أنشاء جهاز بسيط لصناعة الدوائر المطبوعة ETCHING PCBs القرية الإلكترونية : قسم الإلكترونيات : الورشة الإلكترونية : أنشاء جهاز بسيط لصناعة الدوائر المطبوعة ETCHING PCBs

صناعة اللوحة المطبوعة

اليوم سنحاول معا بإذن الله القيام ببناء جهاز خاص لحفر الدوائر المطبوعة ( إزالة النحاس عن اللوحة بواسطة الأحماض ) .
وقبل أن أبدأ هنا في شرح طريقتي أود إبداء ملحوظة أتصور أنها مهمة . أن هذه الأجهزة المنتجة صناعيا عادة غالية الثمن ، فأرخصها لا يقل سعره عن 100 يورو وأجهزة الهواة المتقدمة قليلا لا تقل أسعارها عن 300 يورو ، ومن هذه الأخيرة أملك واحدا منذ زمن طويل ولكن به عيب كبير كباقي هذه الأجهزة لأن حوض التحميض الخاص به يستلزم 2.5 ليتر حمض مذاب. وهذا في رأيي إفراط وغلو وإسراف إضافة إلى تلوث البيئة (والميزانية المالية) بمواد كيماويه لا نستغل منها في النهاية أكثر من 3 إلى 4 % من إجمالي الفعالية.
و لابد من نبدأ في الخطوات العملية والتوضيحية لبناء هذا الجهاز. وكما عودتكم دائما أيها الأخوة فسيكون التوضيح مدعما بالصور ، فالصورة أحيانا أبلغ من كثير الكلام ، وهذه المرة أيضا ستصاحبنا الصورة خطوه بخطوه .

طريقة تصميم وصناعة اللوحة المطبوعة :

الجهاز كاملا قمت بقصه من ألواح بلاستيكيه شفافة بواسطة منشار كهربي مثبت على قاعدة وكانت أبعاد هذه القطع كالتالي:
- قطعتين 20X 15 سم سماكه 5 ملم
- قطعتين 15X 1 سم سماكه 10 ملم
- قطعه واحده 20X 6 سم
صورة القطع الخمس ولتقريب الأبعاد قمت أيضا بوضع المسطرة جهة اليسار.


هنا أطلب من الأخوة الذين لا يملكون إمكانية النشر الكهربي أن لا ييأسوا ، ولأن ملكية وهواية هذه الحاجيات ليست منتشرة كثيرا في بلادنا وخاصة بسبب الظروف المادية. هنا أهيب بالأخوة مواصلة القراءة لأنني ببساطه فكرت أيضا بهدي من المولى عز وجل بصعوبة هذا الإمكانية لدى الكثير ووجدت لها بعون الله حلا . وأيضا بالنسبة للمواد المطلوبة أو بالأصح الألواح البلاستيكية الشفافة ، وبإذن الله فإن لدي هنا حلولا وليس مشاكل.
ولنواصل هنا على الأقل شرح ما قمت أنا بعمله وبعد ذلك نشرح الحالات الأخرى.
القطع أعلاه يجب لصقها يبعضها البعض كي يتكون لدينا في النهاية وعاء نضع فيه الأحماض . بالطبع اللواصق كثيرة جدا ومتوفرة بأنواع واستعمالات لا أستطيع لها إحصاءا ، ولكن واحدا من هذه اللواصق لا ينفع أبدا ، ألا وهو اللاصق الخارق . والسبب بسيط جدا لأن هذا النوع يحتاج أسطح ملسة تماما وهذا غير متوفر لدينا مهما كانت طريقة قص اللوحات.
بالنسبة لي فقد قمت بإلصاق القطع ببغضها البعض بواسطة مادة السيلكون وهي مادة شفافة (يوجد بالطبع منها ألوان كثيرة) وإليكم صوره عن عبوتها وشكلها :



