Site Loader

Содержание

В чем травить плату, если нет хлорного железа? — Меандр — занимательная электроника

В этой статье рассмотрено несколько простых способов травления печатных плат, на случай когда нет хлорного железа.

  1. Травление в растворе серной кислоты и перекиси водорода.

В воду осторожно вливают концентриро­ванную серную кислоту из расчета 20-30 мл на стакан воды. Затем туда добавляют 5-6 таблеток перекиси водорода. Разме­шивают неметаллическим предметом до растворения таблеток.

Травление платы в данном растворе происходит в течение 1-2 часов.

Обращаясь с кислотой нужно соблюдать особую осторожность.

Способ не будет таким опасным, и куда белее доступным, если вместо концентри­рованной кислоты взять электролит для автомобильных аккумуляторов. Электро­лит нужно разбавить в два раза водой и добить 5-6 таблеток перекиси водорода из расчета на стакан воды.

 

  1. Травление в растворе азотной кислоты.

Требуется азотная кислота.

Раствор должен быть концентрацией не более 20%. Травление происходит быстро, — обычно не более 15 минут. После травления, чтобы нейтрализовать кислоту плату промывают раствором питьевой соды.

Данный способ является одним из наиболее опасных для здоровья. Кроме того, что кислотой можно обжечься, так еще и при травлении выделяется ядови­тый газ — окись азота. Поэтому, такой способ травления вряд ли можно признать пригодным для использования в условиях квартиры или другого жилого помещения.

 

  1. Травление в растворе смеси пова­ренной соли и медного купороса.

Этот способ наиболее безопасный в бытовых условиях. Но все же нужно понимать, что медный купорос — это тоже вещество, которым можно отравиться.

Раствор нужно готовить именно в такой последовательности: наливаете в ван­ночку воду. Затем, насыпаете поваренную соль из расчета — две столовых ложки на стакан воды, размешиваете её пластмассовой или стеклянной палочкой до растворения, и добавляете медный купорос из расчета — одна столовая ложка на стакан воды.

Размешиваете неметал­лическим предметом, и погружаете в раствор плату. Последовательность должна быть именно такая, — сначала растворить соль, потом медный купорос.

Травление происходит в поваренной соли, а медный купорос выступает в качестве катализатора.

Травление в таком растворе происходит очень медленно, и может достигать 10 ча­сов. Ускорить процесс можно подогревая ванночку с раствором до температуры 60-70°С, например, с помощью электро­лампы. Кроме того, очень неплохо как-то активировать перемешивание жидкости. Можно ванночку укрепить на, допустим, куске фанеры, а фанеру поставить на мягких резиновых ножках. Затем на фанеру возле ванночки прикрепить бор- машинку, в которую вместо сверла вставить согнутый болт или гвоздь. И включить. Вибрация от бор-машинки с таким эксцентриком будет достаточно активно раскачивать ванночку и ускорит процесс травления в несколько раз.

Заранее приготавливать сухую смесь медного купороса и поваренной соли не допускается, — сначала нужно растворить один компонент, а потом другой.

И все же, самым лучшим является травление в растворе хлорного железа. При невозможности приобретения данного «реагента», его можно приготовить само­стоятельно.

На стакан 10%-соляной кислоты всы­пают 10-15 грамм мелких железных опи­лок. Раствор выдерживают несколько дней, до появления коричневой окраски. После этого в нем можно травить плату.

Травление во всех случаях необходимо производить в неметаллической посуде, например, в ванночке для фотопечати. При этом, плата должна быть повернута стороной со стравливаемой фольгой вниз, и подвешена на расстоянии не менее 5 мм до дна ванночки.

Автор: Снегирев И.

Травление плат хлорным железом — Рождённый с паяльником — LiveJournal

Для начала надо надыбать порошок хлорного железа. Обычно его без проблем можно купить на местной радиотолкучке, где она? А где обычно сбывают ворованные мобилники, обломки телевизоров, комповое железо непонятного происхождения и пиратские компашки в промышленных масштабах? Вот это, как правило, и есть радиобарахолка 🙂

Короче, хлорное железо это такой рыжевато-бурый порошок. Очень хорошо впитывает воду и сильно пачкает одежду (попало на одежду, считай на выброс). Как все это бодяжить написано ниже. Все нагло было поперто с форума http://forum.ixbt.com + мои комментарии.

Не следует наливать горячую воду из-под крана, она грязная. Лучше брать либо дистиллированную, либо хотя бы прокипячённую. (Ну не знаю, я мутил в обычной воде из водопровода, нам же не нужно проводить высоконаучный эксперимент! А обычная хлорная бодяга и так неплохо травит. прим DHT) Химикат всыпать очень маленькими порциями, примерно по половине чайной ложки за раз, непрестанно помешивая раствор. При растворении вода нагревается. А ещё лучше сыпать порошок тоненькой струйкой при быстром помешивании.На всыпание/растворение тратится до двадцати минут — но зато порошок не оседает на дне посуды чёрной коркой и растворяется полностью.Затем следует оставить раствор отстаиваться минут двадцать. К этому времени на дно осядет гидроксид железа (ржавчина), который всегда есть в порошке хлорного железа и который препятствует травлению.

Затем раствор профильтровать в чистую посуду, осадок из старой банки вымыть. Фильтрование можно повторить. (Я не фильтровал, т.к. один хрен после травления будет выпадение осадка ,зачем мне лишние переливания? прим. DHT) После этого у нас в руках будет банка чистого прозрачного раствора хлорного железа бурого цвета. Плёнки на поверхности раствора быть не должно — она портит платы. Плёнку можно убрать фильтрованием или просто снять ложкой.В таком растворе, подогретом до +40…50 градусов, плата травится около двадцати минут. (Не факт. У меня в свежем растворе, при комнатной температуре травка происходила за 5-10 минут. прим. DHT) При травлении следует плату держать фольгой вниз и покачивать кювету раз в две минуты для удаления растворённой хлористой меди от поверхности платы. Подогрев я делаю на водяной бане. Не довожу её, конечно, до кипения, а просто наливаю в большой сосуд горячую воду из-под крана — этого хватает на час травления — и в большой сосуд ставлю травильную кювету.
(Я так не делал, просто в теплом расстворе, и все было нормально. прим. DHT)

Далее раствор можно слить в емкость, закрыть крышкой и оставить на неопределенный срок. У меня в банке хлорное железо раствором два года стояло. Потом я еще им немало плат протравил. Может это и жлобство, но я травлю раствором до тех пор, пока он еще способен растворять медь.

Выложу еще парочку своих методов изготовления плат. Вот тут dlinyj выкладывал пост как делать платы с помощью принтера. Хороший способ, но когда надо впаять пару микрух да резисторов ИМХО слишком много возни. Я делаю так:

Рисую на плате фломастером дорожки, потом клею сверху широкий скотч и прорезаю в нем лезвием щели таким образом, чтобы окружить этими разрезами все нарисованные полоски. Лезать лучше бумажным резаком из серии King Size ,чтобы прорез был как можно больше, можно даже немного углубиться в медь. Далее это все кидается в теплый раствор хлорного железа. Выдержку лучше давать раза в два дольше обычного, как-никак прорезы узкие медь должно разьесть.

После чего вытаскиваем плату и промываем ее. Навряд ли дорожки протравит на 100, будут перемычки. Потому все просветы надо продрать толстой иглой. Таким макаром я умудрялся делать тонюсенькие дорожки, проходящие между ног у микросхем.

Пять шагов для травления печатной платы (PCB)

Мы все сталкиваемся с вещами, которые слегка расстраивают нас. В течение некоторого времени этой раздражающей вещью для меня был шкаф для одежды посреди дома без какого-либо света в нем. Имея двух собак, которые иногда грызут обувь, этот шкаф стал удобным домом для нашей коллекции обуви.

Я хотел попытаться травить печатную плату в течение некоторого времени. Это казалось идеальной возможностью опробовать этот новый метод. Схема не была бы сложной, поэтому я также мог бы пролить некоторый свет для тех, кто думает об этом впервые.

Шаг 1: нарисуйте схему и проверьте

В частности, для этого проекта требуются светодиоды, резисторы, выключатель и некоторые типы батарей. Цель состоит в том, чтобы использовать нормально замкнутый переключатель, чтобы выключить светодиоды, когда дверь закрыта, и включить их, когда дверь открыта. Нарисуйте схему и отследите все необходимые компоненты. Обязательно проверьте закон Ома, чтобы убедиться, что все детали имеют достаточное сопротивления. В моем случае я обнаружил, что ток, проходящий через каждый светодиод на полностью заряженном элементе, будет немного выше. Тем не менее, я решил продолжить эту настройку, чтобы светодиоды не становились слишком тусклыми, когда садится батарея. Плюс ко всему, у меня было множество резисторов 100 Ом, оставшихся от предыдущего проекта, которые просто ждали цели!

Шаг 2: Введите вашу схему в программное обеспечение для проектирования печатных плат

Использование достойной платформы PCB Design может сэкономить много времени при разработке макета вашей печатной платы. Такие программы, как Eagle и EasyEDA, позволяют проектировать вашу схему, а затем создавать ее непосредственно из программы.

Это гарантирует, что размеры компонентов и точки подключения являются точными и учитываются на печатной плате. Еще один способ сэкономить на этом программном обеспечении — инструмент автоавтоматики. Он покажет все трассы в пути, которые мешают только компонентам и другим трассам, которые связаны. После того, как печатная плата была размечена и соединения цепи прослежены, проверьте цепь в последний раз перед печатью. Убедитесь, что вы печатаете в
масштабе 1: 1, чтобы размеры макета были точными.

Шаг 3: Перенесите макет на плату

Чтобы обеспечить точную передачу, наклейте этот отпечаток поверх печатной платы из ламината с медным покрытием. С помощью канцелярской кнопки проткните бумагу так, чтобы каждый компонентный провод проходил сквозь плату. Это оставит точки на меди, где эти компоненты идут. Небольшое углубление на меди также поможет сверлу найти точное место. Удалите распечатанный лист и убедитесь, что все компоненты отмечены на меди. Используйте сверло 1/32 ”(максимум), чтобы высверлить отверстия, отмеченные на плате.

После того, как все отверстия просверлены, очистите верхнюю часть медной пластины куском наждачной бумаги.

Шаг 4: Процесс травления

Как только второй слой маркера полностью высохнет, пришло класть плату ванну с хлоридом железа. Хлорид железа — это агрессивное кислотное химическое соединение, которое поглощает всю медь на доске, которая не защищена чернилами маркера. Также плату можно травить раствором азотной кислоты, которую можно купить здесь http://transchemical.ru/acid/nitric/

Налейте небольшое количество хлорида железа в пластиковый контейнер с крышкой; достаточно, чтобы полностью покрыть плату. Оставьте доску на 10 минут, убедитесь, что крышка надежно закреплена, и каждые несколько минут встряхивайте ее, покачивая контейнер вперед и назад. Через 10 минут осмотрите плату и, если меди не видно, снимите плату, надев латексную перчатку. Высушите плату одноразовой тряпкой, чтобы удалить весь хлорид железа с доски. Промойте доску ацетоном, который быстро отработает чернила маркера, чтобы выявить ваши невредимые дорожки.

Процесс травления завершен!

 

Шаг 5: Заполните плату и протестируйте свою схему

После протравливания платы используйте мультиметр для проверки целостности. Убедитесь, что все трассировки прошли успешно, а также начинайте и заканчивайте в правильных местах, прежде чем подавать питание на цепь. Как только все следы будут проверены, добавьте компоненты в их правильное положение и припаяйте их. Подайте напряжение и наблюдайте с трепетом, поскольку ваша идеально протравленная цепь функционирует точно так, как запланировано!

Мой следующий шаг

Для завершения моего проекта я прикреплю переключатель 18650 к задней стороне печатной платы и смонтирую сборку внутри моего шкафа. Переключатель имеет нормально замкнутые контакты, поэтому, когда дверь закрыта, переключатель будет нажат, контакты разомкнуты, а освещение погаснет. Когда дверь открыта, переключатель не будет нажат, контакты будут закрыты, и свет будет гореть!

Управление процессом травления проводников печатных плат

Для управления процессом линия травления содержит блок перманентного экстракционного извлечения избытка меди из травильного раствора, чтобы поддерживать его состав на границе «травление/отсутствие травления» («на грани фола»). Фронтальный напор струй в сочетании с граничными условиями травления создают условия растворения металла только на дне зазора между проводниками. В этом случае боковые стенки зазора почти не подвергаются растворению, что обеспечивает минимальный боковой подтрав проводников схемы при относительно большой толщине вытравливаемого металла (меди фольги и гальваники). Кроме условий получения прецизионного рисунка проводников печатной схемы предлагаемая технология создает условия для снижения экологической нагрузки на сооружения очистки промышленных стоков вод.

В производстве печатных плат перепробовано много составов травильных растворов в сочетании с резистами, создающими избирательность растворения металлов2, 3. Все они основаны на окислении вытравливаемых металлов и последующем растворении их окислов. Если в качестве травящих растворов используются вещества с переменной валентностью, как например, медь или железо, персульфаты процесс окисления и растворения окислов осуществляется в одном цикле. В итоге в производстве печатных плат установилось использование кислых растворов на основе хлорной меди в сочетании с органическими резистами и щелочные растворы на основе аммиачного комплекса хлорной или сернокислой меди в сочетании с металлорезистами на основе олова (олово, олово-никель, олово-свинец)4, 5.

Все существующие процессы травления рисунка проводников печатных плат относятся к изотропным процессам, т.е. они растворяют металл во всех направлениях одинаково. В процессе травления проводников схемы кроме вертикального травления, т. е. травления по глубине зазора, происходит также и горизонтальное травление, так называемый боковой подтрав. Всегда желательно уменьшить боковое подтравливание, чтобы добиться прямоугольной формы сечения вытравленного проводника.

Процессы травления могут быть погружными и струйными.

Основное преимущество погружного травления – это равные условия травления для двух сторон заготовки. По всей заготовке наблюдается одинаковый боковой подтрав, и скорость травления примерно одинаковая при условии перемешивания раствора или возвратно-поступательного перемещения заготовки в растворе. Но и при этом обмен раствора на поверхности заготовки минимальный, а боковой подтрав получается большим, так как процесс травления как в ширину, так и в глубину идет с одинаковой скоростью. Такие условия травления при изготовлении прецизионных печатных плат не устраивают современное производство из-за повышенного бокового подтравливания. Задача конструктора и технолога при проектировании оборудования для травления печатных плат добиться наибольшей скорости травления в глубину, а не в сторону под металлорезист или органический резист (фоторезист).

Струйный метод травления является наиболее эффективным как по скорости процесса, так и по снижению величины бокового подтравливания. Струйное травление обычно осуществляется в конвейерных установках, в которых на заготовки печатных плат, перемещаемых по транспортеру, сверху и снизу подаются струи травильного раствора.

Рассмотрим этапы травления рисунка, локально защищенного резистом.

Начало процесса травления (рис 1): поверхность меди покрыта рисунком из защитного резиста. Здесь травящая среда омывает, травит и удаляет те участки меди, которые не защищены резистом. Промежуточные этапы, показанные на рис 2 и 3, демонстрируют дальнейший ход этого процесса.

Следующий этап (рис 4): медь здесь уже полностью удалена до поверхности базового материала. Но чтобы уверенно гарантировать разделение смежных печатных проводников, а также исключить ситуации, когда остатки меди в зазоре локально уменьшают расстояние между печатными проводниками, процесс травления продолжается.

Если в качестве защитного резиста используется металлорезист, за счет контактной разницы в электрохимическом потенциале меди и металлорезиста (олова) медь удаляется главным образом из-под резиста, и здесь в наибольшей степени проявляется эффект бокового подтрава в сочетании с нависанием металлорезиста на кромках проводников.

Для оценки качества травления используется такое понятие как фактор травления. Этот параметр отражает отношение толщины протравленного медного проводника к максимальной величине бокового подтрава по одной стороне (рис 5).

F = H / L,

где F – фактор травления (или коэффициент бокового подтравливания),

H – толщина меди,

L – боковой подтрав.

Обычно фактор травления для травильных машин струйного типа F = 2 – 2,5.

Чем больше фактор травления, тем меньше боковой подтрав, и тем более тонкие проводники можно воспроизводить. Задача технологов – уменьшить величину бокового подтрава проводников и за счет этого улучшить разрешающую способность литографии рисунка печатных плат. Для этого нужно создать условия для поддержания травящих свойств раствора «на грани фола», т.е. в состоянии, когда раствор активен только в местах удара струй о травящуюся поверхность. Эти условия реализованы в конструкции травильной машины, в которой форсунки распыляют травящий раствор строго перпендикулярно травящей поверхности (рис 6).

Для управления процессом необходимо создать аппендикс к блоку травления, удаляющий излишки меди из травящего раствора по мере её растворения (насыщения раствора медью).

Пограничные режимы травления обеспечиваются поддержанием состава раствора с постоянным содержанием меди меньше 70 г/л, но не ниже 65 г/л при рН = 7,8 – 8. Обычно при поддержании такого состава происходит первоначальное растворение меди, затем его быстрый останов за счет пассивации медной поверхности. При значительном повышении давлении на форсунках, мощная струя свежего травильного раствора постоянно активирует медную поверхность, и пассивация медной поверхности не успевает образоваться. Таким образом, травление меди в глубину будет происходить непрерывно, а боковые поверхности, не подвергаясь мощному давлению струй раствора, пассивируются и не травятся. Таким образом, происходит уменьшение бокового подтравливания, что приводит к улучшению фактора травления6.

Управление процессом травления в описываемой системе состоит в жестком поддержании состава раствора, рН, концентрации меди и температуры раствора. Кроме того, для уменьшения величины бокового подтрава по предлагаемой методике нужно значительно увеличить напор струй травящего раствора.

В процесс прецизионного травления вмешивается еще один существенный фактор – на верхней поверхности заготовки образуются лужи, мешающие обмену раствора. Из-за этого создаются неравные условия травления на верхней и нижней поверхности заготовки платы. Снизу заготовки травильный раствор постоянно обновляется за счет гравитации, он легко отделяется от поверхности и падает вниз. А на верхней поверхности заготовки платы неизбежно собирается лужа и, чем выше расход травильного раствора, тем больше ее собирается в центре заготовки. На краях раствор будет накапливаться в меньшей степени, и здесь условия для обмена раствора будут лучше. В центре заготовки обмен раствора затруднен, а образующаяся лужа раствора создает условия изотропности процесса травления, т.е. будут неизбежно созданы условия для усиленного бокового подтравливания.

Таким образом, процессы травления на верхней и нижней поверхностях заготовки сильно отличаются. Чем больше площадь заготовки, тем сильнее будет проявляться эта разница.

Для устранения данного негативного эффекта и достижения равномерности травления используется вакуумный отсос травильного раствора с верхней поверхности заготовки. Вакуумные отсосы встраиваются в приводные ролики на конвейере и называются гидродинамическими. За счет этих вакуумных отсосов застой травильного раствора полностью удаляется, а новые порции из форсунок каждый раз бьют по обнаженной поверхности заготовки. Таким образом создаются абсолютно одинаковые скорости травления как снизу, так и сверху заготовки.

Повышенный напор струй достигается за счет применения мощных насосов (5 кВт) и уменьшения расстояния от форсунки до поверхности платы. В результате энергия и давление струи травильного раствора в контакте с поверхностью заготовки печатной платы увеличивается. При проведении проектных работ на специальном испытательном стенде было выбрано оптимальное расстояние от форсунки до медной поверхности с учетом угла распыления форсунки так, чтобы соседние струи пересекались не более чем на 15-20 %. Увеличение мощности насосов, увеличение давления подачи раствора при относительно малой активности травильного раствора («на грани фола») позволили достигнуть нормальной скорости травления и подавить боковой подтрав.

Управление составом раствора обеспечивается применением новой системы регенерации. Принцип работы этой системы основан на органической экстракции меди из медно-аммиачного комплекса с помощью органического экстрагента, который после разрушения медно-аммиачного комплекса насыщается ионами меди. Для этого применяется экстрагент, серийно выпускаемый для промышленной добычи меди. Он является крупнотоннажным продуктом, и его стоимость не сильно сказывается на себестоимости процесса регенерации меди.

В дальнейшем происходит разрушение насыщенного медью экстрагента раствором серной кислоты. В этом процессе ионы меди переходят в раствор серной кислоты. По мере накопления меди в растворе электролит подвергается электрохимической регенерации, где медь в виде особо чистой меди высаживается на катодах. Экстракция меди из рабочего травильного раствора и стадия извлечения меди из экстракта разделены. Поэтому процесс электрохимического восстановления меди никак не влияет на скорость травления. Применение специальных высокоточных датчиков измерения плотности раствора травления позволяет с точностью ±2 г/л поддерживать содержание меди в травильном растворе.

