الأحد، 28 أبريل، 2013

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 2

image001
قد لا تتمكن من شراء البطاقة الإليكترونية. فلما لا تصنعها بنفسك إذن؟ كيف يمكنك أن تصنع الشرائح الاليكترونية كالتي تراها في الأجهزة عالية التقنية؟ هذا ما نريده اليوم، فكيف سيكون ذلك يا ترى؟
 

تقديم
نريد أن نأخذك لتصنع البطاقات الاليكترونية بنفسك وبمهنية عالية. فهل أنت مستعد؟
قد تتعلم مختلف الطرق التي ستجدها في هذا المقال وتنجز ما تود إنجازه لنفسك.
بل قد يقودك فكرك إلى إنشاء ورشة عمل خاصة بتصنيع اللوحات الاليكترونية حسب رغبة الزبائن.
ولن يكون مستواك أقل من الشركات المتخصصة. فالأمر ليس بالصعب!
 
image002

المحتوى

ما الذي نريد أن نفعله هنا؟
كيف تذيب (تحلل) النحاس؟
الطريقة الأولى: يدوية 100%
الطريقة الثانية: مهنية متوسطة
الطريقة الثالثة: المقاومة الضوئية
ماذا عن السبيكة بوجهين؟


ما الذي نريد أن نفعله هنا؟
يمكنك أن تجد في الشبكة العنكبوتية الانترنت وصفا كاملا وصورا  لبعض البطاقات الإليكترونية. ومن بين ما تجد هو تلك الخريطة أو قل التصميم العام (Schema) للشريحة الاليكترونية كما تراه في الصورة جانبه.
 
ملاحظة: يمكنك رسم هذا التصميم يدويا أو بالحاسوب.
image003
ونريد أن نحول هذا التصميم الورقي إلى شريحة إليكترونية حقيقية كالصورة الثانية جانبه:
 
ملاحظة: الثقب التي تراها يجب أن تحفرها بنفسك بعدما تحصل على هذا النموذج.
image004
بعدها نقوم بتثبيت المركبات الاليكترونية عليها لتبدوا كالتالي:
لاحظ أن المركبات الاليكترونية مثبتة على ظهر البطاقة بينما الدارة تظهر لك في الأسفل.
 
نلاحظ أنه من السهل تثبيت المركبات الاليكترونية باستعمال اللحام (الكاوية) إذا ما أنجزت الشريحة، أليس كذلك؟
 
إذن، دعنا في هذا المقال نريك مختلف الطرق لإنجاز الشريحة فقط، أما تثبيت المركبات الإليكترونية فسنتكلم عنه في مشاريع أخرى بالاعتماد على هذا المقال المثير.
image005

كيف تذيب النحاس؟
 
توجد عدة محاليل تتفاعل مع النحاس فيذوب أو قل يتحلل هذا الأخير فيها.
من بين هذه المحاليل نذكر التالي:
العربية
الانجليزية
الفرنسية
الصيغة
حمض النيتريك أو
حمض الآزوت
nitric acid / 
aqua fortis
acide nitrique /
acide azotique
HNO3
فوق كبريتات الأمونيوم
ammonium persulfate
Le persulfate d'ammonium /
peroxydisulfate d'ammonium
(NH4)2S2O8
أكسيد هيدروكسيد الحديد الثلاثي
iron(III) oxide-hydroxide
L’oxyhydroxyde de fer(III) 
FeO(OH) 
كلوريد الحديد الثلاثي
ferric chloride /
Iron(III) chloride
Le chlorure de fer(III) /
chlorure ferrique / 
perchlorure de fer
FeCl3 
 
يتم استعمال مثل هذه المحاليل في المدارس المتوسطية والاعدادية والثانوية. لم أتذكر ما استعمله أساتذتنا عندما كنت تلميذا، لكن إذا نسيت أنت أيضا أو لم تكن تعرف شيئا عن هذه المحاليل فاسأل تلاميذ المدارس أو أساتذتهم عن هذه المحاليل.
وإذا صعب عليك سؤال التلاميذ والأساتذة، فقم بالذهاب إلى محلات بيع الصباغة والمسامير والبراغي وما إلى ذلك من أدوات فأصحاب هذه المحلات غالبا ما يبيعون مثل هذه المحاليل (Drugstore, Droguerie)
وايضا محلات التصوير، اسألهم عن المحاليل التي تذيب النحاس. 
 


الطريقة الأولى: طريقة يدوية 100%
الأدوات اللازمة
سبيكة مغطات بطبقة نحاسية رقيقة.
 
