Травление платы перекисью водорода в домашних условиях / СоХабр

Доброго времени суток уважаемые коллеги начинающие и не очень радиолюбители! Решил опубликовать свою статью на хабре.

Сегодня мы вместе с вами попробуем сделать печатную плату методом травления перекисью водорода в домашних условиях. Технология называется ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Используется мамы или жены утюг, односторонний стеклотекстолит фольгированный, перекиси водорода 3% бутылочка 100 мл., лимонная кислота 80-100 гр., чайная ложка поваренной соли. Сразу скажу, что это моя первая плата, никогда раньше не травил. Так что, если я смог, то и у тебя получится!

Некоторые советуют специальный утюг старого образца, но у меня лично получается и на таком.

Но для начала нам надо приобрести фотобумагу. Фотобумага лучше прилипает к стеклотекстолиту, поэтому не тратте свое время и выбирайте лучшее, меньше будет заморочек потом. Я пробовал потом после этой платы использовать простую бумагу и получалось все очень плохо, хотя сносно, но дорожки некоторые приходилось дорисовывать водостойким маркером. Кстати, приобретите маркер, советую маркер для нанесения надписей на CD/DVD-диски или другой маркер, например хорошие отзывы слышал о лаковом маркере. Собственно нужен еще лазерный принтер, не абы какой, а именно лазерный.

В программе Sprint-Layout открываем готовый проект или рисуем сами, но для начала конечно лучше использовать что-то уже проверенное другими, и печатаем на фотобумаге предварительно убрав всякие вспомогательные элементы из печати, если такие будут отображаться на рисунке. После того как напечатали, можно переходить к нанесению рисунка на плату. Перед этим стеклотекстолит нужно зачистить мелкой шкуркой.

После чего кладем нашу бумагу рисунком вниз на плату и начинаем гладить нагревшимся утюгом. Можно сначала гладить одну сторону придерживая другую пальцем чтобы бумага не съехала в сторону. Гладить нужно примерно 5-10 секунд. Вообще сложно сказать какое время на это требуется, все зависит от того на сколько горячий утюг и с какой силой давить на плату. Я лично не замерял точное время, но узнав что некоторые делают это до того момента пока рисунок не начнет немного проступать через бумагу, взял это на вооружение и воспользовался методом, единственное убирал утюг как только чуть-чуть что-то начинало проступать на бумаге.

После глажки нам надо убрать бумагу с платы. Наливаем теплую воду в емкость и кладем туда нашу плату, после нескольких минут можно начинать оттирать пальцем намокшую бумагу аккуратно чтобы не повредить рисунок на плате.

Получилось так, что в некоторых местах были кое какие недочеты. Пригодился маркер, которым я и закрасил пропуски.

Теперь готовим раствор для травления перекисью. Льем бутылочку перекиси в емкость, размешиваем чайную ложку соли и 100 грамм лимонной кислоты пока не растворится соль и кислота.

Кладем нашу плату в раствор. Но прежде хотелось бы рассказать о том как лучше всего получалось травить в домашних условиях, собственно домашние условия не очень подошли так как во время травления появился едкий запах кислоты, после чего я принял решение выставить все это дело на балкон, но так как на улице было холодно процесс окисления замедлился. Я сделал следующее: налил тазик горячей воды и поставил туда емкость с платой, получилась водяная баня, после чего процесс травления пошел прямо на глазах. Примерно через пол часа плата была протравлена.

Теперь нам надо удалить краску. Делается это очень просто, тампоном каким-нибудь смоченным в ацетоне.

Сверлим дырки маленьким сверлом.

Каждую дырочку видно отлично. Это и требовалось.

Далее надо облудить плату. Некоторые правда потом сверлят дырочки, после облуживания. Кто-то облуживает, кто-то нет. Я пошел по пути первых, намазал дорожки флюсом и постепенно начал наносить припой. Флюс использовал самодельный, изготовленный из канифоли и спирта.

Вот такую плату мы с вами сделали. Если я смог, то сможешь и ты. Удачи!

PS Уважаемые коллеги, прошу не считайте пост рекламой как тут некоторые отписались. Никакого результата от такой рекламы нет, поверьте. Водяные знаки на картинках лишь с той целью, чтобы защитить картинки от повторного использования на других ресурсах, а так как я автор статьи, то я предоставил свои картинки на Хабре. Да, на фото водяной знак, но поверьте это не та «реклама», за которую администрация сайта Хабра удаляет посты или блокирует пользователей, поэтому прошу не понижать карму, предоставьте администрации сайта решать что является спамом, рекламой и прочим шлаком. Надеюсь на ваше понимание. Спасибо.

Травление печатных плат лимонной кислотой и перекисью водорода

От редакции:

Статья навеяна коротким комментарием камрада sergey_esp. Нами тема изучена, проверена практически, расширена, углублена, добавлены все поясняющие фото и даже сам рецепт. Итого, статья была приведена к датагорским канонам.

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

Ингредиент	Количество	Примечание
1. Лимонная кислота	30-50 г.	порошок в пакетике из продмага
2. Перекись водорода 3%	100 мл	раствор во флаконе из аптеки без рецепта
3. Соль поваренная	5-7 г.	1 чайная ложка, не йодированная

☂️ 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.

Медно-хлоридный раствор травления

В последнее время в виду доступности химических реактивов, почему то все начинают забывать дедовские способы травления печатных плат. А ведь самый простой и надежный травитель в то время, был медный купорос с солью. Хлорное железо было трудно достать и все пользовались именно этим способом.

Помню как сам лично намешав почти полведра какой то непонятной жижи, кипятил раствор и травил в нем печатную плату около двух часов. Это было мучение, но результат достигался. Потом эта жижа с медным купоросом отправлялась в утиль, так как я на то время не знал что с ней делать.

Идут годы, накапливается опыт и я решил попробовать забытый способ травления медным купоросом и попробовать регенерировать его после истощения для повторного использования.

Приготовление раствора травления

Для приготовления 200 мл раствора нам понадобится 30 грамм медного купороса и 60 грамм поваренной соли (NaCl). Чистота этих реактивов не важна, можно использовать любые, какие найдете.

Взвешиваем 30 грамм медного купороса и 60 грамм соли, растворяем медный купорос в 50 мл кипятка, соль в 150 мл кипятка. Если нужно приготовить 1 литр раствора, то нужно все умножить на 5.

После полного растворения солей, смешиваем их путем вливания раствора поваренной соли в раствор медного купороса. В итоге получаем зеленый раствор хлорида меди объемом раствора 230 мл.

Приготовление соляной кислоты

Дальше в раствор нужно добавить соляной кислоты. Приготовить ее несложно, берем поваренную соль и растворяем ее в аккумуляторном электролите. Соль нужно брать с избытком, в данном случае было взято 150 грамм соли на 450 мл электролита.

Хорошо перемешиваем в закрытой емкости и оставляем это дело дня на два или три в тепле изредка перемешивая путем встряхивания баклажки. Соль вся не растворится, это нормально, так и должно быть. Если у вас растворилась вся соль, то нужно обязательно подсыпать еще соли, чтобы на дне был избыток не растворившейся соли.

Прошло указанное время, переливаем раствор соляной кислоты в другую емкость. Хочу еще уточнить, раствор соляной кислоты надо сделать заранее, а не тогда, когда вы соберетесь делать раствор травления на медном купоросе (чтобы не ждать).

Добавляем соляную кислоту в раствор травления

Для того что бы раствор работал правильно, его нужно подкислить соляной кислотой. Для этого добавляем туда 50 мл заранее приготовленной солянки. На фото почти пустая бутылка и может сложится обманчивое мнение, что я вылил туда все содержимое. Нет, бутылка опустела в результате других опытов, не обращайте на это внимания.

Если все сделано правильно, то цвет должен быть зеленого цвета, что говорит о наличии нужного количества хлорида меди в растворе.

Тестируем раствор травления

Тестировать будем на обычном текстолите и на имитации печатной платы с нанесенным фоторезистом. Также посмотрим ускоренное видео процесса и времени травления.

Травим фольгированный текстолит

Берем кусочек фольгированного текстолита, толщина меди 18 мкм и подвешиваем его в раствор, температура 50 градусов.

Постоянно помешивая ложкой, видим результат травления через 8 минут, 10 минут и 12 минут. Если положить плату в раствор и ничего не делать, то она может пролежать там столько угодно долго и не протравится. При постоянном помешивании слой меди 18 мкм стравился за 12 минут. Меня этот результат более чем устраивает.

Травим печатаную плату с фоторезистом

Наносим фоторезист на плату, засвечиваем, проявляем. На фото шаблон с дорожками от 0,1 мм до 0,3 мм. Травим плату в растворе при температуре 60 градусов (ушло 14 минут при постоянном покачивании).

Читать также: Самодельный мини фрезерный станок по металлу

Внешний вид сверху и на просвет. С поставленной задачей раствор справился, фоторезист не отлетел, тонкие дорожки не съело в виду малой величины бокового подтравливания.

Видео процесса травления

В этом видео показан ускоренный процесс травления двух кусков текстолита. Толщина меди, один 18 мкм, второй 36 мкм. Текстолит с толщиной меди 18 мкм стравился примерно за 9 минут, 36 мкм за 18 минут, начальная температура раствора 60 градусов.

Фото текстолита до и после травления.

Емкость по меди травящего раствора

Разница разная информация, сколько можно вытравить плат в данном растворе. Не будем опираться на противоречивые данные и проверим это сами.

Для этого возьмем медную проволоку, взвесим и опустим в травящий раствор. Затем, после некоторого времени проверим, сколько весит проволока и тем самым определим емкость по меди данного травителя.

Кусочек проволоки весом 10,64 грамма опускаем в свежий раствор травления и оставляем его там на 12 часов (на ночь). После пройденного времени, взвешиваем проволоку, вес 3,41 грамм.

Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу https://whoby.ru/page/travlenie-pechatnyh-plat-kuporosom

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Расчет количества стравленной меди

Как мы помним, раствора у нас было 230 мл. Этот объем принял в себя 10,64 – 3,41 = 7,23 грамма меди.

Далее считаем какое количество примет травитель объемом 1 литр. Для этого 1000 / 230 = 4,34. Умножаем это число на количество стравленной меди из теста 4,34 * 7,23 = 31,37 грамм.

Из всех выше перечисленных расчетов, получается, что объем по меди у купоросного травителя равен 31 грамм на литр. Уменьшим эту величину до 28 гр/л для запаса.

Сколько можно вытравить печатных плат

Для того чтобы рассчитать, нужно знать, сколько весит 1 Дм2 меди фольгированного текстолита. Из разных онлайн калькуляторов определяем, 1 Дм2 меди толщиной 18 мкм весит 1,5 грамма (примерно).

Делим объем по меди раствора на вес в 1 Дм2, 28 / 1,5 = 18 Дм2 (примерно). Из чего следует, что в 1 литре медно-хлоридной травилки можно вытравить одну одностороннюю плату размером 45х40 см или одну двустороннюю размером 30х27 см, при условии, что толщина меди равна 18 мкм. Но так как медь при травлении платы стравливается не вся (дорожки же у нас остаются), то реально вытравить можно платы большего размера, все зависит от плотности топологии печатной платы.

Регенерация раствора травления

Признаком истощенности раствора является вялое травление даже при большой температуре и цвет раствора, напоминающий цвет использованного хлорного железа. Что делать, выливать? Нет, поступим другим способом, регенерируем раствор.

Для этого нам понадобится соляная кислота и аптечная перекись водорода. Сначала в раствор наливаем соляную кислоту (ту, самодельную) примерно 20% от объема раствора. В нашем случае я налил 50 мл, это примерно 20% от 230 мл травилки.

После добавляем понемногу перекись водорода и постоянно перемешиваем раствор. Как только он позеленеет, прекращаем добавлять перекись, в моем случае ее ушло 100 мл.

Так как объем раствора увеличился на 150 мл, то нужно подкорректировать количество соли NaCl. В 200 мл раствора при приготовлении раствора мы клали 60 грамм соли, в 150 мл травилки нужно положить 200/150 = 1,33. 60/1.33 = 45 грамм.

В растворе соляной кислоты ее содержится примерно 15 грамм в 50 мл (мы ее уже добавили). 45 – 15 = 30 грамм соли нужно добавить в раствор, что я и сделал. В итоге у нас уже 400 мл травильного состава.

После 3 регенераций, в раствор нужно добавить медный купорос, из расчета 10 грамм на 100 мл добавленной жидкости. Затем опять 3 регенерации без купороса, только соль и снова купорос и тд.

Например у нас был 1 литр, после 3 восстановлений, объем прибавился до 2 литров, значит нужно будет добавить 10 * 10 = 100 грамм купороса (соль NaCL нужно добавлять при каждом восстановлении, не забывайте).

Примечание: Конечно лучше регенерировать концентрированной соляной кислотой и 30% перекисью водорода из расчета 10 мл кислоты и 20 мл перекиси на 1 литр. В этом случае не придется корректировать количество соли и медного купороса. Только после 10 регенераций можно добавить купорос и соль, количество зависит от прибавленного объема травилки (описано выше).

Читать также: Как замерить сечение провода штангенциркулем

Тестируем восстановленный медно-хлоридный раствор травления

Нагреваем раствор до 50 градусов (если вы делаете регенерацию пред травлением, то раствор нагревается от взаимодействия с перекисью и можно дополнительно не греть) и опускаем текстолит. Через 11 минут, медь толщиной 18 мкм с платы стравилась полностью. Хочу сделать акцент, раствор постоянно при этом перемешивался (все эти 11 минут).

Регенерируем раствор травления гидроперитом

Можно регенерировать гидроперитом. Для этого добавляем 20% раствора соляной кислоты от общего объема истощённой жидкости и после этого добавляем гидроперит из расчета 2,5 таблетки на 100 мл раствора.

Если гидроперит сильно шипит, это говорит нам о том, что соляной кислоты добавили мало, нужно подлить еще (шипеть должно, но не сильно, должно быть еле видно). Затем восстановленный раствор добавляем к общему и получилось уже около 460 мл. Это получается как «волшебный горшочек», с каждым разом прибавляется, прибавляется.

Этот способ дороже, так как на 1 литр травителя, для восстановления нужно добавить 25 таблеток или 3 пачки по 8 таблеток, что дороже, чем добавлять аптечную перекись.

Плюсы минусы медно-хлоридного (купоросного) раствора травления

Минусы

• Раствор нужно греть
• Маленький объем по меди

Плюсы

• Доступность всех реактивов используемых в растворе
• Возможность регенерации
• Малое боковое подтравливание
• Низкая цена (потрачено/вытравлено с учетом регенерации)
• Нет резких запахов
• Большая скорость травления при условии интенсивного перемешивания

Заключение

В заключении хотел спросить вас, травите ли вы платы медным купоросом? Если да, то сколько времени занимает у вас этот процесс? Что вы делаете с раствором после того как он отработал, выливаете, восстанавливаете?

Не стесняйтесь, пишите в комментариях, никто не укусит.

Всем восстановленного раствора и ровных дорожек.

Статью написал: Admin Whoby.Ru

Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.

Травление дорожек на печатной плате. Простой и дешёвый способ травления печатных плат

Недавно открыл для себя в Интернете новый метод травления печатных плат, отличающийся от классических методов травления, к тому же этот метод не имеет свойственных традиционным хлорному железу и персульфату аммония недостатков. Хлорное железо с его неотмывающимися пятнами на одежде и в результате с испорченными вещами, возможно не устраивало давно и многих. Также и персульфат аммония, не у каждого есть дома отдельный стол для травления – пайки, скорее всего большинство травят, как и я, в ванной комнате. Иногда, в результате неосторожных действий с персульфатом аммония и попадания капель на одежду, образуются со временем небольшие дырочки, вещи становятся испорченными.

Кто-то может сказать, меня устраивает персульфат из-за своей скорости травления, так вот, новый метод травления позволяет протравливать платы, думаю с не меньшей скоростью. Вчера протравил плату за полчаса, рисунок был начерчен на скорую руку маркером, самые узкие дорожки были в 1 мм шириной, подтравов замечено не было. Фото платы ниже, правда после того как залудил и спаял все детали на плату, просто чтобы показать, что даже узкие дорожки получаются без подтравов, этого думаю достаточно. Но сразу хочу заметить, что рисунок переведенный на печатную плату методом ЛУТ (лазерно-утюжной технологией ) сохраняется лучше, у людей по отзывам при протравке этим методом даже узкие дорожки шириной в 1 мм получаются стабильно хорошо.

Теперь перейдем к делу. На плату размерами 35*25, которую травил, истратил следующие ингридиенты: бутылочку аптечной перекиси водорода 50 мл, стоимостью 3 рубля и 1 пакетик 10 грамм пищевой лимонной кислоты , стоимостью 3,5 рубля, соль чайная ложка (используется как катализатор) разумеется бесплатно, подойдет любая какая есть у вас на кухне, даже йодированная. Точные пропорции здесь не обязательны, делаем примерно такой раствор: выливаем перекиси водорода, столько чтобы плату скрыло на 5 мм, добавляем 10 грамм (в моем случае пакетик) лимонной кислоты и ложим чайную ложку соли

.

Воды добавлять не надо, жидкость используется та, которая есть в перекиси. Если планируется травить плату больших размеров, то увеличиваем количество ингридиентов в тех пропорциях, относительно перикиси водорода, как было указано выше, также чтобы плату скрыло на 5 мм. К концу травления раствор окрасится в голубоватый цвет. Во время травления плату шевелим в емкости, потому что на плате будут скапливаться пузырьки газа, мешающие травлению.

Ближе к концу травления извлекаем пинцетом плату из раствора и осматриваем. Если рисуем рисунок маркером, то рекомендую рисовать в несколько слоёв, чтобы избежать небольших подтравов на узких дорожках, но такой же эффект даст нам и хлорное железо и персульфат аммония. Оставшийся от травления раствор можно вылить в канализацию, пропустив после большое количество воды. Хранить раствор для повторного использования, думаю никто не будет, всегда проще сделать новый раствор при необходимости, чем ждать дольше при протравке со старым раствором.

Экономия времени и денег в сравнении со старыми методами, думаю очевидна всем. Также можно пользоваться концентрированной перекисью продающейся в магазинах для парикмахеров или таблетками гидроперита , но здесь соотношение ингридиентов придется каждому подбирать самому, так как с ними не экспериментировал. Выкладываю, как обещал фото платы, протравленной этим методом, делал плату правда на скорую руку.

Ещё немного про такую полезную вещь, как вертикальные ванны . Если требуется равномерное и качественное двусторонее травление — удобны именно вертикальные ванны с перемешиванием раствора. Перемешивание делается введением в ванну трубочку от аквариумного аэратора. Также у вертикальной ванны минимальна площадь испарения. Кроме того, не будет налипающей грязи, если раствор старый и замусорен. Желаю удачных травлений без подтравов. С вами был AKV .

Обсудить статью ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

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.

Здравствуйте дорогие друзья! На часах 5:30 утра, сегодня специально проснулся пораньше чтобы написать что-то полезное. И да, на календаре сегодня 9 Мая, поэтому поздравляю вас с этим великим днем, с Днем Победы!

А Сегодня речь пойдет о растворе для травления печатных плат который поражает своей доступностью и незамысловатостью. Да, сегодня поговорим о том как можно протравить плату с помощью перекиси водорода и лимонной кислоты ну и чутка соли.

Какие растворы для травления существуют

Для травления печатных плат существует множество различных растворов, среди которых есть популярные травильные смеси а есть и не особо популярные.

На мой взгляд наиболее популярный травильный раствор в радиолюбительской среде это хлорное железо. Почему это так я не знаю, может быть это сговор продавцов радиомагазинов которые специально предлагают хлорное железо и тактично умалчивают о альтернативах. А альтернативы есть:

1. Травление медным купоросом с солью
2. Травление персульфатом аммония
3. Травление персульфатом натрия
4. Травление перекисью водорода и соляной кислотой
5. Травление перекисью водорода и лимонной кислотой

Если у вас есть еще варианты травильных растворов то буду признателен если поделитесь ими в комментариях к этому посту.

В чем минусы травления в хлорном железе

Раствор хлорного железа всем хорош, его не сложно приготовить и процесс травления бычно проходит живенько. При приготовлении очень легко разобраться с концентрацией, что называется «на глаз». Единожды приготовленного раствора хватает на десятки плат. Но в нем есть минусы которые очень мешают:

1. Раствор не прозрачный, что затрудняет контроль за процессом. Приходится постоянно доставать плату из травильного раствора.
2. Раствор хлорного железа очень сильно пачкает сантехнику. Каждый сеанс травления плат заканчивается процессом отшаркивания сантехники (раковины, ванны и всего с чем может соприкоснуться раствор).
3. Очень сильно пачкает одежду. При работе с хлорным железом следует одевать одежду которую будет не жалко выбросить, ведь раствор очень сильно въедается в ткань, так сильно что ее почти не возможно потом отстирать.
4. Раствор агрессивно влияет на любой металл имеющийся поблизости, даже при хранении в негерметично таре ближайшие металлические предметы могут покрыться ржавчиной. Как-то закрыс банку с хлорным железом металлической крышкой (крышка была окрашена), через пару месяцев эта крышка превратилась в труху.

Как травить платы в перекиси водорода и лимонной кислоте

Хотя я всегда был приверженцем консервативного пути но несмотря на все плюсы раствора FeCl3 его минусы постепенно толкают на поиск альтернативны травильных смесей. И вот я решил испытать метод травления плат в перекиси водорода и лимонной кислоте.

По дороге домой зашел в продуктовый магазин и помимо продуктов для вкусного ужина захватил 4 пакетика лимонной кислоты по 10г. каждый. Каждый пакетик обошелся мне менее чем 6р.

Зашел в аптеку и купил флакончик перекиси водорода, стоил мне 10р.

Какого либо проекта у меня на данный момент нет поэтому я решил чисто испытать метод, понять в чем вся соль. Нашел в своем загашнике обрезок фольгированного текстолита и перманентным маркером сделал несколько штрихов. Это некая эмитация дорожек и медных полигонов, для опытных работ вполне покатит.

Раствор готовится не сложно но важно соблюдать пропорции. Поэтому в пластиковый лоток выливаем 100 мл перекиси и высыпаем 30г лимонной кислоты, Так как у меня были пакетики по 10г, я высыпал 3 пакетика. Осталось все это дело посолить, кладем 5 г поваренной соли, это где-то 1 ч ложка без горки.

Заметил, что соли можно добавлять даже больше чем этого требуется, это приводит к ускорению процесса. Тщательно перемешиваем. Очень важно, в раствор не нужно подливать воду поэтому для приготовления выбираем такую емкость чтобы раствор покрывал плату, либо увеличиваем количество раствора, соблюдая пропорции.

Кладем в получившийся раствор нашу «печатную плату» и наблюдаем за процессом. Хочу заметить, что раствор получился совершенно прозрачный.

В процессе травления начинают выделяться пузырьки а температура раствора немного увеличивается. Постепенно раствор начинает окрашиваться в зеленоватый цвет — верный признак того, что травление идет полным ходом. В общем весь процесс травления у меня занял менее 15 минут что меня очень порадовало.

Но когда я решил в этом же растворе протравить еще одну плату, размером несколько большим чем эта то все оказалось не настолько позитивно. Плата протравилась ровно на половину и процесс очень сильно замедлился, замедлился на столько, что пришлось завершать процесс в хлорном железе.

Видимо мощи раствора хватает на то время пока идет химическая реакция между перекисью водорода и лимонной кислотой. Процесс можно продлить если подливать и подсыпать требуемые компоненты.

Преимущества травления в перекиси водорода и лимонной кислоте

Из полученного опыта можно сделать выводы что этот метод как и другие имеет свои плюсы и минусы, в нем есть как свои преимущества так и свои недостатки.

Основные преимущества:

1. Легкодоступность — все компоненты без проблем находятся в ближайшей аптеке и продуктовом магазине.
2. Относительная дешевизна — все компоненты для приготовления раствора стоят не дорого, менее 100р. (на момент написания статьи)
3. Прозрачный раствор — получинный раствор получается прозрачный, это упрощает наблюдение и контроль за процессом травления.
4. Травление происходит достаточно быстро и не требует подогревания
5. Не пачкает сантехнику

В чем минусы

К сожалению, помимо всех преимуществ, в этом методе травления не обошлось без минусов.

Минусы травления в перекиси водорода и лимонной кислоте:

1. Одноразовый раствор- раствор годится лишь для однократного применения, т.е. в процессе химической реакции протекающей в нем. В нем не получится протравить множество плат, для каждого раза придется готовить раствор заново.
2. Дорого — не смотра на то что все ингридиенты дешевые, в долгосрочной перспективе раствор оказывается дороже того же хлорного желера. Ведь для каждой новой платы раствор придется готовить заново.

Вот в принципе и все недостатки. На мой взгляд этот метод травления плат имеет право на жизнь и он обязательно найдет своих сторонников и почитателей. А в некоторых случаях этот метод может стать единственно возможной альтернативой, например в глухой деревушке с аптекой и магазином продуктов.

А на этом я буду закругляться. За окном уже давно рассвело и пора уже готовить вкусный завтрак.

Я вас еще раз поздравляю с Днем Победы и желаю вам удачи, успехов и мирного неба над головой!

С н/п Владимир Васильев

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.

Чем вытравливать платы в домашних условиях. Травление плат перекисью водорода и лимонной кислотой. Травление и обработка платы

Сегодня мы выступим в немного непривычном для себя амплуа, будем рассказывать не о гаджетах, а о технологиях, которые стоят за ними. Месяц назад мы были в Казани, где познакомились с ребятами из Навигатор-кампуса . Заодно побывали на расположенном близко (ну, относительно близко) заводе по производству печатных плат — Технотех . Этот пост — попытка разобраться в том, как же все-таки производят те самые печатные платы.

Итак, как же все-таки делают печатные платы для наших любимых гаджетов?

На заводе умеют делать платы от начала и до конца — проектирование платы по вашему ТЗ, изготовление стеклотекстолита, производство односторонних и двухсторонних печатных плат, производство многослойных печатных плат, маркировка, проверка, ручная и автоматическая сборка и пайка плат.
Для начала, я покажу, как делают двухсторонние платы. Их техпроцесс ничем не отличается от производства односторонних печатных плат, кроме того, что при изготовлении ОПП не производят операции на второй стороне.

О методах изготовления плат

Вообще, все методы изготовления печатных плат можно разделить на две большие категории: аддитивные(от латинского additio -прибавление) и субтрактивные (от латинского subtratio -отнимание). Примером субтрактивной технологии является всем известный ЛУТ(Лазерно-утюжная технология) и его вариации. В процессе создания печатной платы по этой технологии мы защищаем будущие дорожки на листе стеклотекстолита тонером от лазерного принтера, а затем стравливаем все ненужное в хлорном железе.
В аддитивных методах проводящие дорожки, наоборот, наносятся на поверхность диэлектрика тем или иным способом.
Полуаддитивные методы(иногда их еще называют комбинированными.) — нечто среднее между классическими аддитивными и субтрактивными. В процессе производства ПП по этому методу часть проводящего покрытия может стравливаться(иногда почти сразу после нанесения), но как правило это происходит быстрее/проще/дешевле, чем в субтрактивных методах. В большинстве случаев, это следствие того, что большая часть толщины дорожек наращивается гальваникой или химическими методами, а слой, который подвергается травлению — тонкий, и служит лишь в качестве проводящего покрытия для гальванического осаждения.
Я покажу именно комбинированный метод.

Изготовление двухслойных печатных плат по комбинированному позитивному методу(полуаддитивный метод)

Изготовление стеклотекстолита

Процесс начинается с изготовления фольгированного стеклотекстолита. Стеклотекстолит — это материал, состоящий из тонких листов стекловолокна(они похожи на плотную блестящую ткань), пропитанных эпоксидной смолой и спрессованных стопкой в лист.
Сами полотна стекловолокна тоже не слишком просты — это плетеные(как обычная ткань в вашей рубашке) тонкие-тонкие нити обычного стекла. Они настолько тонкие, что могут легко гнуться в любых направлениях. Выглядит это примерно вот так:

Увидеть ориентацию волокон можно на многострадальной картинке из википедии:

В центре платы, светлые участки — это волокна идут перпендикулярно срезу, участки чуть темнее — параллельно.
Или например на микрофотографии tiberius , насколько я помню из этой статьи:

Итак, начнем.
Стекловолоконное полотно поступает на производство вот в таких бобинах:

Оно уже пропитано частично отвержденной эпоксидной смолой — такой материал называется препрегом , от английского pre -impreg nated — предварительно пропитанный. Так как смола уже частично отверждена, она уже не такая липкая, как в жидком состоянии — листы можно брать руками, совсем не опасаясь испачкаться в смоле. Смола станет жидкой только при нагреве фольги, и то лишь на несколько минут, прежде чем застыть окончательно.
Нужное количество слоев вместе с медной фольгой собирается вот на этом аппарате:

А вот сам рулон фольги.

Далее полотно нарезается на части и поступает в пресс высотой в два человеческих роста:

На фото Владимир Потапенко, начальник производства.
Интересно реализована технология нагрева во время прессования: нагреваются не части пресса, а сама фольга. На обе стороны листа подается ток, который за счет сопротивления фольги нагревает лист будущего стеклотекстолита. Прессование происходит при сильно пониженном давлении, для исключения появления воздушных пузырей внутри текстолита

При прессовании, за счет нагрева и давления, смола размягчается, заполняет пустоты и после полимеризации получается единый лист.
Вот такой:

Он нарезается на заготовки для плат специальным станком:

Технотех использует два вида заготовок: 305х450 — маленькая групповая заготовка, 457х610 — большая заготовка
После этого к каждому комплекту заготовок распечатывается маршрутная карта, и путешествие начинается…

Маршрутная карта — это вот такая бумажка с перечнем операций, информацией о плате и штрих-кодом. Для контроля выполнения операций используется 1С 8, в которую внесена вся информация о заказах, о техпроцессе и так далее. После выполнения очередного этапа производства сканируется штрихкод на маршрутном листе и заносится в базу.

Сверловка заготовок

Первый этап производства однослойных и двухслойных печатных плат — сверление отверстий. С многослойными платами все сложнее, и я расскажу об этом позже. Заготовки с маршрутными листами поступают на участок сверловки:

Из заготовок собирается пакет для сверловки. Он состоит из подложки(материал типа фанеры), от одной до трех одинаковых заготовок печатных плат и алюминиевой фольги. Фольга нужна для определения касания сверла поверхности заготовки — так станок определяет поломку сверла. Еще при каждом захвате сверла он контролирует его длину и заточку лазером.

После сборки пакета он закладывается вот в этот станок:

Он такой длинный, что мне пришлось сшивать эту фотку из нескольких кадров. Это швейцарский станок фирмы Posalux, точной модели, к сожалению не знаю. По характеристикам он близок вот к этому . Он ест трехразовое трехфазное питание напряжением 400В, и потребляет при работе 20 КВт. Вес станка около 8 тонн. Он может одновременно обрабатывать четыре пакета по разным программам, что в сумме дает 12 плат за цикл(естественно, что все заготовки в одном пакете будут просверлены одинаково). Цикл сверления — от 5 минут до нескольких часов, в зависимости от сложности и количества отверстий. Среднее время — около 20 минут. Всего таких станков у технотеха три штуки.

Программа разрабатывается отдельно, и подгружается по сети. Все что надо сделать оператору — отсканировать штрихкод партии и заложить пакет из заготовок внутрь. Емкость инструментального магазина: 6000 сверл или фрез.

Рядом стоит большой шкаф со сверлами, но оператору нет необходимости контролировать заточку каждого сверла и менять его — станок все время знает степень износа сверл — записывает себе в память сколько отверстий было просверлено каждым сверлом. При исчерпании ресурса сам меняет сверло на новое, старые сверла останется выгрузить из контейнера и отправить на повторную заточку.

Вот так выглядят внутренности станка:

После сверловки в маршрутном листе и базе делается отметка, а плата отправляется по этапу на следующий этап.

Очистка, активация заготовок и химическое меднение.

Хоть станок и пользуется своими «пылесосом» во время и после сверловки, поверхность платы и отверстий все равно надо очистить от загрязнений и подготовить к следующей технологической операции. Для начала, плата просто очищается в моющем растворе механическими абразивами

Надписи, слева направо: «Камера зачистки щетками верх/низ», «Камера промывки», «Нейтральная зона».
Плата становится чистой и блестящей:

После этого в похожей установке проводится процесс активации поверхности. Для каждой поверхности вводится серийный номер Активация поверхности — это подготовка к осаждению меди на внутреннюю поверхность отверстий для создания переходных отверстий между слоями платы. Медь не может осесть на неподготовленную поверхность, поэтому плату обрабатывают специальными катализаторами на основе палладия. Палладий, в отличии от меди, легко осаждается на любую поверхность, и в дальнейшем служит центрами кристаллизации для меди. Установка активации:

После этого, последовательно проходя несколько ванн в еще одной похожей установке заготовка обзаводится тонким(меньше микрона) слоем меди в отверстиях.

Дальше этот слой гальваникой наращивается до 3-5 микрон — это улучшает стойкость слоя к окислению и повреждениям.

Нанесение и экспонирование фоторезиста, удаление незасвеченных участков.

Дальше плата отправляется в участок нанесения фоторезиста. Нас туда не пустили, потому что он закрыт, и вообще, там чистая комната, поэтому ограничимся фотографиями через стекло. Нечто подобное я видел в Half-Life(я про трубы, спускающиеся с потолка):

Собственно вот зеленая пленка на барабане — это и есть фоторезист.

Далее, слева направо(на первой фотографии): две установки нанесения фоторезиста, дальше автоматическая и ручная рамы для засветки по заранее подготовленным фотошаблонам. В автоматической раме присутствует контроль, который учитывает допуск по совмещению с реперными точками и отверстиями. В ручной рамке маска и плата совмещаются руками. На этих же рамах экспонируется шелкография и паяльная маска. Дальше — установка проявки и отмывки плат, но так как мы туда не попали, фотографий этой части у меня нет. Но там ничего интересного — примерно такой же конвейер как в «активации», где заготовка проходит последовательно несколько ванн с разными растворами.
А на переднем плане — огромный принтер, который эти самые фотошаблоны печатает:

Вот плата с нанесенным, экспонированным и проявленным:

Обратите внимание, фоторезист нанесен на места, на которых в дальнейшем не будет меди — маска негативная, а не позитивная, как в в ЛУТ-е или домашнем фоторезисте. Это потому, что в дальнейшем наращивание будет происходить в местах будущих дорожек.

Это тоже позитивная маска:

Все эти операции происходят при неактиничном освещении, спектр которого подобран таким образом, чтобы одновременно не оказывать влияния на фоторезист и давать максимальную освещенность для работы человека в данном помещении.
Люблю объявления, смысл которых я не понимаю:

Гальваническая металлизация

Теперь настал через ее величества — гальванической металлизации. На самом деле, ее уже проводили на прошлом этапе, когда наращивали тонкий слой химической меди. Но теперь слой будет наращён еще больше — с 3 микрон до 25. Это уже тот слой, который проводит основной ток в переходных отверстиях. Делается это вот в таких ваннах:

В которых циркулируют сложные составы электролитов:

А специальный робот, повинуясь заложенной программе, таскает платы из одной ванны в другую:

Один цикл меднения занимает 1 час 40 минут. В одной паллете могут обрабатываться 4 заготовки, но в ванне таких паллет может быть несколько.

Осаждение металлорезиста

Следующая операция представляет собой еще одну гальваническую металлизацию, только теперь осаждаемый материал не медь, а ПОС — припой свинец-олово. А само покрытие, по аналогии с фоторезистом называется металлорезистом. Платы устанавливаются в раму:

Эта рама проходит несколько уже знакомых нам гальванических ванн:

И покрывается белым слоем ПОС-а. На заднем плане видна другая плата, еще не обработанная:

Удаление фоторезиста, травление меди, удаление металлорезиста

Теперь с плат смывается фоторезист, он выполнил свою функцию. Теперь на все еще медной плате остались дорожки, покрытые металлорезистом. На этой установке происходит травление в хитром растворе, который травит медь, но не трогает металлорезист. Насколько я запомнил, он состоит из углекислого аммония, хлористого аммония и гидрооксида аммония. После травления платы выглядят вот так:

Дорожки на плате — это «бутерброд» из нижнего слоя меди и верхнего слоя гальванического ПОС-а. Теперь, другим еще более хитрым раствором проводится другая операция — слой ПОС-а убирается, не затрагивая слой меди.

Правда, иногда ПОС не убирается, а оплавляется в специальных печах. Или плата проходит горячее лужение(HASL-процесс) — когда она опускается в большую ванну с припоем. Сначала она покрывается канифольным флюсом:

И устанавливается вот в такой автомат:

Он опускает плату в ванну с припоем и тут же вытаскивает ее обратно. Потоки воздуха сдувают лишний припой, оставляя лишь тонкий слой на плате. Плата получается вот такая:

Но на самом деле метод немного «варварский» и не очень действует на платы, особенно многослойные — при погружении в расплав припоя плата переносит температурный шок, что не очень хорошо действует на внутренние элементы многослойных плат и тонкие дорожки одно- и двухслойных.
Гораздо лучше покрывать иммерсионным золотом или серебром. Вот очень хорошая информация о иммерсионных покрытиях, если кому интересно.
Мы не побывали на участке иммерсионных покрытий, по банальной причине — он был закрыт, а за ключом было идти лень. А жаль.

Электротест

Дальше почти готовые платы отправляются на визуальный контроль и электротест. Электротест — это когда проверяются соединения всех контактных площадок между собой, нет ли где обрывов. Выглядит это очень забавно — станок держит плату и быстро-быстро тыкает в нее щупами. Видео этого процесса можно посмотреть у меня в инстаграме (кстати, подписаться можно там же). А в виде фото это выглядит вот так:

Та большая машина слева — и есть электротест. А вот и сами щупы ближе:

На видео, правда, была другая машинка — с 4 щупами, а тут их 16. Говорят, гораздо быстрее всех трех старых машинок с четырьмя щупами вместе взятых.

Нанесение паяльной маски и покрытие контактных площадок

Следующий технологический процесс — нанесение паяльной маски. То самое зеленое(ну, чаще всего зеленое. А вообще оно бывает очень разных цветов) покрытие, которое мы видим на поверхности плат. Подготовленные платы:

Закладываются вот в такой автомат:

Который через тонкую сеточку размазывает полужидкую маску по поверхности платы:

Видео нанесения, кстати, тоже можно посмотреть в инстаграме (и подписаться тоже:)
После этого, платы сушатся, пока маска перестанет липнуть, и экспонируются в той же желтой комнате, что мы видели выше. После этого, неэкспонированная маска смывается, обнажая контактные пятачки:

Потом их покрывают финишным покрытием — горячим лужением или иммерсионным нанесением:

И наносят маркировку — шелкографию. Это белые(чаще всего) буковки, которые показывают, где какой разъем и какой элемент тут стоит.
Она может наносится по двум технологиям. В первом случае все происходит так же, как и с паяльной маской, отличается лишь цвет состава. Она закрывает всю поверхность платы, потом экспонируется, и неотвержденные ультрафиолетом участки смываются. Во втором случает ее наносит специальный принтер, печатающий хитрым эпоксидным составом:

Это и дешевле, и гораздо быстрее. Военные, кстати, не жалуют этот принтер, и постоянно указывают в требованиях к своим платам, что маркировка наносится только фотополимером, что очень огорчает главного технолога.

Изготовление многослойных печатных плат по методу металлизации сквозных отверстий:

Все, что я описал выше — касается только односторонних и двухсторонних печатных плат(на заводе их, кстати, никто так не называет, все говорят ОПП и ДПП). Многослойные платы(МПП) делаются на этом же оборудовании, но немного по другой технологии.

Изготовление ядер

Ядро — это внутренний слой тонкого текстолита с медными проводниками на нем. Таких ядер в плате может быть от 1(плюс две стороны — трехслойная плата) до 20. Одно из ядер называется золотым — это означает, что оно используется в качестве реперного — того слоя, по которому выставляются все остальные. Ядра выглядят вот так:

Изготавливаются они точно так же, как и обычные платы, только толщина стеклотекстолита очень мала — обычно 0,5мм. Лист получается такой тонкий, то его можно изгибать, как плотную бумагу. На его поверхность наносится медная фольга, и дальше происходят все обычные стадии — нанесение, экспонирование фоторезиста и травление. Итогом этого являются вот такие листы:

После изготовления дорожки проверяются на целостность на станке, который сравнивает рисунок платы на просвет с фотошаблоном. Кроме этого, существует еще и визуальный контроль. Причем реально визуальный — сидят люди и смотрят в заготовки:

Иногда какая-то из стадий контроля выносит вердикт о плохом качестве одной из заготовок(черные крестики):

Этот лист плат, в которой случился дефект все равно изготовится полностью, но после нарезки бракованная плата пойдет в мусор. После того, как все слои изготовлены и проверены, наступает черед следующей технологической операции.

Сборка ядер в пакет и прессование

Это происходит в зале под названием «Участок прессования»:

Ядра для платы выкладываются вот в такую стопочку:

А рядом кладется карта расположения слоев:

После чего в дело вступает полуавтоматическая машина прессования плат. Полуавтоматичность ее заключается в том, что оператор должен по ее команде подавать ей ядра в определенном порядке.

Перекладывая их для изоляции и склеивания листами препрега:

А дальше начинается магия. Автомат захватывает и переносит листы в рабочее поле:

А затем совмещает их по реперным отверстиям относительно золотого слоя.

Дальше заготовка поступает в горячий пресс, а после прогрева и полимеризации слоев — в холодный. После этого мы получаем такой же лист стеклотекстолита, который ничем не отличается от заготовок для двухслойных печатных плат. Но внутри у него доброе сердце несколько ядер со сформированными дорожками, которые, правда, еще никак не связаны между собой и разделены изолирующими слоями полимеризированного препрега. Дальше процесс проходит те же стадии, что я уже описывал ранее. Правда, за небольшим различием.

Сверловка заготовок

При сборке пакета ОПП и ДПП для сверловки его не нужно центровать, и его можно собирать с некоторым допуском — все равно это первая технологическая операция, и все остальные будут ориентироваться на нее. А вот при сборке пакета многослойных печатных плат очень важно привязаться к внутренним слоям — при сверловке отверстие должно пройти насквозь все внутренние контакты ядер, соединив их в экстазе при металлизации. Поэтому пакет собирается вот на такой машинке:

Это рентгеновский сверлильный станок, который видит сквозь текстолит внутренние металлически реперные метки и по их расположению сверлит базовые отверстия, в которые вставляются крепежи для установки пакета в сверлильный станок.

Металлизация

Дальше все просто — заготовки сверлятся, очищаются, активируются и металлизируются. Металлизация отверстия связывает между собой все медные пяточки внутри печатной платы:

Таким образом, завершая электронную схему внутренностей печатной платы.

Проверка и шлифы

Дальше от каждой платы отрезается кусочек, который шлифуется и рассматривается в микроскоп, для того, чтобы удостовериться, что все отверстия получились нормально.

Эти кусочки называются шлифы — поперечно срезанные части печатной платы, которые позволяет оценить качество платы в целом и толщину медного слоя в центральных слоях и переходных отверстиях. В данном случае, под шлиф пускают не отдельную плату, а специально сделанные с краю платы весь набор диаметров переходных отверстий, которые используются в заказе. Шлиф, залитый в прозрачный пластик выглядит вот так:

Фрезеровка или скрайбирование

Далее платы, которые находятся на групповой заготовке необходимо разделить на несколько частей. Делается это либо на фрезерном станке:

Который фрезой вырезает нужный контур. Другой вариант — скрайбирование, это когда контур платы не вырезается, а надрезается круглым ножом. Это быстрее и дешевле, но позволяет делать только прямоугольные платы, без сложных контуров и внутренних вырезов. Вот скрайбированная плата:

А вот фрезерованная:

Если заказывалось только изготовление плат, то на этом все заканчивается — платы складывают в стопочку:

Оборачивается все тем же маршрутным листом:

И ждет отправки.
А если нужна сборка и запайка, то впереди есть еще кое-что интересное.

Сборка

Дальше плата, если это необходимо поступает на участок сборки, где на нее напаиваются нужные компоненты. Если мы говорим о ручной сборке — то все понятно, сидят люди(кстати, в большинстве своем женщины, когда я к ним зашел, у меня уши в трубочку свернулись от песни из магнитофона «Боже, какой мужчина»):

И собирают, собирают:

А вот если говорить о автоматической сборке, то там все гораздо интереснее. Происходит это вот на такой длинной 10-метровой установке, которая делает все — от нанесения паяльной пасты до пайки по термопрофилям.

Кстати, все серьёзно. Там заземлены даже коврики:

Как я говорил, начинается все с того, что на неразрезанный лист с печатными платами устанавливают вместе с металлическим шаблоном в начало станка. На шаблон густо намазывается паяльная паста, и ракельный нож проходя сверху оставляет точно отмерянные количества пасты в углублениях шаблона.

Шаблон поднимается, и паяльная паста оказывается в нужных местах на плате. Кассеты с компонентами устанавливаются в отсеки:

Каждый компонент заводится в соответствующую ему кассету:

Компьютеру, управляющему станком, говорится где какой компонент находится:

И он начинает расставлять компоненты на плате.

Выглядит это вот так(видео не мое). Можно смотреть вечно:

Аппарат установки компонентов называется Yamaha YS100 и способен устанавливать 25000 компонентов в час(на один тратится 0.14 секунды).
Дальше плата проходит горячую и холодные зоны печки(холодная — это значит «всего» 140°С, по сравнению с 300°С в горячей части). Побыв строго определенное время в каждой зоне со строго определенной температурой, паяльная паста плавится, образуя одно целое с ножками элементов и печатной платой:

Запаянный лист плат выглядит вот так:

Все. Плата разрезается, если нужно и упаковывается, чтобы вскоре уехать к заказчику:

Примеры

Напоследок, примеры того, что технотех может делать. Например, конструирование и изготовление многослойных плат(до 20 слоев), включая платы для BGA компонентов и HDI платы:

C со всеми «номерными» военными приемками(да, на каждой плате вручную ставится номер и дата изготовления — этого требуют военные):

Проектирование, изготовления и сборка плат практически любой сложности, из своих или из компонентов заказчика:

И ВЧ, СВЧ, платы с металлизированным торцом и металлическим основанием(фотографий этого я не сделал, к сожалению).
Конечно, они не конкурент резониту в плане быстрых прототипов плат, но если у вас от 5 штук, рекомендую запросить у них стоимость изготовления — они очень хотят работать с гражданскими заказами.

И все-таки, в России производство еще есть. Что бы там не говорили.

Напоследок можно отдышаться, поднять глаза на потолок и попытаться разобраться в хитросплетениях труб:

Не знаю как вы, а я с лютой ненавистью отношусь к классическим монтажным платам. Монтажка это такая хрень с дырками куда можно вставлять детальки и запаивать, где все соединения делаются посредством проводков. Вроде бы просто, но при этом получается такая каша, что понять в ней что либо весьма проблематично. Поэтому и ошибки и сгоревшие детали, непонятные глюки. Ну ее нафиг. Только нервы портить. Мне гораздо проще нарисовать в моем любимом схемку и тут же вытравить ее в виде печатной платы. С использованием лазеро-утюжного метода все выходит за каких то полтора часа ненапряжной работы. Ну и, конечно же, этот метод отлично подходит для выполнения финального устройства, так как качество печатных плат, получаемых таким методом весьма высоко. А поскольку данный метод весьма непрост для неискушенного, то я с радостью поделюсь своей отработанной технологией, позволяющей получать с первого раза и без каких либо напрягов, печатные платы с дорожками 0.3мм и просветом между ними до 0.2мм . В качестве примера я изготовлю отладочную плату для моего учебного курса, посвященного контроллеру AVR . Принципиальную вы найдете в записи , а

На плате разведена демосхема, а еще навалом медных пятачков, которые тоже можно высверлить и использовать под свои нужды, подобно обычной монтажной плате.

▌Технология изготовления качественных печатных плат в домашних условиях.

Суть метода изготовления печатных плат в том, что на фольгированный текстолит наносится защитный рисунок, который предотвращает травление меди. В результате, после травления, на плате остаются дорожки проводников. Способов нанесения защитных рисунков много. Раньше их рисовали нитрокраской, посредством стеклянной трубочки, потом стали наносить водостойкими маркерами или даже вырезать из скотча и наклеивать на плату. Также для любительского применения стал доступен фоторезист , который наносится на плату, а потом засвечивается. Засвеченные участки становятся растворимы в щелочи и смываются. Но по простоте применения, дешевизне и скорости изготовления все эти методы сильно проигрывают лазеро-утюжному методу (далее ЛУТ ).

Метод ЛУТ основан на том, что защитный рисунок образуется тонером, который посредством нагревания переносится на текстолит.
Так что нам потребуется лазерный принтер, благо они сейчас не редкость. Я использую принтер Samsung ML1520 с родным картриджем. Заправленные картриджи подходят крайне плохо, так как у них недостаточная плотность и равномерность выдачи тонера. В свойствах печати надо выставить максимальную плотность и контрастность тонера, обязательно отключить все режимы экономии — не тот случай.

▌Инструмент и материалы
Помимо фольгированного текстолита нам потребуется еще лазерный принтер, утюг, фотобумага, ацетон, мелкая шкурка, щетка для замши с металлопластиковым ворсом,

▌Процесс
Дальше рисуем рисунок платы в любой удобной для нас софтине и печатаем его. Sprint Layout. Простая рисовалка для плат. Чтобы нормально напечаталось надо слева цвета слоев выставить черным. Иначе получится фигня.

Вывод на печать, две копии. Мало ли, вдруг одну запортачим.

Вот тут заключается главная тонкость технологии ЛУТ из-за которой у многих возникают проблемы с выходом качественных плат и они бросают это дело. Путем множества экспериментов было выяснено, что самый лучший результат достигается при печати на глянцевой фотобумаге для струйных принтеров. Идеальной я бы назвал фотобумагу LOMOND 120г/м 2

Она стоит недорого, продается везде, а главное дает отличный и повторяемый результат, и не пригорает своим глянцевым слоем к печке принтера. Это очень важно, так как я слышал про случаи когда глянцевой бумагой загаживали печь принтера.

Заряжаем бумагу в принтер и смело печатаем на глянцевой стороне . Печатать нужно в зеркальном отображении, чтобы после переноса картинка соответствовала действительности. Сколько раз я ошибался и делал неправильные отпечатки, не пересчитать:) Поэтому первый раз лучше для пробы напечатать на обычной бумаге и проверить, чтобы все было правильно. Заодно и печку принтера прогреете.

После печати картинку ни в коем случае нельзя хватать руками и желательно беречь от пыли . Чтобы ничто не мешало соприкосновению тонера и меди. Далее вырезаем рисунок платы точно по контуру. Без каких либо запасов — бумага жесткая, поэтому все будет хорошо.

Теперь займемся текстолитом. Вырежем сразу же кусок нужного размера, без допусков и припусков. Столько, сколько нужно.

Его надо хорошенько зашкурить. Тщательно, стараясь содрать весь окисел, желательно круговыми движениями. Немного шершавости не повредит — тонер будет лучше держаться. Можно взять не шкурку, а абразивную губку «эффект». Только брать надо новую, не жирную.

Шкурку лучше взять самую мелкую какую найдете. У меня вот такая.

После зашкуривания его надо тщательнейшим же образом обезжирить. Я обычно тырю у жены ватную подушечку и, смочив ее как следует ацетоном, хорошенько прохожусь по всей поверхности. Опять же после обезжиривания ни в коем случае нельзя хватать его пальцами.

Накладываем наш рисунок на плату, естественно тонером вниз. Разогрев утюг на максимум , придерживая бумагу пальцем, хорошенько прижимаем и проглаживаем одну половину. Надо чтобы тонер прилип к меди.

Далее, не допуская сдвижения бумаги, проглаживаем всю поверхность. Давим изо всех сил, полируем и утюжим плату. Стараясь не пропустить ни миллиметра поверхности. Это ответственнейшая операция, от нее зависит качество всей платы. Не бойтесь давить изо всех сил, тонер не поплывет и не размажется, так как фотобумага толстая и отлично защищает его от расползания.

Гладим до тех пор, пока бумага не пожелтеет. Впрочем это зависит от температуры утюга. У меня на новом утюге не желтеет почти, а вот на старом почти обугливалось — результат везде был одинаково хорош.

После можно дать плате немного остыть. А затем, схватив пинцетом, суем под воду. И держим некоторое время в воде, обычно минуты две три.

Взяв щетку для замши, под сильной струей воды, начинаем яростно задирать внешнюю поверхность бумаги. Нам надо покрыть ее множественными царапинами, чтобы вода проникла в глубь бумаги. В подтверждение твоих действий будет проявление рисунка через плотную бумагу.

И вот этой щеткой дрючим плату пока не сдерем верхний слой.

Когда рисунок будет весь явно виден, без белых пятен, то можно начинать аккуратно, скатывать бумагу от центра к краям. Бумага Lomond скатывается великолепно, практически сразу же оставляя 100% тонера и чистую медь.

Скатав пальцами весь рисунок можно зубной щеткой хорошенько продраить всю плату, чтобы вычистить остатки глянцевого слоя и ошметки бумаги. Не бойся, зубной щеткой отодрать хорошо прижаренный тонер практически нереально.

Вытираем плату и даем ей просохнуть. Когда тонер высохнет и станет серым, то будет явно видно где осталась бумага, а где все чисто. Белесые пленочки между дорожками надо убирать. Можно разрушить их иголкой, а можно продрать зубной щеткой под струей воды. Вообще полезно пройтись щеткой вдоль дорожек. Из узких щелей белесый глянец можно вытаскивать с помощью изоленты или малярного скотча. Он липнет не так яростно как обычный и не срывает тонер. А вот остатки глянца отрывает без следа и сразу же.

Под светом яркой лампы внимательно оглядываем слои тонера на разрывы. Дело в том, что при охлаждении он может потрескаться, тогда в этом месте останется узкая трещина. Под светом лампы трещины поблескивают. Эти места стоит подкрасить перманентным маркером для компакт дисков. Даже если есть лишь подозрение, то лучше все же прокрасить. Этим же маркером можно дорисовать и некачественные дорожки, если таковые возникли. Я рекомендую маркер Centropen 2846 — он дает толстый слой краски и, фактически, им можно тупо рисовать дорожки.

Когда плата будет готова, то можно бодяжить раствор хлорного железа.

Техническое отступление, при желании можно его пропустить
Вообще травить можно много в чем. Кто то травит в медном купоросе, кто то в кислотных растворах, а я в хлорном железе. Т.к. продается оно в любом радио магазине, травит быстро и чисто.
Но у хлорного железа есть жуткий недостаток — оно марается просто писец. Попадет на одежду или любую пористую поверхность вроде дерева или бумаги все, считай пятно на всю жизнь. Так что свои фуфайки от Дольче Габаны или валенки от Гуччи нычь подальше в сейф и обматывай скотчем на три рулона. А еще хлорное железо самым жестоким образом разрушает почти все металлы. Особенно быстро аллюминий и медь. Так что посуда для травления должна быть стеклянной или пластиковой.

Я кидаю 250 граммовый пакет хлорного железа в литр воды . И полученным раствором травлю десятки плат, пока не перестанет травить.
Порошок надо сыпать в воду. И следи за тем, чтобы вода не перегревалась, а то реакция идет с выделением большого количества тепла.

Когда порошок весь растворится и раствор приобретет однородную окраску, то можно кидать туда плату. Желательно, чтобы плата плавала на поверхности, медью вниз. Тогда осадок будет сваливаться на дно емкости, не мешая травлению более глубоких слоев меди.
Чтобы плата не тонула, то можно на двусторонний скотч прилепить к ней кусок пенопласта. Я так и сделал. Получилось очень удобно. Шуруп я вкрутил для удобства, чтобы держатсья за него как за рукоятку.

Плату лучше несколько раз макнуть в раствор, причем опускать не плашмя, а под углом, чтобы на поверхности меди не остались пузырьки воздуха, иначе будут косяки. Периодически надо доставать из раствора и следить за процессом. В среднем на травление платы уходит от десяти минут до часа. Все зависит от температуры, крепости и свежести раствора.

Очень резко ускоряется процесс травления если под плату опустить шланчик от аквариумного компрессора и пускать пузырьки. Пузыри перемешивают раствор и мягко выбивают прореагировавшую медь с платы. Также можно покачивать плату или емкость, главное не расплескать, а то не отмоешь потом.

Когда вся медь стравится, то аккуратно вынимаем плату и промываем под струей воды. Дальше смотрим на просвет, чтобы нигде не было соплей и недотрава. Если сопли есть, то кидаем еще минут на десять в раствор. Если дорожки подтравились или возникли разрывы, то значит тонер криво лег и эти места надо будет пропаять медной проволокой.

Если все хорошо, то можно смывать тонер. Для этого нам потребуется ацетон — верный друг токсикомана. Хотя сейчас ацетон купить становится сложней, т.к. какой то придурок из госнаркоконтроля решил, что ацетон это вещество использующееся для приготовления наркотоиков, а значит нужно запретить его свободную продажу. Вместо ацетона вполне подходит 646 растворитель .

Берем кусок бинта и хорошенько смочив его ацетоном начинаем смывать тонер. Сильно давить не надо, главное возякать не слишком быстро, чтобы растворитель успевал впитываться в поры тонера, разьедая его изнутри. На смыв тонера уходит минуты две три. За это время даже зеленые собаки под потолком не успеют появиться, но форточку все же открыть не помешает.

Отмытую плату можно сверлить. Я для этих целей уже много лет использую моторчик от магнитофона, запитанный от 12 вольт. Монстр машина, правда хватает его ресурса примерно на 2000 отверстий, после чего щетки сгорают напрочь. А еще из него нужно выдрать схему стабилизации, подпаяв проводки напрямую к щеткам.

При сверловке нужно стараться держать сверло строго перпендикулярно. Иначе потом хрен ты туда микросхему засунешь. А с двусторонними платами этот принцип становится основным.

Изготовление двусторонней платы происходит также, только тут делаются три реперных отверстия, как можно меньшего диаметра. И после вытравливания одной стороны (другую в это время заклеивают скотчем, чтобы не стравилась) по этим отверстиям совмещают и накатывают вторую сторону. Первую заклеивают наглухо скотчем и травят вторую.

На лицевую сторону можно тем же ЛУТ методом нанести обозначение радиодеталей, для красоты и удобства монтажа. Впрочем, я так не заморачиваюсь, а вот камрад Woodocat из ЖЖ сообщества ru_radio_electr делает так всегда, за что ему большой респект!

В скором времени я, наверное, выдам также и статью по фоторезисту. Метод более замороченный, но в то же время мне им больше прикалывает делать — люблю с реактивами пошаманить. Хотя 90% плат я делаю все же ЛУТом.

Кстати, вот по поводу точности и качества плат изготовленных лазерно утюжным методом. Контроллер P89LPC936 в корпусе TSSOP28 . Расстояние между дорожками 0.3мм, ширина дорожек 0.3мм.

Резисторы на верхней плате типоразмера 1206 . Каково?

Условиях на конкретном примере. Например, нужно изготовить две платы. Одна — переходник с одного типа корпуса на другой. Вторая — замена большой микросхемы с корпусом BGA на две поменьше, с корпусами TO-252, с тремя резисторами. Размеры плат: 10×10 и 15×15 мм. Есть 2 варианта изготовления печатных плат в : с помощью фоторезиста и методом «лазерного утюга». Воспользуемся методом «лазерного утюга».

Процесс изготовления печатных плат в домашних условиях

1. Готовим проект печатной платы. Я пользуюсь программой DipTrace: удобно, быстро, качественно. Разработана нашими соотечественниками. Очень удобный и приятный пользовательский интерфейс, в отличие от общепризнанного PCAD. Есть конвертация в формат PCAD PCB. Хотя многие отечественные фирмы уже начали принимать в формате DipTrace.

В DipTrace есть возможность узреть своё будущее творение в объёме, что весьма удобно и наглядно. Вот что должно получиться у меня (платы показаны в разных масштабах):

2. Сначала размечаем текстолит, выпиливаем заготовку для печатных плат.

3. Выводим наш проект на в зеркально отражённом виде в максимально возможном качестве, не скупясь на тонер. Путём долгих экспериментов была выбрана бумага для этого — плотная матовая фотобумага для принтеров.

4. Не забудем почистить и обезжирить заготовку платы. Если нет обезжиривателя, можно пройтись по меди стеклотекстолита ластиком. Далее с помощью обыкновенного утюга «привариваем» тонер с бумаги к будущей печатной плате. Я держу 3-4 минуты под небольшим нажимом, до лёгкого пожелтения бумаги. Нагрев ставлю максимальный. Сверху кладу ещё один лист бумаги для более равномерного прогрева, иначе изображение может «поплыть». Важный момент здесь — равномерность прогрева и нажима.

5. После этого, дав плате немного остыть, кладём заготовку с прилипшей к ней бумагой в воду, желательно горячую. Фотобумага быстро намокает, и через минуту-две можно аккуратно снять верхний слой.

В местах, где большое скопление наших будущих токопроводящих дорожек, бумага прилипает к плате особенно сильно. Её пока не трогаем.

6. Даём плате ещё пару минут отмокнуть. Остатки бумаги аккуратно снимаем с помощью ластика или трения пальцем.

7. Вынимаем заготовку. Просушиваем. Если где-то дорожки получились не очень чёткими, можно сделать их ярче тонким маркером для CD. Хотя лучше добиться того, чтобы все дорожки вышли одинаково чёткими и яркими. Это зависит от 1) равномерности и достаточности прогрева заготовки утюгом, 2) аккуратности при снятии бумаги, 3) качества поверхности текстолита и 4) удачного подбора бумаги. С последним пунктом можно поэкспериментировать, чтобы найти наиболее подходящий вариант.

8. Кладём получившуюся заготовку с отпечатанными на ней будущими дорожками-проводниками в раствор хлорного железа. Травим часа 1,5 или 2. Пока ждём, накроем нашу «ванночку» крышкой: испарения достаточно едкие и токсичные.

9. Достаём из раствора готовые платы, промываем, сушим. Тонер от лазерного принтера замечательно смывается с платы с помощью ацетона. Как видно, даже самые тонкие проводники шириной 0,2 мм вышли вполне хорошо. Осталось совсем немного.

10. Лудим изготовленные методом «лазерного утюга» печатные платы. Смываем бензином или спиртом остатки флюса.

11. Осталось только выпилить наши платы и смонтировать радиоэлементы!

Выводы

При определённой сноровке метод «лазерного утюга» подходит для изготовления несложных печатных плат в домашних условиях. Вполне чётко получаются короткие проводники от 0,2 мм и шире. Более толстые проводники получаются совсем хорошо. Времени на подготовку, эксперименты с подбором типа бумаги и температуры утюга, травление и лужение уходит примерно 3-5 часов. Но это гораздо быстрее, чем если заказывать платы в фирме. Денежные затраты также минимальны. В общем, для простых бюджетных радиолюбительских проектов метод рекомендуется к использованию.

Что такое печатная платa

Печа́тная пла́та (англ. printed circuit board, PCB, или printed wiring board, PWB) — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки для монтажа выводных или планарных компонентов. Кроме того, в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения участков фольги, расположенных на разных слоях платы. С внешних сторон на плату обычно нанесены защитное покрытие («паяльная маска») и маркировка (вспомогательный рисунок и текст согласно конструкторской документации).

В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на:

односторонние (ОПП): имеется только один слой фольги, наклеенной на одну сторону листа диэлектрика.

двухсторонние (ДПП): два слоя фольги.

многослойные (МПП): фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика. Многослойные печатные платы получаются склеиванием нескольких односторонних или двухсторонних плат.

По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа, увеличивается количество слоёв на платах.

Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как стеклотекстолит, гетинакс. Также основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие печатные платы применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов. При этом металлическое основание платы крепится к радиатору. В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д), и керамика. Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон.

Самые распространненые, доступные материалы для изготовления плат — это Гетинакс и Стеклотекстолит. Гетинакс-бумага пропитанная бакелитовым лаком, текстолит стекловолокно с эпоксидкой. Однозначно будем использовать стеклотекстолит!

Стеклотекстолит фольгированный представляет собой листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол и облицованные с двух сторон медной электролитической гальваностойкой фольгой толщиной 35 мкм. Предельно допустимая температура от -60ºС до +105ºС. Имеет очень высокие механические и электроизоляционные свойства, хорошо поддается механической обработке резкой, сверлением, штамповкой.

Стеклотекстолит в основном используется одно или двухсторонний толщиной 1.5мм и с медной фольгой толщиной 35мкм или 18мкм. Мы будем использовать односторонний стеклотекстолит толщиной 0.8мм с фольгой толщиной 35мкм (почему будет подробно рассмотрено далее).

Платы можно изготавливать химическим методом и механическим.

При химическом методе в тех местах где должны быть дорожки (рисунок) на плате на фольгу наносится защитный состав (лак, тонер, краска и т.д.). Далее плата погружается в специальный раствор (хлорное железо, перекись водорода и другие) который «разъедает» медную фольгу, но не действует на защитный состав. В итоге под защитным составом остается медь. Защитный состав в дальнейшем удаляется растворителем и остаётся готовая плата.

При механическом методе используется скальпель (при ручном изготовлении) или фрезерный станок. Специальная фреза делает бороздки на фольге, в итоге оставляя островки с фольгой — необходимый рисунок.

Фрезерные станки довольно дорогое удовольствие, а также сами фрезы дороги и имеют небольшой ресурс. Так что, этот метод мы не будем использовать.

Самый простой химический метод — ручной. Ризографом лаком рисуются дорожки на плате и потом травим раствором. Этот метод не позволяет делать сложные платы, с очень тонкими дорожками — так что это тоже не наш случай.

Следующий метод изготовления плат — с помощью фоторезиста. Это очень распространненая технология (на заводе платы делаются как раз этим методом) и она часто используется в домашних условиях. В интернет очень много статей и методик изготовления плат по этой технологии. Она дает очень хорошие и повторяемые результаты. Однако это тоже не наш вариант. Основная причина — довольно дорогие материалы (фоторезист, который к тому же портится со временем), а также дополнительные инструменты (УФ ламка засветки, ламинатор). Конечно, если у вас будет объемное производство плат дома — то фоторезист вне конкуренции — рекомендуем освоить его. Также стоит отметить, что оборудование и технология фоторезиста позволяет изготовливать шелкографию и защитные маски на платы.

С появлением лазерных принтеров радиолюбители стали активно их использовать для изготовления плат. Как известно, для печати лазерный принтер использует «тонер». Это специальный порошок, который под температурой спекается и прилипает к бумаге — в итоге получается рисунок. Тонер устойчив к различным химическим веществам, это позволяет использовать его как защитное покрытие на поверхности меди.

Итак, наш метод состоит в том, чтобы перенести тонер с бумаги на поверхность медной фольги и потом протравить плату специальным раствором для получения рисунка.

В связи с простотой использования данный метод заслужил очень большое распространение в радиолюбительстве. Если вы наберете в Yandex или Google как перенести тонер с бумаги на плату — то сразу найдёте такой термин как «ЛУТ» — лазерно утюжная технология. Платы по этой технологии делаются так: печатается рисунок дорожек в зеркальном варианте, бумага прикладывается к плате рисунком к меди, сверху данную бумагу гладим утюгом, тонер размягчяется и прилипает к плате. Бумага далее размачивается в воде и плата готова.

В интернет «миллион» статей о том как сделать плату по этой технологии. Но у данной технологии есть много минусов, которые требуют прямых рук и очень долгой пристройки себя к ней. То есть ее надо почувствовать. Платы не выходят с первого раза, получаются через раз. Есть много усовершенствований — использовать ламинатор (с переделкой — в обычном не хватает температуры), которые позволяют добиться очень хороших результатов. Даже есть методы построения специальных термопрессов, но все это опять требует специального оборудования. Основные недостатки ЛУТ технологии:

перегрев — дорожки растекаются — становятся шире

недогрев — дорожки остаютяся на бумаге

бумага «прижаривается» к плате — даже при размокании сложно отходит — в итоге может повредится тонер. Очень много информации в интернете какую бумагу выбрать.

Пористый тонер — после снятия бумаги в тонере остаются микропоры — через них плата тоже травится — получаются изъеденные дорожки

повторяемость результата — сегодня отлично, завтра плохо, потом хорошо — стабильного результат добиться очень сложно — нужна строго постоянная температура прогрева тонера, нужно стабильное давление прижима платы.

К слову, у меня этим методом не получилось сделать плату. Пробовал делать и на журналах, и на мелованной бумаге. В итоге даже платы портил — от перегрева вздувалась медь.

В интернет почему-то незаслуженно мало информации про еще один метод переноса тонера — метод холодного химического переноса. Он основан на том факте, что тонер не растворяется спиртом, но растворяется ацетоном. В итоге, если подобрать такую смесь ацетона и спирта, которая будет только размягчать тонер — то его можно «переклеить» на плату с бумаги. Этот метод мне очень понравился и сразу дал свои плоды — первая плата была готова. Однако, как оказалось потом, я нигде не смог найти подробной информации, которая давала бы 100% результат. Нужен такой метод, которым плату мог сделать даже ребёнок. Но на второй раз плату сделать не вышло, потом опять и пришло долго подбирать нужные ингридиенты.

В итоге после долгих была разработана последовательность действий, подобраны все компоненты, которые дают если не 100% то 95% хорошего результата. И самое главное процесс настолько простой, что плату может сделать ребенок полностью самостоятельно. Вот этот метод и будем использовать. (конечно его можно и далее доводить до идеала — если у вас выйдет лучше — то пишите). Плюсы данного метода:

все реактивы недорогие, доступные и безопасные

не нужны дополнительные инструменты (утюги, лампы, ламинаторы — ничего, хотя нет — нужна кастрюля)

нет возможности испортить плату — плата вообще не нагревается

бумага отходит сама — видно результат перевода тонера — где перевод не вышел

нет пор в тонере (они заклеиваются бумагой) — соответственно нет протравов

делаем 1-2-3-4-5 и получаем всегда один и тот же результат — почти 100% повторяемость

Прежде чем начать, посмотрим какие платы нам нужны, и что мы сможем сделать дома данным методом.

Мы будем делать приборы на микроконтроллерах, с применением современных датчиков и микросхем. Микросхемы становятся все меньше и меньше. Соответственно необходимо выполнение следующих требований к платам:

платы должны быть двух сторонними (как правило развести одностороннюю плату очень сложно, сделать дома четырехслойные платы довольно сложно, микроконтроллерам нужен земляной слой для защиты от помех)

дорожки должны быть толщиной 0.2мм — такого размера вполне достаточно — 0.1мм было бы еще лучше — но есть вероятность протравов, отхода дорожек при пайке

промежутки между дорожками — 0.2мм — этого достаточно практически для всех схем. Уменьшение зазора до 0.1мм чревато сливанием дорожек и сложностью в контроле платы на замыкания.

Мы не будем использовать защитные маски, а также делать шелкографию — это усложнит производство, и если вы делаете плату для себя, то в этом нет нужды. Опять же в интернет много информации на эту тему, и если есть желание вы можете навести «марафет» самостоятельно.

Мы не будем лудить платы, в этом тоже нет необходимости (если только вы не делаете прибор на 100лет). Для защиты мы будем использовать лак. Основная наша цель — быстро, качественно, дёшево в домашних условиях сделать плату для прибора.

Вот так выглядит готовая плата. сделанная нашим методом — дорожки 0.25 и 0.3, расстояния 0.2

Одна из проблем изготовления двухсторонних плат — это совмещение сторон, так чтобы переходные отверстия совпадали. Обычно для этого делается «бутерброд». На листе бумаги печатается сразу 2 стороны. Лист сгибается пополам, на просвет точно совмещаются стороны с помощью специальных меток. Внутрь вкладывается двухсторонний текстолит. При методе ЛУТ такой бутерброд проглаживается утюгом и получается двухсторонняя плата.

Однако, при методе холодного переноса тонера сам перенос осуществляется с помощью жидкости. И поэтому очень сложно организовать процесс смачивания одной стороны одновременно с другой стороной. Это конечно тоже можно сделать, но с помощью специального приспособления — мини пресса (тисков). Берутся плотные листы бумаги — которые впитывают жидкость для переноса тонера. Листы смачиваются так, чтобы жидкость не капала, и лист держал форму. И дальше делается «бутерброд» — смоченный лист, лист туалетной бумаги для впитывания лишней жидкости, лист с рисунком, плата двухсторонняя, лист с рисунком, лист туалетной бумаги, опять смоченный лист. Все это зажимается вертикально в тиски. Но мы так делать не будем, мы поступим проще.

На форумах по изготовлению плат проскочила очень хорошая мысль — какая проблема делать двухстороннюю плату — берем нож и режем текстолит пополам. Так как стеклотекстолит — это слоеный материал, то это не сложно сделать при опредленной сноровке:

В итоге из одной двухсторонней платы толщиной 1.5мм получаем две односторонние половинки.

Далее делаем две платы, сверлим и все — они идеально совмещены. Ровно разрезать текстолит не всегда получалось, и в итоге пришла идея использовать сразу тонкий односторонний текстолит толщиной 0.8мм. Две половинки потом можно не склеивать, они будут держаться за счет запаяных перемычек в переходных отверстиях, кнопок, разъемов. Но если это необходимо без проблем можно склеить эпоксидным клеем.

Основные плюсы такого похода:

Текстолит толщиной 0,8мм легко режется ножницами по бумаге! В любую форму, то есть очень легко обрезать под корпус.

Тонкий текстолит — прозрачный — посветив фонарем снизу можно легко проверить корректность всех дорожек, замыкания, разрывы.

Паять одну сторону проще — не мешают компоненты на другой стороне и легко можно контролировать спайки выводов микросхем- соединить стороны можно в самом конце

Сверлить надо в два раза больше отверстий и отверстия могут чуть-чуть не совпасть

Немного теряется жёсткость конструкции если не склеивать платы, а склеивать не очень удобно

Односторонний стеклотекстолит толщиной 0.8мм трудно купить, в основном продается 1.5мм, но если не удалось достать, то можно раскроить ножем более толстый текстолит.

Перейдем к деталям.

Нам понадобятся следующие ингридиенты:

Теперь когда все это есть, делаем по шагам.

Автоматический цанговый набор:

Мы рекомендуем первый вариант — он дешевле. Далее необходимо к мотору припаять провода и выключатель (лучше кнопку). Кнопку лучше разместить на корпусе, чтобы удобнее было быстро включать и выключать моторчик. Остается подобрать блок питания, можно взять любой блок питания на 7-12в током 1А (можно и меньше), если такого блока питания нет, то может подойти зарядка по USB на 1-2А или батарейка Крона (только надо пробовать — не все зарядки любят моторы, мотор может не запустится).

Дрель готова, можно сверлить. Но вот только необходимо сверлить строго под углом 90градусов. Можно соорудить мини станок — в интернет есть различные схемы:

Но есть более простое решение.

Кондуктор для сверления

Чтобы сверлить ровно под 90 градусов достаточно изготовить кондуктор для сверления. Мы будем делать вот такой:

Изготовить его очень легко. Берем квадратик любого пластика. Кладем нашу дрель на стол или другую ровную поверхность. И сверлим в пластике нужным сверлом отверстие. Важно обеспечить ровное горизонтальное смещение дрели. Можно прислонить моторчик к стене или рейке и пластик тоже. Далее большим сверлом рассверлить отверстие под цангу. С обратной стороны рассверлить или срезать кусок пластика, чтобы было видно сверло. На низ можно приклеить нескользящую поверхность — бумагу или резинку. Такой кондуктор надо сделать под каждое сверло. Это обеспечит идеально точное сверление!

Такой вариант тоже подойдет, срезать сверху часть пластика и срезать уголок снизу.

Вот как производится сверление с его помощью:

Зажимаем сверло так, чтобы оно торчало на 2-3мм при полном погружении цанги. Ставим сверло на место где надо сверлить (при травлении платы у нас будет оставаться метка где сверлить в виде мини отверстия в меди — в Kicad мы специально ставили галку для этого, так что сверло будет само вставать туда), прижимаем кондуктор и включаем мотор — отверстие готово. Для подстветки можно использовать фонарик, положив его на стол.

Как уже мы писали ранее, сверлить можно только отверстия с одной стороны — там где подходят дорожки — вторую половину можно досверлить уже без кондуктора по направляющему первому отверстию. Это немного экономит силы.

Зачем лудить платы — в основном для защиты меди от корозии. Основной минус лужения — перегрев платы, возможная порча дорожек. Если у вас нет паяльной станции — однозначо — не лудите плату! Если она есть, то риск минимальный.

Можно лудить плату сплавом РОЗЕ в кипящей воде, но он дорого стоит и его сложно достать. Лудить лучще обычным припоем. Чтобы сдеалать это качественно, очень тонким слоем надо сделать простое приспособление. Берем кусочек оплетки для выпайки деталей и одеваем ее на жало, прикручиваем проволокой к жалу, чтобы она не соскочила:

Плату покрываем флюсом — например ЛТИ120 и оплетку тоже. Теперь в оплетку набираем олово и ей водим по плате (красим)- получается отличный результат. Но по мере использования оплетка расподается и на плате начинают оставаться ворскинки медные — их обязательно надо убрать, а то будет замыкание! Увидеть это очень легко посветив фонарем с обратной стороны платы. При таком методе хорошо использовать или мощный паяльник (60ват) или сплав РОЗЕ.

В итоге, платы лучше не лудить, а покрывать лаком в самом конце- например PLASTIC 70, или простой акриловый лак купленный в автозапчастях KU-9004:

В методе есть два момента, которые поддаются тюнингу, и могут не получиться сразу. Для их настройки, необходимо в Kicad сделать тестовую плату, дорожки по квадратной спирали разной толщины, от 0.3 до 0.1 мм и с разными промежутками, от 0.3 до 0.1 мм. Лучше сразу распечатать несколько таких образцов на одном листе и провести подстройку.

Возможные проблемы, которые мы будем устранять:

1) дорожки могут менять геометрию — растекаться, становится шире, обычно очень не значительно, до 0.1мм — но это не хорошо

2) тонер может плохо прилипать к плате, отходить при снятии бумаги, плохо держаться на плате

Первая и вторая проблема взаимосвязаны. Решаю первую, вы приходите ко второй. Надо найти компромисс.

Дорожки могут растекаться по двум причинам — слишкой большой груз прижима, слишком много ацетона в составе полученной жидкости. В первую очередь надо попробовать уменьшить груз. Минимальный груз — около 800гр, ниже уменьшать не стоит. Соответственно груз кладем без всякого прижима — просто ставим сверху и все. Обязательно должно быть 2-3 слоя туалетной бумаги для хорошего впитывания лишнего раствора. Вы должны добиться того, что после снятия груза, бумага должна быть белая, без фиолетовых подтеков. Такие подтеки говорят о сильном расплавлении тонера. Если грузом отрегулировать не получилось, дорожки все равно расплываются, то увеличиваем долю жидкости для снятия лака в растворе. Можно увеличить до 3 части жидкости и 1 часть ацетона.

Вторая проблема, если нет нарушения геометрии, говорит о недостаточном весе груза или малом количестве ацетона. Начать опять же стоит с груза. Больше 3кг смысла не имеет. Если тонер все равно плохо держится на плате, то надо увеличить количество ацетона.

Эта проблема в основном возникает, когда вы меняете жидкость для снятия лака. К сожалению, это не постоянный и не чистый компонент, но на другой его заменить не получилось. Пробовал заменить его спиртом, но видимо получается не однородная смесь и тонер прилипает какими-то вкраплениями. Также жидкость для снятия лака может содержать ацетон, тогда ее надо будет меньше. В общем, такой тюнинг вам надо будет провести один раз, пока не закончится жидкость.

Если вы не будете сразу запаивать плату, то ее необходимо защитить. Самый простой способ сделать это — покрыть спиртоканифольным флюсом. Перед пайкой это покрытие надо будет снять например изопропиловым спиртом.

Вы также можете сделать плату:

Дополнительно, сейчас набирает популярность сервис изготовления плат на заказ — например Easy EDA . Если необходима более сложная плата (например 4-х слойная) — то это единственный выход.

Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.

Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.

Технология ручного способа нанесения

дорожек печатной платы

Подготовка шаблона

Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.

Вырезание заготовки

Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.

Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.

Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.

Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.

Сверление отверстий

Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини сверлильного станка твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь.

Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки.

После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет. Как видно, пропущенных отверстий нет.

Нанесение топографического рисунка

Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе. Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера.

Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги также нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.

После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами – стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью.

Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии.

Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой. Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения.

Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм наполняется с помощью кисточки краской. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать. Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием краску нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям.

После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.

При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. чтобы обрисовать все отверстия на этой печатной плате окружностями понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.

Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера. Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки.

Единственное, что дополнительно понадобится, так это плоская линейка, с приклеенными на одной из ее сторон по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка при работе не скользила и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно проходить под ней. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки.

Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.

Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления. В летнее время года — под лучи солнца.

Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению.

Технология нанесения рисунка печатной платы

с помощью лазерного принтера

При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера бумага прокатывается между валиками, один из которых является термопечкой, разогретой до температуры 180-220°C. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Если бумагу опять нагреть до 180-220°C, то тонер опять станет жидким. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.

После того, как файл с рисунком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель. Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.

Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату

Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.

В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.

Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью, нужно выполнить настройку «Свойств принтера», отключив режим экономной печати, а если такая функция не доступна, то выбрать самый грубый тип бумаги, например картон или что то подобное. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.

Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит.

Перенос рисунка с бумаги на стеклотекстолит

Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом. Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Далее этот бутерброд разогревается до температуры 180-220°C и затем охлаждается до комнатной. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате.

Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг. Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера. В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг недостаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей стопроцентный результат.

На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги. Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.

Осталось нагреть сделанный бутерброд до температуры 200°C и остудить. Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.

Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги.

Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами. чтобы избежать подобного явления, лучше печатную плату зажимать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно.

Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично. Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки.

Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.

Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.

Травить печатную плату в домашних условиях лучше всего в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер с печатных дорожек легко удаляется тампоном, смоченным в ацетоне.

Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие дорожки и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.

Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. Получился блок питания и коммутации для электронной системы, дополняющий обыкновенный унитаз функцией биде .

Травление печатной платы

Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический способ. Печатная плата помещается в травильный раствор и за счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.

Рецепты травильных растворов

В зависимости от доступности компонентов радиолюбители применяют один из растворов, приведенных в таблице ниже. Травильные растворы расположены в порядке популярности их применения радиолюбителями в домашних условиях.

Наименование раствора	Состав	Количество	Технология приготовления	Достоинства	Недостатки
Перекись водорода плюс лимонная кислота	Перекись водорода (H 2 O 2)	100 мл	В 3% растворе перекиси водорода растворить лимонную кислоту и поваренную соль	Доступность компонентов, высокая скорость травления, безопасность	Не хранится
	Лимонная кислота (C 6 H 8 O 7)	30 г
	Поваренная соль (NaCl)	5 г
Водный раствор хлорного железа	Вода (H 2 O)	300 мл	В теплой воде растворить хлорное железо	Достаточная скорость травления, повторное использование	Невысокая доступность хлорного железа
	Хлорное железо (FeCl 3)	100 г
Перекись водорода плюс соляная кислота	Перекись водорода (H 2 O 2)	200 мл	В 3% раствор перекиси водорода влить 10% соляную кислоту	Высокая скорость травления, повторное использование	Требуется высокая аккуратность
	Соляная кислота (HCl)	200 мл
Водный раствор медного купороса	Вода (H 2 O)	500 мл	В горячей воде (50-80°С) растворить поваренную соль, а затем медный купорос	Доступность компонентов	Ядовитость медного купороса и медленное травление, до 4 часов
	Медный купорос (CuSO 4)	50 г
	Поваренная соль (NaCl)	100 г

Травить печатные платы в металлической посуде не допускается . Для этого нужно использовать емкость из стекла, керамики или пластика. Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.

Травильный раствор из перекиси водорода и лимонной кислоты

Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в ней лимонной кислотой является самым безопасным, доступным и быстро работающим. Из всех перечисленных растворов по всем критериям это лучший.

Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно в 100 мл воды растворить 6 таблеток весом 1,5 грамма.

Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетиках весом 30 или 50 грамм. Поваренная соль найдется в любом доме. 100 мл травильного раствора хватит на удаление медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см 2 . Отработанный раствор не хранится и повторному использованию не подлежит. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее едкого запаха травить печатную плату придется на открытом воздухе.

Травильный раствор на основе хлорного железа

Вторым по популярности травильным раствором является водный раствор хлорного железа. Ранее он был самым популярным, так как на любом промышленном предприятии хлорное железо было легко достать.

Травильный раствор не требователен к температуре, травит достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа в растворе.

Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому из воздуха быстро впитывает воду. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента и такое хлорное железо пригодно для приготовления травильного раствора.

Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно использовать многократно. Подлежит регенерации, достаточно в раствор насыпать железных гвоздей (они сразу покроются рыхлым слоем меди). При попадании на любые поверхности оставляет трудноудаляемые желтые пятна. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже в связи с его дороговизной.

Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты

Отличный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном помешивании вливают в 3% водный раствор перекиси водорода тоненькой струйкой. Вливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении платы нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает. По этой причине травильный раствор с соляной кислотой в домашних условиях использовать не рекомендуется.

Травильный раствор на основе медного купороса

Метод изготовления печатных плат с применение медного купороса обычно используют в случае невозможности изготовления травильного раствора на основе других компонентов из-за их недоступности. Медный купорос является ядохимикатом и широко применяется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. В дополнение время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора 50-80°С и обеспечить постоянную смену раствора у стравливаемой поверхности.

Технология травления печатных плат

Для травления платы в любом из вышеперечисленных травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например от молочных продуктов питания. Если под рукой подходящего размера емкости не оказалось, то можно взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и выстелить ее внутренность полиэтиленовой пленкой. В емкость наливается травильный раствор и на его поверхность аккуратно рисунком вниз кладется печатная плата. За счет сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса плата будет плавать.

Для удобства к центру платы клеем момент можно приклеить пробку от пластиковой бутылки. Пробка одновременно будет служить ручкой и поплавком. Но тут есть опасность, что на плате образуются пузырьки воздуха и в этих местах медь не вытравится.

Чтобы обеспечить равномерное вытравливание меди можно положить печатную плату на дно емкости вверх рисунком и периодически покачивать ванночку рукой. Через некоторое время, в зависимости от травильного раствора, начнут появляться участки без меди, а затем медь растворится полностью на всей поверхности печатной платы.

После окончательного растворения меди в травильном растворе печатную плату извлекают из ванночки и тщательно промывают под струей проточной воды. Тонер удаляется с дорожек ветошью, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется ветошью, смоченной в растворителе, который добавлялся в краску для получения нужной ее консистенции.

Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей

Следующий шаг, это подготовка печатной платы к монтажу радиоэлементов. После снятия с платы краски, дорожки нужно обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и можно легко их сточить. Достаточно всего нескольких проходов абразивом со слабым прижимом.

Далее токоведущие дорожки и контактные площадки печатной платы покрываются спирто-канифольным флюсом и лудятся мягким припоем эклектрическим паяльником. чтобы отверстия на печатной плате, не затягивались припоем, его на жало паяльника нужно брать немного.

После завершения изготовления печатной платы, останется только вставить в предназначенные позиции радиодетали и запаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей нужно обязательно смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то их нужно перед пайкой обрезать бокорезами до длины выступания над поверхностью печатной платы 1-1,5 мм. После окончания монтажа деталей нужно удалить остатки канифоли с помощью любого растворителя — спирта, уайт-спирта или ацетона. Они все успешно растворяют канифоль.

На воплощение этой простой схемы емкостного реле от разводки дорожек для изготовления печатной платы до создания действующего образца ушло не более пяти часов, гораздо меньше, чем на верстку этой страницы.

cxema.org — Новый метод травления печатных плат

ЛУТ технология — самый распространенный метод создания печатных плат для радиоэлектронных устройств в домашних условиях. За простоту и доступность, этот метод завоевал сердца миллионов радиолюбителей по всему миру. Даже начинающий радиолюбитель стал собирать свои первые поделки на вполне профессиональных платах.

Основная проблема связанная с созданием печатных плат связана с их травлением. Медный купорос, хлорное железо и другие реактивы парой недоступны многим, поэтому я решил рассказать о новом методе травления печатных плат, который доступен любому. 
Раствор для травления состоит из трех основных веществ — перекиси водорода, лимонной кислоты и поваренной соли.

Перекись водорода — продается в любой аптеке в бутылках по 100мг. В основном встречается 3% — ый раствор перекиси водорода, именно он и нам нужен. Для начала нам нужна одна бутылка.

Лимонная кислота — продается в любом продуктовом магазине, встречается в пакетах по 20, 40, 80 или 100гр, нам нужно 80гр лимонной кислоты. Поваренная соль — обычная (мелкая) пищевая соль, одна чайная ложка. Далее берем пластмассовый сосуд, в который помещается наша плата. В сосуд наливаем все содержание бутылки с перекисью водорода, добавляя 80гр лимонной кислоты. В конце добавляем чайную ложку поваренной соли и все это ТЩАТЕЛЬНО перемешиваем до полного растворения соли и лимонной кислоты.

Перемешиваем раствор ПЛАСТМАССОВОЙ трубкой (можно деревянной палочкой) ни в коем случае не нужно использовать металлические предметы. Раствор получается бесцветным, туда погружается плата. Желательно на плату поставить пластмассовый предмет, чтобы раствор полностью покрывал плату. Полный процесс травления при комнатной температуре занимает не более 2-х часов, для мелких плат (жучков и т.п.) процесс занимает порядка 30 мин.

После травления платы, раствор приобретает зеленоватый оттенок, что свидетельствует о наличии меди в растворе.

Уже протравленную плату очищаем от тонера ацетоном или растворителем. Осталось только просверлить отверстия и приступить к монтажу, но желательно перед монтажом залудить все дорожки, это спасет плату от коррозии.

С уважением — АКА КАСЬЯН

Путь от схемы до устройства. Часть 3: рисуем маркером • EnableDevice

Во второй части мы наконец-то начали рассматривать фольгированный текстолит. И все бы хорошо, но вот выбранный способ процарапывания дорожек очень трудоемкий. И чем больше размер платы (или их количество), тем сильнее пальцы будут ощущать непрактичность этого способа.

Вообще вся суть изготовления печатных плат заключается в том, чтобы удалить ненужную медь с поверхности текстолита. И было бы здорово, сделать это химическим способом, просто бросив заготовку в раствор, в котором эта ненужная медь просто растворится. И к нашему счастью, таких растворов великое множество.

Наверное, самым популярным раствором для травления печатных плат является хлорное железо, его можно легко приобрести практически в любом магазине радиодеталей. Но этим раствором выбор не ограничивается. Вообще на эту тему есть отличная статья, очень рекомендую для ознакомления: Безопасный общедоступный состав для травления меди в домашних условиях.

Лично я довольно длительное время травил хлорным железом, изредка отвлекаясь на персульфаты и купоросы, но неудобства от хлорного железа (в основном, грязь) все же подтолкнули к выбору другого способа. И вот уже несколько лет я изготавливаю платы при помощи перекиси водорода и лимонной кислоты. Для пробы лимонная кислота была приобретена в продуктовом магазине, а перекись в аптеке, что позволило оценить метод. Результаты более чем устроили, и в дальнейшем был приобретен мешок лимонной кислоты, а перекись стала покупаться канистрами по 5 литров. Раствор всегда свежий, травление чистое и быстрое. Советую присмотреться.

Так, с раствором определились, осталось защитить медь, которая должна остаться на плате. Вообще подручных способов очень много, главное чтобы покрытие было стойким к воздействию раствора. Мы же воспользуемся обычным перманентным маркером. В магазинах радиодеталей очень часто продаются именно такие маркеры для рисования печатных плат, с переклеенными этикетками (разумеется, гораздо дороже).

Наше устройство начинается с заготовки и набора деталей.

Начинаем со сверления заготовки. Отверстия разметим уже привычным способом, наклеив распечатку с расположением элементов.

Далее уже по просверленным отверстиям рисуем дорожки.

Маркеры удобны тем, что имеется возможность выбрать диаметр пишущего узла, что несомненно удобно для разных условий.

А далее — процесс травления. Для этого имеется предназначенная для этого посуда.

Раствор приготовлен и немного подогрет (это значительно ускоряет процесс травления), заготовка заброшена в раствор. Тут же начинается процесс газообразования.

Через несколько минут раствор приобретает голубоватый оттенок, а незащищенная медь начинает растворяться.

После травления заготовка промывается под проточной водой, а маркер стирается спиртом.

Остается запаять детали на свои места, и устройство готово.

• Полноценная плата без необходимости царапать текстолит, зарабатывая мозоли.

• Прямота дорожек непосредственно зависит от прямоты рук.

---

В следующий раз попробуем сделать процесс изготовления более технологичным.

Травление меди в домашних условиях

Медно-хлоридный раствор травления

В последнее время в виду доступности химических реактивов, почему то все начинают забывать дедовские способы травления печатных плат. А ведь самый простой и надежный травитель в то время, был медный купорос с солью. Хлорное железо было трудно достать и все пользовались именно этим способом.

Помню как сам лично намешав почти полведра какой то непонятной жижи, кипятил раствор и травил в нем печатную плату около двух часов. Это было мучение, но результат достигался. Потом эта жижа с медным купоросом отправлялась в утиль, так как я на то время не знал что с ней делать.

Идут годы, накапливается опыт и я решил попробовать забытый способ травления медным купоросом и попробовать регенерировать его после истощения для повторного использования.

Приготовление раствора травления

Для приготовления 200 мл раствора нам понадобится 30 грамм медного купороса и 60 грамм поваренной соли (NaCl). Чистота этих реактивов не важна, можно использовать любые, какие найдете.

Взвешиваем 30 грамм медного купороса и 60 грамм соли, растворяем медный купорос в 50 мл кипятка, соль в 150 мл кипятка. Если нужно приготовить 1 литр раствора, то нужно все умножить на 5.

После полного растворения солей, смешиваем их путем вливания раствора поваренной соли в раствор медного купороса. В итоге получаем зеленый раствор хлорида меди объемом раствора 230 мл.

Приготовление соляной кислоты

Дальше в раствор нужно добавить соляной кислоты. Приготовить ее несложно, берем поваренную соль и растворяем ее в аккумуляторном электролите. Соль нужно брать с избытком, в данном случае было взято 150 грамм соли на 450 мл электролита.

Хорошо перемешиваем в закрытой емкости и оставляем это дело дня на два или три в тепле изредка перемешивая путем встряхивания баклажки. Соль вся не растворится, это нормально, так и должно быть. Если у вас растворилась вся соль, то нужно обязательно подсыпать еще соли, чтобы на дне был избыток не растворившейся соли.

Прошло указанное время, переливаем раствор соляной кислоты в другую емкость. Хочу еще уточнить, раствор соляной кислоты надо сделать заранее, а не тогда, когда вы соберетесь делать раствор травления на медном купоросе (чтобы не ждать).

Добавляем соляную кислоту в раствор травления

Для того что бы раствор работал правильно, его нужно подкислить соляной кислотой. Для этого добавляем туда 50 мл заранее приготовленной солянки. На фото почти пустая бутылка и может сложится обманчивое мнение, что я вылил туда все содержимое. Нет, бутылка опустела в результате других опытов, не обращайте на это внимания.

Если все сделано правильно, то цвет должен быть зеленого цвета, что говорит о наличии нужного количества хлорида меди в растворе.

Тестируем раствор травления

Тестировать будем на обычном текстолите и на имитации печатной платы с нанесенным фоторезистом. Также посмотрим ускоренное видео процесса и времени травления.

Травим фольгированный текстолит

Берем кусочек фольгированного текстолита, толщина меди 18 мкм и подвешиваем его в раствор, температура 50 градусов.

Постоянно помешивая ложкой, видим результат травления через 8 минут, 10 минут и 12 минут. Если положить плату в раствор и ничего не делать, то она может пролежать там столько угодно долго и не протравится. При постоянном помешивании слой меди 18 мкм стравился за 12 минут. Меня этот результат более чем устраивает.

Травим печатаную плату с фоторезистом

Наносим фоторезист на плату, засвечиваем, проявляем. На фото шаблон с дорожками от 0,1 мм до 0,3 мм. Травим плату в растворе при температуре 60 градусов (ушло 14 минут при постоянном покачивании).

Внешний вид сверху и на просвет. С поставленной задачей раствор справился, фоторезист не отлетел, тонкие дорожки не съело в виду малой величины бокового подтравливания.

Видео процесса травления

В этом видео показан ускоренный процесс травления двух кусков текстолита. Толщина меди, один 18 мкм, второй 36 мкм. Текстолит с толщиной меди 18 мкм стравился примерно за 9 минут, 36 мкм за 18 минут, начальная температура раствора 60 градусов.

Фото текстолита до и после травления.

Емкость по меди травящего раствора

Разница разная информация, сколько можно вытравить плат в данном растворе. Не будем опираться на противоречивые данные и проверим это сами.

Для этого возьмем медную проволоку, взвесим и опустим в травящий раствор. Затем, после некоторого времени проверим, сколько весит проволока и тем самым определим емкость по меди данного травителя.

Кусочек проволоки весом 10,64 грамма опускаем в свежий раствор травления и оставляем его там на 12 часов (на ночь). После пройденного времени, взвешиваем проволоку, вес 3,41 грамм.

Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/travlenie-pechatnyh-plat-kuporosom

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Расчет количества стравленной меди

Как мы помним, раствора у нас было 230 мл. Этот объем принял в себя 10,64 – 3,41 = 7,23 грамма меди.

Далее считаем какое количество примет травитель объемом 1 литр. Для этого 1000 / 230 = 4,34. Умножаем это число на количество стравленной меди из теста 4,34 * 7,23 = 31,37 грамм.

Из всех выше перечисленных расчетов, получается, что объем по меди у купоросного травителя равен 31 грамм на литр. Уменьшим эту величину до 28 гр/л для запаса.

Сколько можно вытравить печатных плат

Для того чтобы рассчитать, нужно знать, сколько весит 1 Дм2 меди фольгированного текстолита. Из разных онлайн калькуляторов определяем, 1 Дм2 меди толщиной 18 мкм весит 1,5 грамма (примерно).

Делим объем по меди раствора на вес в 1 Дм2, 28 / 1,5 = 18 Дм2 (примерно). Из чего следует, что в 1 литре медно-хлоридной травилки можно вытравить одну одностороннюю плату размером 45х40 см или одну двустороннюю размером 30х27 см, при условии, что толщина меди равна 18 мкм. Но так как медь при травлении платы стравливается не вся (дорожки же у нас остаются), то реально вытравить можно платы большего размера, все зависит от плотности топологии печатной платы.

Регенерация раствора травления

Признаком истощенности раствора является вялое травление даже при большой температуре и цвет раствора, напоминающий цвет использованного хлорного железа. Что делать, выливать? Нет, поступим другим способом, регенерируем раствор.

Для этого нам понадобится соляная кислота и аптечная перекись водорода. Сначала в раствор наливаем соляную кислоту (ту, самодельную) примерно 20% от объема раствора. В нашем случае я налил 50 мл, это примерно 20% от 230 мл травилки.

После добавляем понемногу перекись водорода и постоянно перемешиваем раствор. Как только он позеленеет, прекращаем добавлять перекись, в моем случае ее ушло 100 мл.

Так как объем раствора увеличился на 150 мл, то нужно подкорректировать количество соли NaCl. В 200 мл раствора при приготовлении раствора мы клали 60 грамм соли, в 150 мл травилки нужно положить 200/150 = 1,33. 60/1.33 = 45 грамм.

В растворе соляной кислоты ее содержится примерно 15 грамм в 50 мл (мы ее уже добавили). 45 – 15 = 30 грамм соли нужно добавить в раствор, что я и сделал. В итоге у нас уже 400 мл травильного состава.

После 3 регенераций, в раствор нужно добавить медный купорос, из расчета 10 грамм на 100 мл добавленной жидкости. Затем опять 3 регенерации без купороса, только соль и снова купорос и тд.

Например у нас был 1 литр, после 3 восстановлений, объем прибавился до 2 литров, значит нужно будет добавить 10 * 10 = 100 грамм купороса (соль NaCL нужно добавлять при каждом восстановлении, не забывайте).

Примечание: Конечно лучше регенерировать концентрированной соляной кислотой и 30% перекисью водорода из расчета 10 мл кислоты и 20 мл перекиси на 1 литр. В этом случае не придется корректировать количество соли и медного купороса. Только после 10 регенераций можно добавить купорос и соль, количество зависит от прибавленного объема травилки (описано выше).

Тестируем восстановленный медно-хлоридный раствор травления

Нагреваем раствор до 50 градусов (если вы делаете регенерацию пред травлением, то раствор нагревается от взаимодействия с перекисью и можно дополнительно не греть) и опускаем текстолит. Через 11 минут, медь толщиной 18 мкм с платы стравилась полностью. Хочу сделать акцент, раствор постоянно при этом перемешивался (все эти 11 минут).

Регенерируем раствор травления гидроперитом

Можно регенерировать гидроперитом. Для этого добавляем 20% раствора соляной кислоты от общего объема истощённой жидкости и после этого добавляем гидроперит из расчета 2,5 таблетки на 100 мл раствора.

Если гидроперит сильно шипит, это говорит нам о том, что соляной кислоты добавили мало, нужно подлить еще (шипеть должно, но не сильно, должно быть еле видно). Затем восстановленный раствор добавляем к общему и получилось уже около 460 мл. Это получается как «волшебный горшочек», с каждым разом прибавляется, прибавляется.

Этот способ дороже, так как на 1 литр травителя, для восстановления нужно добавить 25 таблеток или 3 пачки по 8 таблеток, что дороже, чем добавлять аптечную перекись.

Плюсы минусы медно-хлоридного (купоросного) раствора травления

Минусы

• Раствор нужно греть
• Маленький объем по меди

Плюсы

• Доступность всех реактивов используемых в растворе
• Возможность регенерации
• Малое боковое подтравливание
• Низкая цена (потрачено/вытравлено с учетом регенерации)
• Нет резких запахов
• Большая скорость травления при условии интенсивного перемешивания

Заключение

В заключении хотел спросить вас, травите ли вы платы медным купоросом? Если да, то сколько времени занимает у вас этот процесс? Что вы делаете с раствором после того как он отработал, выливаете, восстанавливаете?

Не стесняйтесь, пишите в комментариях, никто не укусит.

Всем восстановленного раствора и ровных дорожек.

Статью написал: Admin Whoby.Ru

Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.

Эффективное травление меди перекись лимонная кислота

Травление меди перекись лимонная кислота — при помощи таких нехитрых и доступных в быту природных продуктов как перекись водорода, лимонная кислота и поваренная соль можно очень эффективно выполнять химическое травление медной фольги на печатной плате.

В радиолюбительской практике при изготовлении печатных плат для электронных устройств в домашних условиях, именно такой метод травления я бы назвал наиболее предпочтительнее. Причем химическая реакция происходит намного быстрее, чем у традиционных реагентов обычно применяемых в таких случаях, например: хлорное железо.

Конечно можно поэкспериментировать и вместо лимонной кислоты взять к примеру уксусную, либо другую, которая не окисляется при соединении с перекисью водорода. Возможно также химический процесс мало чем будет отличаться от выше описанного. Но как то не комфортно в помещении возится с химикатами имеющие острый запах. Поэтому лучше все же использовать лимонную кислоту, к тому же не составляет никакого труда в ее приобретении, она имеется в любом продуктовом магазине и в разведенном состоянии практически не имеет запаха и безвредна. Стоит отметить, травление меди перекись лимонная кислота имеет еще один положительный момент — «Лимонка» создает очень прочный комплекс с медной фольгой, а это значит, что совершенно исключается любое воздействие элементов реакции на скорость!! Если есть необходимость увеличить скорость травления, то можно добавить раствор натрия хлорида, в быту это обычная поваренная соль.

Отличительные достоинства раствора

• Чрезвычайно скоростное травления
• Не образует грязных разводов после травления
• Химический процесс происходит при средней комнатной температуре
• Все реактивы имеются в свободной продаже: перекись водорода всегда есть в аптеке, лимонная кислота в любом магазине продуктов, ну а соль имеется у каждой хозяйке
• Приготовленный раствор из компонентов перекиси и лимонной кислоты абсолютно безвреден для кожного покрытия человека и его одежды
• Совершенно очевидно, что данный метод травления печатных плат самый мало затратный!

Есть и некоторые недостатки, как известно без них ничего не бывает

Цитрат меди практически не растворяется и может образоваться в виде осадка, и что не желательно на поверхности платы. Чтобы избежать таких моментов не стоит экономить на лимонной кислоте.

Оптимальный рецепт приготовления раствора для травления:

Взять 100 мл перекиси водорода и добавить в нее 30г лимонной кислоты и грамм 5-6 обычной соли, затем тщательно все перемешать. Этого количества раствора вполне достаточно для травления печатных плат площадью 100 см2.

Кстати в процессе изготовления раствора соль тоже не нужно жалеть. Как говорят «кашу маслом не испортишь», так как она выполняет функцию катализатора, то за все время травления она практически не убывает. Перекись водорода должна оставаться такой, как есть, то есть без дополнительного ее разбавления во избежания снижения концентрации.

Если процент перекиси водорода в растворе окажется завышенным, то тогда и травление пойдет быстрее, но добавляйте без фанатизма, так как это раствор вы про запас не оставите — он не подлежит хранению и не годится для повторного использования. Определить слишком большой процент перекиси в растворе очень просто — начнется интенсивное выделение пузырьков во время травления. Тем не менее добавление к уже готовому раствору лимонной кислоты и перекиси водорода возможно, но все таки рекомендуется изготовить новый раствор.

Можно попробовать заменить лимонную кислоту уксусной, но думаю что вам не слишком понравится с ней работать, ввиду резкого запаха и медленным травлением.

Небольшая памятка для тех кто впервые пробует:

— чтобы сделать раствор для травления, необходимо иметь пластиковую или стеклянную емкость.

— подогревать раствор нужно только в горячей воде, но никак не на открытом огне.

— использованные растворы ядовиты из-за высокой концентрации меди.

— протравленную печатную плату необходимо обработать шести процентным уксусом и промыть в проточной воде.

Недельку назад пришла такая мыслишка, что медный купорос в очередной раз меня выручает. На самом деле последние месяца три, я травлю платы, исключительно раствором медного купороса и поваренной соли и не огорчен результатом. Или выбора просто нет, я живу в 40 км от города Керчь и съездить просто за хлорным железом нет ни желания ни времени, а медный купорос и соль есть всегда.

Мои близкие выращиваю фруктовые деревья и обрабатывают кору раствором извести и медного купороса от разных жуков, то есть доступ к медному купоросу свободен, а поваренная соль есть в каждой кухне

Так вот крайний раз я травил плату размером 105мм*143мм в течении 2х часов. Печатная плата из двухстороннего советского текстолита. Этот текстолит не современный текстолит, на нем напылен такой слой меди, что зачищать его не наждачной бумагой, а наждаком нужно.
Хотелось бы вкратце рассказать о своем рецепте травления раствором медного купороса

Для изготовления раствора необходимо 500г воды кипятка, 3ст.л с горкой медного купороса и 6ст.л поваренной соли, так же с горкой. Перемешать компоненты в банке, пока не растворятся полностью и содержимое банки выливаем в травильную ванночку. У меня это обычная тарелка из под «дошерака», она идеально подходит для моих плат.

Медный купорос с солью перед перемешиванием Готовый раствор на медном купоросе

Следом опускаю подготовленную печатку в раствор так, что бы травимый слой меди находился в толще раствора вниз дорожками. Ванночку выношу на солнышко и ложу на лист железа, мне кажется щас жарко от солнышка и лист отлично греет раствор, что способствует быстрому травлению платы. Кстати статья как изготовить плату

Скину несколько фото, сделанных в процессе

Мой «суповой набор» для травления плат. Ванночка, остатки раствора и зубная счетка для ускорения процесса травления

На этой фотке видно как четко легла плата в ванночку, в таком положении травление проходит быстрее

Ну и результат 2-х часового ожидания

Вот так через два часа плата была готова к сверлению. Когда нет хлорного железа, медный купорос отлично выручает.
Пока все.

Травление плит перекисью водорода и лимонной кислотой. Как создать печатную плату с помощью лазерного утюга Легкий способ травления печатных плат

Здравствуйте дорогие друзья! В 5:30 утра я проснулся сегодня рано, чтобы написать что-нибудь полезное. И да, сегодня в календаре 9 мая, поэтому поздравляю вас с этим великим днем, с Днем Победы!

А Сегодня мы поговорим о растворе травления печатных плат, который поражает своей доступностью и простотой. Да, сегодня мы поговорим о том, как можно протравить доску перекисью водорода, лимонной кислотой и небольшим количеством соли.

Какие существуют растворы для травления

Существует множество различных решений для травления печатных плат, среди которых есть популярные травильные смеси, а есть и не очень популярные.

На мой взгляд, наиболее популярным решением для травления в радиолюбительской среде является хлорное железо. Почему это так, не знаю, может это заговор продавцов радиомагазинов, которые специально предлагают хлорное железо и тактично умалчивают об альтернативах.И есть альтернативы:

1. Травление сульфатом меди солью
2. Травление персульфатом аммония
3. Травление персульфатом натрия
4. Травление перекисью водорода и соляной кислотой
5. Травление перекисью водорода и лимонной кислотой

Если у вас есть еще варианты травильных растворов, буду признателен, если вы поделитесь ими в комментариях к этому посту.

Какие недостатки травления хлорным железом

Раствор хлорного железа подходит всем, приготовить его несложно, процесс травления обычно идет бурно.При приготовлении очень легко разобраться с концентрацией, которая называется «на глаз». После приготовления раствора хватит на несколько десятков досок. Но есть недостатки, которые реально мешают:

1. Решение непрозрачное, что затрудняет контроль процесса. Приходится постоянно вытаскивать доску из травильного раствора.
2. Раствор хлорида железа очень сильно окрашивает сантехнику. Каждый сеанс травления завершается очисткой сантехники (раковин, ванн и всего, с чем может контактировать раствор).
3. Очень плохо пачкает одежду. При работе с хлорным железом следует носить одежду, которую не прочь выбросить, потому что раствор очень сильно въедается в ткань, настолько, что потом ее практически невозможно постирать.
4. Раствор агрессивно воздействует на любой металл, находящийся поблизости, даже при хранении в незапечатанном контейнере ближайшие металлические предметы могут заржаветь. Банку с хлорным железом как-то закрывали металлической крышкой (крышка была покрашена), через пару месяцев эта крышка превратилась в пыль.

Как протравить доски в перекиси водорода и лимонной кислоте

Хотя я всегда был сторонником консервативного пути, несмотря на все достоинства раствора FeCl3, его недостатки постепенно подталкивают к поиску альтернативной травильной смеси. И вот я решил опробовать метод травления плат в перекиси водорода и лимонной кислоте.

По дороге домой зашла в продуктовый магазин и, помимо еды на вкусный обед, прихватила 4 пакетика лимонной кислоты по 10гр.каждый. Каждая сумка обошлась мне меньше 6 пенсов.

Сходил в аптеку и купил бутылку перекиси водорода, она мне обошлась в 10 рублей.

На данный момент у меня нет ни одного проекта, поэтому я решил просто протестировать метод, чтобы понять, в чем весь смысл. Я нашла в своем загашнике кусок фольгированного текстолита и сделала несколько штрихов перманентным маркером. Это своего рода эмуляция контуров и медных полигонов, для экспериментальной работы будет полностью катиться.

Раствор приготовить несложно, но важно соблюдать пропорции.Поэтому налейте 100 мл перекиси в пластиковый лоток и налейте 30 г лимонной кислоты, Так как у меня было 10 г пакетиков, я налил 3 пакетика. Осталось все это посолить, положить 5 г поваренной соли, это примерно 1 чайная ложка без горки.

Обратил внимание, что соли можно добавлять даже больше, чем требуется, это приводит к ускорению процесса. Тщательно перемешайте. Очень важно, что в раствор не нужно добавлять воду, поэтому для приготовления выбираем такую ​​емкость, чтобы раствор покрыл доску, либо увеличиваем количество раствора, соблюдая пропорции.

Вставляем нашу «печатную плату» в получившийся раствор и наблюдаем за процессом. Хочу отметить, что решение оказалось полностью прозрачным.

В процессе травления начинают появляться пузырьки, и температура раствора немного повышается. Постепенно раствор начинает приобретать зеленоватый оттенок — верный признак того, что травление идет полным ходом. В целом весь процесс травления занял у меня менее 15 минут, что меня очень порадовало.

Но когда я решил протравить в том же растворе еще одну плату, чуть больше этой, все оказалось не так хорошо.Плата протравилась ровно на половину и процесс очень сильно замедлился, настолько замедлился, что процесс пришлось завершить в хлорном железе.

Видимо мощности раствора хватит на то время, когда идет химическая реакция между перекисью водорода и лимонной кислотой. Процесс можно продлить, если вы добавите и добавите необходимые компоненты.

Преимущества травления перекисью водорода и лимонной кислотой

Из полученного опыта можно сделать вывод, что у этого метода, как и у других, есть свои плюсы и минусы, есть как достоинства, так и недостатки.

Основные преимущества:

1. Легкая доступность — все компоненты легко найти в ближайшей аптеке и продуктовом магазине.
2. Относительная дешевизна — все компоненты для приготовления раствора не дорогие, менее 100 руб. (на момент написания)
3. Прозрачный раствор — полученный раствор является прозрачным, что упрощает мониторинг и контроль процесса травления.
4. Травление достаточно быстрое и не требует нагрева
5. Не пачкает сантехнику

Какие минусы

К сожалению, у этого метода травления, помимо всех достоинств, есть и недостатки.

Минусы травления в перекиси водорода и лимонной кислоте:

1. Раствор одноразового использования — раствор подходит только для одноразового использования, т.е. в процессе протекающей в нем химической реакции. В нем не получится протравить много досок; каждый раз нужно снова готовить раствор.
2. Дорого — не считая того, что все ингредиенты дешевые, в конечном итоге раствор оказывается дороже того же хлорного студня. Ведь для каждой новой доски раствор придется готовить заново.

То есть в принципе все минусы. На мой взгляд, этот способ травления досок имеет право на существование и обязательно найдет своих сторонников и почитателей. А в некоторых случаях этот способ может быть единственно возможной альтернативой, например, в глухой деревне с аптекой и продуктовым магазином.

И на этом я закончу. За окном давно рассветает и пора готовить вкусный завтрак.

Еще раз поздравляю Вас с Днем Победы и желаю удачи, успехов и мирного неба над головой!

В н / д Владимир Васильев

В статье мы расскажем о способах изготовления печатной платы и травления платы.

Есть много способов сделать печатную плату. Основной метод, который я использую лично, — это изготовление платы из покрытой фольгой печатной платы (гетинакс) путем рисования пером и травления в химическом растворе. Так получилось, что рисовал досками с шестого класса школы (по настоящее время — с пятого), когда компьютеры были размером с целую комнату. В то время я тоже «тренировался». Поэтому доску на листе бумаги в клетке рисую быстрее, чем на компьютере, с помощью специальных программ. Правда, самой объемной по элементной базе платой, которую я когда-либо рисовал от руки, была плата, состоящая из четырнадцати микросхем и пары сотен простых элементов.

Изготовление доски путем рисования чертёжным пером или, чаще, в последнее время, ЛУТ (технология лазерной глажки) и травление в химическом растворе состоит из следующих этапов, отличие от других методов может незначительно отличаться сами операции и в их последовательности:

1. Планирование размещения радиоэлементов на плате и разводка проводов (дорожек). В настоящее время существует множество программ по разработке радиоплат. Их проще использовать.Вы можете заниматься разработкой без использования специальных программ, но это требует некоторой усидчивости и во много раз больше времени. В этом случае для удобства доска нарисована на листе бумаги в клетке, а для перепланировки — заново;

2. Из фольги на плате вырезается плата нужного размера, либо гетинакс. Более удобный материал — текстолит, это по сути многослойное стекловолокно, на нем и фольга держится лучше, чем на гетинаксе. Гетинакс — листовой материал из прессованной бумаги, пропитанной бакелитовым лаком.Getinax — материал более низкого качества, чем текстолит, и имеет несколько свойств, которые мне лично не нравятся:

— может расслаиваться;

— печатные проводники отскакивают от перегрева быстрее, чем от печатной платы, что затрудняет замену радиодеталей без повреждения платы в случае выхода из строя;

— есть случаи перегрева радиодеталей, от которых радиоплата может «закоптиться». То же самое происходит при попадании влаги в цепи высокого напряжения.Перегоревший гетинакс, часто превращается в проводник (что-то вроде графита). То же самое происходит с гетинаксом при случайном попадании влаги в высоковольтные цепи. Последнее может доставить вам большие неприятности;

Но при этом прилично дешевле и режется ножницами. Это полезно, когда вам нужно сделать быструю одностороннюю плату из SMD-деталей.

3. Торцы доски обрабатываются от острых углов и заусенцев напильником или наждачной бумагой;

4. Доска обрезная оборачивается листом с тянутой доской. Тонкой сердцевиной легкими ударами молотка сделайте ямки (разметку) будущих отверстий, в тех местах, которые ранее были размечены на листе;

5. В отмеченных местах просверливаются отверстия под будущие радиодетали. Для мелких деталей — резисторов, конденсаторов, транзисторов с тонкими выводами применяется сверло 0,5 мм, для более толстых выводов — сверло 0,7 мм. При необходимости можно использовать другие размеры. В качестве дрели удобнее использовать переносной сверлильный станок, который можно приобрести в специализированном радиомагазине.Также можно использовать ручную электродрель с определенным навыком;

6. После сверления отверстий доску шлифуют наждачной бумагой. Все заусенцы, образовавшиеся в результате сверления, счищаются, а фольга очищается для дальнейшего трассирования и травления;

7. Ручка для рисования — это обычная пустая шариковая ручка. Для этого стержень нагревают над пламенем спички (или зажигалки), а когда пластик плавится, стержень вытаскивают. После затвердевания пластика конец рефрижератора обрезается, чтобы получить отверстие диаметром примерно 0 мм.2 … 0,4 мм;

8. В карандаш для рисования набирается лак (удобнее — лак для ногтей) высотой 2 … 5 см, после чего рисуется печатная плата: вокруг отверстий делаются контактные площадки, а между ними протягиваются дорожки печатной проводки. колодки. При определенном навыке и использовании в качестве ориентира линейок качество рисунка может не уступать заводским радиоплатам;

9. После высыхания лака нелакированные участки плиты протравливаются путем помещения плиты в раствор хлорида железа.При этом медь дорожек, защищенных лаком, не травится, а медное покрытие платы, не покрытое лаком, растворяется в хлорном железе, вступая в химическую реакцию. Для ускорения процесса травления раствор с платой можно нагреть на водяной бане или просто поставить на батарею центрального отопления;

10. После травления доска промывается водой и ватной палочкой, смоченной ацетоном или другим растворителем, снимается лак с доски, после чего снова промывается под проточной водой;

11. Радиодетали лучше паять легкоплавким припоем и флюсом — канифолью, растворенной в спирте.