Описываемый процесс регенерации значительно отличается от традиционных процессов, применяемых при производстве печатных плат. В традиционном процессе регенерация меди происходит порционно в гальванической ванне. Этот процесс ступенчатый, он не может быть непрерывным. Периодический отбор травильного раствора для регенерации и добавление свежего раствора меняют концентрацию меди в травильной машине, а значит меняется активность раствора в ходе травления. Чтобы выровнять процесс, необходимо использовать дополнительные буферные емкости на входе и выходе регенерируемого раствора. Но применение такого приема ведет к отсутствию условий управляемости процессом травления, удорожанию оборудования и неудобствам в эксплуатации.

Главное достоинство описываемого комплекса прецизионного травления – управляемость процессом и простота эксплуатации. Запуск процессов травления и регенерации происходит с одной кнопки. Все режимы устанавливаются автоматически. Оператору до начала работы необходимо только ввести в интерфейс машины толщину вытравливаемого металла. Установка автоматически выставит оптимальные режимы для получения прецизионного рисунка.

При работе установки каждый квадратный метр печатной платы уносит около 200 мл раствора и меняет его рН. В предлагаемой системе коррекция травильного раствора для поддержания рН происходит автоматически водным раствором аммиака непосредственно при травлении. Газообразный аммиак не используется, т.к. является взрывоопасным газом. Для предотвращения уноса испаряющегося аммиака установка травления имеет герметичную конструкцию. Вытяжная вентиляция подключена через автоматический клапан для автоматического поддержания рН.

В процессе работы установки предусмотрено не только управление составом травильного раствора, но и регенерация аммиачной промывки. В процессе аммиачной промывки происходит накопление меди в растворе, и он может превратиться в травильный раствор. Чтобы предотвратить этот эффект содержание меди в аммиачной промывке поддерживается не более 6 г/л.

Так как скорость травления поддерживается всегда постоянной, можно применять автоматические погрузчики-разгрузчики, т. е. управление процессом травления происходит практически без участия персонала.

Таким образом спроектирована и предлагается серия установок анизотропного травления рисунка печатных плат с активированной вертикальной составляющей, названной Frezer Style (рис 7). Они обеспечивают полную управляемость процессом, простоту обслуживания и имеют оригинальный дизайн. Эксплуатация в условиях реального производства показала, что Frezer Style идеально подходит для травления узких зазоров и формирования проводников с минимальным размером и допуском по ширине. Применение динамической системы контроля и поддержания плотности и состава раствора травления в комплекте с экстракционной системой извлечения излишней меди из состава медноаммиачного травильного раствора, названной «СЭМАР» (рис 8), позволяют достичь минимального бокового подтрава проводников при сохранении производительности линии за счет увеличения вертикальной составляющей обработки при пограничных режимах травления.

Конструкция динамических прижимных валов с вакуумным отсосом раствора дает возможность быстро удалять травильный раствор («лужи») с поверхности обрабатываемой заготовки (рис 9), обеспечивая тем самым лучшие результаты при большой толщине фольги (фактор травления до 5).

Управление установкой серии Frezer Style осуществляет PLC-контроллер с сенсорным экраном, на котором выполняются все настройки, например, выставляется толщина медной фольги и отслеживается состояние всех элементов установки и режимов травления. Вывод установки на рабочий режим производится автоматически. Все подключения – вода для промывки, вода для охлаждения, слив промывных вод, слив раствора – осуществляются в одной зоне доступа.

Для удобства и технологичности использования в установках серии Frezer Style предусмотрены:

  • Независимая регулировка давления по рядам форсунок (рис 10).
  • Предотвращение разворотов заготовок: положение на выходном конвейере соответствует входному.
  • Форсунки с байонетным креплением, обеспечивающие быстроту их демонтажа/монтажа при профилактических работах. Коллекторы обслуживаются без разбора установки.
  • Система датчиков для измерения площади обрабатываемой заготовки и управления режимом экономии воды и электроэнергии.
  • Возможность обработки тонких заготовок и заготовок малого размера благодаря конструкции конвейера: ролики на смежных валах взаимно смещены, что позволяет обеспечить минимально возможное расстояние между валами.
  • Автоматическая система контроля и поддержания рН. Автоматическая система дозирования корректирующего раствора.
  • Система поддержания температуры в рабочих камерах.
  • Насосы повышенной мощности в комплекте со щелевыми и специальными форсунками, обеспечивающие наиболее подходящую для данного процесса струю раствора.
  • Двойные прозрачные крышки из минерального стекла с датчиком открытия.
  • Многоступенчатая система фильтрации, обеспечивающая чистоту форсунок в процессе эксплуатации и способствующая равномерности процесса травления.
  • Все баки снабжены системой контроля уровня раствора, связанной с системой управления, для обеспечения надежной работы насосов. Все баки имеют окна для визуального контроля уровня раствора.
  • Автоматическая система управления клапаном вытяжки и система улавливания паров для уменьшения уноса аммиака в вытяжную вентиляцию.
  • Модуль горячей сушки.

Установка СЭМАР обеспечивает регенерацию раствора медно-аммиачного травления печатных плат и аммиачной промывки. Система состоит из двух основных модулей: экстракционного и электролизного. Схема работы установки приведена на рис 11.

Установка СЭМАР предназначена для:

  • Поддержания постоянства состава медно-аммиачного травильного раствора.
  • Автоматической регенерации с извлечением металлической меди из травильного раствора.
  • Автоматической регенерации с извлечения меди из раствора аммиачной промывки.
  • Демпфирования колебаний концентрации меди при импульсной загрузке травильной машины с большим количеством стравливаемой меди в короткий промежуток времени.
  • Специализированной регенерации медно-аммиачных травильных растворов с выделением чистой металлической меди в региональных центрах.

Преимущества:

  • Постоянное поддержание состава травильного раствора с высокой точностью.
  • Отсутствие отходов травильного раствора и аммиачной промывки.
  • Предотвращение попадания ионов меди в промывные воды.
  • Не требуются специальные добавки в травильный раствор.
  • Особо чистая медь, получаемая в результате экстракции (99,99 %).

Экстракционный блок обеспечивает экстракцию меди из травильного раствора и аммиачной промывки с последующим переводом меди из органической фазы в водный раствор серной кислоты. Электролизный блок – электровыделение металлической меди из сернокислого электролита.

Экстракционные аппараты включаются в технологическую схему по принципу «перетракции», разработанном и опробованном ранее в РХТУ им. Д. И. Менделеева. Этот принцип подразумевает транспорт ионов меди из одного водного раствора в пространственно-отделенный от него другой водный раствор, с не смешивающимся с ними органическим экстрагентом (свободной жидкой мембраной). При этом, в отличие от классической жидкостной экстракции, органическая фаза не является накопителем ионов меди, а выступает лишь в роли переносчика, извлекая ионы из одной водной фазы и отдавая их в другую.

При щелочном травлении заготовок печатных плат у технологов возникает вопрос: а как же хлор? Он ведь будет выделяться? Однако этого не случается в силу своеобразного химизма процессов травления и регенерации, которые происходят в установках Frezer Style и СЭМАР. Как показано в статье «Прецизионное травление печатных плат»7, хлор выделяться не будет, он находится всегда в связанном состоянии.

Из приведенных данных по механизму регенерации следует, что экстракционно-электрохимическая схема несмотря на многостадийность процесса обеспечивает полную регенерацию травильного раствора.

Испытания показали минимальную величину подтрава при травлении рисунка печатных плат на комплексе Frezer Style и СЭМАР (F = 5) по сравнению с аналогичным оборудованием, предлагаемым рынком. Эксплуатация комплекса подтвердила его технические характеристики:

  • Производительность по меди: до 2 кг/час.
  • Точность поддержания концентрации меди в растворе травления: ± 2 г/л.
  • Точность поддержания значения pH раствора: ± 0,1.
  • Точность поддержания температуры в травильной машине по объему: ± 1 °C.

Опытная эксплуатация системы прецизионного травления рисунка проводников печатных плат в реальном производстве показала полную состоятельность предложенных идей для разработки системы, обеспечивающей улучшенный фактор травления, регенерацию меди и полное автоматическое управление процессом.


1 ГОСТ Р 53429‑2009. Платы печатные. Основные параметры конструкции

2 Clyde F. Coombs Printed Circuits Handbook McGraw–Hill Professional, 2007

3 Печатные платы: Справочник / Под ред. К. Ф. Кумбза. Перевод с англ. М.: Техносфера, 2011

4 Jump up to: Charles A. Harper, Electronic materials and processes handbook, McGraw-Hill, 2003

5 «The Rise of High Density Interconnect PCBs – HDI PCBs».

6 Медведев А.М. Печатные платы. Процессы травления рисунка//Технологии в электронной промышленности. 2013. № 8

7 Шкундина С. Прецизионное травление печатных плат // Производство электроники: Технологии. Оборудование. Материалы. 2011. № 6


Чем травить печатную плату? — Лаборатория радиолюбителя — Каталог статей

Изготовление травящего вещества.

Существуют различные составы для травления, фольгированного материала при изготовлении печатных плат.
Рецепт №1.
Для форсированного (в течение 4—6 мин) травления можно использовать следующий состав (в массовых частях): 38 %-ная соляная кислота плотностью 1,19 г/см3, 30 %-ный пероксид (перекись) водорода—пергидроль. Если перекись водорода будет иметь концентрацию 16—18%, то на 20 массовых частей кислоты берут 40 частей пер оксида и столько же воды. Сначала смешивают с водой перекись, а затем добавляют кислоту. Печатные проводники и контактные площадки следует защищать кислотостойкой краской, например нитроэмалью НЦ-11.
Рецепт №2.
В стакане холодной воды растворяют 4—6 таблеток перекиси водорода и осторожно добавляют 15—25 мл концентрированной серной кислоты. Для нанесения рисунка печатной платы на фольгированный материал можно пользоваться клеем БФ-2. Время травления в данном растворе приблизительно 1 ч.
Рецепт №3.
В 500 мл горячей (примерно 80 °С) воды растворяют четыре столовые ложки поваренной соли к две ложки растолченного в порошок медного купороса. Раствор приобретает темно-зеленую окраску. Готов к применению сразу после остывания (при термостойкой краске, см. выше, необязательно). Раствора хватает для снятия 200 см3 фольги. Время травления около 8 ч. Если рисунок печатной платы выполнен достаточно теплостойкой краской или лаком, температуру раствора можно довести примерно до 50 °С, и тогда интенсивность травления увеличится.
Рецепт №4.
Растворяют 350 г хромового ангидрида в 1л горячей воды (60—70 °С), затем добавляют 50 г поваренной соли *. После того как раствор остынет, приступают к травлению. Время травления 20—60 мин. Если в раствор добавить 50 г концентрированной серной кислоты, то травление будет более интенсивным.
Рецепт №5.
В 200 мл теплой воды растворяют 150 г хлорного железа в порошке.
Приготовление хлорного железа.
Если нет хлорного железа в готовом виде (в порошке), то его можно приготовить самому. Для этого необходимо иметь 9%-ную соляную кислоту и мелкие железные опилки. На 25 объемных частей кислоты берут одну часть железных опилок. Опилки засыпают в открытый сосуд с кислотой и оставляют на несколько дней. По окончании реакции раствор становится светло-зеленого цвета, а через 5—6 дней Окраска меняется на желто-бурую—раствор хлорного железа готов к применению. Для приготовления хлорного железа можно использовать порошкообразный железный сурик. При этом на одну объемную часть концентрированной соляной кислоты требуется 1,5—2 части сурика. Компоненты смешивают в стеклянной посуде, добавляя сурик небольшими порциями. После прекращения химической реакции на дно выпадает осадок и раствор хлорного железа. Готов к применению

Поделись с друзьями в социальных сетях

Реклама


Похожие материалы:

К сожалению, похожего ничего не нашлось!

Травление металла. Травление печатных плат Как травить платы

И лимонной кислотой — рецепт, пользующийся особой популярностью у радиолюбителей. Это не только быстрый, но и безопасный способ получить готовое для паяния элементов будущего прибора полотно.

Как травили платы в прошлом?

Раньше, чтобы сделать требовалось приложить немало усилий. Сначала схема разводилась на бумаге, потом в заготовке проделывали отверстия, после чего переносили дорожки на фольгированный текстолит или гетинакс, используя при этом лакокрасочные изделия. После высыхания покрытия его отдирали, а плату погружали в емкость с лугом для вытравливания.

Труднее всего было травить плату. Так как для этих целей использовали луг на основе В радиокружке такое средство не было дефицитным, а вот дома приходилось искать альтернативу, в качестве которой чаще всего выступал медный купорос.

Обработка платы несла в себе еще один секрет: плата травилась неравномерно. Некоторые дорожки разъедались, а местами поверхность недотравливалась. Все из-за неопытности умельцев или многократного использования лужного раствора.

Современные методы обработки плат

Травление платы перекисью водорода и не новинка. Многие слышали о таком методе и раньше. Выбрав такой вариант подготовки платы, вы откроете для себя не одно преимущество по сравнению с травлением в хлорном железе. Например, качество обработки, безопасность и экологичность перекиси в сочетании с окислителем.

Рецепт обработки платы дома

Все, что необходимо для того, чтобы выполнить травление платы перекисью водорода и лимонной кислотой, вы найдете в своей аптечке и на кухне или без проблем сможете приобрести. Еще одно неоспоримое преимущество обработки плат таким способом — стоимость ингредиентов для создания раствора. Вот и еще одно преимущество водородной смеси — она обойдется намного дешевле хлорного железа.

Компонентный состав

  • 3%-я — 100 мл.
  • Кислота лимонная — 30 грамм.
  • Поваренная соль — 5 грамм (в качестве вспомогательного компонента прохождения реакции).
  • Вода (в случае надобности).

Важно! Раствора, приготовленного в такой пропорции, хватит, чтобы вытравить медную фольгу толщиною в 35 мкм и площадью 100 кв. см.

Подготовка платы

  1. Нарисуйте и напечатайте плату.
  2. Вырежьте необходимых размеров кусок текстолита.
  3. Перенесите тонер на текстолит и оставьте отмокать, после чего удалите.

Как приготовить раствор?

  1. Подогрейте перекись водорода: поставьте бутылочку на водяную баню и дождитесь, пока температуры двух веществ не выровняются.
  2. Возьмите чашку. Подойдет любая, только не металлическая.
  3. Перелейте разогретую перекись в чистую сухую посудину и всыпьте лимонную кислоту.
  4. Тщательно перемешайте смесь.
  5. Помешивая, добавляйте соль, которая в растворе играет роль катализатора.

Как правильно травить плату?

Чтобы травление платы перекисью водорода и лимонной кислотой прошло быстрее, можете воспользоваться двумя контейнерами. Просто поместите меньшую емкость с лугом в контейнер большего размера и налейте в нее горячую воду. Это ускорит и усилит процесс.

Травление платы в р-ре перекиси водорода выполняют так: плату помещают в луг стороной, на которой нарисованы дорожки, вниз, чтобы продукты распада легко опускались на дно емкости. Чтобы реакция проходила более равномерно, раствор нужно время от времени слегка помешивать. Весь процесс занимает не более 10 минут.

По завершении травки плату необходимо нейтрализовать и промыть под проточной водой.

Такой метод обработки платы полностью безопасен. Делать платы теперь можно и на работе, и дома, и в офисе, а работать с небезопасными реагентами при этом совсем не обязательно.

Важно! Если раствор сильно пенится, то соли вы всыпали слишком много. Подлейте еще перекиси, иначе реакция пройдет чересчур активно, дорожки могут быть повреждены.

Если в процессе реакции вы вытянете плату и взглянете на нее, то не сможете заметить отличий, по сравнению с тем, как проходит травление печатной платы в хлорном железе, их просто нет. Главное отличие — быстро проходящая реакция и менее опасный процесс для человека.

Как понять, что плата уже вытравилась?

В водородно-кислой среде реакция проходит по формуле: Cu+ h4Cit +h3O2→ H +2h3O. Травление печатной платы в перекиси водорода можно считать завершенным, если в растворе прекратились какие-либо реакции: он больше не шипит и не пузырится.

Готовую плату очищают и промывают водой. Тонер или краску стирают ацетоном. После чего плату тщательно протирают и обезжиривают.

Важно! Проверяйте дорожки на целостность после обработки платы. Поврежденная схема не будет работать.

Как вы могли убедиться, травление платы перекисью водорода в домашних условиях не только возможно, но и безопасно. Не составит труда найти необходимые компоненты для приготовления травящего состава, а сам процесс займет не более 15 минут. Сегодня любой радиолюбитель, благодаря простым и точным советам, сможет поэкспериментировать дома без нанесения вреда себе и окружающим.

Качественный монтаж – залог надежной и долгой работы того или иного устройство. В этой статье постараюсь кратко и детально пояснить весь процесс создания печатных плат. Метод ЛУТ – самый доступный из всех существующих, многие наверное слышали название, а многим оно хорошо знакомо, поскольку больше половины людей, увлеченные электроникой используют именно эту технологию для создания печатных плат в домашних условиях.

Все, что вам нужно для создания довольно качественных печатных плат в домашних условиях, это – лазерный принтер, утюг – желательно именно отечественный и разумеется кусочек фольгированного стеклотекстолита. Шаблон с точными размерами нужно распечатать на лазерном принтере (именно лазерном), обязательно максимально темный оттенок, затем аккуратно вырезаем шаблон.

При этом многие советуют печатать шаблон на фотобумаге, но лично никогда фотобумагу не использовал (да и лазерного принтера у меня нет, приходится в каждый раз бегать до ближайшего интернет клуба), в моем случае обычная бумага формата А4.

После этой операции нужно подготовить плату, а для этого первым делом нужно подрезать стеклотекстолит под размеры своей платы, затем тщательно очистить поверхность фольги мелкой шкуркой до блеска, затем промыть фольгу растворителем или ацетоном. После этого сразу же приступаем к процессу.

Разогреваем наш утюг. Изначально я посоветовал применить именно отечественные, причина довольно проста – у фирменных утюгов дно не гладкое, да и вес у них не очень, а отечественный – то, что надо. Шаблон ровно укладываем на плату так, чтобы тонер смотрел на сторону фольги, затем аккуратно начинаем утюжить плату. Те, кто делают процесс впервые, советую зафиксировать шаблон относительно платы, чтобы в итоге не вышла кривая плата.

Утюжить нужно в течении 90 секунд (лично так делаю), после чего вырубаем утюг и даем плате остыть в течении одной-двух минут, затем подносим сосуд с водой и бросаем туда плату на несколько минут, после чего аккуратно НЕ ЦАРАПАЯ НОГТЯМИ с помощью пальцев снимаем бумагу.

В итоге получается почти готовый полуфабрикат, в местах, где тонер прилип нехорошо или вообще отсутствует – можно покрыть обычным лаком для ногтей или маникюром. Для этого берем лак, зубочистку и дорисовываем плату. Даем маникюру или лаку выдохнуть в течении 15-30 минут (зависит от конкретного лака). Дальше нужно готовиться к последнему этапу – травлению, об этом и поговорим далее…

После того, как шаблон нанесен на поверхность фольгированного стеклотекстолита, пора приступить к процессу травления платы – этот этап самый легкий. Кто-то для травления использует медный купорос, другие хлорное железо, в моих краях это все роскошь, поэтому приходиться использовать альтернативный метод травления печатных плат.
Для начала немного про ингредиенты. Все, что нам нужно, это чайная ложка поваренной соли, лимонная кислота (2 пакета по 40Гр), и перекись водорода – 3% раствор.

Где все это достать? Поваренная соль может быть украдена с собственной кухни, перекись водорода продается в бутылках по 100мг в любой аптеке (нам нужны 2 бутылки), ну а лимонная кислота может быть приобретена в любом продуктовом магазине.

Дальше нужно поискать подходящий сосуд – пластиковый, стеклянный или эмалированный. В этом сосуде перемешиваем все наши составные и добавляем к раствору 20-50мл обыкновенной воды из под крана. В конце остается бросить нашу плату в раствор.

Спустя 40-60 минут плата будет протравлена. Недостаток данного раствора в том, что его хватит на 2-3 платы с размером в пачку сигарет, по сути почти одноразовый раствор, но зато доступный всем.

Все, что остается дальше – сами знаете лучше меня – высверливание отверстий под компоненты, лудение дорожек (если есть желание, но советую, слой олово спасает медные дорожки от окисления) и конечный монтаж электронных компонентов.

Метод ЛУТ позволяет получить довольно качественные дорожки с толщиной до 0,3-0,5мм, следовательно, с его помощью можно создавать печатные монтажные платы почти промышленного качества, но если делаете плату скажем для поверхностного монтажа (в случае сборки цифровых устройств того или иного рода), где задействованы процессоры и интегральные микросхемы с многочисленными мелкими выводами, то метод ЛУТ не самый лучший вариант, тогда приходит на помощь более современный и высококачественный метод создания печатных плат – фоторезист.