وكما ترون في الصورة أعلاه طبيعة عبوة السيليكون وأيضا بجانبها جهاز بسيط يسمى قاذف الدفع (مسدس بالعامية المتداولة) ونقوم بوضع الخرطوشه (عذرا فلم يحضرني أي تعبير آخر وأظن أنه متداول بالعربيه والقصد مفهوم) ونضغط على القاذف فتخرج مادة السيليكون من المخروط الدقيق .
أين توجد هذه الماده ومن أين نستطيع شراؤها ؟
بالطبع ليس بإمكاني وضع عناوين المتاجر في الوطن العربي وبلدانه الواسعة ، فأنا بعيد عن مسقط الرأس منذ زمن بعيد جدا . لكنني متأكد تماما انه موجود في محلات مواد البناء والمنتشرة في كل الدنيا ومنها الوطن العربي. هذا السيلكون يستعمل بكثرة لسد الشقوق والثقوب في الحمامات سواء الجديده أو القديمه ويمنع تسرب السوائل من خلالها وهذا تابع لسهولة التعامل معه ولكونه مضاد للبكتيريا التي تتجمع في الأماكن الرطبة . هذا هو السبب الأول الذي جعلني أستعمله فنحن هنا نتعامل مع سوائل ويجب على حاوية السوائل هذه أن تكون محكمه 100% وهذا ما يفعله السيليكون .
السبب الثاني أنه يُلصق مواد كثيره ومختلفه ببعضها البعض (يحتاج إلى يوم تقريبا أي عليكم بالصبر) ويُحكمها من التسرب في نفس الوقت .
السبب الثالث أنه يُبقي بعض الليونه الإرتداديه في الأجزاء المجمعه مع بعضها البعض مما يقلل مخاطر إنفصال الأجزاء عن بعضها في حال حصول صدمات ميكانيكيه أو وقوعها أو ماشابه ذلك بالطبع حتى حد معين.
أما السبب الرابع فأترك شرحه الآن لأنه خاص بالظروف الإستثنائيه.
بالطبع يمكن استعمال لواصق أخرى كل تبعا لتقديره ولكن عند شرح الظروف الإستثنائيه سترون إن شاء الله لماذا فضلت هذه الماده عن غيرها.
الصورة أدناه توضح الكميه اللازمه من السيليكون لإلصاق القطع مع بعضها البعض وكما ترون فهي كمية كبيره نسبيا. وعند وضع القطع مع بعضها لايجب أن نضغط عليها كثيرا ، أي من خلال إلصاق القطع الموجود عليها مادة السيليكون يجب مراعاة إبقاء طبقه رقيقه منه بين القطعتين والباقي سوف نشاهده وقد ضُغِط الى الحواف الخارجيه وهذا مقصود بل ومطلوب أيضا.



هذه الكمية الزائده يجب تسويتها بباطن الإصبع بعد أن نكون قد غمسناه بقليل من سائل الصابون الممزوج بالماء (منعا للصق على الإصبع) بحيث نزيد في هذه الحاله من قدرة الوعاء في الإحكام على السائل وعدم تسرب أي شيء منه والصورة أدناه تبين المقصود.

وكما هو واضح من الصورة السابقه فأنا لم ألصق القطع الجانبيه تماما بمحاذاة الواجهه والخلفيه بل تركت مسافة حوالي 3 ملم والتي سويت بها زائد السيليكون مع الطرفين لزيادة الإحكام والقدره الميكانيكيه على التحمل.
وهكذا دواليك أستمر في إلصاق القطع ببعضها إلى أن أحصل على الشكل النهائي والذي هو كالتالي :

مميزات الفكرة :
اللصق والإحكام بواسطة السيليكون حتى بعد أن يجف أو وهو في حالته اللزجه ، يمكن إصلاح وإضافة وتعديل وقص و حك ماهو زائد عن الحاجه ، أي انه مادة يمكننا التعامل معها في جميع الحالات وحتى بعد سنوات يمكن التصحيح والقص والأضافه بل وحتى فك القطع عن بعضها دون إحداث تلف.


عيب او عيوب هذه الطريقة :
لمادة السيليكون في حالتها اللزجه قبل الجفاف عند خروجها من الخرطوشه رائحة حمض الخل وهي رائحه غير لطيفه أبدا.
حتى الأن تمكنا من فقط من صنع وتجميع وعاء من شرائح بلاستيكيه لا أكثر ولا أقل ، فكيف نجعل منه جهازا لتحميض الدوائر المطبوعه كما سبق لي وادعيت بأنه سيكون شبيها بالأجهزة الإحترافيه ؟
هنا لابد لنا أن نعلم أن الأجهزة الإحترافيه بها عناصر أخرى وأهمها على الإطلاق جهاز لإمداد السائل بالأكسيجين من خلال فقاعات هوائيه دقيقه تتحرك من الأسفل إلى الأعلى داخل السائل الحمضي.
(العنصر الهام الآخر هو جهاز لرفع حرارة السائل الى درجة معينه ولكننا لن نستعمله هنا لأننا ببساطه سوف نضع الماء ساخنا بداخله ونحن لانقوم بحفر أكثر من لوحة واحده على فترات متقطعه)
هذه الفقاعات الهوائيه هي التي تزيد فعالية الحفر وإزالة النحاس وتجعل أطراف خطوط التوزيع النحاسية على اللوحه حاده جدا. إذن يلزمنا هذا الجهاز لنستطيع إتمام العمل والإدعاء بأن جهازنا ذو جودة وأداء عالٍ. وهذا الجهاز هو مضخة الهواء والموجوده في محلات بيع أسماك الزينه . بالطبع بدون جهاز توليد الفقاعات الهوائية هذا يمكننا حفر وتحميض اللوحات للمبتدئين وحتى المتقدمين في هذا المجال ، كل ماعلينا عمله في هذه الحاله هو تحريك اللوحه بين الحين والآخر داخل المحلول في الوعاء إلى أن تتم العمليه.
فكرت كثيرا في أن أعمل هذا الجهاز من محرك (موتور) يعمل بالبطاريه ولكن تحديد وتجميع ودفع الهواء يلزمه بالفعل مهارة يدوية عاليه قد لاتتوفر إلا لقلة من الناس وهذا مخالف لطبيعة تفكيري في تبسيط الأمور التقنيه وإن شاء الله يوم أصل الى طريقة بسيطه بهدي من المولى عز وجل فسأنشرها بعدما أميل الى الظن أن أي مبتدىء قادر على تطبيقها .
والآن لنعود الى الفقاعات الهوائيه ...
... كلنا نذكر أحواض سمك الزينه، على الأقل رآها الجميع ولو في التلفاز من خلال فيلم أو مسلسل . في هذه الأحواض يسبح السمك الجميل والصغير بإنسيابية رائعه في الماء ، هذا السمك لايستطيع الحياه في الحوض لأكثر من يومين مالم نقم بتغيير الماء القديم ، والسبب هو نفاذ الأكسيجين المذاب في الماء ، لذلك نجد دوما جهاز توليد للهواء موصول الى الحوض عن طريق أنبوب بلاستيكي لين (خرطوم) وموصول في نهايته بقطعة مستطيله أو مربعه بلون الحجر العادي الخشن الملمس المائل الى اللون الرمادي أو ربما بألوان أخرى ومغمس في أسفل الحوض. من هذا الحجر تخرج فقاعات هوائيه ليل نهار لتزويد الماء بالأكسيجين اللازم وتعويض المستهلك منه بواسطة السمك والتي تتنفس بالطبع هذا الهواء المذاب عن طريق الخياشيم.
ولطبيعة تصميم الجهاز بسماكة داخليه لاتزيد عن 1 سم كما ذكرت لرفع الكفاءه في استعمال الأحماض ، فإنني لم أجد حجرا رمليا (وهذه ترجمة لاسمه من اللغة الألمانيه وأجدها مناسبه) بهذه الأبعاد حتى في هذه البلاد والتي تقريبا مانجد بها جميع مانحتاج من أمور تقنيه.
حقيقة لم أكن أنوي استعماله في هذا المجال حتى لو وجدته، لأن الموجود هنا ليس مقياسا لمناطق أخرى أولا، وثانيا لإمكانية الإستعاضة عنه بأشياء كثيره ومتوفرة حولنا بكثره ولاتكلف أي شيء . وثالثا لأني شغوف بإعادة إستعمال المواد الأوليه التي تتحول إلى قمامه لاتتحلل وتؤدي الى تدهور الموارد.
هنا سأطرح بعض البدائل التي خطرت ببالي وبالطبع مدعمه بالصور والتجربه .


تجربه رقم 1 :
هنا لم أقم بإضافة أي شيء ، وكل مافعلته هو أنني أغلقت نهاية الأنبوب البلاستيكي اللين (الخرطوم) ويمكن ذلك عن طريق لصق نهايته بلاصق قوي (خارق) أو سده بقطعة مطاطيه أو ماشابه ذلك ، ( ثم قمت بعمل بعض الثقوب بواسطة إبره سخنتها على النار وأدخلتها في الأنبوب مما جعلها تذيب منه بمقدار قطرها . الثقوب بالطبع من جهة واحده وعادة يكفي 4 – 6 ثقوب وإذا كثرت الثقوب فلن يخرج من الثقوب الموجوده في نهاية الأنبوب أي فقاعات هوائيه وتصبح لاعمل لها . (تبعا لقوة المضخه الهوائيه السالفة الذكر)
صورة الخرطوم المثقوب :
وكما ترون فقد قمت هنا بسد نهاية الخرطوم بباعث ضوئي قطره 5 ملم LED))

الصورة اللاحقه توضح الطريقه 1 وتعطينا صورة تقريبيه عن مضخة الهواء المقصوده والتي أستعملها هنا مع الإعتذار عن قدمها لأنها في الخدمه منذ أكثر من 30 عاما.
صورة الجهاز كاملا مع المضخه والخرطوم المثقوب والحقيقه لقد أدهشتني فعاليته بأكثر مما خان في خاطري :

تجربه رقم 2 :
هنا استعملت قلم Fine Liner ذي الخط الرفيع والذي انتهت بالطبع صلاحيته للكتابه . هذا النوع موجود تقريبا في كل العالم ويستعمل يوميا بدءا من المدارس الى المكاتب والدوائر الحكوميه . وعادة عندما ينفذ حبر هذه الأقلام نقوم بإلقائها في سلة المهملات ، وهذا مالم أفعله هذه المره لأن هذا القلم بالصدفه مناسب لمقاسات الأنبوب البلاستيكي (الخرطوم).
وهاكم صورة القلم المنتهي الصلاحية الذي استعملته لهذا الغرض:


والآن بعد أن أفرغت القلم من محتوياته الداخليه وغسلته بقليل من الماء لإزالة بقايا الحبر العالقه (والتي كانت بلون آخر) وقمت كما ترون بعمل 8 ثقوب لايلزم منها عادة إلا 5 الى 6 ثقوب كما أشرت قبل قليل ، إضافة لذلك قمت بعمل ثقوب أيضا في الغطاء والذي يمكن بالطبع إستعماله لهذا الغرض أو للجهاز الصغير والذي لم أشر إليه حتى الآن وسأضع صورة عنه في نهاية الموضوع.



صورة الجهاز مع غطاء القلم وترون بأنفسكم قوة دفع الهواء بالماء من خلال هذا الغطاء الصغير :

وهاهي صورة الجهاز مع القلم المثقوب والذي نستعمله كأنبوب دفع هوائي واحكموا أيضا بأنفسكم :

تجربه رقم 3 :
 حقيقة لازلت أفكر في الحجر الرملي والذي لم ولن أستطيع أن أضمه الى فعالية الجهاز . ولكن ماهو هذا الحجر الرملي ؟
إنه ليس أكثر من دقائق رمل ناعمه مضغوطة معا في قالب معدني مع بعض اللواصق الجافه حيث يجمع الضغط واللاصق حبيبات الرمل وتأخذ شكل القالب التي هي فيه تحت قليل من الضغط الميكانيكي .
إذا مالذي يمنعنا من استعماله بصيغة أخرى ؟ فالرمل والحمد لله موجود على كامل القشرة الأرضيه وكل مايلزمنا هو حفنة من الرمل النظيف ، أي رمل البحر المغسول جيدا أو رمل الصحراء النقي وفي أسوأ الأحوال نجمع بعض الرمل من أي زاوبه ونقوم بغسله ، المهم أن تكون حبيباته ناعمه.
هذه الفكره خطرت ببالي وسرعان ماذهبت الى الحديقة المجاوره بقصد أخذ حفنة من رملها وعدت الى المنزل وبدأت أتفحص في الرمل والذي كان مغسولا ونظيفا بسبب المطر الشبه الدائم في صيف هذه البلاد . وللتأكد من فكرتي نظرت اليه تحت عدسة مكبره وكان كما في تصوري تماما كرمل البحر بحبيباته المختلفه الألوان والصافيه . وهنا سارعت إلى عمل كيس صغير من فماش عادي (في الحالة هذه قصصتها من قميص قديم) وقمت بخياطته بحيث كان طوله حوالي 8 سم وعرضه يزيد قليلا عن 1سم ، ثم ملأته بالرمل بواسطة مخروط ورقي (قمع) وقمت بقطع حوالي 4 سم من القلم السالف الذكر واستعملته كأنبوب وصل (ماسوره بالعاميه) بين الخرطوم البلاستيكي وكيس الرمل وقمت بربطه يسلك كهربي معزول وبالطبع ينفع للربط أي نوع من الخيطان. والحقيقه كانت الفقاعات الهوائيه غاية في الدقه بحيث أن الكاميرا الرقميه لم تستطع تسجيلها كما ترون في الصورة اللاحقه ومدى فعاليتها وقد أعجبتني جدا.