اسم السبيكة بالعربية هو:
اللّوحة الإلكترونية المطبوعة 
 
اسم السبيكة بالانجليزية هو:
PCB أو PC board أو printed circuit board
PWB أو printed wiring board
etched wiring board
المعروف أكثر هو: PCB 
 
اسم السبيكة بالفرنسية هو:
PCB
Un circuit imprimé
image006

قلم حبر أسود
image007
منشفة
image008
مسطرة
image009
طلاء أظافر
 86
مزيل طلاء الأظافر
 
اسم هذا المنتوج Acetone.
يمكنك أن تستعمل محلولا آخر أيضا. ويمكنك أن تسأل أي بنت عن مزيل طلاء الأظافر.
image010
محلول Hydrogen Peroxide
 
نبرز لك نوعين من هذا المحلول في الصورة جانبه.
 
قنينة مكتوب عليها العدد 40 أي: محلول مركز وقوي.
 
قنينة مكتوب عليها العدد 10 أي: محلول مخفف وضعيف. للحصول عليه اسأل النساء اللواتي يقمن بتشقير شعر الرأس.
image011
محلول Hydrochloric Acid
 
يستعمل هذا المحلول لتنظيف المعادن والسرميك وفي السباكة (plombie ) وكذلك لإزالة الصباغة التي جفت على الملابس أو مكان آخر.
image012
التصميم الذي تريد طباعته
image018
قفازات بلاستيكية أو مطاطية
image013
كمامة
image014
نظارة
image015
وعاء بلاستيكي وشيئا آخر تحرك به.
image016
 
الخطوة 1: تحضير السبيكة وتصميمها
قم بتنظيف السبيكة.
 
لماذا التنظيف؟
لأنه من المحتمل أن تكون بعض الأشابات أو بعض الصدأ الغير المرئي لك. ليس صدأ الحديد وإنما هو صدأ النحاس.
image017
قم بتصميم نموذج الدارة المراد طباعتها.
 
الدارة مرسومة في الأسفل، وهي مكونة من بعض المقاومات والمكثفات وصمام ثنائي.
 
لكل مركب إليكتروني مربطين بهما يتم تثبيته في الدارة الكهربائية.
 
الجزء العلوي في الصورة يمثل الأسلاك الكهربائية ومواقع مرابط جميع المركبات الاليكترونية المراد استعمالها. هذا الجزء هو التصميم الذي نريد طباعته على السبيكة.
image018
ارسمها على السبيكة بقلم حبر أسود.
image019
قم بتغطية الرسم بطلاء الأظافر. ثم دعها حتى تجف.
image020
 
الخطوة 2: تحضير المحلول الكيميائي
البس القفازات والكمامة والنظارات.
 
اعلم أني نبهتك، فإذا عصيت وحدث لك مكروه فلا تلومن إلا نفسك.
image021
اسكب محلول Hydrogen Peroxide المركز في الوعاء.
image022
اسكب القليل من محلول Hydrochloric Acid في الوعاء أيضا.
 
لا تنسى أن تحرك الخليط جيدا.
image023
ضع الشريحة وسط الخليط لبعض الوقت.
 
 
image024
سترى لونا أخضر. (هو نفس لون صدأ النحاس).
 
قم بتحريك البطاقة مرة مرة لبعض الوقت.
image025
 
الخطوة 3: تنظيف البطاقة
استخرج البطاقة من الخليط. ثم اغسلها في الماء. والبس القفازات ولا تترك يديك كما الشأن في الصورة.
 
ستبقى المناطق التي صبغت بطلاء الأظافر فقط.
image026
وما عليك الآن إلا أن تزيلها باستعمال مهاراتك أو باستعمال مزيل طلاء الأظافر وبعض من القطن.
image027
 
كما يمكن أن تقوم بثقب المناطق التي ستثبت فيها المركبات الإليكترونية. اجعل الثقب وسط المنطقة المغطات بالنحاس.
 image028
الفيديو
يمكنك أن تشاهد نفس العمليات في المقطع التالي:
 
 

الطريقة الثانية: مهنية متوسطة
الأدوات اللازمة
سبيكة مغطات بطبقة نحاسية رقيقة.
 
ومزيل طلاء الأظافر (Acetone مثلا)
شريط لاصق،
مقص،
قفازات بلاستيكية أو مطاطية،
كمامة،
نظارة...
image029
محلولIsopropanol
 
سيسعمل فقط لتنظيف السبيكة من الأشابات لكنه ليس ضروريا إن لم تحصل عليه.
image030
محلول Ferrum Chlorid
 
يستعمل هذا المحلول لإذابة النحاس.
image031
محلول Liquid Tin لصقل السبيكة وهو ليس ضروري.
image032
مكواة
image033
 
الخطوة 1: طباعة التصميم على السبيكة
قم بتنظيف السبيكة.
 