Удаление части поверхностного слоя металлического изделия с помощью химической реакции называют травлением. Эта технология известна человеку уже несколько тысячелетий, наряду с чеканкой и чернением ее применяли для отделки металлических деталей оружия и домашней утвари, украшений и ритуальных предметов. В наши дни травление металлов применяется в художественных промыслах, для нанесения гальванических покрытий, для создания изображений и надписей на металлических изделиях.

Перед проведением травления на те участки поверхности металла, которые не должны быть вытравлены, наносится защитное покрытие, устойчивое к травящему веществу (протраве).

Далее деталь подвергают воздействию кислой среды или погружают в емкость с электролитической жидкостью. Чем дольше деталь подвергается обработке, тем больший слой металла разъедается агрессивной средой. Травление металла может осуществляться в несколько приемов, это так называемое многослойное протравливание.

Травление изображений на металле проводят как в промышленных, так и в домашних условиях.

Исходя из применяемых для разъедания слоя металла материалов, различают такие способы травления металлов, как:

  • Химический (жидкий). Применяются кислые растворы. Не требует сложного оборудования и дорогостоящих материалов. В ходе работы образуются вредные для здоровья испарения.
  • Электрохимический. Применяется раствор электролита и пропускаемый через него электрический ток. Характеризуется большей скоростью процесса, более точным исполнением деталей рисунка, экономным расходованием рабочей жидкости. Не образует вредных испарений
  • Ионно-плазменный (сухой). Поверхностный слой испаряется пучком ионизированной плазмы. Применяется при производстве микроэлектронных компонентов.

Ионно-плазменный метод требует высокоточного и дорогостоящего оборудования и применяется только в условиях промышленного производства. Жидкий метод, электрохимическое травление металла и даже электрохимическая гравировка доступны и в домашних условиях.

С помощью гальванического травления можно самостоятельно сделать печатную плату, практически не уступающую промышленной.

Гальванический способ травления выгодно отличается от жидкого отсутствие необходимости использования кислот, дающих вредные испарения. В зависимости от материала заготовки используются разные электролитические растворы:

  • Сталь и железо — нашатырь и железный купорос
  • Медь и ее сплавы (бронза, латунь)- медный купорос
  • Цинк – цинковый купорос.

Для проведения процесса в домашних условиях потребуется:

  • Гальваническая ванна из непроводящего материала.
  • Блок питания на 5 вольт постоянного тока.
  • Металлический катод (из того же металла, что и заготовка.)
  • Проволочные подвесы для заготовки и катода. Заготовка не должна касаться стенок или дна ванны.
  • Две проводящие штанги, превосходящие по длине ванну.

Одну штангу присоединяют к отрицательному выводу блока питания и вешают на нее катод.

Другую штангу — к положительному выводу и подвешивают на нее изделие, которое будет служить анодом.

При подаче напряжения начинается процесс электролитического переноса металла с изделия на катод. Он будет происходить с участков поверхности, не покрытых защитным лаком.

Художественное травление металла проводят как гальваническим, так и жидким методом.

Мастера народных промыслов и просто домашние умельцы получают с его помощью высокохудожественные изображения на холодном и огнестрельном оружии, всевозможной кованой и литой утвари. Для мастеров, делающих авторские охотничьи и бытовые ножи, травление стало практически обязательным элементом отделки. Особенно популярны охотничьи сцены, арабские, рунические или абстрактно — геометрические орнаменты. Многие мастера комбинируют травление металла с его воронением, придавая рисунку синеваты, черный или желтоватый оттенок.

Для переноса изображений используют как способ покрытия детали лаком, так и глянцевую бумагу. Применяют также еще один способ – оклеивание детали скотчем. Горячей иглой процарапывают линии рисунка, после чего пинцетом аккуратно удаляют скотч с участков, подлежащих протравливанию. Остатки клеевой массы нужно смыть растворителем.

Перед травлением деталь следует тщательно обезжирить.

Перед началом травления поверхность следует подготовить. Это позволит обеспечить:

  • Высокую скорость процесса
  • удаление металла ровным слоем.

В ходе обработки поверхности с нее удаляются все механические и химические загрязнения. Для нее применяют теплый мыльный раствор, подойдет и любое моющее средство. После высыхания поверхности ее надо протереть ветошью, пропитанной растворителем или обезжиривателем. Это позволит удалить остатки жидкости и масляные пленки.

Химическую обработку хорошо сочетать с механической:

  • полировка до зеркального состояния
  • шлифовка наждачкой. Применяется при недоступности полировки. Следует проследить, чтобы шкурка все время двигалась в одном направлении и следы от нее были строго параллельны

Механическая обработка значительно улучшит внешний вид изделия после травления.

Для этой операции применяется несколько способов. Все их объединяет общий принцип: защита части поверхности от разъедающего действия протравы, а различает вещество, используемое для нанесения рисунка.

Лак для ногтей

Популярный и доступный способ. Обладает некоторыми недостатками:

  • Высокая вязкость лака не дает возможности для прорисовки мелких деталей и тонких линий.
  • Требуется твердая рука и навык рисования.
  • Весьма сложно исправить ошибочно нанесенные детали.

Грунтовка или битумный лак

Используется грунтовка ГФ 021, ХВ 062 или битумный лак. Сначала веществом покрывается все протравливаемое изделие. Далее тонкой ручкой или маркером переносят контуры рисунка. Из тонкой проволоки или прутка из мягких сплавов следует изготовить иглу, заострив конец проволоки.

Те участки изображения, которые должны быть вытравлены, процарапываются до металла. Следует следить за тем, чтобы грунтовка не скалывалась.

Глянцевая бумага

Кроме глянцевой бумаги (ее можно купить в магазинах товаров для творчества, а можно просто вырезать лист из журнала), потребуется лазерный принтер, приложение для работы с изображениями и утюг. Изображение рисунка следует сделать зеркальным и распечатать в натуральную величину. Изображение прикладывают к поверхности и проглаживают несколько раз. После остывания заготовки бумагу смывают теплой водой, а тонер остается на поверхности детали. Тыльную и боковые поверхности, не подлежащие протравке, нужно защитить лаком или пластилином.

Основное достоинство метода — можно точно переносить мельчайшие детали изображения.

Основной недостаток — работать таким образом можно только с плоскими или цилиндрическими заготовками. Способ весьма популярен при изготовлении печатных плат.

Травление стали

Кроме художественного травления металла, позволяющего получать изысканные изображения на стальных поверхностях, травление стали используют и для удаления окалины и оксидных пленок. При этом следует особо тщательно соблюдать требования технологического процесса во всем, что связано с концентрацией протравочных растворов и времени выдержки детали в протраве или в электролитной ванне. Перетравливание в ходе такой операции крайне нежелательно.

При травлении стали применяют как жидкий, так и электрохимический метод. Протраву готовят на основе сильнодействующих кислот, таких, как соляная или серная. Особое внимание следует уделить тщательному обезжириванию поверхности. Пропущенное масляное или жировое пятно может привести заготовку в негодность. Для защиты частей заготовки, не подлежащих травлению, использую лаки, составляемые на основе канифоли, скипидара, гудрона.

Эти компоненты легко воспламеняемы, поэтому во время работы с лаком следует сбыть особо внимательным и осторожным. По окончании травления непротравленные участки заготовки очищают от защитного лака растворителем.

Большой популярностью среди домашних мастеров — травильщиков пользуется азотная кислота. Ее применяют как единственную основу для протравы, так и в смеси с виннокаменной или соляной. Раствор для травления металла на основе смеси азотной и соляной кислоты обладает очень высокой химической активностью, и обращаться с ним следует крайне осторожно.

Для обработки твердых и специальных сортов стали используют смеси азотной и уксусной кислоты. Обработку проводят в два этапа. Сначала готовят специальную предварительную протраву — глифоген, представляющий собой смесь воды, азотной кислоты и этилового спирта. В ней деталь выдерживают в течение нескольких минут. Далее заготовку промывают раствором винного спирта в дистиллированной воде и тщательно высушивают. После этого проводят основное протравливание.

Для травления чугунов применяют растворы серной кислоты средних концентраций.

Исходя их атомного веса и определяемых им физико-химических свойств вещества, для каждого металла и сплава подбирают свою, наилучшим образом воздействующую именно на него, протраву.

Как чистая медь, так и медные сплавы протравливают с применением серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты. Для повышения скорости реакции в растворы добавляют соединения хрома или азота. На первой стадии травления с заготовки удаляют окалину и оксидную пленку, далее переходят собственно к травлению металла. При травлении меди в домашних условиях следует соблюдать осторожность.

Алюминий и сплавы на его основе выделяются среди других металлов тем, что для их травления применяют не кислотные, а щелочные растворы. Для молибдена также применяют щелочные растворы на основе едкого натра и перекиси водорода.

Титан стоит еще большим особняком — на первом этапе предварительного протравливания применяют щелочь, а на основном — уже кислоту. Для титана применяю самые сильные кислоты — плавиковую и концентрированные серную и азотную. Титановые заготовки протравливают с целью снятия поверхностного слоя окислов непосредственно перед тем, как нанести гальваническое покрытие.

Для протравливания таких металлов, как никель или вольфрам, используют водный раствор перекиси водорода и муравьиной кислоты.

Заготовка для печатной платы представляет собой лист текстолита, с одной или с двух сторон покрытый слоем медной фольги. Целью травления печатных плат является создание проводящих дорожек из медной фольги в точном соответствии с чертежом. Дорожки покрывают защитным лаком, остальную часть фольги удаляют травлением.

В домашних условиях применяет несколько способов:

  1. Хлорным железом. Реагент приобретают в магазине химических товаров или делают самостоятельно. В соляной кислоте следует растворить железные опилки. Перед использованием раствор следует выдержать до полного растворения железа и тщательно перемешать.
  2. Азотной кислотой.
  3. Водным раствором серной кислоты, смешанной с таблетированной перекисью водорода.
  4. Медным купоросом с добавлением горячей воды и хлорида натрия. Этот вариант самый безопасный, но и самый продолжительный. На протяжении всего процесса температуру протравы следует поддерживать не менее 40 о С, иначе протравливание растянется на многие часы.
  5. Электролитическим методом. Следует взять диэлектрическую емкость (хорошо подходят кюветы для проявки фотографий), наполнить ее раствором поваренной соли, поместить туда плату и кусок медной фольги, которая будет служить катодом.

По окончании протравливания жидким методом плату следует тщательно промыть раствором соды, чтобы погасить остатки кислоты.

Процесс травления для других материалов

Кроме металлов, операции травления подвергают и другие материалы. Наиболее часто встречается протравливание стекла с декоративными целями. Травление осуществляют в парах плавиковой кислоты, единственной, способной растворить стекло. На этапах подготовки проводится предварительная кислотная полировка поверхности изделия, потом на нее переводится контур будущего изображения. Защитные покрытия для стекла делают из смеси воска, канифоли и парафинов. После нанесения защитного покрытия заготовку окунают в травильную емкость.

Применение плавиковой кислоты создает на поверхности красивую матовую структуру. Чтобы получить гладкую, прозрачную поверхность, в протравочную смесь добавляют концентрированную серную кислоту. Для получения рельефного, глубокого узора операцию повторяют.

В травлении металлов используются чрезвычайно активные в химическом отношении вещества-сильные кислоты, щелочи и их растворы. При неправильном обращении они могут причинить серьезный вред здоровью и нанести значительный материальный ущерб.

Поэтому при работе с ними нужно соблюдать особые меры предосторожности и строго выполнять правила техники безопасности при проведении работ:

  • Работы проводят только при наличии хорошей вентиляции, предпочтительно — вытяжного шкафа.
  • Обязательно использование средств индивидуальной защиты: резиновых перчаток и фартука, плотной производственной одежды, респиратора, защитного лицевого щитка.
  • Нельзя ставить банки с кислотами и щелочами на высоко расположенные полки и шкафы.
  • Во время разведения кислот КИСЛОТУ ЛЬЮТ в ВОДУ, и никогда — воду в кислоту.
  • При работе с кислотой иметь под рукой раствор соды, а при работе со щелочью — слабый уксусный раствор для промывания участков кожи, на которые случайно попали капли раствора.
  • При работе гальваническим методом перед началом работы тщательно осмотреть все используемое электрооборудование на предмет отсутствия механических повреждений и целостности изоляции.
  • Иметь под рукой исправный огнетушитель.

В случае попадания травильного раствора на кожу следует немедленно промыть пораженный участок соответствующим нейтрализующим раствором. Если брызги кислоты или щелочи попали на одежду — ее следует немедленно снять.

Если травильный раствор попал на слизистые оболочки — следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Промедление в таких случаях может стоить здоровья или даже жизни.

Чем вытравить печатную плату.

Для тех, кто только начинает заниматься радиолюбительским конструированием, или просто не знает каким образом можно изготовить печатную плату, в этой статье мы приведем несколько вариантов травления при помощи химических реактивов.

Сразу хотим отметить, что большинство радиолюбителей для травления плат используют хлорное железо, рассмотрим этот вариант, а так же несколько альтернатив, но при этом мы не будем останавливаться на травлении с применением соляной и азотной кислот, и многих других небезопасных или замороченных методах. Рассмотрим только те варианты, которые реально можно применить в домашних условиях, и быстро. И так, давайте по порядку.

Вариант травления плат 1.
Хлорное железо.

Обычно на упаковке производитель пишет, в каком соотношении готовится раствор хлорного железа. Как правило, это 1: 3 (один к трем), то есть в 100 граммах воды растворяется 30…40 грамм кристаллов хлорного железа. Время травления платы зависит от концентрации раствора, а так же от температуры раствора, в подогретом растворе (градусов до 60-ти) травление протекает гораздо быстрее. Травить необходимо в пластмассовой или стеклянной ванночке, да и для приготовления раствора лучше использовать пластиковую ложку.

На просторах интернета нам попалась информация, как приготовить раствор хлорного железа самостоятельно. Для этого 15 грамм мелких железных опилок засыпают в 250 мл 10% соляной кислоты (стакан), настаивают раствор в течение нескольких дней, пока он не приобретет коричневую окраску. Когда настоится — можно приступать к травлению.

Плата в ванночку для травления помещается травящейся стороной вниз. Для того чтобы плата не погружалась на самое дно, многие радиолюбители приклеивают на двухсторонний скотч к верхней стороне платы кусочек пенопласта. Если необходимо вытравить двустороннюю плату, поместите ее в ванночку или банку вертикально. Таким образом, растворяемая медь будет легче оседать на дно емкости, и процесс травления будет быстрее.

Не допускайте попадания раствора хлорного железа на одежду, она будет испорчена, а пятна, скорее всего, не отчистятся.

Вариант травления плат 2.
Медный купорос + поваренная соль.

Как вы, наверно, знаете, медный купорос представляет собой кристаллы голубоватого цвета, приобрести можно в хозяйственных магазинах, или магазинах для садоводов, в общем, не дефицит. Соль — обычная крупная из продуктового магазина.

Кроме соли и купороса нам понадобится еще какой-нибудь небольшой железный предмет (пластинка из железа, гвоздь, или что-нибудь еще), который при травлении мы поместим в раствор рядом с платой. В тонкости химических процессов мы вдаваться не будем, отметим только то, что этот процесс протекает с образованием множества комплексных солей, а железный предмет, помещенный в раствор во время травления, вступает в эту реакцию и при этом расходуется. Раствор готовится из одной части медного купороса и двух частей поваренной соли.


То есть на две столовые ложки с горкой медного купороса кладем четыре столовых ложки с горкой поваренной соли, заливаем полтора стакана горячей воды (градусов 70), перемешиваем до полного растворения кристаллов, и раствор для травления готов. Заранее не делайте смесь кристаллов купороса и соли, сначала растворяйте один компонент, а потом другой.

Время травления примерно минут 40.
Даже если не использовать железный предмет при травлении, плата тоже вытравится.
Если после травления на плате остались синеватые пятна, их можно легко убрать уксусом.

Вариант травления плат 3.
Перекись водорода + лимонная кислота + поваренная соль.

Рецепт этого раствора для травления плат простой, в 100 граммах обычной аптечной 3% перекиси водорода растворяем примерно 30 грамм лимонной кислоты и 5 грамм поваренной соли. Перемешиваем до полного растворения всех сыпучих ингредиентов, и раствор готов к применению.

Заостряем ваше внимание — воду в раствор лить не нужно. И последнее, данный раствор не хранится и повторно не используется. Приготовленного таким образом количества хватит вытравить примерно 100 кв. см медной фольги с толщиной 35 мкм. Для дальнейшего травления готовится раствор заново.

Надеемся из этих трех вариантов вы наверняка выберете наиболее вам подходящий, исходя из того, что у вас на данный момент времени есть под руками.

Один из способов получения на металлических изделиях выпуклого или вдавленного рисунка, появившийся сравнительно недавно, получил название травление. Принцип действия этого метода основан на использовании электрохимических процессов в жидком электролите. При наличии художественных способностей, даже в домашних условиях можно получить узор высокого качества при минимуме требуемых материалов и оборудования.

При самостоятельном выполнении травления в домашних условиях потребуются следующие расходные вещества и приспособления:

  • изделие, предназначенное для украшения – различные столовые приборы, охотничьи или походные ножи или простые мыльницы, на которых можно выполнить простейшие узоры;
  • емкость достаточного объема и удобной формы из неметаллических материалов, подходящая для помещения в нее всего обрабатываемого изделия или украшаемой его части. Наиболее удобно использовать с этой целью стеклянные емкости, позволяющие визуально контролировать процесс обработки.
  • достаточное количество обыкновенной поваренной соли;
  • лак для ногтей любого цвета;
  • средство для снятия лака, предназначенное для очистки обработанного изделия;
  • источник постоянного электрического тока небольшого напряжения. В этом качестве может быть использовано зарядное устройство для зарядки автомобильных или телефонных аккумуляторов.

Нанесение рисунка

Начинаем с подготовки обрабатываемого изделия. Его необходимо качественно очистить от жира и грязи, промыть горячей водой и просушить. После этого с помощью кисточки нанесите лак на обрабатываемую поверхность предмета (в нашем случае это столовые ложки).

Не давая покрытию полностью высохнуть, выполните нанесение узора или надписи.

В зависимости от варианта рисунка, желаемого декоративного эффекта, при травлении металлов может быть получен как вдавленный в материал изделия узор, так и выступающий на его поверхности. Этого можно добиться при удалении защитного лакового слоя. Именно чистый металл без красивой пленки и будет подвержен химическому вытравливанию.

В том случае, если вы хотите получить выпуклое изображение, оставьте лак именно на нем, а с фона удалите.

В противном случае — снимите лаковую пленку именно в виде желаемого узора – он и будет «вдавлен» в материал изделия. Для получения тонкого узора удалять лак с поверхности удобно остро заточенной деревянной палочкой или зубочисткой. Старайтесь получить максимально гладкие линии без подтеков, которые могут значительно испортить всю работу по травлению рисунка на изделии.

Приготовление электролита

Убедившись, что весь необходимый лак удален, приступаем к подготовке рабочего раствора. Защитный слой за это время успеет полностью просохнуть. В качестве вещества, в котором и осуществляется травление стальных изделий, чаще всего в домашних условиях используют раствор поваренной соли. Для его приготовления необходимо растворить в чистой воде кристаллы в соотношении на 0,5 литра жидкости две столовых ложки соли.

Вместо хлорида натрия можно применять и другое вполне доступное химическое вещество, имеющее название медный купорос. Его не сложно приобрести в любом хозяйственном или садовом магазине.

Травление изделия из металла

Для активации процесса в раствор электролита необходимо поместить любой стальной предмет и подключить к нему отрицательный провод от источника тока. Положительный провод в этом случае присоединяется к обрабатываемому изделию. Схематично процесс травления выглядит так:

При отсутствии качественного преобразователя (выпрямителя) можно воспользоваться зарядным устройством для телефона, срезав с него контакт для соответствующего гнезда.

Процесс травления под действием электрического тока происходит достаточно бурно.

Это необходимо учитывать при выборе стеклянной емкости. Уровень электролита в ней должен предотвращать его возможное выплескивание в процессе травления.

Контроль углубления рисунка при электрохимической обработке можно осуществлять визуально, периодически доставая обрабатываемое изделие из раствора. При соблюдении всех необходимых параметров процесс может продолжаться до нескольких минут, в зависимости от желаемой глубины травления узора на металлической детали.

Получив желаемый результат, отключите электрический ток. После этого с извлеченного образца тщательно удалите лаковую пленку. Для этого удобно воспользоваться средством для снятия лака и плотной тканью. Промойте готовый рисунок теплой водой с мылом.

Получение цветного рисунка

Для придания полученному узору, рисунку или надписи дополнительного декоративного эффекта предлагаем воспользоваться несложным способом, доступным каждому. Для этого на обработанный участок нанесите небольшое количество любой нитроэмали, добившись полного заполнения углубления. Этот лакокрасочный материал достаточно быстро сохнет, поэтому к дальнейшей работе можно возвратиться уже по истечении часа. Убедившись, что эмаль полностью высохла, удалите лишний материал, попавший на поверхность протравленного изделия с помощью мелкой наждачной бумаги. Применение растворителя в данном случае может испортить всю работу, так как он размазывает краску по поверхности, полностью не удаляя ее, и может придать узору некрасивую матовость.