وهنا أعود إلى الأخوه الذين لايملكون إمكانية نشر الألواح البلاستيكيه كهربيا أو حتى إمكانية الحصول عليها والذين خاطبتهم في بداية الموضوع وطلبت منهم أن لا ييأسوا .
هنا يمكننا أن نستعمل الزجاج العادي (زجاج النوافذ) وبأي سُمك نراه متوفرا لدينا أو حولنا ، ونستطيع دوما شراؤه بالأبعاد المختاره .
إذا استقرت إمكانياتنا على الزجاج ففي هذه الحاله سواء كان مشريا أو قصصناه بأنفسنا فلابد من تثليم حوافه لأنها بالفعل خطره . لهذا الغرض نستعمل أي قطعة من الحجر ونقوم بإمرارها على الأطراف بلطف حتى تثلم ويتضائل خطر الجرح بها .
بعد ذلك نقوم بتجميع القطع الزجاجيه بنفس الطريقة السابقه بواسطة السيليكون وهو في هذه الحاله الماده الوحيده (على الأقل كمادة متوفره وعمليه) التي نستطيع بواسطتها إلصاق وإحكام هذا الجهاز بمكوناته الزجاجيه. وهذا هو السبب الرابع الذي أشرت الى أنني سأعود إليه لاحقا والذي جعلني لا أجد للسيلكون بديلا للتعامل مع هذا الجهاز .
من الجهاز السابق قمت بعمل إثنين بمقاسين مختلفين أحدهما السابق والثاني نسبيا صغير جدا وهو يكفي في أغلب الحالات حتى لوحه بأبعاد 10x7 سم ونادرا مايقوم الهاوي بإنتاج لوحات مطبوعه أكبر من الأبعاد هذه ، وهنا أتكلم عن خبرة بضع عشرات من السنين في هذه الهواية الساحره .
وللتوضيح إليكم صورة الجهازين معا :



بهذا أكون قد انتهيت من شرح النواحي التركيبية لهذا الجهاز ، ولكن كيف سنضع اللوحة فيه ؟
بالطبع يمكن القاؤها في داخله مع السائل والإنتظار حتى يتم الحفر ثم يُلقي بالسائل ونخرجها ونغسلها بالماء أو أن نعلقها بواسطة شيء مساعد بحيث تكون في وسط الجهاز وهذا ما أفضله لشخصي على الأقل وسأوضحه بالصورة التاليه من خلال الجهاز الصغير وقد أستعملت لوحة من جهاز قديم تامة الصنع فقط لتقريب وجهة النظر وإليكم الصوره :


وكما توضح الصورة فقد استعملت مشبكي ورق الموجودين على قاعدة الجهاز الصغير قمت بتشكيلهم يدويا وعلقت اللوحه بواسطتهم في الجهاز .
هنالك شيء لم أقوله بعد ، هذا الجهاز البسيط هو نفسه الذي سوف نستعمله لتحميض اللوحات الحساسة للضوء (التحميض الفوتوغرافي) وبدون أية إضافات . ولمن قرأ المواضيع السابقة الخاصة بصنع الدوائر المطبوعة يدويا يرى أنني أشرت إلى أنني بإذن الله سوف سوف أنشر لاحقا طريقة إنتاج الدوائر المطبوعه بواسطة الأشعة فوق النفسجيه (بالطبع للهواه والمبتدئين بإمكانياتهم البسيطه) والتي بعد الطبع لابد أن تحمض فوتوغرافيا كالصور العادية بواسطة هذا الجهاز .

للاستفسار او الرد على الموضوع أضغط هنا

اضف هذا الموضوع الى