskustelua piirilevykuvion siirrosta eri menetelmin.
Uusimman sieltä saamani vinkin perusteella kokeilin tarra-arkin liukaspintaisen taustapaperin käyttöä. Tämä (ehkä silikonipinnoitettu?)materiaali toimii tosi hyvin. Lämmitysprosessi verrattuna PNP-Blue-kalvoon on siinä mielessä erilainen, että itse piirilevyä lämmitetään minuutti - pari silitysraudan alla pitämällä.
Tämän jälkeen paperi asetetaan levylle - ja heti kerralla oikealle kohdalle - minkä jälkeen kuviota hierotaan paperitupolla tms. kiinni levyyn.
Levyn annetaan kunnolla jäähtyä rauhassa, jonka jälkeen paperi irtoaa itsekseenkin.

Havaintona tämän menetelmän suhteen on ollut, että ongelmia voi tulla suuremmilla foliopinnoilla (reikiä tai vähän isompiakin alueita, joihin väri ei tartu) sekä se, että tulos voi riippua tulostuslaitteesta.
Tulos on ollut omien kokeilujeni mukaan kohtuullisen hyvä Canonin laserilla mutta taas Toshiban kopiokone pyrkii "suttaamaan" väriä.
Syynä voi olla tietysti myös erilainen väriaineen koostumus.

Kalvoa valotettaessa on huomioitava se että yksipuoleista levyä tehtäessä on kuvion oltava sellainen kuin se näkyy levyn komponenttipuolelta.
Tämä kannattaa huomioida erityisesti lehdistä valmiita kuvia kopioitaessa. Esim Elektorin kytkentöjä on eri aikoina ollut sekä postiivisina, että negatiivisina versioina. Siis mikäli foliopuolella on tekstejä on kuva oikeanpäinen mikäli teksti näkyy peilikuvana. Kalvoa valotettaessa kannattaa ottaa ensin paperikuva, jotta näkee tummuusasteen.

PNP-BLUE KALVON KÄYTTÖ

Tummuden suhteen kalvo kylläkin "antaa anteeksi" jonkin verran läpikuultavaakin tummaa osuutta ja lopullisessa kuviossa jälki on tasaisen mustaa. Koska kalvon hinta on n.20 mk/arkki ja harvoin tarvitsee koko letter-kokoisen arkin pinta-alaa on järkevä käyttää kopiokonetta ja syöttää kalvosta leikattu liuska normaalin paperiarkin päällä koneesta läpi. Samoin voi koota koko arkin pinta-alaa vastaavat kuvat kerralla yhdelle arkille joka sitten kopoidaan.
Valotetut kalvot tuntuvat ainakin lyhyen kokemuksen mukaan säilyvän.
Vaikka kalvopakkauksen mukana toimitaan kyllä riittävät ohjeet homman suorittamiseksi on muutama huomio paikallaan. Kalvoa paikalleen silitettäessä on syytä varoa ettei silitysrauta ole "täysillä" koska silloin kalvo rypistyy käyttökelvottomaksi.
Sopiva arvo on jossain "villa-silkki" tienoilla - mutta on riippuvainen käytetystä silitysraudasta. Niissä harvoin on mitään tarkkuustermostaatteja. Silitysaika saa olla mieluimmin liian pitkä kuin lyhyt sekä katso, että kuvio näkyy selvänä "silityspuolella".
Jos levyssä on paljon kapeita folioita on syytä silittää levyä useita minuutteja. Samoin on syytä erityisen tarkkaan silittää levyn reunimmaiset folion osat, koska niihin tulee useimmin virheitä silitysvaiheessa.
Levyn on annettava jäähtyä ennenkuin kalvo varovasti vedetään irti.

Mikäli virheitä on, niin voidaan niitä korjailla tussilla (textmark 700, Pilot tms.spriiliukoisella kynällä) ja liiat raaputella veitsellä pois.
Huomaa että korjausväriosat ovat täysin mustia. Kalvon avulla siirretyt osuudet kyllä kestävät kovankin syövytyksen, tussi välttämättä ei.

Useamman vuoden käytön aikana olen havainnut sellaista, että ilmeisesti tämä PNP-Blue kalvo vanhenee varastoidessa, koska sen tarttuvuus on välillä erilainen vaikka käytetyt välineet ja työmenetelmät ovat täsmälleen samat ja vaikka piirilevy olisi erityisen hyvinkin puhdistettu.
Tästä syystä käytin välillä myös laminoitavaa negatiivista kalvoa, joka kehitetään kuten valokopiolakkakin.

Tämä kalvo on toimintaperiaatteeltaan sellainen, että se vaatii negatiivisen filmin. Vastaavaa on olemassa positiivisenakin, mutta se on huomattavasti kalliimpaa.
Kalvon voi laminoida silitysraudalla, mutta tarkkana on oltava koska lämpötilan tulee olla 100°C ±10°C.
Parhaiten tähän sopii valmis laminaattori tai sitten jostain "kuumia" teloja sisältävästä tulostimesta tms. tehty. Kannattaa varoa "halogeenivalolla" lämpiäviä teloja.
Kyseisissä kalvoissa on kaksi suojakalvoa, joista toinen irroitetaan ennen laminointia ja toinen ennen kehitystä.
Kehitys voidaan suorittaa "virallisen menetelmän" mukaan soodalla suihkuttaen sitä 4 kilon paineella tai helpommin käyttämällä 1:3 laimennettua Positiv-lakan kehitettä (7g NaOH litraan vettä). Syövytyksenestopinnoite on tällä menetelmällä levyssä kiinni kuin tauti ja lähtee helpoimmin irti väkevämmällä lipeäliuoksella. Mekaanisessa poistossa menee ikä ja terveys.

Koska kalvo toimii negatiivisella periaatteella ovat useimmiten syntyvät virheet päinvastaisia kuin positiivimenetelmässä.
Tämä on mielestäni parempikin, koska on helpompi poistaa ylimääräistä materiaalia (niin kehityksen kuin syövytyksenkin jälkeen) kuin paikkailla liian ohuita tai katkenneita folioita - näin varsinkin jos virhe on jäänyt ennen syövytystä huomaamatta.

Erilaisten kokeilujen jälkeen palasin takaisin tuon (Press-n-Peel) PNP-blue - kalvon käyttöön. Voi olla, ettei sillä kaikkein hienoimpia levyjä tee, mutta ne kannattaakin sitten nykyisin teettää piirilevytehtailla koska hinnat eivät esim. kiinalaisilla valmistajilla hirvitä.

Tässä yhteydessä en puutu valokopiolakalla tehtävään kuvionsiirtoon sen enempää, Tomi Engdahlin artikkelissa on tätä menetelmää selitetty perusteellisesti...

Tehtäessä esim RF-kytkentöjä varten levy, jossa toinen puoli on maatasona voidaan se puoli peittää tarrakalvolla tai lakata.
Tarrakalvoa käytettäessä voi olla hyvä suojata levyn reunaosat vielä tussilla ennen kalvon kiinnitystä varsinkin jos syövytysliuos lämmitetään reilusti .

PIIRILEVYN SYÖVYTTÄMINEN

Syövytyskemikaalina on toimiva ja turvallinen aine ferrikloridi. Se on melko tahraavaa, joten ympäristö missä operoidaan on hyvä suojata HYVIN.
Suojalasitkaan eivät pahasta ole. Lisäksi aine imee ilmasta kosteutta määriä joihin se itse liukenee, joten säilytysastian täytyy olla tiivis ja vedenpitävä.

On olemassa myös hyvin nopeita kemikaaliseoksia, mutta niiden käyttöä on syytä vältää, ellei ole niistä HYVIN perillä.

Ferrikloridi lienee edullisinta Bebek electronicilla ja apteekissa varsin kallista.
Ostin joskus 80-luvun alussa Bebekin "isomman satsin" ferrikloridia ja vielä sitä on pari ämpärillistä jäljellä vaikka satoja piirilevyjä on syövytelty!
Aineen säilyttämisessä ovat muuten tiiviskantiset muovisangot osoittautuneet käyttökelpoisiksi ja ilman kosteus ei ole muodostunut ongelmaksi vielä 25 vuodessa!
Syövytysprosessin vauhdittamiseksi on aikojen kuluessa esitetty monenmoisia keinoja.
Tärkeätä on pitää neste liikkeessä vaikka sitten heiluttamalla varovasti astiaa.
Tehokkaimpia keinoja ovat kuitenkin ilman johtaminen astiaan ja sen lämmittäminen esim. 70-80 asteeseen. Tarkoitukseen on olemassa muutaman satasen hintaisia laitteita (esim Bebek myy). Itse voi valmistaa laitteen, jossa vanhan jääkaapin kompressorilla letkuun ajetaan ilmaa.
(Akvaario-ilmastin toimii myös, halvin ja itselle käytännöllisin on tietysti paras.)

Letku kiinnitetään syövytysastian pohjaan kunhan siihen on ensin porattu 1-2mm reikiä, joista ilma pääsee liuoksen sekaan. Muista että astioiden on syytä olla muovia tai lasia. EI MITÄÄN METALLIA !
Liuoksen lämmittäminen voi tapahtua pitämällä itse syövytysastiaa vesiastiassa, jota lämmitettään sähkölevyllä. Valmiissa laitteessa, kuten Bebekin myymässä, hoitaa akvaarionlämmitin saman asian.
Verkkojännitteisiä lämmityselementtejä käytettäessä on aina muistettava turvallisuustekijät.
Syövytysaika voi vaihdella parista minuutista moniin tunteihin riippuen menetelmästä ja liuoksen voimakkuudesta ja käyttökerroista.
Käytetyn liuoksen hävittämisessä on muistettava sen neutralointi soodalla tai muulla emäksisellä aineella.
Sitä ei saa kaataa neutraloimattomana ja laimentamattomana viemäriin (pienet määrät). Isommat määrät on syytä varastoida muovikanistereihin ja viedä ongelmajätteen keräyspisteeseen, merkittynä mitä "tavaraa" pytyssä on, mainiten "liuennut" kupari!

Liuos on käyttökelpoista kunnes syövytysaika käy hermostuttavan pitkäksi.
Kun levy on valmiiksi syövytetty se tulee huuhdella runsaalla vedellä.
Suojavärin voi tietysti poistaa kemikaaleilla mutta olen itse käyttänyt myös tähän teräsvillaa ja vettä. Siirtokalvon väri on tosi lujassa ja vaatii reilun hankaamisen.

Jahka ferrikloridi alkaa varastostani loppumaan niin siirryn käyttämään luultavasti ammoniumpersulfaattia jota tuli ostettua säkillinen - kun sai halvalla...

LEVYN PORAAMINEN JA JÄLKIKÄSITTELY

Itse olen käyttänyt poraamiseen tarkoitukseen tekemääni puoliautomaattikonetta, mutta homma sujuu helposti myös pienoisporakoneella, joka on mieluiten poraustelineessä.

Porakoneeni on erittäin massiivinen tähän tarkoitukseen. Mutta parempi niin kuin liian hento!
Aloitin aikoinaan koneen teon kun romuliikkeessä sattui käteen johtoruuvi muttereineen. Siitä sitten tuli koneen syöttöä käyttävä ruuvi. Piirsin ja tein suurinpiirtein kaikki jopa syötön vaihteistokoteloa myöten itse. Laitteen rakentaminen alkoi joskus 80-luvun alussa ja valmiiksi sen voi sanoa tulleen joskus 90-luvulla.



Kuvassa näkyy yläosa koneesta. Jalusta on tehty vanhasta Nokian tekemän ison printterin jalustasta pitäen sisällään tehoelektroniikan. Liikkeiden rajoitukset tapahtuvat iduktiivisillä lähestymiskytkimillä. Yhtä näistä voidaan säätää mikrometrillä - joka on peräisin jostain purkamastani Naton mikroaaltotestilaitteiden romuista.



Liikuva työtaso on tehty "väärinpäin asennetusta" Wolfcraft-merkkisestä porakoneen jalustasta, jonka hammastangon ratasta moottori pyörittää. Toiminnat voidaan ohjata joko automaattisesti tai manuaalisesti. Kaikki moottorien kierrosluvut voidaan säätää potentiomereillä (kuten syötön ja paluuliikkeen nopeus erikseen sekä paikallaanoloaika ennen paluuliikettä). Jotta heikkonäköinenkin näkisi porauskohteen niin sitä valaisee 70W halogeenilamppu.





Porattujen reikien määrä näkyy 4-numeroisesta laskimesta. Tällä voi hyvin tarkkailla terien kulumista ja tehdä vertailuja. Lisäksi on koneessa ohjaustoiminnat erilliselle pölynimurille ja jossain poraustöissä tarvittavalle leikkuunestepumpulle.

Koneen osia on haalittu vähän joka paikasta - pääasiassa romuliikkeistä. Laitteen kolme verkkomuuntajaa ovat romutetuista pankkiautomaateista, porausmoottori lentokoneesta, ohjauskeskus liikennevalosysteemeistä, syöttömoottori tietokonenauhurista ja pöydän siirtomoottori kaivinkoneen lasinpyyhkijöistä muutamien osien alkuperäiskäyttö mainitakseni.

JA SITTEN PORAAMAAN...

Porausmerkkeinä toimivat juotostäplissä olevat reiät. Tästä syystä on tärkeää , että piirilevynsuunnitteluohjelmassa valitaan reikäkoko joka mahdollisten useidenkin kuviosiirron välivaiheiden jälkeenkin näkyy selvänä pisteenä syövytetyssä levyssä. Liian suuri reikäkuva ollessaan porattavaa reikää suurempi hankaloittaa jo juottamistakin.
1mm luokkaa olevat terät ovat usein sopivia. Tiheämmissä kytkennöissä tosin on käytettävä pienempiä reikiä. Normaalit HSS-terät eivät kestä tylsymättä kuin ehkä 200-300 reikää korkeintaan.
Huomattavasti parempia ja reilusti kallimpia ovat tarkoitukseen tehdyt kovametalliterät. Niiden kestoikä on harrastekäytössä sellainen, että ne katkeavat aina ennen tylsymistään. Kovametalliterien heikkous kun on niiden suuri murtumisherkkyys ja niitä ei missään tapauksesssa kannata yrittää käyttää vapaalla kädellä porattaessa.
Kun valmistetaan piirilevy jossa on komponenttipuolen folio maatasona voidaan ne juotospisteet jotka eivät tule maihin yksinkertaisesti "erottaa" maafoliosta pyöräyttämällä 3-4 mm poranterällä folio pois käyttäen komponentin asennusreikää keskipisteenä.
Tämän jälkeen kannattaa hioa jäysteet pois teräsvillalla tai hienolla hiomapaperilla.
Levyn foliot on hyvä suojata tinaamalla ennen komponenttien asennusta.
Toiset suosivat pelkkää lakkausta , mutta kun kerran ammattivalmistuksessakin tinaa käytetään niin kannattaa harrastajankin levynsä tinata.
Yksinkertaisimmin se käy levittämällä juotospastaa levylle (sellaista joka siis sisältää tinaa) ja sulattamalla se levylle juottimella tai kuumailmapuhaltimella. Aivan hyvää pastaa tähän tarkoitukseen myi ennen El-Kama - muutaman markan hintaan/tuubi.
Nykyisin kyseisellä firmalla ei taida olla pahemmin komponetti ja tarvikemyyntiä.
Hartsi joka toimii juoksuttimena pastassa lähtee hyvin pois tärpätillä kuten normaalinkin juotostinan hartsi. Aiemmin käytin tarkoitukseen spriitä, mutta ainakin useimpien luonnonhartsi tms. pohjaisten juoksuttimien poistossa on tärpätti selvästi tehokkainta. Levyn voi pestä vielä lopuksi vedellä.
Vanha hammasharja on hyvä apuväline tässä hommassa.

VÄHÄN KOMPONENTTIEN ASENNUKSESTA JA LEVYN VIIMEISTELYSTÄ

Koska aina on syytä muistaa se, että laitetta joudutaan ehkä korjaamaan on syytä pyrkiä komponenttien asennusreiät poraamaan sopivasti suuremmiksi kuin komponentin johdin.
Tämän huomaa erityisen hyvin jos kaupallisesti valmistetussa läpikuparoidussa levyssä on reikäänsä aivan juuri ja juuri mahtuva johdin.
Jos reiässä on tarpeeksi väljyyttä onnistuu läpikuparoidustakin levystä juotoksen poisto ilman kallista imuasemaa jopa tavallisella tinaimurilla.
Samasta syystä on hyvä mikäli komponentit voidaan asentaa ilman johtimien taivuttelua.
Käyttämällä sopivaa alustaa (vaahtomuovi tai oikea asennusteline) ja ladontajärjestystä jossa komponentit asennetaan alkaen matalimmista (vastukset,diodit).

Mikäli työstä halutaan laadukas on johtimet katkaistava oikeaan pituuteensa ennen juottamista.
Johtimien liikkuminen katkaistaessa ne jälkeenpäin saattaa rasittaa juotosliitosta ja aiheuttaa myöhemmin ongelmia.
Taivuta vastusten yms. aksiaalikomponenttien johdot pihdeillä oikeaan mittaan ja käytä oikean rasterin omaavia kondensaattoreita yms.
Mikäli levyllä on painavia ja isoja osia ne on syytä kiinnittää muutenkin kuin juottamalla.
Tämä on tärkeää varsinkin jos laite tulee esim.ajoneuvokäyttöön tms.
Suuret elektrolyyttikondensaattorit ja vastaavat saa helposti kiinnitettyä nippusiteellä joka pujotetaan piirilevyyn porattujen reikien läpi.
Samasta syystä on liittimet ja muut sellaiset osat joissa on kiinnitysruuvien paikat myös syytä kiinnittää niistä eikä jättää kiinnitystä ainoastaan juotosten varaan.
Juottamisen jälkeen on juoksutinjätteet syytä pestä pois jotta vältetään juoksutteen aiheuttama syöpymisvaara. On huomattava, että komponenttien tulee olla pesunkestäviä (yleensä ainakin ammattielekroniikan komponentit ovat) tai sitten ne on suojattava.
Levyn voi nyt lakata vaikka molemmin puolin (näin on aina syytä menetellä jos laite tulee ulkokäyttöön). Liittimet, trimmerien säädöt tms. paikat joihin lakkaa ei saa päästä voi suojata maalarinteipillä tms..
Lakkana voi varsinkin ulkokäyttöön tulevissa laitteissa käyttää muovilakkoja jopa useampana kerroksena. Tällöin on huomattava, että korjaaminen voi hankaloitua, koska muovilakat eivät ole tarkoitettuja "juotoslakoiksi". Juottaminen kyllä silti onnistuu, mutta korjauksen jälki jää näkyviin lakkapinnan palamisena.
Käytettäessä komponenttipuolen foliota maatasona aiemmin selvittäni valmistusmenetelmän mukaan on oltava tarkkana siitä, ettei mitään jäysteitä tms. jää oikosulkemaan johdinta maafolioon.
Tämän johdosta on oltava erityisen tarkkana sellaisten komponenttien suhteen, joissa johtimet jäävät näkymättömiin komponenttipuolella (kondensaattorit, releet jne). Samoin on syytä katsoa , folion poisto on tapahtunut tosiaan asennusreikäkeskeisenä.

ENEMMÄN "AMMATTIMAISEEN" ULKONÄKÖÖN...

Kokeiluja tein takavuosina piirilevyteollisuuden käyttämän juotoksenestopinnoitteen (se vihreä kerros, joka on tehdasvalmisteisissa levyissä) kanssa, ajanpuute vaan tahtoi tulla esteeksi.
Kaksikomponenttista pinnoitetta tuli hankittua purkillinen, joka on sen verran iso, että vanhenee todennäköisesti ennen kuin ehtii loppuun käyttää.

Materiaalit niin negatiivisen kalvon ja juotoksenestopinnoitteen (kuin piirilevynkin suhteen tukkuerissä) näihin tulevat edullisiksi per/levy, mutta normaalisti myytävät minimierät tarvikkeita ovat niin suuria, että edellyttävät käytännössä yhteisostoja monen harrastajan kesken tai suhteita johonkin piirilevytehtaaseen.

LINKKEJÄ PIIRILEVYJEN TEOSTA JA SUUNNITTELUOHJELMISTA:

MAKING PRINTED CIRCUIT BOARDS
INCA SYSTEMS
CADSOFT, ILMAISHOJELMA PIENILLE (100 x80 cm)LEVYILLE
LABCENTER, PROTEUS PIIRILEVYOHJEMA
HOLOPHASE INC., CIRCAD PIIRILEVYOHJELMA
SPRINT - LAYOUT - PIIRILEVYOHJELMA