Окончательно придать окрашенному протравленному рисунку выразительность позволит механическое полирование готового изделия на войлочном круге с пастой ГОИ.

Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации — нам интересно ваше мнение:)

Как протравливать платы. Как травить печатную плату в домашних условиях

Трудно от хлорного железа отмыть раковину или отстирать кухонное полотенце. Трудно объяснить жене дыру от кислоты на штанах. Я в последнее время перешёл на самый дешёвый и чистый способ травления печатных плат. Спасибо неизвестному химику, который впервые в интернете описал этот способ. К сожалению, не помню, где и кто он.

Позднее видел многократно похожие рецепты на разных сайтах в Сети, решил добавить и на Датагор эту шпаргалку, чтобы всегда под рукой и в соответствующем разделе. Этот способ травления плат отлично подходит как для начинающих радиолюбителей, так и для аксакалов.

Чтобы нахимичить травильный раствор нам потребуются безопасные и доступные зелья


☂️ Обратите внимание, воды в рецепте нет!
⚖️ Этого количества раствора хватает на вытравливание ≈100 см²
медной фольги стандартной толщины 35 мкм.

Как использовать рецепт?

Всё это необходимо смешать перед использованием в стеклянной или пластиковой посуде. Количество ингредиентов можно пропорционально изменять, а лимонной кислоты можно и побольше .

Время травления около 20 минут при комнатной температуре, зависит от площади платы. Увеличение температуры не приводит к значительному увеличению активности, поэтому, я считаю, что подогревать не нужно.
Важно перемешивать травящий раствор для доступа свежего раствора и смывания продуктов реакции.

Раствор по этому рецепту руки и одежду не разъедает и раковину не пачкает. Изначально раствор прозрачный, а по мере использования приобретает цвет «морской волны», зеленовато-голубоватый.


Фотка в процессе, прислал на Датагор Beso (Минск):
«Действительно, травит быстро, травит чисто, и, что немаловажно,
травит дешевле, чем хлорным железом»


Для коррекции недостатков ЛУТ подходит перманентный маркер, маркер с краской (paint marker) или лак для ногтей.
Раствор не хранится, всегда лучше травить в свежеприготовленной смеси .


Мой вариант травления в ведёрке из-под какой-то еды.
Очень экономно расходуется раствор.


А ещё в Сети предлагают вариант с заменой лимонной кислоты на 70% уксусную. Я считаю, что делать так можно только в самом крайнем случае, т. к. получаем вонь и работу с более опасной средой.

Радиолюбительская технология изготовления печатных плат в домашних условиях состоит из нескольких этапов.

    Нанесение рисунка.

    Раствор для травления.

    Травление.

  1. Нанесение рисунка при помощи лазерного принтера.

Подготовка чертежей печатной платы.

Вручную удобнее всего выполнять чертеж печатной платы в масштабе 1:1 на бумаге от самописцев (имеет клетку со стороной 2.5 мм, в «шаге» микросхем), если таковой нет, то можно «отксерить» школьную бумагу «в клеточку» с уменьшением в 2 раза, в самом крайнем случае можно использовать обычную миллиметровку. Дорожки со стороны пайки нужно рисовать сплошными линиями, а дорожки со стороны деталей (в случае двухстороннего монтажа) рисовать пунктирными линиями. Необходимо отметить, что располагаемые элементы должны быть в зеркальном отражении. Центры ножек элементов отмечаются точками, вокруг которых необходимо нарисовать паечную площадку. Для последующих действий, очень важно, какого размера Вы выбираете установочные площадки для элементов (обидно, когда при рисовании платы «в живую» или дорожка между площадками не проходит, или после пайки элементы выпадают вместе с площадками). Ширину дорожек следует выбирать исходя из того, чем вы будете рисовать плату, при использовании стеклянных рейсфедеров примерно 1.5 мм. После того как рисунок готов, нужно приложить чертеж к светящейся поверхости (например стекло окна) обратной стороной к себе и обвести пунктирные линии. Так Вы получите рисунок со стороны установки деталей. Далее необходимо вырезать чертеж листа бумаги, но с учетом «крылышек» для крепежа с каждой стороны (около 15 мм).

Подготовка стеклотекстолита и сверление.

Вырезать по размеру чертежа кусок стеклотекстолита. Снять заусеницы напильником. Наложите чертеж на плату, загните края бумаги и закрепите их на обратной стороне скотчем или (предпочтительнее) изоляционной лентой. Далее производится процесс сверления. Да-да, прямо по чертежу и без кернения. Важным условием того, чтобы сверло не повело, является его «свежесть». Впрочем чего ждать от конкретного сверла, можно понять, просверлив пробное отверстие на каком-нибудь обрезке стеклотекстолита. Лучшее решение этой проблемы — наличие соответствующего сверлильного станка, пусть даже и самодельного. Если применяется «моторчик со сверлом», как правило, лучше будущие отверстия «накернить». Все отверстия, включая и крепежные, сверлятся одним (наименьшим) диаметром. Далее необходимо проверить сверление на «просвет» так как обязательно найдутся непросверленные отверстия. Досверлить. После этого со стеклотекстолита очень аккуратно снимается чертеж платы (опасность представляют заусеницы от сверления). Далее производится рассверливание крепежных и остальных, больших по диаметру, отверстий.

После произведенных операций, производится зачистка поверхности платы мелкой шкуркой. Этот процесс необходим для удаления заусениц от сверления и для лучшего сцепления краски рисунка с поверхностью. По возможности не касайтесь зачищенной поверхности пальцами, чтобы не оставались жировые отпечатки. После зачистки необходимо произвести обезжиривание платы при помощи спирта (в крайнем случае ацетоном, но следить за тем чтобы не оставались белые порошкообразные разводы). После этого касаться пальцами можно только торцевых поверхностей.

Нанесение рисунка.

По поводу применяемой краски и технологии нанесения дорожек в своих кругах мы, конечно, немало спорили, но остановился я на описанном ниже. Вычерчивание производится нитрокраской, с растворенным в ней порошком канифоли (обеспечавает на какое-то время после высыхания пластичность для корректировки и не дает краске «отстать» в случае травления горячими растворами). Рисование производится стеклянными рейсфедерами (которые в наше время найти весьма проблематично). Кроме того, возможно применение в качестве краски, асфальтобитумного лака, растворенного до нужной кондиции ксилолом. Бутылки хватит очень надолго. Возможно изготовление рейсфедеров самому, при соответствующей тренировке, конечно. Для этого можно взять тонкостенную стеклянную трубку и растянув на пламени (над газовой плитой) сломать её посередине. Затем обломанный кончик «довести» на мелкой шлифовальной шкурке. Далее, разогрев над тем же пламенем, согнуть кончик до нужного угла. Сложно!? На самом деле не более 5 минут. Так же можно использовать для рисования и одноразовые шприцы. Лак набирается в одноразовый шприц (1-2 мл) и ставится тонкая игла. Иглу перед установкой необходимо обработать надфилем, так, чтобы края были ровные (убрать острый конец). Со стороны поршня можно вставить еще одну иглу для прохода воздуха внутрь шприца.

Перед тем как начать рисовать дорожки печатного монтажа, необходимо вычертить монтажные площадки для пайки элементов. Наносятся они при помощи стеклянного рейсфедера или остро заточенной спички вокруг каждого отверстия, диаметром примерно 3 мм. Далее необходимо дать им высохнуть. После этого нужно обрезать их при помощи циркуля до нужного диаметра (я применяю маленький циркуль-измеритель с резьбовым фиксатором расстояния (да простят мне это выражения чертежники-профессианалы, никогда не знал его настоящее название), одна из иголок которого обточена под плоский резец). Далее обрезанные излишки подчищаются шилом или скальпелем. На самом деле, я использую для этих процедур переработанную школьную готовальню. В результате получаются ровные круглые площадки одного диаметра, которые остается только соединить дорожками, согласно начерченному ранее чертежу печатной платы. Далее, после просушивания, рисуется вторая сторона. После чего производится корректировка дорожек и ошибок при помощи скальпеля. Причем следует отметить, чтобы выровнять край дорожки, нужно сначала обрезать кромку по линейке (лучше металлической), а затем удалить излишки выцарапыванием. Если подчищать дорожку сразу, то в зависимости от степени пересушенности краски, можно получить «сколы» еще хуже первоначальных. Проверьте соответствие рисунка на плате с рисунком на чертеже.

Изготовление травящего вещества.

Существуют различные составы для травления, фольгированного материала при изготовлении печатных плат.

Рецепт №1.

Для форсированного (в течение 4-6 мин) травления можно использовать следующий состав (в массовых частях): 38 %-ная соляная кислота плотностью 1,19 г/см 3 , 30 %-ный пероксид (перекись) водорода-пергидроль. Если перекись водорода будет иметь концентрацию 16-18%, то на 20 массовых частей кислоты берут 40 частей пер оксида и столько же воды. Сначала смешивают с водой перекись, а затем добавляют кислоту. Печатные проводники и контактные площадки следует защищать кислотостойкой краской, например нитроэмалью НЦ-11.

Рецепт №2.

В стакане холодной воды растворяют 4-6 таблеток перекиси водорода и осторожно добавляют 15-25 мл концентрированной серной кислоты. Для нанесения рисунка печатной платы на фольгированный материал можно пользоваться клеем БФ-2. Время травления в данном растворе приблизительно 1 ч.

Рецепт №3.

В 500 мл горячей (примерно 80 °С) воды растворяют четыре столовые ложки поваренной соли к две ложки растолченного в порошок медного купороса. Раствор приобретает темно-зеленую окраску. Готов к применению сразу после остывания (при термостойкой краске, см. выше, необязательно). Раствора хватает для снятия 200 см 3 фольги. Время травления около 8 ч. Если рисунок печатной платы выполнен достаточно теплостойкой краской или лаком, температуру раствора можно довести примерно до 50 °С, и тогда интенсивность травления увеличится.

Рецепт №4.

Растворяют 350 г хромового ангидрида в 1л горячей воды (60-70 °С), затем добавляют 50 г поваренной соли *. После того как раствор остынет, приступают к травлению. Время травления 20-60 мин. Если в раствор добавить 50 г концентрированной серной кислоты, то травление будет более интенсивным.

Рецепт №5.

В 200 мл теплой воды растворяют 150 г хлорного железа в порошке.

Приготовление хлорного железа.

Если нет хлорного железа в готовом виде (в порошке), то его можно приготовить самому. Для этого необходимо иметь 9%-ную соляную кислоту и мелкие железные опилки. На 25 объемных частей кислоты берут одну часть железных опилок. Опилки засыпают в открытый сосуд с кислотой и оставляют на несколько дней. По окончании реакции раствор становится светло-зеленого цвета, а через 5-6 дней Окраска меняется на желто-бурую-раствор хлорного железа готов к применению. Для приготовления хлорного железа можно использовать порошкообразный железный сурик. При этом на одну объемную часть концентрированной соляной кислоты требуется 1,5-2 части сурика. Компоненты смешивают в стеклянной посуде, добавляя сурик небольшими порциями. После прекращения химической реакции на дно выпадает осадок и раствор хлорного железа. Готов к применению

Травление и обработка платы.

Травление надо производить в пластмассовой (фото кювета) или фарфоровой (тарелка) посуде. Если плата небольших размеров, её удобно травить в тарелке. Глубокая тарелка выбирается так, чтобы плата не ложилась полностью на дно, а углами опиралась на стенки тарелки. Тогда между платой и дном будет пространство, заполненное раствором. Во время травления плату необходимо переворачивать и помешивать раствор. Если вам надо быстро протравить плату, подогрейте раствор до 50-70 градусов. Если плата больших размеров, то в крепёжные отверстия (по углам) вставьте спички так, чтобы они выступали на 5-10 мм с обеих сторон. Можно вставлять медную проволоку, но тогда будет большее насыщение раствора медью. Травите в фото кювете, помешивая и переворачивая плату. Работая с раствором хлорного железа необходимо соблюдать осторожность. Раствор практически невозможно смыть с одежды и предметов. При попадании на кожу, промойте содовым раствором. Фарфоровая тарелка легко отмывается от раствора и может применяться в дальнейшем по прямому назначению. По окончании травления слейте раствор в пластмассовую бутылку, он вам еще пригодится. Плату промойте в холодной проточной воде. Под тонкой струей воды снимите лак при помощи безопасного лезвия (счищать). Высушенную плату необходимо подчистить скальпелем от лишних соединений и расплывшегося лака. Если дорожки близко друг к другу, то можно расширить просвет скальпелем. После этого плата еще раз обрабатывается мелкой шкуркой.

Лужение платы.

О полезности данной процедуры можно и не писать. В противном случае можно остановиться и на предыдущей. Далее поверхности платы покрываются кисточкой жидким канифольным флюсом. Лужение производится очищенной от проводов луженой экранной оплеткой (белого цвета). Предварительно оплетка пропитывается канифолью и в небольшом количестве припоем (можно конечно и сплавом Розе, но это уже экзотика). Далее оплетка прижимается к поверхности дорожки паяльником и медленно равномерно (подбирается экспериментально) проводится по длине дорожки. Если все условия выполнены правильно, то в результате Вы получите ровную белую луженую дорожку. После того как все дорожки на всех сторонах обработаны, производится промывка платы спиртом. Промывка ацетоном нежелательна, так как припой с ацетоном дает со временем токопроводящее химическое соединение в виде белого налета по краям площадок и дорожек, а при достаточной плотности монтажа есть опасность ненужных гальванических связей. После промывки проводится сверление (очистка) отверстий для установки р/компонентов.

Плата готова к монтажу.

Печатные платы при помощи лазерного принтера.

Всё большую популярность у радиолюбителей приобретает способ изготовления единичных печатных плат с переносом рисунка с распечатки на лазерном принтере. Печатать лучше всего на тонкую мелованную бумагу — в ней меньше ворс, хороший результат получается на листах журнала «Стерео&Video», а также подложках «самоклеек» и термобумаге для факсов (сторону подобрать экспериментально). В лазерных принтерах следует включить режим максимальной подачи тонера (отключить «экономичный» режим, если он был включен, контраст — на максимум и т.д.), а также использовать тракт с минимальным изгибом бумаги (такая опция есть в старых моделях HP LJ 2, LJ4 и др.). Рисунок платы должен быть «отзеркален», такая опция имеется в меню печати многих графических программ, например Corel Draw, Corel Photo Paint, а при печати из программ, не умеющих «зеркалить», необходимо применять вывод на Postscript принтеры, опция отзеркаливания у которых имеется в драйвере. Вместо вывода на лазерном принтере можно использовать ксерокопирование, но также в режиме с максимальной контрастностью и на термобумагу от факсов. При изготовлении двухслойных печатных плат для уменьшения термоусадки бумаги последнюю рекомендуется перед печатью изображения «прогнать» через принтер вхолостую (без печати рисунка). Кроме того, обе стороны должны быть на одном листе во избежание сильного рассогласования из-за разной термоусадки бумаги. Обезжиренная плата ложится медью вверх на ровную поверхность, сверху полученный отпечаток тонером вниз. Этот «бутерброд» со стороны бумаги прижимается утюгом (секунд на 20 — 30), разогретым до температуры глажения крепдешина (спросите у дам). Утюг должен расплавлять изображение, сделанное лазерным принтером, не сразу. То есть тонер при такой температуре должен стать из твердого вязким, но не жидким. Когда плата остынет, её нужно опустить в теплую воду, подержать там несколько минут. Как бумага раскиснет (будет видно), всё легко сдерется, остальное просто скатать пальцем. Вместо воды удалить бумагу можно серной кислотой. Если дорожки смазанные, вы неаккуратно снимали утюг или ставили холодный груз. Если дорожки где-то отсутствуют, утюг слишком холодный. Если дорожки стали широкими, утюг слишком горячий, или слишком долго грели плату. Если плата двухсторонняя, то сначала на просвет совмещаются бумажные распечатки обеих сторон, в любых свободных противоположных местах иголкой прокалываются два технологических отверстия, первая сторона платы «гладится» как обычно, потом сверлится по технологическим отверстиям тонким сверлом, а с другой стороны по ним же на просвет совмещается с бумажной распечаткой другой стороны. Травить можно и хлорным железом (для ускорения немного подогреть), и солянкой с гидропиритом. Всё это применялось даже на гетинаксе, никаких отслоений дорожек нет, нормально выполняются дорожки шириной до 0,8 мм, а при некотором опыте и до 0,5 мм. После травления тонер удаляется ацетоном, смывкой лака для ногтей или аэрозолем Flux Off. Сверлится, обрезается и так далее, как обычно…

Еще один способ нанесения рисунка на п/п при помощи лазерного принтера.

Изготовление п/п с помощью лазерного принтера и утюга процесс довольно утомительный, но даёт довольно хороший результат если немного потренироваться.

1 . Аккуратно клеим лист факсовой бумаги (глянцевой стороной вверх) на лист обычной (для компенсации недостатка жесткости факсовки). Зачем? Необходимо предварительно прогнать бумагу ч/з печку принтера/лазера — для усадки. Для спокойного протаскивания ч/з тракт достаточно термобумагу просто прогладить утюгом с чувствительной стороны.
2 . Бумага — взять основу от самоклейки, или термобумагу для факса однозначно термобумагу, причем подготовленную — сперва листы выгладить горячим утюгом до плоского состояния (при этом они станут тёмно-коричневым, затем синевато-серым), в таком виде сложить их для будущего употребления. перед выводом платы прогнать лист ч/з принтер — н-р, отпечатав пустую страницу. минимальный размер листа — ~6*12 см для HP 5/6L.
3 . Печатать — на максимуме жирности, зеркально. печать и перевод на заготовку могут быть с разницей до недели, больше не пробовал (это для тех у кого дома лазера нет).
4 . Заготовку взять с запасом по 3-5 мм с каждой стороны. фольгу — слегка зашкурить нулевкой и протереть. не должно быть всяких вредных налётов типа белого осадка от денатурата. Использую изопропиловый спирт или бензин «калоша» (aka «для зажигалок»).
5 . Утюг — с нормальной, гладкой поверхностью. разогреть заранее. Температуру — для восковки надо тщательнее подбирать (у меня показометр на «иск.шелк»), иначе начнёт пропитка переноситься. для термобумаги — можно и выше.
6 . Пыли и всякой мелочи — быть не должно, ни на фольге, ни на бумаге.
7 . Сделать бутерброд — на ровную толстую фанеру (правда, у меня 3-х миллиметровка) положить кусок плотного картона, заготовку платы, сдуть пыль, рисунок, для термобумаги (она ж тонкая) — ещё и кусок в меру плотной бумаги, горячий утюг.
8 . Начинаешь елозить утюгом, прижимая с силой ~5..10 кг/кв.дм. елозижь минуты две, чтобы прихватилось.
9 . Очень слегка наклонив утюг, пару минут прикатываешь отдельные дорожки. Тут очень важно и не раздавить дорожки, и при том приварить их. Время от времени надо опускать утюг на всю плоскость, чтобы остальная часть не остывала. На термобумаге отчётливо видно разницу в приваренных и дефектных кусках.
10 . Ну ещё минуту гладишь для очистки совести и убираешь утюг. Бутерброд остывает и вспучиваются участки бумаги между дорожками. Остывания не дожидаемся, плату сразу под струю крутого кипятка.
11 . Теперь плату — под струю воды и кусочком мокрого поролона начинаешь стирать бумагу. Большими кусками или с сухой фольги сдирать её нельзя. С поролона надо почаще убирать комки бумаги. Берём бумагу за уголок и срываем. Уж затем пальцем / тряпкой / поролоном снимаем остатки.
12 . Новым кусочком губки стираешь ворс (насколько получится), смотришь влажный рисунок под лупой. если дефектов много, или они расположены в неудобных местах — см п.1, с вариацией параметров.
13 . Обратную сторону заклеить полосами широкого скотча, травим. Можно даже в кипящем FeCl3

Способ нанесения рисунка на п/п с помощью лазерного принтера

Я все делаю намного проще:
Беру заготовку и простую советскую стерку. Стеркой тщательно протираю всю плату. Снимаются все окисления. Можно на всякий случай и бензином протереть (но я этого не делаю, стеркой вполне достаточно). Потом беру термобумагу от факса и глажу ее утюгом. Она становится серо-фиолетовой. Вставляю эту бумагу в принтер (у меня HP 6L и никаких бумажек для жесткости я не клею, еще не разу не зажевал) и зеркально печатаю рисунок платы. Накладываю бумагу на п/п и начинаю елозить утюгом. У меня мощность стоит на 3/4 от максимальной мощности. Глажу минуты 3-4. Потом кидаю заготовку в горячую-теплую воду и жду минут 5, чтобы раскисла бумага. Потом губкой или пальцами скатываю бумагу с платы. Не берите за край бумаги и не сдирайте ее, дорожки могут оторваться вместе с бумагой! Просто скатывайте ее с платы. Далее — керню, сверлю, обрезаю и травлю. И плата готова.

Качественный монтаж – залог надежной и долгой работы того или иного устройство. В этой статье постараюсь кратко и детально пояснить весь процесс создания печатных плат. Метод ЛУТ – самый доступный из всех существующих, многие наверное слышали название, а многим оно хорошо знакомо, поскольку больше половины людей, увлеченные электроникой используют именно эту технологию для создания печатных плат в домашних условиях.

Все, что вам нужно для создания довольно качественных печатных плат в домашних условиях, это – лазерный принтер, утюг – желательно именно отечественный и разумеется кусочек фольгированного стеклотекстолита. Шаблон с точными размерами нужно распечатать на лазерном принтере (именно лазерном), обязательно максимально темный оттенок, затем аккуратно вырезаем шаблон.

При этом многие советуют печатать шаблон на фотобумаге, но лично никогда фотобумагу не использовал (да и лазерного принтера у меня нет, приходится в каждый раз бегать до ближайшего интернет клуба), в моем случае обычная бумага формата А4.

После этой операции нужно подготовить плату, а для этого первым делом нужно подрезать стеклотекстолит под размеры своей платы, затем тщательно очистить поверхность фольги мелкой шкуркой до блеска, затем промыть фольгу растворителем или ацетоном. После этого сразу же приступаем к процессу.

Разогреваем наш утюг. Изначально я посоветовал применить именно отечественные, причина довольно проста – у фирменных утюгов дно не гладкое, да и вес у них не очень, а отечественный – то, что надо. Шаблон ровно укладываем на плату так, чтобы тонер смотрел на сторону фольги, затем аккуратно начинаем утюжить плату. Те, кто делают процесс впервые, советую зафиксировать шаблон относительно платы, чтобы в итоге не вышла кривая плата.

Утюжить нужно в течении 90 секунд (лично так делаю), после чего вырубаем утюг и даем плате остыть в течении одной-двух минут, затем подносим сосуд с водой и бросаем туда плату на несколько минут, после чего аккуратно НЕ ЦАРАПАЯ НОГТЯМИ с помощью пальцев снимаем бумагу.

В итоге получается почти готовый полуфабрикат, в местах, где тонер прилип нехорошо или вообще отсутствует – можно покрыть обычным лаком для ногтей или маникюром. Для этого берем лак, зубочистку и дорисовываем плату. Даем маникюру или лаку выдохнуть в течении 15-30 минут (зависит от конкретного лака). Дальше нужно готовиться к последнему этапу – травлению, об этом и поговорим далее…

После того, как шаблон нанесен на поверхность фольгированного стеклотекстолита, пора приступить к процессу травления платы – этот этап самый легкий. Кто-то для травления использует медный купорос, другие хлорное железо, в моих краях это все роскошь, поэтому приходиться использовать альтернативный метод травления печатных плат.
Для начала немного про ингредиенты. Все, что нам нужно, это чайная ложка поваренной соли, лимонная кислота (2 пакета по 40Гр), и перекись водорода – 3% раствор.

Где все это достать? Поваренная соль может быть украдена с собственной кухни, перекись водорода продается в бутылках по 100мг в любой аптеке (нам нужны 2 бутылки), ну а лимонная кислота может быть приобретена в любом продуктовом магазине.

Дальше нужно поискать подходящий сосуд – пластиковый, стеклянный или эмалированный. В этом сосуде перемешиваем все наши составные и добавляем к раствору 20-50мл обыкновенной воды из под крана. В конце остается бросить нашу плату в раствор.

Спустя 40-60 минут плата будет протравлена. Недостаток данного раствора в том, что его хватит на 2-3 платы с размером в пачку сигарет, по сути почти одноразовый раствор, но зато доступный всем.

Все, что остается дальше – сами знаете лучше меня – высверливание отверстий под компоненты, лудение дорожек (если есть желание, но советую, слой олово спасает медные дорожки от окисления) и конечный монтаж электронных компонентов.

Метод ЛУТ позволяет получить довольно качественные дорожки с толщиной до 0,3-0,5мм, следовательно, с его помощью можно создавать печатные монтажные платы почти промышленного качества, но если делаете плату скажем для поверхностного монтажа (в случае сборки цифровых устройств того или иного рода), где задействованы процессоры и интегральные микросхемы с многочисленными мелкими выводами, то метод ЛУТ не самый лучший вариант, тогда приходит на помощь более современный и высококачественный метод создания печатных плат – фоторезист.

Как подготовить к производству плату, сделанную в Eagle

Подготовка к производству состоит из 2 этапов: проверка технологических ограничений (DRC) и генерация файлов в формате Gerber

DRC

У каждого производителя печатных плат существуют технологические ограничения на минимальную ширину дорожек, зазоры между дорожками, диаметры отверстий, и т.п. Если плата не соответствует этим ограничениям, производитель отказывается принимать плату к производству.

При создании файла печатной платы устанавливаются технологические ограничения по умолчанию из файла default.dru из каталога dru. Как правило, эти ограничения не соответствуют ограничениям реальных производителей, поэтому их нужно изменить. Можно настроить ограничения непосредственно перед генерацией файлов Gerber, но лучше сделать это сразу после создания файла платы. Для настройки ограничений нажимаем кнопку DRC

Зазоры

Переходим на вкладку Clearance, где задаются зазоры между проводниками. Видим 2 секции: Different signals и Same signals . Different signals — определяет зазоры между элементами, принадлежащим разным сигналам. Same signals — определяет зазоры между элементами, принадлежащим одному и тому же сигналу. При перемещении между полями ввода картинка меняется, показывая смысл вводимого значения. Размеры можно задавать в миллиметрах (mm) или в тысячных долях дюйма (mil, 0.0254 мм).

Расстояния

На вкладке Distance определяются минимальные расстояния между медью и краем платы (Copper/Dimension ) и между краями отверстий (Drill/Hole )

Минимальные размеры

На вкладке Sizes для двухсторонних плат имеют смысл 2 параметра: Minimum Width — минимальная ширина проводника и Minimum Drill — минимальный диаметр отверстия.

Пояски

На вкладке Restring задаются размеры поясков вокруг переходных отверстий и контактных полщадок выводных компонентов. Ширина пояска задается в процентах от диаметра отверстия, при этом можно задать ограничение на минимальную и максимальную ширину. Для двухсторонних плат имеют смысл параметры Pads/Top , Pads/Bottom (контактные площадки на верхнем и нижнем слое) и Vias/Outer (переходные отверстия).

Маски

На вкладке Masks задаются зазоры от края контактной площадки до паяльной маски (Stop ) и паяльной пасты (Cream ). Зазоры задаются в процентах меньшего размера площадки, при этом можно задать ограничение на минимальный и максимальный зазор. Если производитель плат не указывает специальных требований, можно оставить на этой вкладке значения по умолчанию.

Параметр Limit определяет минимальный диаметр переходного отверстия, которое не будет закрыто маской. Например если узазать 0.6mm то переходные отверстия диаметром 0.6мм и менее будут закрыты маской.

Запуск проверки

После установки ограничений, переходим на вкладку File . Можно сохранить установки в файл, нажав кнопку Save As… . В дальнейшем для других плат можно быстро загрузить установки (Load… ).

Нажатием кнопки Apply установленные технологические ограничения применяются к файлу печатной платы. Это влияет на слои tStop, bStop, tCream, bCream . Также для переходных отверстий и контактных площадок выводных компонентов будет изменен размер, чтобы удовлетворить ограничениям, заданным на вкладке Restring .

Нажатие кнопки Check запускает процесс контроля ограничений. Если плата удовлетворяет всем ограничениям, в строке статуса программы появится сообщение No errors . Если плата не проходит контроль, появляется окно DRC Errors

В окне содержится список ошибок DRC, с указанием типа ошибки и слоя. При двойном щелчке на строке область платы с ошибкой будет показана в центре главного окна. Типы ошибок:

слишком маленький зазор

слишком маленький диаметр отверстия

пересечение дорожек с разными сигналами

фольга слишком близко к краю платы

После исправления ошибок нужно снова запустить контроль, и повторять эту процедуру до тех пор, пока не будут устранены все ошибки. Теперь плата готова к выводу в файлы Gerber.

Генерация файлов в формате Gerber

Из меню File выбрать CAM Processor . Появится окно CAM Processor .

Совокупность параметров генерации файлов называется заданием. Задание состоит из нескольких секций. Секция определяет параметры вывода одного файла. По умолчанию в поставке Eagle имеется задание gerb274x.cam, но оно иммет 2 недостатка. Во-первых, нижние слои выводятся в зеркальном отображении, во-вторых не выводится файл сверловки (для генерации сверловки нужно будет выполнить еще одно задание). Поэтому рассмотрим создание задания «с нуля».

Нам нужно создать 7 файлов: границы платы, медь сверху и снизу, шелкография сверху, паяльная маска сверху и снизу и сверловка.

Начнем с границ платы. В поле Section вводим имя секции. Проверяем, что в группе Style установлены только pos. Coord , Optimize и Fill pads . Из списка Device выбираем GERBER_RS274X . В поле ввода File вводится имя выходного файла. Удобно поместить файлы в отдельный каталог, поэтому в этом поле введем %P/gerber/%N.Edge.grb . Это означает каталог, в котором расположен исходный файл платы, подкаталог gerber , исходное имя файла платы (без расширения .brd ) с добавленным в конце .Edge.grb . Обратите внимание, что подкаталоги не создаются автоматически, поэтому перед генерацией файлов нужно будет создать подкалог gerber в каталоге проекта. В полях Offset вводим 0. В списке слоев выбираем только слой Dimension . На этом создание секции закончено.

Для создания новой секции нажимаем Add . В окне появляется новая вкладка. Устанавливаем параметры секции как описано выше, повторяем процесс для всех секций. Разумеется, для каждой секции должен быть выбран свой набор слоев:

    медь сверху — Top, Pads, Vias

    медь снизу — Bottom, Pads, Vias

    шелкография сверху — tPlace, tDocu, tNames

    маска сверху — tStop

    маска снизу — bStop

    сверловка — Drill, Holes

и имя файла, например:

    медь сверху — %P/gerber/%N.TopCopper.grb

    медь снизу — %P/gerber/%N.BottomCopper.grb

    шелкография сверху — %P/gerber/%N.TopSilk.grb

    маска сверху — %P/gerber/%N.TopMask.grb

    маска снизу — %P/gerber/%N.BottomMask.grb

    сверловка — %P/gerber/%N.Drill.xln

Для файла сверловки устройство вывода (Device ) должно быть EXCELLON , а не GERBER_RS274X

Следует иметь в виду, что некоторые производители плат принимают только файлы с именами в формате 8.3, то есть не более 8 символов в имени файла, не более 3 символов в расширении. Это следует учитывать при задании имен файлов.

Получаем следующее:

Затем открываем файл платы (File => Open => Board ). Убедитесь, что файл платы был сохранен! Нажимаем Process Job — и получаем набор файлов, которые можно отправить производителю плат. Обратите внимание — кроме собственно Gerber файлов будут также сгенерированы информационные файлы (с раширениями .gpi или .dri ) — их отправлять не нужно.

Можно также вывести файлы только из отдельных секций, выбирая нужную вкладку и нажимая Process Section .

Перед отправкой файлов производителю плат полезно просмотреть то, что получилось, с помощью программы просмотра Gerber. Например, ViewMate для Windows или для Linux. Еще бывает полезно сохранить плату в PDF (в редакторе платы File->Print->кнопка PDF) и закинуть этот файл производителю вместе с герберами. А то они ведь тоже люди, это поможет им не ошибиться.

Технологические операции, которые необходимо выполнять при работе с фоторезистом СПФ-ВЩ

1. Подготовка поверхности.
а) зачистка шлифованным порошком («Маршалит»), размер М-40, промывка водой
б) декапирование 10% раствором серной кислоты (10-20 сек), промывка водой
в) сушка при T=80-90 гр.Ц.
г) проверка – если в течение 30 сек. на поверхности остается сплошная пленка – подложка готова к работе,
если нет – повторить все сначала.

2. Нанесение фоторезиста.
Нанесение фоторезиста производится на ламинаторе с Tвалов =80 гр.Ц. (см. инструкцию работы на ламинаторе).
С этой целью горячая подложка (после сушильного шкафа) одновременно с плёнкой из рулона СПФ направляется в зазор между валов, причем полиэтиленовая (матовая) плёнка должна быть направлена к медной стороне поверхности. После прижима пленки к подложке начинается движение валов, при этом полиэтиленовая пленка снимается, а слой фоторезиста накатывается на подложку. Лавсановая защитная пленка остается сверху. После этого пленка СПФ обрезается со всех сторон по размеру подложки и выдерживается при комнатной температуре в течение 30 минут. Допускается выдержка в течение от 30 минут до 2 суток в темноте при комнатной температуре.

3. Экспонирование.

Экспонирование через фотошаблон производят на установках СКЦИ или И-1 с УФ-лампами типа ДРКТ-3000 или ЛУФ-30 с вакуумным разрежением 0,7-0,9 кг/см2. Время экспонирования (для получения рисунка) регламентируется самой установкой и подбирается экспериментально. Шаблон должен быть хорошо прижат к подложке! После экспонирования заготовка выдерживается в течение 30 минут (допускается до 2 часов).

4. Проявление.
После экспонирования проводится процесс проявления рисунка. С этой целью с поверхности подложки снимается верхний защитный слой – лавсановая пленка. После этого заготовка опускается в раствор кальцинированной соды (2%) при T=35 гр.Ц. Через 10 секунд начинают процесс снятия незасвеченной части фоторезиста с помощью поролонового тампона. Время проявления подбирают опытным путем.
Затем подложку вынимают из проявителя, промывают водой, декапируют (10 сек.) 10%-ным раствором h3SO4 (серная кислота), снова водой и сушат в шкафу при T=60 гр.Ц.
Полученный рисунок не должен отслаиваться.

5. Полученный рисунок.
Полученный рисунок (слой фоторезиста) устойчив для травления в:
— хлорном железе
— соляной кислоте
— сернокислой меди
— царской водке (после дополнительного задубливания)
и др. растворах

6. Срок годности фоторезиста СПФ-ВЩ.
Срок годности СПФ-ВЩ 12 месяцев. Хранение осуществляется в темном месте при температуре от 5 до 25 гр. Ц. в вертикальном положении, завернутым в черную бумагу.

Чем вытравить печатную плату.

Для тех, кто только начинает заниматься радиолюбительским конструированием, или просто не знает каким образом можно изготовить печатную плату, в этой статье мы приведем несколько вариантов травления при помощи химических реактивов.

Сразу хотим отметить, что большинство радиолюбителей для травления плат используют хлорное железо, рассмотрим этот вариант, а так же несколько альтернатив, но при этом мы не будем останавливаться на травлении с применением соляной и азотной кислот, и многих других небезопасных или замороченных методах. Рассмотрим только те варианты, которые реально можно применить в домашних условиях, и быстро. И так, давайте по порядку.

Вариант травления плат 1.
Хлорное железо.

Обычно на упаковке производитель пишет, в каком соотношении готовится раствор хлорного железа. Как правило, это 1: 3 (один к трем), то есть в 100 граммах воды растворяется 30…40 грамм кристаллов хлорного железа. Время травления платы зависит от концентрации раствора, а так же от температуры раствора, в подогретом растворе (градусов до 60-ти) травление протекает гораздо быстрее. Травить необходимо в пластмассовой или стеклянной ванночке, да и для приготовления раствора лучше использовать пластиковую ложку.

На просторах интернета нам попалась информация, как приготовить раствор хлорного железа самостоятельно. Для этого 15 грамм мелких железных опилок засыпают в 250 мл 10% соляной кислоты (стакан), настаивают раствор в течение нескольких дней, пока он не приобретет коричневую окраску. Когда настоится — можно приступать к травлению.

Плата в ванночку для травления помещается травящейся стороной вниз. Для того чтобы плата не погружалась на самое дно, многие радиолюбители приклеивают на двухсторонний скотч к верхней стороне платы кусочек пенопласта. Если необходимо вытравить двустороннюю плату, поместите ее в ванночку или банку вертикально. Таким образом, растворяемая медь будет легче оседать на дно емкости, и процесс травления будет быстрее.

Не допускайте попадания раствора хлорного железа на одежду, она будет испорчена, а пятна, скорее всего, не отчистятся.

Вариант травления плат 2.
Медный купорос + поваренная соль.

Как вы, наверно, знаете, медный купорос представляет собой кристаллы голубоватого цвета, приобрести можно в хозяйственных магазинах, или магазинах для садоводов, в общем, не дефицит. Соль — обычная крупная из продуктового магазина.

Кроме соли и купороса нам понадобится еще какой-нибудь небольшой железный предмет (пластинка из железа, гвоздь, или что-нибудь еще), который при травлении мы поместим в раствор рядом с платой. В тонкости химических процессов мы вдаваться не будем, отметим только то, что этот процесс протекает с образованием множества комплексных солей, а железный предмет, помещенный в раствор во время травления, вступает в эту реакцию и при этом расходуется. Раствор готовится из одной части медного купороса и двух частей поваренной соли.


То есть на две столовые ложки с горкой медного купороса кладем четыре столовых ложки с горкой поваренной соли, заливаем полтора стакана горячей воды (градусов 70), перемешиваем до полного растворения кристаллов, и раствор для травления готов. Заранее не делайте смесь кристаллов купороса и соли, сначала растворяйте один компонент, а потом другой.

Время травления примерно минут 40.
Даже если не использовать железный предмет при травлении, плата тоже вытравится.
Если после травления на плате остались синеватые пятна, их можно легко убрать уксусом.

Вариант травления плат 3.
Перекись водорода + лимонная кислота + поваренная соль.

Рецепт этого раствора для травления плат простой, в 100 граммах обычной аптечной 3% перекиси водорода растворяем примерно 30 грамм лимонной кислоты и 5 грамм поваренной соли. Перемешиваем до полного растворения всех сыпучих ингредиентов, и раствор готов к применению.

Заостряем ваше внимание — воду в раствор лить не нужно. И последнее, данный раствор не хранится и повторно не используется. Приготовленного таким образом количества хватит вытравить примерно 100 кв. см медной фольги с толщиной 35 мкм. Для дальнейшего травления готовится раствор заново.

Надеемся из этих трех вариантов вы наверняка выберете наиболее вам подходящий, исходя из того, что у вас на данный момент времени есть под руками.

Протравите свою печатную плату

Узнайте, как протравить печатную плату

Коллин Каннингем

MAKE Magazine наполнен захватывающими проектами, которые помогают читателям максимально использовать технологии творчески и уникально. Писатель Коллин Каннингем создал это замечательное видео, в котором вы узнаете, как протравить собственную печатную плату. Подавляющее большинство печатных плат (ПП) изготавливаются путем приклеивания слоя меди по всей подложке с последующим удалением нежелательной меди после наложения временной маски (травлением), оставляя только желаемые медные следы.

Хотя Jameco продает макеты для тех, у кого нет зуда травить, вы можете посмотреть видео Коллина, щелкнув изображение ниже. Конечно, протравленная печатная плата — самый точный способ построения схемы и дает проектировщику гораздо больше гибкости. Коллин учит нас тому, что нам больше не нужно отправлять наши разработки производителю печатных плат, теперь мы можем делать это сами и одновременно получать удовольствие.

Как травить видео


Хотя есть три популярных «субтрактивных» метода (удаления меди), используемых для производства печатных плат, в этом видео используется фото гравировка.Коллин создает фотошаблон и химическое травление для удаления медной фольги и лазерной печати на прозрачных пленках для фотоинструментов с помощью Jameco’s Комплект поставки для травления ниже.

В комплект платы для травления входят:

1. (2) 3 «x 4» печатные платы с предварительно нанесенным покрытием
2. (1) Положительный проявитель (для предварительно сенсибилизированных печатных плат)
3. (1) 32 унции. Бутылка с раствором для травления


Печатная плата
Разработчик
Решение

Затем Коллин просверливает свою печатную плату, используя набор сверл Mini Drill Bit Kit от Jameco, указанный ниже.Весь процесс занимает меньше часа.

В набор мини-сверл входят:

1. Мини-стойка для сверл
2. Размер сверла 75 и размер сверла 31


Набор мини-сверл
Стенд
Бит
В конце концов, просверленная плата очищена и готова к пайке. Наконец, когда мы завершаем видео, мы получаем личное одобрение Коллина на создание вашей собственной печатной платы.

Видео «Сделай сам» по другим схемам от Коллина:

Функциональный генератор и корпуса
Инфракрасный световой барьер
Светодиодный цветной орган
Perfboard Protyping
Источник питания
Широтно-импульсная модуляция
Устройства для поверхностного монтажа
Волоконная оптика
Комплект светодиодной матрицы

Fritzing

Травление — это «субтрактивный» метод, используемый для производства печатных плат: кислота используется для удаления нежелательной меди с готового ламината.Это делается путем наложения временной маски, которая защищает части ламината от кислоты и оставляет желаемый слой меди нетронутым.

Вы можете протравить печатную плату самостоятельно, в лаборатории или даже дома, используя простой и недорогой производственный процесс. Это имеет смысл, когда вы хотите произвести одну или очень небольшое количество плат и хотите избежать производственных затрат. Таким образом, процесс травления эффективен для небольшой мастерской. Однако есть некоторые проблемы, которые следует учитывать:

  1. Существует риск травм из-за химических веществ.
  2. Качество результатов зависит от нескольких факторов, которые вы не сможете полностью освоить с первого раза. Это можно несколько компенсировать, если использовать хорошую технику.
  3. Есть проблема утилизации мусора. Токсичные химические вещества требуют надлежащей утилизации.

Чтобы узнать, как протравить печатную плату, убедитесь, что проект вашей печатной платы Fritzing завершен и экспортирован как травмируемый PDF или SVG, затем следуйте этим инструкциям.

Безопасность

Так как работа связана с опасными химическими веществами и электроинструментами — необходимо принять необходимые меры безопасности:

  1. Носите защитное снаряжение на протяжении всего процесса — перчатки, защитные очки и фартук
  2. Работа возле пункта экстренной промывки глаз, аптечки и телефона
  3. Ознакомьтесь с правильным использованием всего оборудования и инструментов в лаборатории — если вы в чем-то не уверены, спросите сотрудника лаборатории.

Маскировка

Есть разные способы изготовления маски.Опишем два простых метода:

Метод A: Прямой перенос тонера

Компоновка схемы печатается на лазерном принтере на бумаге, кладется лицевой стороной вниз на ламинат, и тонер переносится с бумаги на медь с помощью утюга.

Обратите внимание, что не всякая бумага подходит для этого метода, включая стандартную бумагу для принтера, но много историй успеха рассказывают о повторно используемых страницах журналов. Электронный каталог Reichelt должен давать особенно хорошие результаты …
Отпечаток должен быть очень хорошего качества, небольшие ошибки, которые мы обычно игнорируем в печатном тексте, могут привести к появлению непригодных для использования следов или даже вызвать короткое замыкание.Перенос тонера также немного сложен. Если температура будет слишком высокой, тонер станет слишком жидким, и следы будут размыты. Если температура будет слишком низкой, тонер не пристанет к меди. После глажки нельзя просто так оторвать бумагу, не разрушив половину маски. Вместо этого вам нужно поместить ламинат с бумагой в водяную баню и подождать некоторое время, пока вы не начнете осторожно стирать бумагу. Это может занять до получаса. Возможно, вы захотите ознакомиться с этим руководством.

Метод B: Фоторезистивные ламинаты (
Рекомендуется )

Маска печатается на прозрачной бумаге или фольге, экспонируется и проявляется на ламинате с помощью УФ-лампы.

Покрытие ламината чувствительно к свету — направив на него свет, мы можем перенести изображение создаваемого дизайна на доску. Когда свет падает на плату, покрытие ослабевает и образует медный слой, который растворяется кислотой для травления.
Вам понадобится рамка для УФ-изображения и набор для проявки фотографий. Выполните следующие действия:

  1. Экспортируйте компоновку печатной платы из Fritzing, выбрав «Файл»> «Экспорт»> «Etchable PDF / SVG». Если хотите, теперь вы можете редактировать и улучшать графику в графическом программном обеспечении.
  2. Распечатайте файл с максимальным разрешением сначала на белой бумаге, а затем на прозрачной бумаге или фольге. Будьте осторожны, чтобы параметры принтера НЕ были «масштабированы по размеру».
  3. При печати на фольге используйте либо специальный тонер, либо спрей для растворения тонера, чтобы повысить плотность и получить общий тон печати.
    Спрей следует использовать сразу после печати, при этом следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить попадания капель. После высыхания тонера поместите фольгу в рамку формирования изображения тонером вверх.
  4. Снимите защитную синюю пленку с ламината и поместите ее в рамку формирования изображения медной стороной вниз поверх прозрачной пленки. Не допускайте попадания на светочувствительный слой слишком большого количества света в процессе проявления.
  5. Закройте крышку рамки формирования изображения, установите таймер на 4 минуты и нажмите ручку, чтобы начать экспозицию.
  6. После завершения процесса визуализации поместите доску в проявочный резервуар на 1-2 минуты и время от времени встряхивайте (будьте осторожны, не оставляйте ее слишком долго, иначе это повредит следы).
  7. Поместите доску в бак для ополаскивания с дистиллированной водой на несколько секунд.


Маска печатная на фольге

Размещение маски в рамке УФ-изображения

Мы рекомендуем метод фоторезистивных ламинатов, хотя он немного дороже, потому что вам нужно сделать хороший шаблон маски только один раз, и процесс визуализации должен давать неизменно хорошие результаты на ламинатах.С другой стороны, прямой перенос тонера разрушает использованный шаблон во время переноса, и, хотя это не проблема для производства одной печатной платы, это будет много хлопот для нескольких.


Офорт

Для травления можно использовать разные машины и химикаты, что повлияет на комфорт, продолжительность и качество результата.

Для травления можно использовать два типа кислот: хлорид железа (Eisen-3-Chlorid) и персульфат натрия (Natriumpersulfat — Feinätzkristall).
Хотя травление также можно проводить в простых пластиковых ящиках, качество результатов значительно улучшится при использовании машины, которая контролирует температуру и постоянно поддерживает движение жидкостей. Существуют небольшие резервуары для травления с подогревом и воздушным насосом, а также небольшие машины для травления распылением, которые могут обрабатывать большие печатные платы и даже связанные с этим процессы разработки и очистки. Распылитель также уменьшает время травления и количество необходимой кислоты.

Чтобы избавиться от нежелательной меди, выполните следующие шаги травления:

  1. Поместите плату в емкость с кислотой примерно на 20 минут, пока медные следы полностью не протравятся.Вы можете сказать, что все готово, когда плата изменится от непрозрачно-розовой до прозрачно-желтой.
  2. Переместите доску в резервуар для ополаскивания на несколько секунд. Вы также можете использовать спрей изопропанол.
  3. Высушите доску тканью.


Бурение

Для завершения изготовления печатной платы прикрепите плату к дереву, просверлите отверстия (отверстия должны быть как минимум на 0,1 мм больше, чем контакты / провода) и отрежьте плату до желаемого размера.Вы также можете использовать лак-спрей в качестве финишного покрытия.

Поздравляем! Ваша печатная плата готова!

На самом деле вы можете узнать гораздо больше о производстве печатных плат, но мы надеемся, что это руководство станет хорошей отправной точкой. Вы также можете скачать более подробную «Введение в работу в лаборатории печатных плат в FH Potsdam» (на немецком языке) или прочтите этот полезный учебник.

Пожалуйста, обращайтесь к нам, если у вас есть какие-либо вопросы или советы.

Этапы процесса травления печатной платы и видеоинструкции

Как протравить печатную плату с помощью шагов и видео процесса травления печатной платы

Процесс травления печатной платы является одним из основных этапов химической обработки субтрактивной печатной платы.Это удаление меди для достижения желаемого рисунка схемы. В процессе травления печатной платы вся медь удаляется, за исключением схемы, которая защищена лужением, нанесенным во время предыдущей обработки при производстве печатной платы. Затем олово очищается, медь очищается, и вновь подготовленная схема готова для паяльной маски.

Процесс травления печатных плат

Легко и весело протравить небольшое количество простых печатных плат самостоятельно в домашних условиях.

1.Преимущества протравливания печатной платы самостоятельно:

  • Нет MOQ — вы можете сделать независимо от того, сколько частей печатных плат вы хотите

  • Это займет меньше времени, чем заказ у производителя печатных плат

  • Это действительно весело и полезно для любителей

Тем не менее, в процессе травления печатной платы могут возникнуть некоторые проблемы, и из-за опасных химикатов и электроинструментов вам следует защитить себя некоторыми методами.

2. Некоторые проблемы при травлении:

  • Существует риск травм из-за задействованных химикатов

  • Качество может быть не таким хорошим, как ожидалось в первый раз, например, чрезмерное травление

  • Вы можете быть проблемой утилизации отходов токсичных химикатов

3. Защитите себя во время травления:

  • Надевайте перчатки, защитные очки и фартук на протяжении всего процесса

  • Работа возле пункта экстренной промывки глаз

  • Заранее подготовьте аптечку и телефон

4.Как протравить печатную плату

Если вас интересует травление печатных плат, вы можете посмотреть это видео, в котором рассказывается, как протравить печатную плату. Мы надеемся, что это поможет вам сделать все более гладко.

5. Типы процесса травления печатной платы

Обычно процесс травления печатной платы можно разделить на два типа: химическое травление и лазерное травление.

Химическое травление

Химическое травление обычно выполняется с использованием сульфата аммония или хлорида железа

Для PTH (сквозное отверстие) дополнительные этапы химического осаждения выполняются после просверливания отверстий, затем на медь наносят гальваническое покрытие для создания По толщине плиты экранируются и покрываются оловом / свинцом.Олово / свинец становятся резистом, оставляя чистую медь для протравливания.

Laser Etch

Новый процесс, создающий новые стандарты и упраздняющий химический процесс, — это плазменное травление. В дополнение к отсутствию обратного травления этот процесс также устраняет ошибки изображения или пленки с помощью процесса прямого формирования изображения, который передает изображение слоя непосредственно на материал.

6. Некоторые примеры процесса травления печатных плат:

Пример 1

Пример 2

Шаг 1.Маскирование платы

Шаг 2. Гравировка платы

Шаг 3. Удаление резиста

Шаг 4. Завершающие штрихи

Пример 3

Шаг 1. Перенесите макет на плату

Шаг 2. Процесс травления

Процесс травления

Мокрое травление печатных плат кислотными и щелочными методами

Травление меди — один из важных процессов при производстве печатных плат.Можно просто сказать, что влажное травление печатных плат — это процесс контролируемой коррозии. В нормальных условиях коррозия повреждает металлы, но с помощью эффективного процесса механической обработки коррозию можно контролировать, и этот процесс называется травлением. Давайте подробно рассмотрим процесс влажного травления.

В этой статье мы обсудим следующее:

Что такое травление печатной платы?

Травление печатной платы — это процесс удаления нежелательной меди (Cu) с печатной платы.Когда я говорю «нежелательный», это не что иное, как несхема медь, которая удаляется с платы в соответствии с конструкцией печатной платы. В результате получается желаемый рисунок схемы.

Другими словами, травление похоже на долбление печатной платы. Если вы можете мыслить как художник, доска — это скала, а гравировка превращает скалу в красивую скульптуру. Во время этого процесса базовая медь или стартовая медь удаляются с платы. Прокатанная и отожженная медь легче стравливается по сравнению с медью с гальваническим покрытием.

Перед травлением готовится макет, чтобы конечный продукт соответствовал требованиям дизайнера. Желаемое дизайнером изображение схемы переносится на печатную плату с помощью процесса, называемого Photolithography . Это формирует схему, по которой решается, какая часть меди должна быть удалена с платы.

Существует два разных подхода к травлению внутреннего и внешнего слоев. В процессе травления внешнего слоя лужение действует как резистент травления.Тогда как во внутреннем слое фоторезист представляет собой травильный резист.

Методы влажного травления печатных плат

Мокрое травление — это тип процесса травления, при котором нежелательный материал растворяется при погружении в химический раствор.

Производители печатных плат используют два метода влажного травления, в зависимости от используемых травителей.

  1. Кислотное травление (хлорид железа и хлорид меди).
  2. Щелочное травление (аммиачный)

У обоих методов есть свои плюсы и минусы.

Процесс кислотного травления

Кислотный метод стравливания внутренних слоев жесткой печатной платы. В этом методе используются химические растворители, такие как хлорид железа (FeCl 3 ) ИЛИ хлорид меди (CuCl 2 ). Кислотный метод более точный и дешевый, но трудоемкий по сравнению с щелочным методом. Этот метод реализован для внутренних слоев, потому что кислота не вступает в реакцию с фоторезистом и не повреждает нужную деталь. К тому же поднутрения в этом методе минимальны.

Поднутрения — это боковая эрозия протравленного материала под защитным слоем олова / свинца. Когда раствор попадает в медь, он атакует медь и оставляет после себя защищенные дорожки. Дорожки защищены покрытием для травления или фоторезистом. На краю дорожки всегда есть некоторое количество меди, удаленной под резистом, это называется поднутрением.

Поднутрения травлением

Травление хлоридом меди

Хлорид меди — наиболее широко используемый травитель, поскольку он точно травит более мелкие детали.Процесс хлорида меди также обеспечивает постоянную скорость травления и непрерывную регенерацию при сравнительно более низких затратах.

Максимальная скорость травления в системе хлорида меди достигается при сочетании систем хлорид меди-хлорид натрия-HCl. Эта комбинация дает максимальную скорость травления 55 секунд для 1 унции меди при 130 ° F. Следовательно, этот тип травления используется для травления внутренних слоев с тонкими линиями

Примечание: Использование газообразного хлора требует соответствующей вентиляции, хранения резервуаров и баллонов, а также оборудования для обнаружения утечек.Кроме того, для этого требуются протоколы действий в чрезвычайных ситуациях, средства индивидуальной защиты, обученные операторы и одобрение пожарной службы.

Травление хлоридом железа

Травитель с хлоридом железа имеет ограниченное применение в промышленности из-за дорогостоящей утилизации содержащего медь травителя. Однако хлорид железа является привлекательным средством для травления распылением из-за его простоты использования, удерживающей способности для меди и возможности использования в нечастых периодических применениях.Хлорид железа можно использовать с трафаретными красками, фоторезистами и золотыми узорами, но его нельзя использовать с оловянными или оловянными / свинцовыми резистами.

Обычно раствор хлорида железа растворяют в воде с концентрацией от 28 до 42% по весу. HCl (до 5%) также смешивают с этим раствором, чтобы предотвратить образование нерастворимых осадков гидроксида трехвалентного железа.

Обычно используемый удельный вес хлорида железа составляет 36 Be, или приблизительно 4,0 фунта / галлон FeCl 3 . Содержание кислоты (HCL) будет в пределах 1.От 5 до 2% в коммерческих целях.

Процесс щелочного травления

Щелочной метод стравливания внешних слоев печатной платы. Здесь используются химические вещества: хлорид меди (CuCl 2 , 2H 2 O) + гидрохлорид (HCl) + пероксид водорода (H 2 O 2 ) + вода (H 2 O). Щелочной метод — это быстрый процесс, к тому же он немного дорогостоящий. Необходимо неукоснительно соблюдать параметры этого процесса, поскольку растворитель может повредить плиту, если она находится в контакте в течение более длительного периода.Процесс должен хорошо контролироваться.

Весь процесс осуществляется в конвейерной распылительной камере высокого давления, где печатная плата подвергается воздействию свежей струи травителя. При щелочном травлении печатной платы следует учитывать важные параметры. Это скорость движения панели, химическое распыление и количество удаляемой меди. Это гарантирует, что процесс травления будет равномерным с прямыми боковыми стенками.

В процессе травления точка, в которой травление нежелательной меди завершается, называется точкой излома .Обычно это достигается в середине распылительной камеры. Например, предположим, что длина распылительной камеры составляет 2 метра, точка останова будет достигнута, когда доска достигнет средней точки, то есть 1 метр.

Прочтите нашу статью: Как добиться идеальной пайки печатной платы

Параметры, определяющие качество травителей

В идеальном случае скорость травления зависит от времени травления, и состав травителя будет постоянным.Но в реальных случаях состав травителя постоянно меняется. Таким образом, для обеспечения качества мы должны контролировать некоторые параметры. Следующие параметры используются для оценки качества травителя для бесперебойной работы процесса:

  • Бауме
  • Температура
  • Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП)
  • Химические добавки (свободная кислота)
  • pH

Baumé (Bé)

Baumé — молярная концентрация травителя, которая зависит от удельного веса травителя.

Уравнение для расчета Боме (Bé) травителя

Чем выше значение Bé, тем выше будет молярность травителя, следовательно, скорость травления раствора. Более низкое значение Bé даст низкую скорость травления с плохим разрешением линии, а более высокое травление приведет к низкой скорости травления. Поднутрение также уменьшается с увеличением значения Боме.

Прочтите нашу статью на: Как выбрать материалы для печатных плат и ламинаты для изготовления

Температура

Как правило, при высоких температурах скорость травления для любых травителей выше.Но выбор температуры травления зависит от используемой травильной машины. В большинстве травильных машин используются пластмассовые детали, потому что все металлы реагируют по отношению к травителям. Следовательно, температура травления не может быть слишком высокой. Максимально допустимый диапазон температур травления составляет 50-55 ° C.

Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП)

Измерение ОВП указывает на активность травителя. Это мера относительной проводимости травителя, выраженная в милливольтах.ОВП показывает соотношение между ионами двухвалентной меди и ионами двухвалентного железа или ионами трехвалентного железа и ионами двухвалентного железа. По мере протравливания меди состояние травителя меняется с медно-трехвалентного на медно-двухвалентное. Чем выше значение ОВП, тем более эффективным будет травитель, в то время как низкие значения ОВП указывают на медленное и неэффективное травление.

Производители будут поддерживать ОВП на высоком постоянном уровне для достижения постоянной скорости травления металла. Значение ОВП зависит от содержания свободной кислоты и температуры травителя.Добавление в травитель свободной кислоты и окислителя дает свободный хлор. Это возвращает ионы меди к форме меди.

Добавление химических добавок (свободная кислота)

Химические добавки используются в промышленных травителях для увеличения скорости травления. HCl является обычно используемой добавкой для травителей CuCl 2 и FeCl 3 . HCl является источником хлора для образования хлоридов металлов вместо гидроксидов, что увеличивает способность травителя удерживать растворенные металлы.Добавки очень важны для непрерывного процесса травления. Они добавляются перед первым использованием травителя или при регенерации. Значение pH раствора оценивается для проверки кислотности раствора.

Добавление добавок увеличивает сложность травителей, но обеспечивает более высокую скорость травления. Это также увеличивает растворяющую способность травителя. Добавление добавок увеличивает скорость травления, но концентрация добавок зависит от используемой машины. Добавление большого количества HCl вызывает реакцию кислоты с деталями травильной машины.

Значение pH

Значение pH — очень важный параметр в процессе травления, особенно при травлении щелочным аммиаком. Он находится в диапазоне от 7,9 до 8,1 для надежного щелочного травления. Низкий уровень pH ниже 8 может быть вызван низким содержанием аммиака, чрезмерной вентиляцией, нагреванием и т. Д. В таких случаях pH можно повысить, добавив безводный аммиак. Более высокое значение pH выше 8,8 также вызывает низкую скорость травления. Это может быть вызвано недостаточной вентиляцией, повышенным содержанием меди или водой в травителе.

В случае методов кислотного травления значение pH используется для контроля раствора. Повышение pH приводит к неправильным показаниям медного колориметра из-за мутности раствора.

Параметры для различных травителей указаны ниже:

Параметры Щелочной травитель
Медный травитель
Ferric etch
Температура (° C) 43-55 50–54 43–49
Удельный вес 1.170
1,34 +/- 0,02 1,4
Baumé, Be ° 25–27 32-33 36
Скорость травления мкм / мин 30-60
25-50 25-50
Емкость растворенной меди 140-170 120-140
40-60
Эксплуатационные расходы Высокая Низкий
Средний
pH
8.0-8,8

Прочтите нашу статью на: Почему мы проводим анализ ионного загрязнения печатных плат

Непрерывное травление и регенерация

Непрерывное травление — это метод промышленного травления печатных плат, в котором используется автоматизированная контролируемая подача травителя. Параметры, которые будут контролироваться в таких системах, — это удельный вес или плотность травителя.

По мере растворения меди в травителе его плотность увеличивается.Чтобы оценить объем меди в растворе, измеряется плотность травителя в травителе. Когда верхний предел плотности регистрируется датчиком плотности, переключатель активирует насос. Насос автоматически подает травители в травитель. В то же время система исключает отходы травления.

Для непрерывного производства в таких системах регенерация травителя является важным фактором. Регенерация — это процесс переработки использованного травителя и подачи этого травителя обратно в процесс травления.При непрерывной регенерации будут достигнуты постоянные условия травления.

Процессы регенерации отработанного травителя были разработаны для решения проблем, связанных с отходами травильной промышленности. Использование процесса регенерации принесет и другие преимущества. Например, экономия на оборудовании и эксплуатационных расходах, а также значительное сокращение обязательств, связанных с удалением травителей опасных отходов.

Преимущества мокрого травления печатных плат
  • Самым важным преимуществом влажного травления печатных плат является то, что его можно проводить в нормальных атмосферных условиях.
  • Высокая скорость травления
  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Высокая селективность: влажное травление можно использовать для травления широкого спектра материалов.
  • Простота обслуживания оборудования

Недостатки мокрого травления печатных плат
  • Недостаточная мощность для травления следов <1 мкм.
  • Высокое использование химикатов
  • Создание значительного количества опасных химических отходов
  • Риск загрязнения пластины
  • Химические опасности
    • Прямое воздействие жидкостей
    • Прямое и косвенное воздействие дыма

После процесса травления конечный продукт будет иметь электрическую схему в соответствии со спецификациями дизайнера.Вскоре после того, как травление будет завершено, плата будет подвергнута дальнейшей обработке на зачистку. Процесс зачистки удаляет гальваническое олово или олово / свинец или фоторезист с поверхности платы.

Итак, это внутренняя история о том, как происходит процесс травления в производственной установке печатных плат. Мы также рассмотрели различные параметры, которые производитель должен контролировать при травлении. Надеюсь, эта статья поцарапает ваш зуд от травления.

СКАЧАТЬ РУКОВОДСТВО ПО DFM:

Ценовое предложение и заказ ваших печатных плат онлайн с помощью наших инструментов САМООБСЛУЖИВАНИЯ для печатных плат всего за несколько минут.

Как протравить печатную плату: Часть 1

В этом выпуске мы покажем вам, как протравить печатную плату в домашних условиях, используя метод переноса тонера и травитель хлоридом железа.

Если вы следовали нашей серии статей «Как спроектировать печатную плату с использованием EAGLE» в выпусках 34 и 35, вы бы разработали печатную плату генератора прямоугольных импульсов, которую можно было бы отправить изготовителю печатной платы. В этом руководстве используется та же конструкция печатной платы генератора прямоугольных волн, которую мы будем травить дома.

Вы, безусловно, можете использовать свой собственный дизайн печатной платы для этого руководства или загрузить дизайн генератора прямоугольных сигналов с нашего веб-сайта, если хотите.

Уметь протравить печатную плату в домашних условиях — это отличный навык. Это может избавить вас от необходимости создавать сложную схему на монтажной плате или ждать неделями, чтобы получить плату от местного или международного производителя печатных плат.

Существует множество способов травления печатной платы в домашних условиях.Есть разные способы нанесения вашего рисунка на медную плату и разные травители на выбор, все со своими плюсами и минусами.

Для этого урока мы используем пленку Press-n-Peel, которую вы можете приобрести в местном магазине электроники, включая Jaycar (номер детали HG9980) или Altronics (номер детали H0770, на фото).

КРЕДИТ ИЗОБРАЖЕНИЯ: Altronics

Примечание. Этот метод переноса тонера потребует использования копировального аппарата или лазерного принтера для нанесения вашего рисунка на пленку, поскольку струйные принтеры использовать нельзя.

Мы будем использовать травитель с хлоридом железа, доступный от Altronics (номер детали H0800). Он поставляется в бутылке емкостью 500 мл, предварительно смешанной для удобства использования.

В следующем выпуске мы научим вас использовать печатные платы с резистивным покрытием и персульфат аммония в качестве травителя.

Хлорид железа, хотя и является одним из наиболее безопасных химикатов для травления, по-прежнему является очень едким химическим веществом, способным вызвать серьезные ожоги и опасным для жизни животных.Таким образом, прежде чем мы начнем, совершенно необходимо уделить время рассмотрению аспектов безопасности этого процесса. Вы будете иметь дело с сильным нагревом и очень едкими химическими веществами. Поэтому мы умоляем вас соблюдать как минимум основные меры безопасности, изложенные здесь:

  • У вас должна быть чистая рабочая зона без каких-либо легковоспламеняющихся материалов.
  • Прочтите этикетку на контейнере с травильным химикатом.
  • Прочтите паспорт безопасности материала (MSDS) для используемого вами химического вещества!
  • Устраните все опасности спотыкания в зоне, где вы используете хлорное железо.Это включает в себя обеспечение того, чтобы в номере не было детей и домашних животных.
  • Вы ДОЛЖНЫ носить базовые PPE , включая длинные рукава, нитриловые перчатки и защиту для глаз.
  • Работайте в хорошо вентилируемом помещении.
  • Накройте все рабочие поверхности одноразовым листом, как минимум газетой.
  • Не выбрасывайте этот материал в мусор или канализацию. Он ДОЛЖЕН храниться в бутылке с четкой маркировкой и утилизироваться на предприятии по утилизации / переработке химикатов.
  • Хлорид железа навсегда окрашивает практически любую поверхность (даже стекло), с которой соприкасается, и начинает разъедать любой черный металл при контакте. Вы должны предпринять практические шаги, чтобы убедиться, что жидкость не контактирует с какими-либо поверхностями, которые вы не хотите повреждать.

В этом процессе также используются другие химические вещества, с которыми производители, вероятно, более знакомы, такие как изопропиловый спирт и ацетон. Если вы не знакомы с мерами безопасности для этих химикатов, вам также необходимо проконсультироваться с MSDS от них и следовать инструкциям.

Первым шагом в процессе травления является перенос модели печатной платы CAD на печатную плату с медным покрытием. Наш любимый метод — напечатать дизайн на глянцевой бумаге с помощью тонерного / лазерного принтера.

Примечание. Этот метод не работает со струйным принтером. Тонер — это, по сути, очень тонкий пластиковый порошок, который плавится и наносится на бумагу. Этот процесс берет этот пластик и, повторно нагревая его при контакте с плакированной медью печатной платой, заставляет его переноситься с глянцевой бумаги на медь.

Хотя это можно сделать с любой глянцевой бумагой, мы предпочитаем использовать пленку Press-n-Peel для печатных плат, которую вы можете найти в большинстве магазинов электроники. Пленка специально разработана и более безопасна для вашего домашнего утюга, так как она выдерживает высокие температуры.

Чтобы распечатать проект печатной платы, вам необходимо использовать настройки слоя, чтобы отключить слои, которые не нужны. Для нашего примера (с использованием EAGLE) все, что нам нужно, это нижний слой и контактные площадки.

Нажмите CTRL + P для печати (Command + P на Mac).Это вызовет диалоговое окно печати. Убедитесь, что параметры принтера и бумаги установлены правильно, коэффициент масштабирования установлен на 1, а параметры «Сплошной» и «Черный» выбраны (отмечены галочкой).

Чтобы сэкономить бумагу, вы можете печатать доску в углу, а не в центре по умолчанию. Это позволяет печатать больше дизайнов на одном листе.

Убедитесь, что вы печатаете на матовой стороне бумаги Press-n-Peel, поэтому вам нужно знать, в какую сторону вставить ее в принтер.Обычно на лотке принтера есть небольшой значок, показывающий, на какой стороне выполняется печать. Еще одна уловка, позволяющая определить, на какой стороне печатается печать на вашем принтере, — написать на листе бумаги формата A4 и пропустить его через принтер.

После того, как вы ознакомитесь с Паспортом безопасности материала (MSDS) для хлорида железа, определили потенциальные опасности и внедрили практические меры контроля, вы можете приступить к процессу травления.

Первым делом необходимо подготовить необходимое оборудование, в том числе:

  • Чайник
  • Бумажное полотенце
  • Нитриловые перчатки
  • Защита глаз
  • Наждачная бумага / мочалка
  • Средство для мытья посуды
  • Хлорид железа
  • Изопропиловый спирт
  • Ацетон
  • Утюг
  • Клейкая лента
  • Лист бумаги формата А4
  • Перманентный маркер с фетровым наконечником
  • Емкости и чаши
  • Пластиковый противень или большой мешок для мусора
  • Ланолин или вазелин (для кистей и предплечий с последующими перчатками)
  • Пластиковые щипцы или дешевый пинцет (чтобы поднять плату)

Вам понадобится емкость с хлористым железом и емкость с прохладной водой.Это должно быть то, что вы хотите оставить для единственной цели — травление печатных плат, или что-то, что вы с радостью выбросите. Если вы собираетесь оставить контейнер у себя, вы обязательно должны четко пометить его как непригодный для использования с пищевыми продуктами. Это должно помешать кому-либо использовать контейнер в дальнейшем для хранения продуктов.

Бумажное полотенце и много из него. Как мы уже говорили ранее, хлорид железа окрашивает практически любую поверхность, с которой соприкасается, и даже кожу.

Примечание: ланолин или даже вазелин следует нанести на руки и предплечья, а затем в перчатки.Для поднятия печатной платы следует использовать пластмассовые томги или дешевые пинцеты. Бумажное полотенце можно положить на рабочую поверхность, чтобы уменьшить пятно в случае капель или разливов, однако оно также необходимо для очистки печатной платы и ваших рук.

Утюг или, в нашем случае, модифицированный ламинатор. Вам нужен способ переноса тонера с глянцевой бумаги на подложку печатной платы. Для этого вы можете просто использовать утюг с температурой около 110 ° C — 170 ° C.

Для процесса необходимы

изопропиловый спирт и ацетон.Спирт используется для очистки поверхности печатной платы, позволяя тонеру переноситься как можно лучше, а ацетон используется для удаления тонера с протравленной печатной платы, подготавливая ее к пайке.

Хлорид железа действует намного быстрее, когда раствор теплый. Нам нравится наполнять большую миску теплой водой с температурой около 50 ° C и помещать в нее миску с хлористым железом. Это позволяет хлориду железа нагреваться, а также добавляет еще один уровень защиты от разливов.

Для обеспечения наилучшего переноса печатная плата должна быть чистой и не подвергаться окислению.Вы можете использовать очень мелкую наждачную бумагу, порошок типа Ajax, намыленную тонкую стальную вату или зеленые мочалки 3M, но избегайте использования наждачной бумаги с большим зерном или металлических мочалок. Смачиваем пустую плату и добавляем на поверхность небольшую каплю средства для мытья посуды. Это помогает удалить любые масла с поверхности (плиты, плакированные медью, часто поставляются с тонким покрытием машинным маслом, чтобы уменьшить окисление при транспортировке). Затем мы используем мочалку или наждачную бумагу, чтобы тщательно очистить поверхность, пока она не станет блестящей.

Соблюдая осторожность, чтобы не прикасаться к теперь чистой медной стороне печатной платы, вы хотите закрепить лист Press-n-Peel так, чтобы печатная / матовая сторона была обращена к меди печатной платы, используя небольшой кусок липкой ленты.Это гарантирует, что конструкция не сдвинется в процессе переноса.

Обращайте особое внимание на размещение дизайна на печатной плате, чтобы обеспечить правильную передачу всех необходимых деталей. Когда вы будете довольны размещением, вы можете сложить лист бумаги формата A4 пополам и поместить печатную плату с прикрепленным листом для переноса внутри листа бумаги. Эта бумага защитит ваш утюг или, в нашем случае, модифицированный ламинатор, если пластиковая лента или лист расплавятся.

Для переноса тонера нам необходимо нагреть печатную плату и тонер до температуры от 110 ° C до 170 ° C.Это позволяет тонеру достичь точки стеклования и, таким образом, расплавиться в достаточной степени, чтобы прилипнуть к печатной плате. Это легко сделать с помощью утюжка для одежды. В нашем случае у нас есть ламинатор формата A4, который был модифицирован для нагрева до 160 ° C.

Идея состоит в том, чтобы поддерживать тонер в диапазоне температур стеклования и оказывать давление на сэндвич печатной платы, достаточное для переноса. Температура, давление и время существенно зависят от тонера, который используется в вашем принтере.

Некоторые принтеры могут использовать тонер, который достигает этой температуры стеклования в более низком диапазоне, в то время как другим может потребоваться гораздо более высокая температура. При слишком низкой температуре тонер не будет переноситься правильно, при слишком высокой температуре тонер становится очень низкой вязкостью и размазывается по меди, что приводит к плохим результатам.

Лучше всего найти идеальную температуру для вашего принтера / конфигурации тонера. Начните с настройки утюга на более низкую / синтетическую настройку.Поместив печатную плату и трансфер внутри листа A4 на твердую и жаропрочную поверхность, приложите утюг к сэндвичу с печатной платой / A4.

Сильно надавливайте на печатную плату без каких-либо движений в течение приблизительно одной минуты, затем осторожно перемещайте утюг по бумаге формата A4 в течение еще одной или двух минут.

Извлеките утюг и подождите несколько минут, пока плата не остынет, и вы сможете безопасно коснуться ее поверхности. После охлаждения осторожно снимите бумагу Press-n-Peel с печатной платы и осмотрите перевод.

На изображениях, показанных здесь, передача изображения не удалась. Вы можете видеть большие области, где изображение просто не прилипало к печатной плате, и другие области, где тонер был неоднородным. Это может быть вызвано либо неправильно очищенной печатной платой, либо недостаточным нагревом / давлением.

Убедитесь, что дизайн полностью перенесен на печатную плату и что все следы четкие и полные. Если при переносе возникают серьезные проблемы, возможно, утюг был недостаточно горячим или доска не была достаточно очищена.В этом случае используйте ацетон, чтобы очистить тонер от печатной платы, и повторите процесс с другой распечаткой, немного увеличив температуру.

Успешная передача будет выглядеть, как на этом изображении. Следы хорошо детализированы, с довольно острыми краями, без разрывов и подтеков.

Однако передача не была идеальной, как мы видим здесь, есть несколько областей, где передача была пропущена или не была отличной. Это может быть вызвано небольшим количеством пыли на печатной плате между печатной платой и трансмиссией или остатками масла на печатной плате.В любом случае, их можно исправить, используя ручку Etch Resist Pen или перманентный маркер Staedtler, чтобы подправить область. Этот маркер закроет медь и предотвратит проникновение травителя в эту конкретную область.

Примечание. Также ищите лишний тонер, возможно, на мелких участках, и используйте скальпель производителя моделей, чтобы соскрести ненужный тонер или даже прорезать дорожку, например, чтобы добавить предохранитель или резистор и т. Д.

Поскольку проблемы в нашем примере были только на плоскости заземления, а не на каких-либо важных трассах, мы просто проигнорировали их и протравили печатную плату.

Следующим шагом является удаление меди с открытых участков печатной платы. Это можно сделать с помощью различных химикатов, таких как хлорид железа и персульфат аммония. В любом из этих случаев нагревание химиката может помочь ускорить процесс травления. У каждого из них оптимальная температура для лучшей скорости травления и наиболее экономичного использования.

Наш предпочтительный метод нагрева травителя — это использовать установку типа водяной бане, используя большой лоток для горячей воды и меньший лоток для хранения травителя.Этот метод равномерно распределяет тепло, не допуская попадания воды в травитель.

В нашей демонстрации мы будем использовать хлорид железа, который используется в неразбавленном виде и имеет рекомендуемую температуру 20-50 ° C в соответствии с инструкциями.

Примечание. Персульфат аммония является альтернативой хлориду железа. Это более чистый химикат по сравнению с хлоридом железа, однако он не так эффективен. Этот белый порошок необходимо смешать с водой (соотношение 1: 5) и нагреть примерно до 60-70 ° C.(Просмотрите этикетку контейнера и прочтите паспорт безопасности материала для получения надлежащих инструкций и мер безопасности перед использованием).

Надев защитное снаряжение, налейте достаточно жидкости для травления в меньший лоток, чтобы печатная плата была полностью погружена. Осторожно поместите этот меньший лоток в большой лоток и наполните большой лоток горячей (не кипящей) водой. В идеале мы хотим, чтобы температура хлорида железа составляла около 50 ° C.

Будьте здесь очень осторожны, так как мы не хотим, чтобы поднос с хлоридом железа плавал в воде, и мы не хотим, чтобы вода попадала в хлорид железа.

Теперь вы можете аккуратно поместить печатную плату в раствор хлорида железа. Когда печатная плата находится в растворе, мы осторожно покачиваем лоток с хлористым железом, чтобы раствор продолжал двигаться. Если оставить его в неподвижном состоянии, это не только значительно замедлит процесс, но также может вызвать вытравливание меди с внешних краев, что потенциально может вызвать недоразвитие внешних дорожек. Это когда медь внизу следа начинает корродировать. Лучше всего, когда свежий травитель движется по доске.

Время, необходимое для травления печатной платы, зависит от многих факторов. Температура, прочность раствора, толщина меди, применяемое перемешивание и возраст / количество использований хлорида железа. На травление нашей платы ушло около часа.

Примечание. Вы можете обновить хлорид железа, добавив немного соляной кислоты (HCL) — конечно, в определенных пределах. Хлорид железа растворяет медь на печатной плате, и поэтому он становится менее эффективным, чем больше он используется.В нашем случае травитель почти подошел к концу своего жизненного цикла, и этот процесс занял довольно много времени. С новым травителем и при более высокой температуре такая доска может протравиться всего за 5 минут.

Чтобы определить, полностью ли протравлена ​​плата, вы можете удалить ее из раствора хлорида железа и промыть теплой водой.

Как вы можете видеть в нашем примере, травление неравномерное. Розовые области более растворены, чем более темные золотые.В идеале вы должны увидеть, как медь сменит цвет с золотого на розовый, поэтому в нашем случае травление уже идет, но, очевидно, требуется больше времени для нахождения в растворе.

Когда медь будет полностью протравлена, ваша плата должна выглядеть следующим образом.

Примечание. Эта печатная плата все еще покрыта тонером / пленкой Press-n-Peel, покрывающей печатную плату. Эта пленка стала розовой в процессе травления.

Примечание. Если вы не собираетесь использовать печатную плату сразу, мы рекомендуем оставить тонер / пленку Press-n-Peel на поверхности печатной платы.Это предотвратит окисление поверхности печатной платы, что затруднит пайку.

Если вы собираетесь использовать печатную плату сразу, используйте немного ацетона для очистки тонера и пленки Press-n-Peel с печатной платы. Вы также можете защитить печатную плату лаком для печатной платы, если он у вас есть.

Теперь осталось только просверлить отверстия и заполнить печатную плату.

Пришло время просверлить отверстия. В идеале это будет сделано на сверлильном станке с очень мелким сверлом (около 1 мм).Использование сверлильного станка гарантирует, что сверло будет расположено перпендикулярно печатной плате на 90 °, что создаст чистые отверстия и, что более важно, снизит вероятность повреждения сверл.

Если у вас нет сверлильного станка, тогда идеально подойдет ротационный инструмент, такой как Dremel, но в крайнем случае можно использовать любое сверло. Вам просто нужно убедиться, что вы держите печатную плату как можно перпендикулярно сверлу.

Мы обнаружили, что в перфорировании отверстий нет необходимости, поскольку в процессе травления на печатной плате образуются трещины, на которых была удалена медь.Как правило, это предотвращает (движение) сверла по поверхности печатной платы.

Просверлив отверстия, вы можете заполнить печатную плату своими электронными компонентами и припаять их так же, как и другую печатную плату. Однако вы заметите, что на этой печатной плате нет шелкографии для определения размещения элементов, а также нет паяльной маски, чтобы гарантировать, что открыты только паяльные площадки.

Чтобы помочь определить, какие части используются, мы распечатываем слои Tplace, Tnames и Tvalues ​​на листе формата A4 и держим его под рукой при сборке наших домашних печатных плат.

Немного сложнее преодолеть отсутствие паяльной маски. Мы рекомендуем паяльник с острым зубилом и очень тонким припоем 0,7 мм или в идеале меньше. Это поможет снизить вероятность возникновения нежелательных коротких замыканий при пайке.

Если у вас все еще есть проблемы, подумайте об увеличении зазоров в параметрах правил проектирования, которые мы установили ранее.

Теперь у вас должна быть готовая печатная плата. Поздравляю! Теперь все, что требуется, — это подать питание на вашу схему и использовать ее в ваших будущих электронных проектах.

Как травить профессиональные печатные платы, март 1966 г. Популярная электроника

Февраль 1966 г. Популярная электроника

Оглавление

Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники. См. Статьи из Популярная электроника, опубликовано с октября 1954 года по апрель 1985 года. Настоящим подтверждаются все авторские права.

Это хорошо, что Хлорид железа не становится нестабильным и взрывоопасным после сидения в темноте в течение много лет или у меня могут быть проблемы.Моя бутылка была куплена обратно, когда Radio Shack был местный источник электронных любителей для частей проекта. Наверное, нет большой спрос на хлорид железа, FeCl 3 , или персульфат аммония, (NH 4 ) 2 S 2 O 8 , сейчас меньше людей производят свои собственные печатные платы (PCB), и есть множество компаний которые предлагают печатную плату в небольшом количестве изготовление по хорошей цене. Однако для тех, кто до сих пор занимается домашним пивом проектов и вам нужна альтернатива двухточечной проводке, вы все равно можете купить все необходимые расходные материалы для травления собственной доски.Эта статья, наряду с другими, которые я недавно опубликованный под заголовком «Печатные методы подключения для экспериментатора» (Часть 2) являются хорошими учебниками для новичков и могут даже раскрыть несколько хороших идей для опытный производитель печатных плат.

Как травить профессиональные печатные платы

Будьте на высоте

Джеймс А. Гуптон младший

Рис. 1 — После того, как базовая компоновка сделана, вы можете использовать перенос резистивной ленты. такие листы, чтобы придать вашей печатной плате действительно профессиональный вид.

Рис. 2 — Тщательно перерисуйте схему для лучшего расположения компонентов, использование реальных деталей для определения минимального разброса между выводами компонентов.

Рис. 3 — Макет печатной платы с предварительными деталями макет. Клеммы соединены между собой согласно принципиальной принципиальной схеме.

Рис. 4 — Здесь показано минимально допустимое расстояние между соседними Компоненты печатной платы и выводы.

Любитель, который полностью вырвался из эпохи микроминиатюризации, должен жить в защищенном жизнь, действительно. Ибо с расширением использования транзисторных схем — не говоря уже о монолитные интегральные схемы — во всем, от игрушек до телевизоров, без современных экспериментатор может бездействовать перед лицом этой великой технологической революции.

Большая заслуга в этом быстром изменении технологии производства принадлежит ученые космической эры, чей постоянный спрос на более сложное оборудование в ограниченных космос на борту орбитальных спутников произвел революцию в электронной промышленности.Тем не менее, в в основе каждой миниатюрной схемы лежит «печатная схема», которая вошла в более десяти лет назад.

Печатная техника. Общий термин «печатная плата» или «печатная проводка», как ее иногда называют, относится к ламинированной плате с изоляционной база. Основным материалом обычно является фенольная плита, на которую нанесен слой металлической фольги. связаны. Фольга может быть как на одной, так и на обеих сторонах доски.

Печатные схемы предлагают много преимуществ экспериментатору, любителю и инженеру.С относительно небольшой практикой со стороны строителя полная печатная схема может быть изготовлен за меньшее время, чем требуется для изготовления проводной схемы, и с существенным сокращение занимаемой площади. Их можно производить с помощью множества различных процессов, в том числе травление, штамповка, тиснение и гальваника.

Из различных техник, которые можно использовать, процесс травления является наименее эффективным. дорогой и самый популярный метод. Это также самый простой и наиболее подходящий для потребности строителя дома.Основные материалы, которые вам понадобятся, описаны ниже.

Изготовление схемы с травлением. Травленая схема получается путем маскировки определенных части покрытой медью многослойной печатной платы с устойчивыми к травлению чернилами или полосками ленты (называемый «резист»), чтобы соответствовать конкретной схеме подключения. Затем вся печатная плата погружается в травильный раствор, который удаляет всю немаскированную медь, не влияя на фенольная доска. После того, как резист будет очищен от протравленной меди, печатная плата готов к использованию.

Как новичок, вы, вероятно, сочтете, что начать с него удобно и экономично. один из множества комплектов печатных схем, которые можно купить у большинства электронного оборудования. снабжение домов. Наборы содержат различные материалы и детали, в том числе раствор для травления, стеклянный или пластиковый лоток (или пакет) для травления, печатные розетки, жидкие или изолентостойкие материалы, а также различные печатные платы с медным покрытием. Если вы планируете много травить, вам, вероятно, будет лучше купить только правильный материал в количестве, необходимом для конкретной работы.

Печатные платы. Большинство дистрибьюторов запчастей имеют большой ассортимент печатных плат. Они покрыты медью, что обеспечивает высокую проводимость. и хорошая паяемость. Для специальных применений можно использовать другую металлическую фольгу, например, серебро или можно использовать алюминий; однако это нестандартные материалы. Толщина меди варьируется от 0,0007 до 0,0094 дюйма. Основание печатной платы обычно изготавливается из бакелита, эпоксидной смолы, пропитанный силиконом, тефлоном, стекловолокном или фенольным материалом на бумажной основе или покрытый термоотверждающейся фенольной смолой и спрессованный в твердый твердый лист.В фенольные плиты являются наиболее широко используемыми. Если вы спросите своего дистрибьютора запчастей о Векторборд, вы обязательно получите то, что нужно.

Доступны листы толщиной от 1/64 до 1/4 дюйма. Для большинства приложений плиты толщиной 1/16 дюйма (приблизительно 2 мил) являются идеальными. Электрические свойства ламинаты на бумажной основе устанавливаются Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (NEMA), и состоят из следующих классов: X, XX и XXX.Буква «П» после обозначения марок, как в XXXP, означает, что материал обладает хорошими пробивающими свойствами. Лучшая электрическая недвижимость относится к классу XXXP, в то время как класс X — самый плохой и стоит меньше.

Etchant Resists. Чернила, полоска ленты или другие материалы, которые используется для маркировки тех участков медного ламината, которые составляют печатную плату, называется просто сопротивляться. На рынке представлено множество различных типов резистов; парафиновый воск, специальные чернила, устойчивые в тюбиках с шариковыми наконечниками для письма на медь и клейкая лента, которые можно наклеить, относятся к многочисленным типам, которые можно использовать.

Рис. 5 — Обратная сторона макета печатной платы с линиями, нанесенными на подключите клеммные выводы. Печатная плата следует этому шаблону.

Недавнее появление широкого ассортимента трансферных листов траворезиста с прямыми линии, круги, эллипсы и десятки подушечек разного диаметра определенно добавляют профессиональный подход и имеет тенденцию к устареванию всех других типов. Дизайн одного производителя, Emi-Tron Associates (Северный Голливуд, Калифорния.) показаны на рис. 1.

Раствор для травления. Для раствора травителя у вас есть выбор кислоты, окислители или едкие щелочи. Из всех перечисленных наиболее популярным является хлорид железа. Другой широко используемый травитель — персульфат аммония, главное преимущество которого заключается в том, что он не загрязняет изоляционную фенольную плиту в процессе травления.

Кислоты наименее желательны, поскольку при разбавлении они вызывают экзотермическую реакцию.Однако, если вы все же хотите использовать кислоту, важно помнить, что вы должны добавьте кислоту в воду при разбавлении концентрированного раствора. Никогда не добавляйте воду в кислоту потому что тепло, возникающее в результате реакции, вызовет кипение воды и может разбрызгиваться кислота.

Если вы используете порошок хлорида железа, растворите один фунт порошка в одной пинте. горячей воды из-под крана. Медленно влейте хлорид железа в воду, чтобы раствор охладить, когда он станет горячим, перед добавлением хлорида железа.Если ты используя концентрированный раствор хлорного железа, необходимо предварительно влить раствор в миску для смешивания, а затем добавьте воды в соответствии с инструкциями на упаковке. После полного растворения хлорид железа будет иметь темно-красновато-коричневый цвет. Предупреждение: берегитесь пятен хлорида железа на одежде и руках.

Изготовление макета. Сначала вы должны спланировать компоновку печатной платы на бумага — желательно на миллиметровой бумаге.Это означает, что вы должны внимательно изучить принципиальную схему. а затем попробуйте разложить плату в соответствии со схемой. Хитрость в том, чтобы перерисовать схему таким образом, чтобы «провода» не пересекались, а это не всегда просто задача. Характерные узоры, которые вы видите на печатной плате, во многом обусловлены к этому усилию.

Рис. 6 — Используйте ручку или другой аппликатор, чтобы нанести жидкий резист. После все просверленные отверстия обведены кружками, нарисуйте линии, чтобы соединить их по вашему эскизу.

Рис. 7 — Во время работы убедитесь, что пути правильно завершены как показано здесь. Неправильная заделка может привести к плохому травлению и возникновению дуги в цепи.

Рис. 8 — Нанесение листов для переноса резиста. Втирать по желанию область и отогните задний лист, оставляя резист на поверхности.

Если проводники должны пересекаться, как это иногда бывает, выберите точку, в которой резистор, катушка или другой компонент схемы пересекаются, а затем позволяют этому компоненту перекрывать зазор.Если вы обнаружите, что можете сплести все свои цепи, чтобы проводники не попадали в коробку когда они должны перейти к другой точке на печатной плате, вы просто знаете, что вы работают как профи. Если — после того, как вы исчерпали все свои силы и навыки — вы обнаружите, что вы все еще огорожены, прекратите движение возле точки пересечения и продолжайте на другой стороне линии, не касаясь пересекаемого проводника. Позже ты может просверлить отверстие на каждом конце, где должен встретиться прерывистый провод, а затем перемыть зазор с перемычкой при сборке схемы.

Как правило, компоненты и выводы проводки можно припаять непосредственно к медной фольге. для постоянного подключения. Но если выводы, возможно, придется часто удалять, планируйте использовать проушины из меди или латуни в таких точках.

Подготовка доски. В дополнение к покрытой медью плате, которая собираетесь протравить, закрепите кусок перфорированной печатной платы без оболочки того же размера. Перфорированные отверстия должны быть 1/16 дюйма в диаметре и расположены на расстоянии 3/16 дюйма между центрами отверстий.Вы также должны иметь под рукой хотя бы по одному из компонентов, которые будут установлены. на готовой печатной плате.

Отрежьте лишние отрезки от выводов компонентов, согните выводы под прямым углом, и поместите их в положение на перерисованной принципиальной схеме, как показано на рис. 2. Выполнив это вы можете определить необходимое расстояние между клеммными соединениями и посмотреть, что окончательный макет схемы будет выглядеть так.

После того, как вы проверили и учли расположение всех компонентов схемы, ваша следующая задача — сделать макет печатной платы, используя перфорированную плату и фактические компоненты схемы.Вы должны согнуть все выводы как можно ближе к компоненту. корпус и вставьте выводы в ближайшие отверстия решетки (рис. 3). Расстояние между компонентами и выводами не должны быть ближе, чем указано на рис. 4. Также обрежьте каждую длину вывода так, чтобы не менее 3/16 дюйма выступает за заднюю поверхность перфорированной доски.

Установив компоненты на макетную плату, поместите плоскую поверхность, например кусок картона, над компонентами схемы и переверните собранную перфорированную плату на спине.Затем, используя жирный карандаш, обведите каждое отверстие с выступающим проводом компонента. через это. Проведите необходимые соединительные линии между кругами, как показано на рис. 5. Снова переверните печатную плату и снимите каждый компонент, отметив соответствующий условное обозначение со схемы (R1, C4 и т. д.) при удалении каждого компонента.

Приклейте перфорированную печатную плату к фольгированной стороне платы, покрытой медью, с помощью Открыта размеченная сторона перфорированной доски.Используя сверло # 53, просверлите отверстие в плакированная медью плата из каждого обведенного отверстия в перфорированной плате. После всех дыр были просверлены, развернуть и отделить доски. (Вы можете положить перфорированную доску пока отложим.) Затем удалите все заусенцы с медной фольги наждачной бумагой № 000. или стальная вата.

Тщательно промойте очищенную поверхность, покрытую медью, с помощью моющего средства, например Ajax или Комета для удаления жира и других посторонних частиц.Затем промойте чистой водой, чтобы удалить все следы очищающего средства и вытрите чистой мягкой тряпкой. С этого момента вы должны старайтесь не прикасаться к медной поверхности рукой или пальцами.

Чтобы вытравить цепь на ламинате, плакированном медью, вы наносите резист на все участки. там, где должна остаться медь, а участки, не покрытые резистом, протравливаются далеко.

Нанесение резиста. Перед тем, как нанести резист, вы должны сделать черновой соединительный элемент. линии между отверстиями на медной фольге карандашом.Используйте макет перфорированный доска в качестве ориентира. Теперь вы готовы к нанесению резиста.

Если вы решили использовать жидкий резист, обведите каждое отверстие ручкой или аппликатором, делая убедитесь, что диаметр каждого круга примерно в четыре раза больше диаметра отверстие (рис.6). Ручка или другой аппликатор обычно поставляется с резистом. После все отверстия обведены кружком, нарисуйте линии для их соединения в соответствии с карандашом эскиз. Соединительный путь, проведенный из каждого обведенного отверстия, должен быть достаточно широким, чтобы нести ток в этой цепи.

Рис. 9 — Поместите медную поверхность на стеклянный шарик в неметаллическом лотке. с раствором травителя при температуре от 90 ° до 120 ° и часто взбалтывать.

Рис. 10. По окончании травления вымойте плату, чтобы удалить все следы травильного раствора. Затем, перед тем, как разобрать макетную плату, отметьте расположение каждого компонента с помощью туши Индии.

Приведенную ниже таблицу можно использовать для определения оптимальной ширины линии цепи.Однако ни в коем случае если путь меньше 1/64 дюйма. Правильные методы прекращения пути показаны на рис.7. Когда все дорожки покрыты резистом, а чернила полностью высохли, вы, наконец, будете готовы сделать свой первый отпечатанный печатная плата.

Между прочим, автор предпочитает и рекомендует использовать ленточные резистивные ленты, которые не только намного проще в применении, но и придают готовой схеме профессиональный внешний вид.На рисунке 8 показаны накладываемые полосы резиста «By-Buk», аккуратный внешний вид конечно говорит сам за себя.

Чтобы использовать ленточный резист, просто поместите лист переноса, на котором он идет, стороной с пигментом. вниз на медную поверхность и потрите обратную сторону листа ручкой или карандашом, чтобы перенести сопротивление к меди. Затем лист откатывается, и резист остается прилипшим к металл.

С такими резистами из ленты вы можете изготавливать привлекательные и функциональные доски без провести один день в рисовальной школе.более того, если вы сделаете ошибку, вы нужно только соскрести резист бритвенным лезвием или перочинным ножом.

Процесс травления. Единственное, что нам нужно сделать сейчас, это смешать раствор и протравите. Если в растворе для травления не указано иное, вам нужно будет измерить площадь поверхности печатной платы в дюймах, чтобы определить количество раствора требуется. Хорошее правило — использовать пинту травителя на каждые 100 квадратные дюймы площади меди.

Бросьте несколько стеклянных шариков в емкость для травления, чтобы лежа на дне. Затем погрузите печатную плату в раствор, как показано на Рис. 9. Покачивайте контейнер взад и вперед, чтобы перемешать раствор до тех пор, пока не появится избыток меди. полностью исчез.

Процесс травления займет примерно 20–30 минут и может можно ускорить, нагревая раствор примерно до 150 градусов по Фаренгейту.Тем не мение, слишком быстрое травление приведет к серьезным подрезам под резистом.

Когда процесс травления завершен, печатная плата промывается, чтобы удалить все следы. раствора для травления. Варсол можно использовать для снятия резиста, а готовую схему затем полируется тонкой стальной мочалкой, чтобы обеспечить чистую медную поверхность для пайки. Готовая печатная плата должна выглядеть как на рис. 10 или лучше, если вы использовали ленточный резист.

Установка компонентов. Для облегчения установки компонентов, расположение каждого компонента обычно отмечается на стороне компонента схемы доска с тушью Индии и обозначена условным обозначением каждой части.

Когда маркировка завершена, печатная плата готова к установке компонентов. для монтажа и пайки. Каждый компонент должен быть припаян индивидуально, даже где два или более терминала соединяются на общей земле.

Будьте осторожны при пайке травленых плат, так как медь будет подниматься с поверхности. доски, если на нее будет воздействовать слишком много тепла.

Опубликовано: 27 марта, 2018

Как протравить печатные платы

Печатная плата (pcb) механически поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты с помощью токопроводящих дорожек, контактных площадок и других элементов, вытравленных из медных листов, ламинированных на непроводящую подложку. печатные платы могут быть односторонними (один слой меди), двусторонними (два слоя меди) или многослойными.Проводники на разных слоях соединены сквозными металлическими отверстиями, называемыми переходными отверстиями. Усовершенствованные печатные платы могут содержать компоненты — конденсаторы, резисторы или активные устройства — встроенные в подложку.

Вы когда-нибудь хотели сделать печатную плату дома? Теперь вы можете использовать его во всех типах самодельных электронных компонентов.

Метод 1 из 5. Проектирование
1. Прежде чем приступить к выполнению задачи, запомните процедуру. Помните, что хороший дизайн на первом месте.

2.Нарисуйте электрическую схему на миллиметровой бумаге или в программах моделирования, таких как MultiSim или Eagle CAD. Схема должна содержать подробное описание всех частей, а также простые в использовании соединения. Имейте в виду, что основная форма схемы будет нарисована на печатной плате. Для помощи в рисовании схем.

3. Если используется программа моделирования, тщательно протестируйте схему в моделируемой среде. Если программа моделирования не используется, соберите и протестируйте один или несколько прототипов схемы на макете.Макетные платы очень просты в использовании и позволяют просматривать результаты схемы в реальном времени без необходимости пайки или перманентного травления.

4. Убедитесь, что схема работает на макетной плате или в программе моделирования.

Метод 2 из 5. Чертеж
1. Приобретите печатную плату. Платы стоят около доллара за штуку и представляют собой просто слой меди поверх изолятора. Типичный размер обычно составляет 3,5 на 5 дюймов. Рисование простое; все, что требуется, — это нестираемый маркер, например, Sharpie.Линейка тоже пригодится.

2. Нарисуйте схему на доске с помощью Sharpie. Имейте в виду, что медь не может находиться между компонентами, например, при подключении светодиода должен быть зазор в меди между положительной и отрицательной точками подключения. Без промежутка электричество будет течь вокруг светодиода, а не через него. Помните законы электричества, все цепи должны заканчиваться либо на отрицательном полюсе, либо на земле, иначе ток не будет течь.

3. Используйте тонкие линии, но наносите чернила на толстые, важно, чтобы медь растворилась раньше чернил, и чтобы на чернилах не было тонких пятен, обнажающих медь.

Метод 3 из 5: травление
• Неметаллический резервуар, достаточно глубокий, чтобы погрузить в него печатную плату
• Очки
• Виниловые или латексные перчатки
• Неметаллическое устройство, используемое для встряхивания печатной платы (палка )
• Соляная кислота ок. 30% (соляная кислота)
• Перекись водорода 3% (остальное — дистиллированная вода)
• Медицинский спирт
• Ацетон или уайт-спирит

1. Наденьте защитные очки и перчатки (не обязательно!). Всегда помните о безопасности прежде всего.Вы легко можете ослепить себя!

2. Перед смешиванием убедитесь, что помещение хорошо проветривается. Химические вещества будут выделять опасные пары. Вы можете потерять обоняние!

3. Используйте неметаллическую емкость. С помощью нескольких капель проверьте, выдерживает ли он кислоту.

4. Аккуратно влейте одну часть соляной кислоты на каждые две части перекиси водорода (добавьте кислоту в воду). При смешивании они образуют вещество, которое вызывает сильное раздражение кожи и выделяет токсичный газообразный хлор.

5.Сделайте столько раствора, чтобы полностью погрузить печатную плату.

6. Осторожно вставьте печатную плату и встряхивайте ее в течение десяти-пятнадцати минут. Раствор станет еще сильнее и дымнее. Не закрывай лицо!

7. Продолжайте перемешивать, пока вся медь не растворится и раствор не приобретет легкий зеленый оттенок.

8. При очистке надевайте перчатки. Промойте доску в холодной воде, чтобы удалить остатки раствора для травления. Затем используйте бумажное полотенце или тряпку, чтобы полностью высушить его.Отложите это в сторону. Убедитесь, что на рабочем месте или в контейнерах нет раствора, затем снимите перчатки и защитные очки.

9. Смешайте ацетон и медицинский спирт в соотношении один к одному. Возьмите бумажное полотенце, окуните его в раствор и аккуратно протрите им по поверхности доски. Перманентный маркер начнет отрываться. Продолжайте тереть, пока не исчезнет весь маркер. Вы должны увидеть, что ваша схема теперь вписана в медь.

Метод 4 из 5: Сборка
• Ручной дрель или сверлильный станок
• Различные сверла
• Паяльник
• Припой

1.Перед сверлением определите все позиции сквозных компонентов. Медная пыль токсична, надевайте респиратор.

2. Просверлите доску немного шириной, достаточной для размещения любой части, которая должна быть размещена в этом месте. Помните, что отверстие не должно быть слишком широким, иначе пайка будет очень сложной.

3. Поместите компоненты на печатную плату в предназначенные для них места. Осторожно согните ножки компонента к нижней стороне платы, чтобы удерживать деталь на месте.Убедитесь, что части с полярностью правильно выровнены с соответствующими положительным и отрицательным полюсом. Перед пайкой проверьте и перепроверьте расположение всех деталей.

4. Пайка — это навык, требующий практики, хотя по своей сути это не сложно.

5. Проверьте печатную плату перед ее установкой на постоянное место. По возможности используйте мультиметр для диагностики проблем с подключением. Пистолет для распайки можно использовать для мелких переключений и ремонта.

Метод 5 из 5. Утилизация
Раствор для травления токсичен для рыб и других водных организмов.Не выливайте его в раковину, когда закончите. Это незаконно и может повредить ваши трубы. Вы можете повторно использовать раствор, добавив немного перекиси водорода прямо перед следующим травлением и немного кислоты, когда раствор перестанет работать (каждые 4 или 5 травлений). Если вам необходимо утилизировать его, пометьте его и отправьте на предприятие по переработке химических отходов.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *