Mi van az egérben?
Sok sok fura dolog! Kezdjük az elején. Van benne egy kis szögletes zöld lap, amin az alkatrészek csücsülnek. Ennek az izének a neve panel, vagy nyomtatott áramkör (ennek magyar rövidítése a NYÁK, az angol rövidítése pedig PCB a printed circuit board kifejezésből). Mit nyomtatnak itt? Mindjárt rátérek.
Egy patkány belseje
A panel közepén van általában egyetlen IC, ami kicsit furán néz ki. A furaság oka, hogy ez nem csak egy elektronikus áramkör, hanem ebben van egy pici kamera is a hasában. A kis kamerával nézi az asztalt, és amikor elmozgatod a patkányt, a kamera úgy érzi, mintha hozzá képest az asztal mozogna. Ezt a képet ez az IC feldolgozza, és a számítógépnek már csak az elmozdulás nagyságát és irányát adja meg. A gép meg ez alapján mozgatja a képernyőn a nyulat. Izé, nyilat. Szóval spéci kis IC ez, nem holmi apróság, egy chip egy egér, tehát ez egy ASIC.
Van a képen lévő patkányon öt nyomógomb, azok a kis kockák rajtuk piros csíkkal azok. Van ugye a bal-jobb gomb, aztán a görgő gombja (középső gomb), és ezen van még két gomb az oldalán is.
A P1 felirat melletti fura csavaró a görgő érzékelője. Találsz még két ledet, a LED1 felirat (jobb oldalon) az a led, amivel megvilágítja az asztalt, hogy a kamera jó képet lásson. A LED2 ami egy kis csövecskével van kiemelve pedig kizárólag dekorációs célt szolgál, a görgő mellett derengő fényt ad.
Van még pár apró alkatrész, amik most nem fontosak nekünk. De van, ami nagyon nincs benne!
Nincs benne vezeték az alkatrészek között!
De csak úgy tűnik, mintha a panelen világoszöld csíkok lennének. Azok a vezetékek? Azok!
A nyomtatott áramkör
A panel egy üvegszál-erősítésű műgyanta lap, aminek mindkét oldalára egy vékony rézfóliát préseltek. A műgyanta lap elég kemény, de picit rugalmas, jól tart mindent. A réz meg vezeti a villanyt. Egyelőre mindenfelé:
Egy érintetlen nyomtatott áramköri lap
A következő lépés, hogy erre alkoholos filccel rajzolgatunk kis karikákat, amiket majd később kifúrunk - és ide jönnek az alkatrészek. A kis karikákat összekötjük vonallal, mert oda szeretnénk vezetéket.
Panel rajzolása kézzel
Utána ezt az egészet beletesszük egy olyan folyadékba, ami imádja a rezet - mégpedig megenni! Ilyen mondjuk a vas-klorid, vagy a hidrogén-peroxid és sósav keveréke. A vas-klorid csak büdös, és nem jön ki a ruhánkból, de a hidrogén-peroxid és sósav keveréke kifejezetten agresszív anyag, ezért használj védőszemüveget, és vastag gumikesztyűt.
Azt a folyamatot amikor lemarja a lötyi a felesleges rezet, úgy nevezik, hogy a panel maratása.
Panel maratása otthon
Nézd csak? Ahova rajzoltál, ott nem fér hozzá a lötyi a rézhez! Amit rajzoltál, az megmarad rézből, de minden többi helyről eltűnik a réz. Ezzel a nehezén túl vagyunk: pont ott van rézből összeköttetés az alkatrészek között, ahol rajzoltuk!
Elkészült a panel otthon
Ezután kifúrjuk a lyukakat, és jöhetnek az alkatrészek! Az alkatrészek kivezetéseit a lyukakon átnyomjuk, és a rézfóliához forrasztjuk.
Forrasztás
Mi a forrasztás?
A forrasztás során az alkatrész lábát úgy rögzítjük, hogy folyékony fémmel kötjük össze az alkatrészlábat és a panelt. Ehhez egy 400 fokos végű forrasztópákát használunk (kép jobb oldala), és a forrasztási ponthoz nyomjuk a forrasztóónt (a kép bal oldala). A forrasztóón szilárd fém, ami 400 fokon megolvad, és rátapad a panel réz felületére és az alkatrész lábára. Amikor lehűl, megszilárdul, és keményen tartja az alkatrészt, miközben tökéletesen összeköti az alkatrész lábát a panelre rajzolt vezetékkel.
Elkészült a kütyü
De mi ebben a nyomtatott?
Eddig semmi nem volt benne nyomtatott! De képzeld el, ha száz egyforma panelt kell csinálni, akkor csak nem lehet kézzel rajzolgatni alkoholos filccel!