نفس المبدأ الذي تكلمنا عنه سابقا.
image034
استعمل محلول Isopropanol لتنظيف أوسع.
 
بعد التنظيف قم بإبعاد أصابعك عن السبيكة حتى تكون بجودة عالية.
image035
قم بطباعة تصميم البطاقة من الحاسوب.
 
يجب أن تكون مطبوعة على الورق.
 
 
image036
ثبت الورقة على السبيكة حيت يكون التصميم المرسوم مقابلا لوجه السبيكة المغطات بطبقة النحاس.
image037
استعمل الشريط اللاصق لهذه المهمة.
image038
قم بتسخين المكواة إلى أقصى حدها.
ثم قم بكي الورقة على السبيكة.
 
الغرض هنا هو جعل التصميم في الورقة يرسم على صفحة السبيكة.
 
قم بالضغط الكامل بيديك على المكوات فوق السبيكة لمدة 30 ثانية.
 
ثم استعمل رأس المكوات لتزيد من كي الورقة على السبيكة.
image039
قم بإيقاف المكواة ثم اجعل السبيكة بورقتها في إناء ماء لمدة 5 إلى 10 دقائق.
 
لماذا؟
لأننا نريد أن يطبع التصميم على السبيكة بإي ثمن!!!!
image040
قم بإزالة الورق من على السبيكة.
image041
أزل ما تبقى من ورق باستعمال فرشاة الأسنان.
image042
وهذا ما ستحصل عليه.
لكن لم ننتهي بعد. بل قطعنا نصف الشوط فقط.
image043
 
الخطوة 2: تحميض السبيكة
قم وضع قنينة المحلول Ferrum Chlorid في إناء به ماء ساخن لبعض الوقت.
image044
قم بسكب المحلول  Ferrum Chlorid في إناء والماء في إناء آخر.
 
ثم أغمس السبيكة في المحلول. وقم أيضا بجعل الإسفنجة مبللة بالمحلول أيضا.
 
قم بمسح وجه السبيكة بالأسفنجة بلطف. قم بغمس السبيكة  في المحلول مرة مرة ثم امسحها بالاسفنجة في كل مرة.
 
كرر هذه العملية حتى يذوب النحاس وسيبقى فقط النحاس المغطى بالأسود (أي المرسوم عليه تصميم الدارة الكهربائية فقط)
image045
بعد أن تزيل النحاس، قم بغسل السبيكة في الماء.
image046
ستبدو السبيكة هكذا في هذه المرحلة.
image047
ماذا بعد؟
 
لم يبق لنا إلا أن نزيل السواد من على البطاقة. استعمل أي محلول خاص لإزالة الصباغة.
 
تم استعمال محلول  Acetone لعذا الغرض.
image048
وهذه هي النتيجة.
 
في الحقيقة، انتهينا هنا. يمكنك استعمالها كما تريد الآن.
image049
لكن لو أردت أن تصقلها أكثر فيمكنك إذن استعمال محلول خاص بهذه المسألة كمحلولLiquid Tin .
 
قم بغطسها في هذا المحلول لمدة ثانية أو ثانيتين فقط.
image050
قم بغسلها في الماء ثانية.
 
وهذه هي نتيجة النهائية.
image051
الفيديو
يمكنك أن تشاهد نفس العمليات في المقطع التالي:
 
 

الطريقة الثالثة: المقاومة الضوئية
الأدوات اللازمة
سبيكة مغطات بطبقة نحاسية رقيقة.
هذه السبيكة حساسة للضوء وبالتالي فهي مغطات بشريط لاصق مقاوم للضوء.
 
اسم السبيكة: اللوحة الحساسة للضوء
(light sensitive board)
 
مسطرة،
شفرة سكين حادة،
كمامة،
نظارات،
قفازات ...
image052
القنينة الكبيرة تحتوي على محلول لطباعة السبائك.
 
أي هو المحلول المخصص لإذابة النحاس.
اسم القنينة: PC Board Etching Solution
image053
أما هذا المحلول فهو يستعمل من أجل عملية التحميض أو قل لإظهار ما خلفه تأثير الضوء على السبيكة.
 
اسم القنينة:
Positive Type PC Board Developer Concentrate
image054
مزيل طلاء الأظافر.
image055
 
الخطوة 1: طباعة التصميم على السبيكة
قم بطباعة نموذجين للتصميم على ورق بلاستيكي شفاف.
 
طابعة ليزرية تكفي بالغرض هنا.
 
إذ لم توجد عندك فاسأل أصحاب المحلات النسخ الذين غالبا ما يتواجدون قرب الكليات والجامعات.
 
image056

هذا هو مطبوعنا.
 
سؤال: ربما تساءلت لماذا نموذجين بالضبط؟
 
الجواب: إذا دققت في كل نموذج ستجد أن بعض المناطق لم تطبع بالحبر الأسود وستظهر كثقوب عشوائية. طباعة نموذجين وجعل بعضهما فوق بعض سيزيل معظم هذه الثقوب.
image057
قم بتقطيع النموذجين باستعمال مسطرة وشفرة سكين حاد.
image058
قم بوضع نموذج فوق الآخر وثبتهما بشريط لاصق.
 
إذا ما زالت بعض الثقوب العشوائية ظاهرة، فقم بتغطيتها بالحبر الأسود.
image059
ألصق النموذج بزجاجة إطار الصورة.
image060
السبيكة حساسة للضوء. لذا من الأفضل أن تخفض ضوء الغرفة أو استعمل ضوء شمعة أو ضوءا أحمر مثلا.
 
قم بنزع الشريط اللاصق على صفيحة السبيكة.
image061
 
قم بوضع صفيحة السبيكة على النموذج.
 
لا تنسى أن تثبتها من أطرافها على الزجاجة باستعمال شريط لاصق.
image062
قم بتغطيتها بخلفية إطار الصورة.
image063
ستحتاج لضوء أبيض.
image064
قم بوضعها تحت الضوء لبضع دقائق.
 
 
بعد انتهاء هذه المدة قد لا تلاحظ شيئا حصل على السبيكة. لكن سترى ذلك أثناء عملية التحميض.
 
قم باستخراج السبيكة ولا حاجة لنا الآن بالنموذج ولا الإطار.
image065
 
الخطوة 2: تحميض السبيكة
عملية التحميض ستأخذ حوالي دقيقة تقريبا.
 
احظر المحلول المخصص للتحميض.
image066
قم بوضع السبيكة في المحلول.
 
حرك الوعاء طولا وعرضا.
image067
حرك الوعاء طولا وعرضا.
 
حرك، حرك، حرك ….
image068
حرك إلى أن يبدأ شكل النموذج  يظهر على السبيكة.
image069
بعد أن تتأكد من أن النموذج طبع على السبيكة بسلام، قم باستخراجها...
image070
ثم اغسلها بالماء.
 
image071
نمر الآن إلى عملية إذابة النحاس الظاهر في المناطق العارية من السبيكة.
 
استعمل أي محلول يمكنه إذابة النحاس.
image072
قم بالتحريك طولا وعرضا مرة أخرى.
واتركها لبضع دقائق.
 
بعد ذلك استخرجها من المحلول.
image073
 
الخطوة 3: ثقب مرابط المركبات الإليكترونية
إذ لم يتواجد عندك المثقب الكهربائي فقم باستعمال أداة أخرى تقوم بنفس الغرض لثقب الأماكن التي ستثبت فيها مرابط (أو قل أقطاب) المركبات الاليكترونية.
image074
احذر من أن تفسد النحاس حوالي كل ثقب.
image075
اكمل العملية...
image076
وستكون النتيجة كما ترى في الصورة جانبه.
image077
 
الخطوة 4: إزالة طلاء السبيكة
استعمل أي مزيل صباغة عندك...
 
وكما قلنا سابقا، يمكنك استعمال مزيل طلاء الأظافر لهذه المهمة.
image078
استعمل ورقا قطنيا وبلله بالمزيل ثم امسح على صفحة السبيكة.
image079
وهذه هي النهاية.
 
مبروك عليك.
image080
الفيديو
يمكنك أن تشاهد نفس العمليات في المقطع التالي:
 

 

السبيكة بوجهين
تجد أن بعض البطاقات الاليكترونية المعقدة كالبطاقة الأم في الحاسوب أو البطاقة الأم في الهاتف النقال بها دارة كهربائية متشعبة وتغطي كلا الوجهين للشريحة.
image081
إذا أردت أن تصنع مثل هذه البطاقات الاليكترونية فالأمر سهل إن شاء الله.
 
دعنا نسمي وجهي السبيكة بالوجه "أ" والوجه "ب"
 
عندما تريد أن تطبع تصميم الدارة الكهربائية على الوجه "أ"، فقم أولا بتغطية الوجه "ب" بشريط لاصق حتى لا يتمكن المحلول من إذابة نحاسهقم باتباع نفس الخطوات في الطرائق أعلاه.
 
عندما تنتهي من الوجه "أ"،  يمكنك إذن أن تقوم بتغطيته بشريط لاصق وأزل الشريط اللاصق من على الوجه ب”. كرر نفس العمليات على الوجه "ب".
image082

تجد مثالا لهذه العملية في الفيديو التالي
 

 

تأليف محمد السهلي 
 

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق