Taskurahalla levyj� ei todellakaan teetet�. Filmien tulostus maksaa helposti kymmeni� euroja kappale (2-puoleinen levy tinamaskeilla = nelj� filmi�), ja kiinte�t kustannukset muuten voivat olla helposti 200 euroa. Sen j�lkeen onkin sitten melkein sama, tilaako levyj� 2 vai 20 kpl, mutta v�hint��n pari-kolmesataa kappale niille joutuu v�kisinkin piensarjoissa hintaa laskemaan (noin 12x20 cm levyt).
Yksitt�iskappaleiden tekoon on olemassa prototyyppilevyjen tekoon erikoistuneita piirilevyvalmistajia, joilla syntyy yksitt�inen piirilevy edullisemmin. Edelleenkin hintaa tulee helposti l�hes 100 Euroa kaikkine kuluineen kaksipuoliselle eurokortille.
Kaupallisen piirilevyjen valmistuksen saa suunnilleen unohtaa, jos ei ole toimittaa joko valmiita filmej� tai Gerber-tiedostoja niist�, ja valmista poratiedostoa, eli ne pit�isi tuottaa jollakin oikealla piirilevy-CAD:ill�. Rei�npaikkojen digitointi k�sipelill� se vasta kallista onkin.
Piirilevyjen yleisi� valmistusohjeita l�ytyy seuraavista osoitteista:
T�ss� pari vinkki� laserilla valotuskalvon tulostamiseen:
Yksi karva IC:n pinnien (2.54 mm v�li) v�list� ja smd:t on suhteellisen helppoa, ainakin valottamalla. Kaksi karvaa on jo kinkkisempi. Kahden karvan veto vaatii sitten jo hyv�laatuiset kalvot (pelk�t laserilla tulostetut ei en�� toimi yleens�). My�s valotuslaitteen on syyt� olla kohtuulaatuinen. Jos et tarvitse alle 10mil vetoja, niin k�yt�nn�ss� hyv�laatuinen laserkirjoitin riitt�� pitk�lle.
Ongelma kahden karvan vedossa on ett� joutuu v�kisinkin johonkin 8mil vetoihin, joiden v�liss� ei ole tilaa paljon. T�st� seuraa heti ett� sy�vytysvehkeen pit�� olla riitt�v�n hyv�, jotta levy sy�pyy tasaisesti. Sekoittamaton kippo on ihan out, samoin huonot kuplasekotteiset.
Jos j�lki pit�isi sitten olla tosi hyv�, ei ole muuta vaihtoehtoa kuin ohentaa sy|vytett�v�� kuparia. Levyh�n sy�pyy my�s kuparin reunoja pitkin suojalakan alle. Tavallinen 70um kuparipinta laittaa rajan jonnekin tuonne 8mil huiteille. K�ytt�m�ll� esim. 35um kuparia (toinen suht. hyvin saatavilla oleva vakiolevy) voi vet�� ohuempiakin. Joudut vaan todenn�k�isesti sitten j�lkik�teen kasvattamaan levyyn lis�� kuparia pintaan, jottei johde j�� hirmu ohueksi.
Harrastelija k�yt�ss� paras v�line reikien porailuun on suurella nopeudella (jopa 20 000 kierrosta minuutissa) py�riv� pienoispora, joita saa elektroniikka-alan liikkeist� sek� askarteluliikkeist�. Minipora, jossa holkeilla ter�n kiinnitys, ja mieluusti laakerointi karalla, maksaa noin 20-100 euroa (saatavana mm. merkeill� MiniDrill, Minicraft, Dremel jne.). N�ille miniporille kolpaavat tyypillisesti ter�t noin puolesta millimetrist� aina 3,2 millimetriin saakka.
T�ll�iset miniporat toimivat tyypillisesti noin 12V j�nnitteell�, joten poran lis�ksi tarvitset sille sopivan muuntajan (monelle kelpaa akkulaturi tai muu sopivan teholuokan halpa muuntaja). Jotkut porat py�riv�t ihan mukavasti paristoillakin, joskin on pitemm�n p��lle aika kallis ratkaisu.
Poraaminen onnistuu tuollaisella pinoisporalla ihan k�sivaraltakin, mutta hyv� porateline nopeuttaa kyll� ty�t� melkoisesti.
Piirilevyjen poraamisessa tarvitset sopivankokoisia poranteri�. Yleisimm�t poranter�koot pienille komponenteille ovat 0,7mm ja 1mm. Suuremmille komponenteille (paksummat koivet) voi sitten k�ytt�� vaikkapa 1,5mm:n ter��. Piirilevyn reikien porauksessa 0.6, 0.8, 1.0, 1.2 ja 1.5 millimetrin ter�t on jo hyv� valikoima
Pieni� poranteri� saa elektroniikka-alan liikkeist�, rautakauppojen poranterist� ei alle millisi� juuri l�ydy. Koska poranter�t ovat hyvin ohuita, ne katkeavat varsinkin k�sivaralla hyvin helposti. Sopivalla kiinete�ll� jalustetulla poratelineell� poraushomman voi hoitaa hiukan nopeammin ja v�hemm�n teri� katkomalla.
Poranterien valintaa vaikuttaa jonkin verran my�s k�ytetty piirilevymateriaali. Pertinaxia (semmoista ruskeaa piirilevymateriaali) voi porata normaaleilla metalliporilla suhteellisen tuskatta, tosin kovametalliter�t ovat t�h�nkin parempia. Pertinaxia ei tosin paljon kykyp�iv�n� k�ytet� muuten kuin joissain valmiissa viihde-elektroniikan laitteissa.
Kunnollinen lasikuitulevyn poraaminen vaatiikin jo v�hint��n kovametalliter�t, jos halua kunnon j�ke� pidemm�n p��lle. Normaalit metalliter�t tahtovat tylsy� hyvin nopeasti (parisataa reik��) lasikuitulevyn porauksessa, eli niit� pit�� vaihtaa aina kun porausj�lki alkaa heikkenem��n. Tylsyys n�kyy usein siin�, ett� pora alkaa repi� reikien reunoja porauspuolla ja pahimmillaan toiselle puolelle levy� muodoistuu tyls�ll� ter�ll� pahat j�ysteet tai pieni juotost�pl� voi repeyty� irti. Jos poraa yksipuoleisia levyj� niin ei tuosta ole pahemmin haittaa. Tavalliset metalliter�t maksavat 50 sentist� kappaleelta yl�sp�in. Halvat esimerkiksi HSS-ter�t eiv�t paljon maksa, joten ne ovar harrastajalle hyv� vaihtoehto.
Ammattilaisten k�ytt�mill� kovametalliterill� poraa helposti tuhansiakin reiki� piirilevyyn. T�ll�iset kovametalliter�t maksavat pari kymppi� kappaleelta. Kovametalliteri� k�ytett�ess� pit�� k�yt�ss� olla kunnollinen porausteline tai piirilevynporauslaite, koska muuten ter�n katkoo turhan helposti. K�sin poratessa naksaus kuuluu helposti, vaikka k�yt�ss� olisi hyv�kin pora.
Telineess� poratessa pora keskitt�� itsens� juotost�pp��n jos sen keskell� olevassa kuparissa on jo juotuoskuvassa reik�, kun jaksaa olla k�rsiv�llinen. Pylv�sporakoneen kanssa porauksen voi hyvin suoritaa vaikka seuraavasti: pora on mahdollisimman tukevasti paikallaan ja piirilevy vain kevyesti sormilla paikalla pit�en (alla mahdollisesti pehme�hk� muovilevy). Liian tiukka kiinnitys katkoo ohuita teri� helposti, kun ter� hakeutuu t�p�n keskelle.
Jos juotit�piss� ei ole valmista keskireik�� kuparissa, niin voit porauksen helpottamiseksi tehd� pistepuikolla reikien alut. T�m� voi tosin joskus rypist�� kuparia pienemmiss� t�piss�. Pieniss� projekteissa pitepuikon k�ytt� on ihan hyv� homma, mutta osommmissa hommissa ei v�ltt�m�tt� niin hyv�, koska t�plien tekeminen vie helposti melkein yht� paljon aikaa kuin itse poraaminen. Jos meinaat tehd� muutaman levyn, niin saattaa olla hyv� idea tehd� sabluuna pistepuikolla tehtyjen reikien asemointia varten (ohut l�pin�jyv� mupvilevy, johon on porattu rei�t oikeisiin kohtiin mallina vaikka vero-levyn sopivia riekien paikkoja apuna k�ytt�en). Isommissa piirilevyprojekteissa kannattaa olla valmiina sellainen sy�vytyskuvio, jossa rei�t ovat mukana.
Yksi perinteinen tapa leikata piirielevyj� on sahata ne pienemm�ksi rautasahalla tai vastaavalla sahalla. Lasikuitulevy sahautuu ihan hyvin ja tulos on k�ytt�kelpoinen kun reunaa tasoittelee v�h�n sahauksen j�lkeen. Pertinaxlevy�kin voi sahata, mutta t�t� tehdess� pit�� olla erityisen varovainen, ett� levy ei p��se lohkeamaan sahauksessa.
Lasikuitulevy� voi my�s leikata isoilla peltisaksilla tai peltileikkurilla. Tulos on ihan hyv�. Lasikuitulevyn leikkaaminen tylsytt�� helposti tuollaisia peltileikkausvehkeit�, joten kun n�it� piirilevyj� sellaisella alkaa leikkailemaan, niin v�h�n ajan p��st� leikkuri ei v�ltt�m�tt� ole oikein hyv� pellin leikkaamiseen.
Pertinaxlevyj� voi my�s p�tk�ist� siten, ett� porataan vieriviereen reiki� ja sitten taivutetaan levy t�st� kohtaa poikki esimerkiksi p�yd�nreunaa vasten. T�m� menetelm� on eritt�in sopiva pertinaxista valmistettujen valmiiksi reitettyjen reik�levyjen (verolevyjen) katkaisuun.
Piirilevyn sy�vytysmaski on mahdollista tehd� suoraan kuparipinnalle kyn�piirturin avulla. Jos sinulla on k�yt�ss� HPGL:�� suoltava piirto-ohjelma homma onnistuu seuraavasti:
type tiedosto.xxx > com2Edellytt�en ett� com2 on k�yt�ss�si oleva sarjaportti. Muista t�ss� tapauksessa lis�t� kyn�n nopeus tiedostoon, joka on helposti muutettavissa mill� tahansa tekstieditorilla. Lis�� rivi vs 1 ennen ensimm�ist� PD rivi�. PD tarkoittaa Pen Down ja vs 1 ilmoittaa nopeuden senttimetri/sekunti, eli velocity 1 cm/sec.
Saatat joutua tappelemaan plotterin kanssa jonkun verran jolloin ksikirja on hyv� apu. Tyypilliset tietoliikenneasetukset: siirtonopeus 2400, 8 bitin sanaleveys, 1 stopbitti, ei pariteettia, ja konek�ttely.
Yksinkertaisin l�piviennin korvike on laittaa paikkoihin joissa l�pivienti� tarvitaan johto ja juottaa tuo kummaltakin levyn puolelta kiinni kupariin. T�ss� menetelm�ss� piirilevy kannattaa suunnitella siten, ett� l�piviennit tehd��n kohdissa miss� on komponentin johdon reik�, joten l�pivientikohdassa tarvitsee vian juottaa komponentin johdin tai jalka piirilevyn kummankin puolen kupariin kiinni. Levyn kahdelta puolelta juottaminen on ongelmallinen jos laitetta on tarvetta korjata my�hemmin, koska kahden puolen juotettu holkiton komponentti on kelju irrottaa. Varsinkin l�pijuotettujen liitinten tai IC:itten irrottamisessa tahtoo ainakin jokin folio revet� irti levyst�. Jos rei�ss� on l�pivientiholkki tai l�pikuparointi niin kaiken tinan saa yhdell� imaisulla pois rei�st� ja komponenti irtoaa helposti.
Joskus on vaan jopa ihan pakko tehd� piirilevylevy niin ettei sit� juoteta molemmin puolin ja t�ll�in pit�� k�ytt�� l�pivientiholkkeja l�pikuparointia. L�pivientiholkki on periaatteessa siis metalliholkki joka puristetaan siihen reik��n (joka on aluksi hieman iso) ja joskus lis�ksi juotetaan oikein hyv�n liitoksen saamiseksi. Holkkien painelu ja puristelu on aika hidasta eik� holkkeja myyd�k��n ihan joka puolella.
Piirilevyn voi paloitella hyvin monella tavalla. Yksi perinteisin on sopiva saha, joko k�sisaha tai esimerkiksi moottoroitu pistosaha (pit�� valista sopivan pienihanpainen ter� joka kest�� piirielvymateriaalia). Kun laittaa levyn kahden lastulevyn v�liin puristuksiin ja sahaa sitten rautashalla levyn reunaa seuraten, tulee ihan hyv�� j�lke�.
Helppo tapa saada lasikuitulevy pienemmiksi palasiksi siististi on vet�� mattopuukolla ter�sviivaimen kanssa viillot molemmille puolille (kuparin l�pi) ja sitten laittaa levy puristuksiin viillon molemmin puolin.. Esim. tasaiset vanerinpalat (4 kpl) k�y hyvin, kun vuolee viillonpuoleiset sivut viistoiksi. Nyt kun levyn taittaa viillon mukaisesti, levy katkeaa TODELLA siististi viiltoa my�ten. Ilman noita puristuksia (tasotukia) levy v��ntyy jonkinverran. Levyn tarkkuudeksi saa n�in +- 0.5mm helposti.
Toinen tapa on k�ytt�� kulmahiomakonetta (r�ll�kk��) ja ihan normaalia katkaisulaikkaa. Toimii mainiosti, mutta on ik�v�n brute-force menetelm� tohon yll�kuvattuun verrattuna.
Piirilevymateriaalia voi my�s katkaista peltisep�n levygiljotiinilla. mutta se on iso ja maksaa paljon. T�ss� k�yt�ss� ter�n pit�� todellakin olla kunnossa.
Piirilevyjen sy�vytys tulee tehd� lasi- tai muoviastiassa. Metalliastiat eiv�t sovi sy�vytyshommiin, koska ne sy�pyv�t. Edes mit�� pinnoitettuja metalliastioita ei kannata k�ytt��, koska hyvin helposti pinnoitteissa on pieni� helkeamis joista astia p��see sy�pym��n.
K{yt{nn|ss{ kotona teht�v�ss� pienimuotoisessa sy|vytyksest{ tulevat kaasu- m{{r{t ovat sen verran pieni{, ett{ pelkk{ tuulettaminen ulko- ilmaan riitt{{. Ferrrikloridilla ei varsinaisia kaasua tule, mutta ilmaan tulee kuitenkin hento dispersio rauta- ja kupariyhdisteit=E4. Tuon huomaa l�hinn� siit�, ett=E4 pitk=E4 oleskelu huoneessa tuo liev�n metallisen maun suuhun. T�m� riippuu tietysti siit=E4 millainen kuplitussysteemi kippoon on j�rjestetty.
Suolahappo + vetyperoksidi -liuoksella vapautuu pieni� m��ri� HCl ilmaan. Ei noista haittaa ihmiselle ole, m��r�t ovat ihan olemattomia. Sen sijaan erin�iset metalliset objektit kuten vesihanat yms. sy�pyv�t kyll� pidemm�n p��lle aika hyvin. Korroosio-ongelmien takia on v�ltt�m�t�nt� j�rjest�� ilman kohdepoisto tuolla menetelm�ll�.
Korroosio-ongelmista p��see eroon, jos k�ytt�� suolahapon sijasta esimerkiksi rikkihappoa. Rikkihappo + vetyperoksidi on sy�vytysaineena suunnilleen samaa luokkaa suolahappoliuoksen kanssa.
Muut prosessit voivat tuottaa typen oksideja. Ainakin ammoniumpersulfaattia k�ytett�ess� huomaa heikosti tuuletetussa huoneessa selv�n = (suht. hennon) typen oksidien tuoksun. Ainakin kuplitetulla systeemill�, joka oli l�mmitetty oli tuo selv�sti havaittavissa. K�ytett�ess� natriumpersulfaattia ei typen oksideja pit�isi tulla ja kuulemma litkun kestoik�kin on huomattavasti pidempi kuin ammoniumpersulfaatin kanssa (ammoniumpersolfaattilius kest�� vain 1-2 viikkoa).
Laitosmaisessa prosessissa kaasujen puhdistaminen on varmasti tarpeen, mutta kotik�yt|ss� pienill� ainem��rill� pelkk� tuulettaminen (tai parvekkeella tekeminen) riitt��.
Noilla kaasuilla on yleens� kolme haittavaikutusta. Ne voivat olla ihmiselle haitallisia, kiinteist|�/irtaimistoa sy|vytt�- vi� tai luonnolle vaarallisia. Pieniss� m��riss� l�hinn� tuo terveyspuoli on ongelma. Eli oman turvallisuuden vuoksi nuo on kyll� hyv� tuulettaa pihalle. Onneksi sek� kloori ett� ammoniakki ilmaisevat olemassaolonsa herk�lle nenulle ennen kuin ovat vaarallisia.
Noiden kaasujen lis�ksi sy�vytysliuosten kanssa kannattaa my�s muistaa liuosten muut vaarat, koska nuo sy�vytysliuoksen ovat sy�vytt�vi� sek� tahraavia (ainakin kun niit� on k�ytetty). K�sill� tai silmiss� v�kev� happoliuos (tai em�s) liuos tekee pahaa j�lke�. Suojahanskat samoin kuin roiskeilta suojaavat suojalasit ovat v�ltt�m�tt�m�t turvavarusteet ainakin �rh�k�mpien sy�vytyslitkujen kanssa.
Valoherkkien levyjen kehityksess� k�ytett�v�n natriumhydroksidin kanssa ei mit��n suurempia ongelmia pit�isi olla koska putket kest�v�t em�ksisi� aineita hyvin ja pienet m��r�t natriumhydroksidim��r�t reilun vesim��r�n kanssa eiv�t aiheuta mit��n haittoja j�teveden PH-arvossa. Natriumhydroksidia k�ytet��n useissa puhdistushommissa ja viem�riputken avausaineet ovat suurimmaksi osaksi juuri tuota samaa natriumhydroksidia v�kev�n� liuoksena.
K�ytetty ferrikloridiliuosta ei kannata kaataa viem�riin. Ongelmana ei ole sen pH, vaan muu kemiallinen koostumus. Sy�vytysvaiheessa ferri-ionit muuttuvat ferroioneiksi (eri hapetusluku), ja piirilevyn kupari tulee kupari-ioneina liuokseen. Nuo kupari-ionit (samoin kuin monet muutkin metalli-ionit) ovat melkoisen myrkyllisi� solukemialle. Nykyinen j�tevedenpuhdistus perustuu bakteereihin, jotka tykk��v�t huonoa tietyist� myrkyist� (orgaaniset liuottimet, raskasmetallit).
Tarpeeton myrkkyjen viem�riin kaataminen kannattaa j�tt�� v�liin. Ainakin p��kaupunkiseudulla py�riskelee YTV:n j�teauto, jonne nuo k�ytetyt litkut voi vied�.
Piirilevyn sy�vytykseen tarvitaan v�himmill��n sy�vytysastia ja sy�vytyskemikaali. Yleisin ja turvallisin harrastajien sy�vytyskemikaali on Ferkkikloridi. Muita vaihtoehtoja tosiaan on, ainakin persulfaatit (natrium- ja ammoniumpersulfaatti) sek� nuo happo/vetyperoksidi-seokset.
Happoliuosten etu on kupliva liuos. Liuos kuplii reaktiokohdassa (kuparin pinnalla) eli erillist� sekoitusta ei v�ltt�m�tt� tarvita tiheillek��n levyille. Sy�vytyksess� kannattaa sitten huolehtia riitt�v�st� tuuletuksesta, ett� happoh�yryt ei tule hengitykseen eik� sy�vyt� paikkoja. Turvallisuuden vuoksi kannattaa k�ytt�� suojalaseja ja suojak�sineit�.
Ihan yksinkertaisia levyj� voi sy�vytt�� ihan sekoittamattomassa muovikipossa. T�ll�in on syyt� liikutella levy� v�h�n edes likipit�en tasaisen sy�pymisen saamiseksi. Normaalissa avoimessa sy�vytysastiassa voit yritt�� v�ltt�� sekoituksen tarvetta tekem�ll� piirilevvyn teipist� "kahvat" ja asettamalla piirilevy varovasti kahvasta kiinni pit�en kellumaan ferrikloridin pinnalle Kaupallisissa sy�vytysastioissa yleens� piirilevy on pystyss� ja sekoituksesta huolehtii joko pumppu tai ilmakuplat joita tehd��n ilmapumpulla.
Sy�vytyst� voi nopeuttaa l�mmitt�m�ll� ferrikoridiliuosta (vesihaude, IR-lamppu tai t�t� varten tehty l�mmitin valmiissa sy�vytysastiassa). Jos haluat tehd� hyv�laatuisia levyj�, niin tasaisesti sekoittuva l�mmitetty sy�vytysallas on ihan pakkohankinta. Kaupalliset sy�vytylaitteet k�ytt�v�t kierr�tyst�/sekoitusta tai jopa spray-tankkeja taatekseen tasaisen sy�pymisen joka puolella piirilevy�. Pohjimmiltaan sy�vytyksen ongelma on ep�taisainen sy�pyminen joka johtaa maskin alta sy�pymiseen. T�m�n efektin takia ei paljon alle 10mil leveisiin kupareihin p��se normaalilla 0.075mm paksuisella kuparilla.
Sy�vytyksen j�lkeen levy pit�� sitten pest� kunnolla ja kuivata. Seuraavaksi valotuslakka pois levyst�. Lopukse levy kannattaa suojata jollain suojalakalla (alan liikkeist� saa useitakin), koska suojaamaton levy sy�pyy aika nopeasti pilalle. Juotettavat lakat (kuten "Plastic Spray") voi ruiskaista levylle heti porauksen j�lkeen, ennen tinausta ja levyn kasausta. Muut kannattaa laittaa vasta tinaamisen j�lkeen. K�ryj� tulee v�hemm�n kaikilla jos suojalakan laittaa viimeiseksi.
Jos et halua odottaa montaa tuntia levyn sy�pymist�, niin kannattaa tehd� liuoksesta niin vahvaa kuin saa vaan veteen liukenemaan. Ferrikloridia liukenee veteen tehokkaasti, joten sit� saa kaataa reilusti aina tilavuussuhteeseen puolet ja puolet saakka. Yleisiss� ohjeissa on monesti suositellaan 500 grammaa ferrikloridia 1 litran sy�vytysliuokseen, mutta ferrikloridia voi laittaa t�h�n verrattuna melkein tuplam��r�nkin jos haluat nopeampaa sy�pymist�.
Piirilevyjen sy�vytys onnistuu suolahapolla esimekiksi seuraavalla seoksella:
Halvin tapa on laittaa se pulloon ja toteuttaa kunnan j�rjest�m��n j�tehuoltopisteeseen sellaisenaan. Kunnillahan on nykyisin velvolllisuus j�rjest�� kuntalaisten ongelmaj�tteiden h�vitys. T�m�n joutuisit muutenkin tekem��n, jollet ajatellut heitt�� vaan kylm�sti kuparipitoista lient� viem�riin. (Haitallista vesist�ille ja pieneli�ille.)
Periaatteessa oikea m��r� natriumhydroksisia pystyy neutraloimaan ferrikloridiliuoksen. Tuo neutralointi ei viel� tee tuosta ferrikloridiliuoksesta vaaratonta j�tevett�. Neutralointi huolehtii ainoastaan siit�, ettei tuo ferrikloridi sy� metallista tehtyj� viem�reit� menness��n.
Lis�ksi NaOHilla on kovin vaikea neutraloida mit��n, koska kyseess� on vahva em�s. Tuosta "neutraloidusta " liuoksesta tulee hyvin em�ksinen, jos neutralointia ei tee titraamalla. K�yt�nn�ss� t�m� ei kuitenkaan viem�reit� haittaa, ovathan tiskikoneenkin j�tevedet em�ksisi� ja viem�riputkenavaajat natriumhydroksidiuosta.
Yleens� neutralointi tulee helpommaksi ruokasoodalla.
Sy�vytysliuoksen todellinen sy�vytykseen k�ytetyss� ferrikloridissa on mukana se kupari, jota sill� on sy�vytetty. Kupari-ionit ovat puolestaan kohtuullisen vahvoja bakteerimyrkkyj�, jotka voivat suurempina m��rin� sotkea biologisen j�tevedenpuhdistuksen.
On totta, ettei tuo yksitt�isen harrastajan viem�riin p��st�m� kuparikonsentraatio ole kovinkaan suuri puhdistamolle tullessaan. On silti hyv� opetella hoitamaan homma oikein eli toimittaa tuo k�ytetty ferrikloridi ongelmaj�tteisiin. T�m�n pit�isi olla ilmaista yksityishenkil�ille.
K�yt� aluksi valmiiksi valoherk�ll� lakalla p��llystettyj� levyj�. N�m� ovat tasalaatuisempia, joten p��set helpommin hyv��n tuloseen. Alussa yleens� menee pari korttia suteen. Eli ensimm�isiss� testauksissa yee tarpeeksi pieni� levyj�, koska suden n�kee jo parin neli�sentin alueelta, joten ei kannata liikaa levy� tuhlata alkuparametrien etsimiseen.
My�hemmin voit kokeilla tehd� noita itse, jos n�et homman vaivan arvoiseksi.V�ltt�m�tt� homma ei ole kannattavaa. Levyn puhdistaminen, k�sittely siihen sormin koskematta, p�ly ym. ym aiheuttavat liikaa ty�t� varsinkin jos tekee paljon isoja kortteja. Suurin osa piirilevynvalmistusongelmista tuppaa helposti olemaan lakkausongelmia.
Positiv-laskan voi kuivata uunissan noin 70 asteessa niin pitk��n kunnes on kuiva (noin 10-15 minutissa p��see valottelemaan). I sitten kannata v�ltt�m�tt� k�ytt�� levyjen kuovaamiseen sit� samaa uunia jossa tekee ruokaakin. Kuivaamisen voi tietenkin yritt�� tehd� j�tt�m�ll� levyn y�ksi pime��n ja p�lytt�m��n paikkaan kuivumaan.
Valotus kannattaa tehd� mieluiten UV-valottimella, koska tavallisilla lampuilla tulee l�hinn� vain vihaiseksi.
Valotuslaitteeksi paras on 365nm aaltopituutta tuottava UV-polttimo. Ainakin jotain hommaan tarkoitettuja elohopeah�yrylamppuja on kaupan (aika kalliita, noin 50 euroa). Solariumien kaltaiset uv-putket on toinen tapa (n�m�kin valitettavasti hiukan hinnakkaita, esimerkiksi Merval Oy:ss� noin 15-20 euroa/kpl). UV-putkia tekee ja tuo maahan ainakin Philips, Osram jne. Aika moni solarium-putki on ok, erot vaan ovat aika huomattava. Noin 15W putkilla on valoteho/putken pituus maksimissa (hintaluokka 15-25 euroa/kpl). Paras systeemi on sellainen, jossa on useita lamppuja yhdell� puolella hoitamassa tuota valotusta. N�it� piirilevyn valotukseen sopivia UV-putkia ei kannata sotkea diskoissa k�ytettyihin UV-putkiin, koska n�ist� saatava UV-valo on aallonpituudeltaan pidemp�� eik� oikein sovuellu piirilevyjen valmistukseen.
Jos etsi halpaa ratkaisua muutamaan viritykseen, niin seuraavassa vinkkej� t�h�n:
Tavallisen hehkulampun voi unohtaa, koska tulos sellaisella on huono ja valotusaika helposti tunteja. Jos on pakko, loisteputki on paljon hehkulamppua parempi. Tavallisen p�yt�lampun loisteputkilla voin jotain tulosta synty�kin, mutta valotusaika taas voi olla luokkaa pari tuntia.
Muita mahdollisuuksia ovas sitten erilaiset kasvinhoitolamput (yleens� kalliita nekin) tai "sekavalo"-tyyppist� UV-valoa antavat lamput, kuten "ultra vitalux". Esimerkiksi Osram Vitalux 300W mahdollistaa piirilevyn valotuksen vlaotusajalla noin 5 minuuttia kun polttimo on noin 30 cm p��ss� piirilevyst�.
Jotkut ovat suositelleet ty�maahalogeenia (8-15 euroa 500W lampusta rautakaupassa), mutta se ei ole hyv� ajatus. Tuollaisesta lampusta ei saa kovin paljoa UV-valoa normaalitilassa ja etulasin irrotaminen tekee siit� vaarallisen (s�hk�iskuvaara ja kuuman polttimon r�j�ht�misen vaara). Jotkut ovat my�s suositelleet katuvalon polttimoa, josta on uloin kuori rikottu, mutta t�m�kin on aika vaarallinen viritys ja vaatii oikeanlaisen kuristimen toimiakseen (eik� v�ltt�m�tt� anna tehokkaasti tuota haluttua aallonpituuttakaan).
Piirilevyn valotusta voi yritt�� my�skin tehokkaalla piirtoheittimell� laittamalla fimin ja piirilevyn normaalin piirtoheitinkalvon tilalle (valotusaika ehk� noin 5-10 minuuttia).
Kirpputoreilla kannattaa pit��silm�ns� auki josko l�yt�isi valotusk�ytt��n sopivan vanhan aurinlamppun.
Piirilevylakat ovat yleens� herkki� 350-400nm aallonpituuksille ja epromit taas yleens� 254nm aallonpituudelle. Eri valotusputket/laitteet tarvitaan kunnon tulokseen. Molemmat ovat yleens� tosin per�isin elohopean resonansseista eli jonkun verran tulee aina 365, 254 ja 184nm yms. aallonpituuksia. Odottelemalla huimasti *saattaa* lampun kuoresta tulla tarpeeksi l�pi ett� piirilevylampulla saa EPROM-piirin tyhj�ksi tai toisin p�in.
Ryhm�ss� on my�s suositeltu ett� va�miiksilakattujen levyjan kanssa voi valotuksen hoitaa my�s tavalliseslla loisteputkea k�ytt�vll� p�yt�valaisimelle. Esimerkiksi Bebekin levylle 11W p�yt�loistelampulla noin 5 sentin p��ss� levyst� valotusajaksi riitt�� noin 15 minuuttia.
Sek� l�pin�kyviss� muovilevyiss� ja lasissa on kummassakin ongelmansa. Kumpikaan ei p��st� kaikkea UV-valoa hirve�n tehokkaasti l�pi, ja muovilevy naarmuuntuu lis�ksi helposti. Tuon UV-vaimennuksen takia ei kannata kamalan paksuja levyj� joka tapauksessa k�ytt��.
Yleisimmin k�ytetty lasi on borosilikaattilasia. Sen tuotantovolyymit ovat eritt�in suuria, siit� tehd��n mm. ikkunoita ja kuumuudenkestoa vaativia laseja. Optiikassa se kulkee yleisimmin kruunulasin tai BK-7:n nimell�. Valoa se l�p�isee eritt�in hyvin v�lill� 350 nm - 1000 nm. Lyhyess� p��ss� (UV) tuo l�p�isy hyytyy eritt�in tehokkaasti tuonne 300 nm:n tienoille.
Ihan ikkunalasina ostettavaa tavaraa on saatavilla useasta eri materiaalista, ja eri laseilla on erilaiset ominaisuudet. Jos lasin UV-l�p�isy on t�rke� parametri, kannattaa katsoa lasilevy� reunasta; jos levy n�ytt�� kovin vihre�lt�, se tuskin l�p�isee UV:ta kovin hyvin. Kannattaa my�s muistaa, ett� ohut levy vaimentaa v�hemm�n kuin paksu.
Optisissa tarkoituksissa k�ytet��n UV-hommiin usein materiaalia, joka kulkee nimell� "fused silica". Se on puhdasta silikaa (SiO2), ja sen l�p�isy ulottuu noin v�lille 150 nm - 4000 nm. Tuo sana "fused" tarkoittaa, ettei kyseess� ole yksikiteinen kvartsi (my�s SiO2). My|s kvartsia voidaan k�ytt��, mutta se on varsin hinnakasta, ja lis�ksi sill� on er�it� mielenkiintoisia optisia ominaisuuksia. Arkikieless� tuo "fused silica" kulkee joskus kvartsilasin nimell�. Todellisuudessa kvartsilasi (fused quartz) on valmistettu luonnosta l�ytyv�st� kvartsihiekasta, joka on ep�puhtaampaa kuin synteettinen silika. T�m� ep�puhtaus n�kyy nimenomaan UV-l�p�isyss�. Aivan ylivoimainen materiaali kovaan k�ytt��n UV-puolella olisi safiiri (yksikiteinen Al2O3), mutta se on hinnaltaa hyvin kallista.
Muovit ovat yleisesti UV-k�ytt��n eritt�in huonoja, koska niill� on taipumus muuttaa kemiallista rakennettaan UV:n vaikutuksesta. Yleisimmin pleksiksi kutsuttu tavara on polykarbonaattia, joka kellastuu ja haurastuu lyhytaaltoisessa UV:ssa. Toinen yleisesti saatavilla oleva l�pin�kyv� muovimateriaali PMMA (akryyli) taas haurastuu. Kumpikaan n�ist� ei p��st� kunnolla l�pi edes syvimpi� violetteja (< 390 nm). Ilmeisesti sellaista muovia ei l�ydy, joka p��st�isi alle 300 nm s�teily� l�pi.
Onni onnettomuudessa on se, ett� oikeastaan nuo piirilevyill� k�ytett�v�t fotoresistit ovat yleens� herkki� v�lill� 350 nm - 430 nm olevalle valolle. T�m� mahtuu viel� hyv�laatuisesta ikkunalasista l�pi. Itse asiassa saattaa olla hyv�kin, ett� tuo korkeaenergisempi 254 nm hyytyy, koska sill� saattaa olla ei-toivottujakin efektej�. Yleens� kaikki erikoislasit ovat niin kalliita, ett� tulee paljon halvemmaksi lis�t� vaan uv-tehoa ja antaa osan j��d� ikkunalasiin.
Piirilevyjen valmistuksessa k�ytett�v� valoherkk� lakka kehitet��n natriumhydroksiliukosessa (NaOH). Yleisimmin suositeltu kehitysliuos on 7 grammaa NaOH:ta litraa vett� kohti. Joillain valmiiksi lakatuilla levyill� tuo tuntuu vaan toimivan heikohkosti, joten voi my�s k�ytt�� hiukan vahvempia seoksia (10-15g NaOH litraan vett�). Natrumhydroksidia (kiteinen NaOH) saa ampteekista ja litraan tarvittava m��r� maksanee luokkaa alle euron. Yhdell� litralla kehitysliuosta kehitt�� hyvin muutaman kappaleen EURO1 (160x100 mm) kokoisia piirilevyj�. Pienien NaOH m��rien h�vitt�misen voi suorittaa viem�riin runsaan veden kanssa (NaOH on samaa ainetta kuin viem�riputken anavausaineet).
Natriumhydroksidia (NaOH) saa apteekista. Jos halvempaa ainetta etsit, niin jotkut ovat suositelleet viem�rinavausaineen kokeilua (useat ovat esim. 20% NaOH-liuosta). Natriumhydroksidia k�ytet��n my�s pesuaineena, joten jos jostain onnistut l�yt�m��n kiteist� natriumhydroksidia pesuaineena tai viem�rinavausaineena, niin viel�kin parempi sek� tulee edullisemmaksi.
Oikea valotusaika vaatii kokeilua. Nyrkkis��nt�n� voi sanoa, ett� jollei levy kehity 10-15g/l NaOH-liuoksessa alle 1-2min on valotusaikaa lis�tt�v� ehk�. Jos kehitysaika on yli 5min on valotus selv�sti liian pieni. Kokeilu p�yt�lampun loisteputkella (~2h ajat) ei olekaan ihan nopea ja kiva juttu. Kannattaa siis hankkia unnon lamppu piirielevyjen valotukseen, niin p��see kohtuullisiin valotusaikoihin.
Valottaessa muista painaa maski *mustepuoli levy� vasten* ja kiinni siihen kunnolla, vaikka lasilevy painoksi.
Kopiokalvon valinta vaikuttaa paljon tulokseen. Kannattaa valita sellainen, jolle tulee tumma kopiotulos ja koka p��st�� kuitenkin UV-valon kunnolla l�pi (ei selvi� oikein kuin kokeilemalla). Jos kopiokalvon tulos ei ole ihan musta, niin sitten ei auta muuta kun yritt�� valotusta kahdella kopiokalvolla p��llek�in. Valottaessa kopikalvo kannattaa pit�� siin� asennossa, ett� mustepuoli on levy� koti ja kavo tarkkaan kiinni levyss� (esimerkiksi lasilevy p��ll� pit�m�ss� kalvon kiinni levyss� ett� v�liin ei j�� ilmaa). Laserkirjoittimeen kunnolla sopivalla kopiokalvolla pit�isi p��st� ihan hyv��n tulokseen yhdell�kin kalvolla.
Osoitteesta http://koti.mbnet.fi/~huhtama/ele/art01.htm l�ytyy Kari Huhtaman kirjoittama suomenkielinen kuvitettu selostus piirilevyjen valmistamisesta valotusmentelm�ll�. My�s osoitteesta http://www.hut.fi/~then/mytexts/piirilevyt.html l�ytyy yksi valotusohje sek� lis�� aiheeseen liittyvi� yleisohjeita osoitteesta http://www.hut.fi/~then/mytexts/syovytys.html.
Minulla ei ole omakohtaisia kokemuksia Press-n-Peel kalvoista. Newsseissa olleet kokemukset ovat olleet ett� pinell� harjoitellulla syntyy ihan k�ytett�vi� protolevyj� tai ett� samah homman voi tehd� yht� hyvin tavallisella kopiokalvolla. Press-n-Peel kalvoa saa Radioduosta.
Tulosta tai kopioi piiri kopiokonekalvolle, kalvon mustepuoli levy� vasten ja silitet��n silitysraudalla. Rauta saa olla aika kuuma ja silittey� kest�� noin pari minuuttia painaen joka puolelle piiri�. Annetaan j��hty� ja revit��n kalvo varovasti irti taivuttaen kalvoa aika jyrk�sti ja maski on valmis. Muste on sulanut kiinni kupariin ja pysyy. Sitten vain sy�vytykseen! Muste l�htee hyvin asetonilla ja etyylimetyyliketonilla.
Menetelm�ll� saa aikaan tosi tarkkoja levyj�! DIL-jalkojen v�list� p��see komeasti. Liian pitk� silitys levitt�� mustetta, joten pit�� l�yt�� lyhin aika jolla muste on siirtynyt mutta ei viel� ala levit�. Se on ollut minulla noin 2-3min.
Useiden raporttien mukaan tavallista kopiokalvoa voisi k�ytt�� t�h�n tarkoitukseen tehtyjen arikoiskalvojen tapaan hyviss� olosuhteissa. Seuraavia vinkkej� t�h� hommaan on anntetu:
Silitysraudan tilalla jotkut k�ytt�v�t uunil�mmityst�. Levy ja kalvo uuniin, kalvon p��lle sopiva paino (esim. lasilevy). Uunin l�mp� runsas 100 astetta (musteen sulamisl�mp�tila). Paketin saavutettua riitt�v�n l�mm�n ota se ulos uunista. Anna paketin j�hty� rauhassa ja ota kalvo varovasti irti.
Protokorttien valmistamisesta l�mp�siirtometelm�ll� on ollut juttua Prosessori-lehden numerossa 3/95 (s. 26). T�ss� per�ss� lyhyt referaatti artikkelin kyseisest� osasta:
Kyseiss� artikkelissa mainittiin t�h�n tarkoitukseen tehdyt amerikkalaiset TEC-200-kalvot. Piirikortin johdotuskuva tulostetaan suunnitteluohjelmistosta kalvolle lasertulostimella (tavallinen 300 dpi laser on riitt�v�n tarkka). Kuva tulostetaan kortin komponenttipuolelta katsottuna oikein p�in (kalvon on oltava tulostettaessa t�ysin puhdas). TEC-200-kalvot ovat tarkkoja k�ytetyn kirjoittimen tai kopiokoneen suhteen ja hitailla koneilla saavutetaan parempi tulos kun nopeammilla. Musteen levi�minen kalvolla johtuu usein liian kuumasta l�mp�p��st�. Piirikorttimateriaaliksi sopii kuparip��llysteinen lasikuitulevy (normaali 35 mikrometrin kuparip��llys). Piirikortin pinta on puhdistettava huolellisesti esimerkiksi hankausjauheella ja liuottimella, jotta muste saataisiin tarttumaan kunnolla kupariin.
Piirikortti l�mmitet��n silitysraudalla, keittolevyll� tai uunissa noin 140 asteen l�mp�iseksi TEC-200-kalvoa k�ytett�ess� (muille sopiva l�mp� etsitt�v� kokeilemalla). Kalvo asetetaan mustepuoli alasp�in kuuman piirilevyn pinnalle ja muste siirret��n painamalla kalvoa kevyesti esimerkiksi valokuvausliikkeest� saatavalla kumitelalla. Liika painaminen aiheuttaa musteen levi�mist�. Silitysrautaa k�ytett�ess� raudan alle kannattaa asettaa tavallinen kopiopaperi suojaksi ja est�m��n kalvon liikkumista silityksen aikana. Kortin j��hdytty� kalvo voidaan irrottaa ja piirilevy on valmis sy�vytett�v�ksi.
L�mp�siirtotekniikka soveltuu yksinkertaisten protokorttien valmistukseen (PLCC-kannan vaatima v�lys on menetelm�n ��rirajoilla). TEC-200-materiaalin ongelma on liiallinen herkkyys tulostimelle. Tavallista l�mp�kalvoa k�ytett�ess� tulostus onnistuu helpommin, mutta muste irtoaa heikommin ja levi�� helpommin.
Paperia voi yritt�� k�ytt�� kalvon tapaan. Paperia k�ytett�ess� sit� ei uritet�k��n repi� kuumennuksen j�lkeen irti, vaan paperi irrotetaan levyst� veden avulla. Paperin saa prthaiten irti kun liottelen sen vedess� muusiksi ja pehme�ll� harjalla putsailen loput. Paras puoli paperissa on sen el�m�tt�myys l�mmitett�ess�. Elektroniikkaliikkeist� (ainakin RadioDuo) on saatavana my�s erikoispaperia t�h�n hommaan.
J�lki printteripaperi-metodilla saattaa vajavainen, himme� ja melkoisen suttuinen (riippuu printterist�, paperista jne.). Jos peprimentelm� ei kelpaa piirilevyhisi, niin paperil�mp�siirtomenetelm�� voi kutenkin k�ytt�� esimerkiksi komponenttisijotteluiden siirt�miseen valmiille piirilevylle (suttuinenkin j�lki riitt�� t�h�n).
Tyypillisesti t�ll�iset pienet koekytkent�levyt on sis�isesti kytketty suunnilleen seuraavaan tapaan (o = reik�, - | kuvaavat metalliliuskoja levyn sis�ll�):
o-o-o-o-o-o-o-o-o-o---o-o-o-o-o-o ... o-o-o-o-o-o-o-o-o-o---o-o-o-o-o-o ... o o o o o o o o o o o o o o o o ... | | | | | | | | | | | | | | | | o o o o o o o o o o o o o o o o ... | | | | | | | | | | | | | | | | o o o o o o o o o o o o o o o o ... | | | | | | | | | | | | | | | | o o o o o o o o o o o o o o o o ... | | | | | | | | | | | | | | | | o o o o o o o o o o o o o o o o ... iso v�li (2 rivi�) o o o o o o o o o o o o o o o o ... | | | | | | | | | | | | | | | | o o o o o o o o o o o o o o o o ... | | | | | | | | | | | | | | | | o o o o o o o o o o o o o o o o ... | | | | | | | | | | | | | | | | o o o o o o o o o o o o o o o o ... | | | | | | | | | | | | | | | | o o o o o o o o o o o o o o o o ... o-o-o-o-o-o-o-o-o-o---o-o-o-o-o-o ... o-o-o-o-o-o-o-o-o-o---o-o-o-o-o-o ...
T�h�n kysymykseen ei ole oikein yksielitteist� vastausta, varsinkin jos se ei saa paljon maksaa. Seuraavia vinkkej� on ryhm�ss� suositeltu:
Back to home page