Nem is így csinálják! Hanem számítógéppel tervezik meg az összekötéseket, és egy átlátszó fóliára nyomtatják ki.
Nyomtatott fólia-maszk
De hogy megy ez a panelre? A panelt bevonják egyenletesen egy fotoszenzitív lakk réteggel. Ez azt jelenti, hogy olyan anyag, ami fény hatására elbomlik. Ultraibolya fény hatására pedig nagyon gyorsan elbomlik, és utána lemosható az elbomlott rész.
A képen a panel azért kék, mert már rajta van ez a fotoszenzitív lakk. Erre ráteszik a fóliát, és a fóliát átvilágítják UV lámpával. Ahol a fólia átlátszó, ott átmegy a fény, és elbomlik a lakk. Ahol a fólián fekete csík van, ott nem megy át a fény, és megmarad a lakk.
Az elbomlott lakkot lemossák egy kis nátrium-hidroxidos vízzel - és máris ott tartunk, hogy csak ott van a szuper lakkréteg, ahol vezetéket szeretnénk. Ezután ugyanúgy kimarják, mint az előző esetben (csak még keményebb vegyszereket mernek használni).
Azért, hogy könnyebb legyen forrasztani, a maratás után a rézfelületet gyakran vonják be más anyagokkal, így lehet, hogy a végén ezüstösen, vagy épp aranysárgán fog csillogni.
Azokon a részeken, ahol nincs alkatrész-bekötés, egy zöld védő lakkréteggel fedik be a panelt. Régen ez fontos volt, mert úgy forrasztották be géppel a paneleket, hogy az egészet forró forrasztóón érte. Ott, ahol nem volt zöld védőréteg, a forrasztóón megmaradt és beforrasztotta az alkatrészeket. Ahol volt zöld, arra nem ragadt rá a forrasztóón, ezért a zöld réteg neve helyi nyelven lötstop (érdekes, ez az egyetlen német szó, magyarul "forrasztásgátló lakk" a hivatalos neve).
Ezen kívül ez olyan, mint a dróton a szigetelés: megvéd a nem kívánatos összeköttetésektől, ha esetleg beleesik egy csavar az áramkör közepébe.
Hogy könnyen lehessen tudni, hogy melyik alkatrészt hova kell tenni, fehér színnel nyomtatnak rá még egy rajz-réteget. Itt az alkatrészek körvonalát, és azonosító-számát szokták feltüntetni.
Egy gyárilag készült panel
Miért zöld a panel?
Nem a panel zöld, hanem ez a védő lakkréteg a zöld. Nem muszáj zöldnek lennie, van ahol kék, van ahol fekete védőlakkot használnak - ízlés szerint. A zöld a legolcsóbb és a leginkább elterjedt.Természetesen a panelbe beforrasztjuk az alkatrészt, mint az előző esetben, és a vége így néz ki:
Elkészült a kütyü egy gyárilag készült panellel
Mi az a sok kis egyéb bizbasz?
Okés, a fekete IC-t felismered, és persze a piros ledet is a PULSE felirat alatt, de láthatóan más alkatrészek is vannak ezen a panelen. A bal szélén J1-el egy csatlakozó tüskesor van, ide jönnek a drótok pld. az elemről, és itt csatlakozik ez a panel más panelekhez. A csíkos hernyók neve ellenállás (minden R betűs az). A C betűsök pedig kondenzátorok. Az IC pedig itt éppen egy műveleti erősítő (jajj, mennyi új szó!) és ez az egész az Analóg elektronika nevű dzsungel része. A DM trailben nem foglalkozunk az analóg elektronikával, és emiatt nem érdekes számunkra ez a sok apró alkatrész.Mivel most DM-ezünk, ezért a lényeggel foglalkozunk: ez egy olyan panel, ami megméri a pulzusod, ha odarakod az ujjad a Place finger felirat alatti érzékelőre, és a Vout kimenetet kapcsolgatja minden szívverés érzékelésekor.
Mennyi fólia is van?
Most már tudjuk, hogy egy panel mintájához készül egy fólia. De a zöld védőréteg alakját is egy fóliával határozzák meg. Meg a fehér alkatrész-körvonalak mintáját is. Ez három fólia.
Sokszor olyan sok összeköttetés van, hogy a panel mindkét oldalát (a felső és az alsó oldalt is) kell használni a vezetékezésre. Ekkor kétszer három fólia kell.
Nem az áramkört nyomtatják. Az áramkört meghatározó fóliákat nyomtatják, és ebből készül a panel mintázata.
Ennek ellenére, mindenki úgy hívja, hogy nyomtatott az áramkör :)