Дополнение:

Одноразовый шприц можно использовать в качестве рефидера, при ломке косого среза иглы заточите его так, чтобы не было острых царапающих поверхностей наконечника. В последнее время на рынке появилось много маркеров, краситель которых не смывается водой и дает достаточно прочный защитный слой, поэтому их также можно использовать в качестве рефрижератора.

Некоторые умельцы тоже ковыряются после травления доски.Лужение производится одним из двух способов:

1. Паяльник;

2. Железный лоток заполнен сплавом Rose или Wood. Сплав полностью покрыт слоем глицерина, чтобы избежать окисления припоя. Для лужения доска погружается в расплав не более чем на пять секунд. Баня отапливается электрической плитой.

В последнее время все большее распространение получает принтерный метод передачи рисунка радиокарты.

Состоит из следующего:

1. С помощью специальных программ конструируется и отрисовывается радиоплата;

2. Зеркальное изображение платы напечатано на лазерном принтере на подложке. В этом случае в качестве подложки используется тонкая мелованная бумага (обложки из разных журналов), бумага для факсов или пленка для лазерных принтеров.

3. На подготовленную плиту на лицевую сторону (рисунок) наносится подложка и очень горячим утюгом «теряется» о доску. Чтобы равномерно распределить давление утюга на основу, рекомендуется положить между ними несколько слоев плотной бумаги.Тонер плавится и прилипает к доске.

4. После охлаждения есть два варианта удаления подложки: либо подложка просто удаляется после переноса тонера на плату (в случае пленки для лазерных принтеров), либо она предварительно замачивается в воде, а затем постепенно отделяется (бумага с покрытием). Тонер остается на доске. После удаления подложки, в тех местах, где еще отделился тонер, можно вручную ретушировать доску.

5. Плата протравлена ​​в химическом растворе. Во время травления тонер не растворяется в хлористом железе.

Этот способ позволяет получить очень красивую печатную проводку, но к нему нужно привыкнуть, так как с первого раза может не получиться. Дело в том, что требуется определенный высокотемпературный режим. Критерий только один: тонер должен успеть расплавиться, чтобы прилипнуть к поверхности платы, и в то же время он не должен успевать достичь полужидкого состояния, чтобы края дорожек не сглаживались.Удаление бумажного листа требует некоторого смягчения водой, иначе бумажный лист может оторваться вместе с тонером. Сверление отверстий в печатной плате осуществляется после травления.

Травление печатной платы

Существует множество составов для химического травления меди с печатной платы. Все они отличаются скоростью реакции и наличием химических веществ, необходимых для приготовления раствора. Не забывайте, что все химические вещества вредны для здоровья, поэтому не забывайте о мерах предосторожности.Вот химические растворы для травления печатных плат, которые я лично использовал:

1. Азотная кислота (HNO 3) — самый опасный и непопулярный реагент. Он прозрачен, имеет резкий запах, очень гигроскопичен, а также сильно испаряется. Поэтому не рекомендуется для домашнего хранения. Для травления его используют не в чистом виде, а в растворе с водой в соотношении 1/3 (одна часть кислоты на три части воды). Не забывайте, что в кислоту наливают не воду, а, наоборот, кислоту в воду.Процесс травления занимает не более пяти минут с выделением активного газа. «Азотка» также растворяет лак, поэтому перед ее использованием необходимо дать лаку хорошо высохнуть. Тогда при травлении он не успеет размягчиться и отстать от меднения … Меры предосторожности нужно строго соблюдать.

2. Раствор серной кислоты (H 2 SO 4) и перекиси водорода (H 2 O 2) … Для приготовления этого раствора необходимо бросить четыре таблетки перекиси водорода (название аптеки — «Гидроперит»). «) на стакане обычного аккумуляторного электролита (раствор серной кислоты в воде).Готовый раствор следует хранить в тёмной таре, не герметично закрывать, так как при разложении перекиси водорода выделяется газ. Время травления печатной платы составляет порядка одного часа для хорошо перемешанного свежего раствора при комнатной температуре. Этот раствор после травления можно восстановить, добавив перекись водорода H 2 O 2. Оценка необходимого количества перекиси водорода проводится визуально: погруженная в раствор медная пластина должна быть перекрашена с красного на темно-коричневый… Образование пузырьков в растворе свидетельствует об избытке перекиси водорода, что приводит к замедлению реакции травления. Меры предосторожности необходимо строго соблюдать.

Внимание: При использовании двух вышеупомянутых растворов необходимо соблюдать все меры безопасности при работе с агрессивными химикатами. Все работы должны выполняться только на открытом воздухе или под вытяжкой. Если раствор попал на кожу, его необходимо немедленно смыть большим количеством воды.

3. Хлорид железа (FeCl 3) — самый популярный реагент для травления печатных плат. В 200 мл теплой воды растворите 150 г хлорного железа в порошке. Процесс травления в этом растворе может занять от 15 до 60 минут. Время зависит от свежести раствора и температуры. По окончании травления доску необходимо промыть большим количеством воды, желательно с мылом (для нейтрализации остатков кислоты). К недостаткам этого решения можно отнести образование отходов во время реакции, которые оседают на плате и мешают нормальному протеканию процесса травления, а также относительно невысокая скорость реакции.

4. Раствор хлорида натрия (NaCl) и сульфата меди (CuSO 4) в воде … В 500 мл горячей воды (примерно 80 ° C) растворите четыре столовые ложки поваренной соли и две столовые ложки порошка. сульфат меди. Раствор готов к применению сразу после остывания (при использовании термостойкой краски охлаждение необязательно). Время травления около 8 часов. Для ускорения процесса травления раствор с платой можно нагреть до 50 ° C.

5.Раствор лимонной кислоты в перекиси водорода (H 2 O 2). В маленькой ванне (до 100 мл) печатную плату заливают большим объемом перекиси водорода, после чего туда добавляют 1 столовую ложку лимонной кислоты. Затем начинается процесс травления печатной платы. Он активно сопровождается изменением цвета жидкости с прозрачного на голубой. Края гладкие, и если сначала пройтись по фольгированному стекловолокну мелким наждаком, то все протравится очень ровно.

Таким способом мне удалось получить платы со следующими параметрами:

Зазор между проводниками 0,2 мм.

При заданной толщине жилы 0,25 мм фактически получилось 0,2-0,22 мм.

Размеры досок до 100х200 мм.

Если вам нужно мариновать быстрее, вы можете добавить щепотку обычной поваренной соли. Это ускорит процесс, но будьте осторожны: в процессе травления выделяется тепловая энергия, и обычно раствор прилично нагревается.За время моей многолетней практики работы с этим раствором он 2 раза взорвался и все вокруг «размазал». Конечно, все очень быстро стерлось обычной тряпкой с содой и никаких следов на одежде или вещах от нее (в отличие от хлорного железа не остается), но наблюдать это довольно интересно.

Среднее время травления 20-30 минут.

Другими решениями для травления печатных плат не пользовался. С последним предметом работать приятнее всего, так как комплектующие можно получить в любом городе.

Если нужно сделать это хорошо

В принципе, печатную плату также можно заказать на заводе, специализирующемся на их производстве. Конечно, он стоит дороже, чем вы сделали бы его самостоятельно, но качество изготовления будет намного лучше. Если таких прототипов у вас много, то настоятельно рекомендую сразу посмотреть видео по изготовлению печатной платы в сборе.

Дело здесь в следующем. Деньги фабрика берет на 2 вещи: на подготовку к производству, в ходе которой переводит ваши файлы с печатной платы на эталон и изготавливает оснастку, и на само производство.Само производство — вещь не дорогая: фабрики закупают заготовки для радиоплат в больших количествах и сама продукция из них дешевле, но на подготовку берут в среднем 2-3 тысячи рублей. Для меня нет смысла платить такие деньги за изготовление одной доски. Но, если таких плат 10-20, то деньги на эту подготовку делятся между всеми досками и получается дешевле.

Таити! .. Таити! ..
Мы ни на одном Таити не были!
Нас и здесь хорошо кормят!
© Кот из мультфильма

Вход с отступлением

Как раньше делали доски в домашних и лабораторных условиях? Было несколько способов — например:

1. рисовали будущих гидов с помощью гонщиков;
2. гравировка и резка;
3. приклеил скотч или изоленту, потом скальпелем вырезал рисунок;
4. Изготовил простейшие трафареты с последующим нанесением аэрографом.

Недостающие элементы обработаны рефидом и обработаны скальпелем.

Это был долгий и трудоемкий процесс, требовавший от «живописца» недюжинных художественных способностей и аккуратности. Толщина линий с трудом умещалась в 0,8 мм, не было точности повторения, каждую плату приходилось рисовать отдельно, что сильно затрудняло выпуск даже очень небольшой партии печатных плат (далее — ПП ).

Что у нас сегодня?

Прогресс не стоит на месте.Времена, когда радиолюбители красили ПП каменными топорами на шкурах мамонтов, канули в Лету. Появление на рынке общедоступной химии для фотолитографии открывает совершенно иные перспективы производства печатных плат без металлизации отверстий в домашних условиях.

Давайте кратко рассмотрим химический состав полипропилена, который сегодня используется.

Фоторезист

Можно использовать жидкость или пленку. Пленку в этой статье рассматривать не будем из-за ее малочисленности, сложности накатывания на печатную плату и более низкого качества получаемых на выходе печатных плат.

Проанализировав рыночные предложения, я остановился на POSITIV 20 как на оптимальном фоторезисте для домашнего производства печатных плат.

Назначение:
ПОЗИТИВ 20 — светочувствительный лак. Применяется для мелкосерийного производства печатных плат, гравюр на меди, при выполнении работ, связанных с переносом изображений на различные материалы.
Свойства:
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хороший контраст передаваемых изображений.
Приложение:
Используется в областях, связанных с переносом изображений на стекло, пластик, металлы и т. Д.в мелкосерийном производстве. Способ применения указан на флаконе.
Технические характеристики:
Цвет: синий
Плотность: при 20 ° C 0,87 г / см 3
Время высыхания: при 70 ° C 15 мин.
Расход: 15 л / м 2
Максимальная светочувствительность: 310-440 нм

В инструкции к фоторезисту сказано, что он может храниться при комнатной температуре и не подвержен старению. Категорически не согласен! Хранить его следует в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, где обычно поддерживается температура +2… + 6 ° С. Но ни в коем случае нельзя допускать отрицательных температур!

Если вы используете фоторезисты, продающиеся «на разлив» и не имеющие непрозрачной упаковки, нужно позаботиться о защите от света. Необходимо хранить в полной темноте и при температуре + 2… + 6 ° C.

Enlightener

Точно так же, как мне кажется, наиболее подходящим педагогом является TRANSPARENT 21, которым я пользуюсь постоянно.

Назначение:
Позволяет напрямую переносить изображения на поверхности, покрытые светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Свойства:
Придает бумаге прозрачность. Обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей. №
Заявка:
Для быстрого переноса контуров чертежей и схем на основу. Позволяет значительно упростить процесс воспроизведения и сократить временные затраты. s e.
Технические характеристики:
Цвет: прозрачный
Плотность: при 20 ° C 0,79 г / см 3
Время высыхания: при 20 ° C 30 мин.
Примечание:
Вместо обычной бумаги с просветителем можно использовать прозрачную пленку для струйных или лазерных принтеров — в зависимости от того, на чем мы будем печатать фотомаску.

Проявитель фоторезиста

Существует множество различных решений для проявления фоторезиста.

Рекомендуется проявлять жидким стеклом. Его химический состав: Na 2 SiO 3 * 5H 2 O. Это вещество имеет огромное количество преимуществ. Самое главное, что в нем очень сложно передержать ПП — можно оставить ПП на нефиксированное время. Раствор практически не меняет своих свойств при перепадах температуры (при повышении температуры нет риска разложения), также он имеет очень длительный срок хранения — его концентрация остается постоянной как минимум пару лет.Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию, чтобы сократить время проявления ПП. Рекомендуется смешать 1 часть концентрата с 180 частями воды (чуть больше 1,7 г силиката в 200 мл воды), но можно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявилось примерно за 5 секунд. без риска повреждения поверхности при передержке. Если вы не можете получить силикат натрия, используйте карбонат натрия (Na 2 CO 3) или карбонат калия (K 2 CO 3).

Ни первое, ни второе не пробовал, поэтому расскажу, как показываю без проблем уже несколько лет. Я использую раствор каустической соды в воде. На 1 литр холодной воды — 7 грамм каустической соды. Если NaOH нет, я использую раствор КОН, удваивая концентрацию щелочи в растворе. Время проявления 30-60 секунд при правильной экспозиции. Если по прошествии 2 минут узор не проявляется (или проявляется слабо), а фоторезист начинает смывать заготовку, значит, время выдержки неправильное: нужно его увеличить.Если наоборот быстро появляется, но смываются и освещенные, и неосвещенные участки — либо слишком высокая концентрация раствора, либо слишком низкое качество фотошаблона (ультрафиолет свободно проходит через » черный »): нужно увеличить плотность печати шаблона.

Растворы для травления меди

Излишки меди удаляют с печатных плат с помощью различных травителей. Среди людей, занимающихся этим дома, часто встречаются персульфат аммония, перекись водорода + соляная кислота, раствор сульфата меди + поваренная соль.

Я всегда использую хлорное железо в стеклянной посуде. При работе с раствором нужно быть осторожным и внимательным: при попадании на одежду и предметы остаются ржавые пятна, которые сложно удалить слабым раствором лимонной (лимонный сок) или щавелевой кислоты.

Нагреваем концентрированный раствор хлорного железа до 50-60 ° С, погружаем в него заготовку, аккуратно и без усилий водим стеклянной палочкой с ватным тампоном на конце по участкам, где медь протравливается менее эффективно — это обеспечивает более плавное травление по всей площади печатной платы.Если скорость не выравнивается принудительно, требуемая длительность травления увеличивается, а это в конечном итоге приводит к тому, что на участках, где уже была протравлена ​​медь, начинается подрезание дорожек. В результате у нас получилось совершенно не то, что мы хотели получить. Крайне желательно обеспечить непрерывное перемешивание травильного раствора.

Химия для удаления фоторезиста

Как проще всего смыть уже ненужный фоторезист после травления? После долгих проб и ошибок я остановился на простом ацетоне.Когда его нет, смываю любым растворителем для нитрокрасок.

Итак, делаем печатную плату

С чего начинается качественная печатная плата? Справа:

Создание качественной фотошаблона

Для ее изготовления можно использовать практически любой современный лазерный или струйный принтер. Учитывая, что в этой статье мы используем позитивный фоторезист, медь должна оставаться на печатной плате, а принтер должен рисовать черным цветом. Где не должно быть меди — принтер ничего не должен рисовать.Очень важный момент при печати фотошаблона: нужно установить максимальный расход чернил (в настройках драйвера принтера). Чем темнее заштрихованные участки, тем выше вероятность получения отличных результатов. Цвет не нужен, достаточно черного картриджа. Из той программы (программы рассматривать не будем: каждый волен выбирать сам — от PCAD до Paintbrush), в которой нарисована фотошабра, мы печатаем на обычном листе бумаги. Чем выше разрешение печати и качество бумаги, тем выше качество фотошаблона.Я рекомендую не менее 600 dpi, бумага не должна быть очень толстой. При печати учтите, что той стороной листа, на которую наносится краска, шаблон будет размещен на заготовке печатной платы. В противном случае края проводников печатной платы будут размытыми, нечеткими. Дайте краске высохнуть, если это был струйный принтер. Затем пропитываем бумагу ПРОЗРАЧНАЯ 21, даем высохнуть и … фотошаблон готов.

Вместо бумаги и просветителя можно и даже очень желательно использовать прозрачную пленку для лазерных (при печати на лазерном принтере) или струйных (для струйной печати) принтеров.Обратите внимание, что у этих фильмов есть неравные стороны: только одна рабочая. Если вы будете использовать лазерную печать, я настоятельно рекомендую сделать «сухой» прогон листа пленки перед печатью — просто пропустите лист через принтер, имитируя печать, но ничего не печатая. Зачем это нужно? При печати фьюзер (духовка) будет нагревать лист, что неминуемо приведет к его деформации. В результате на выходе возникает ошибка геометрии печатной платы. При изготовлении двусторонних печатных плат это чревато несовпадением слоев со всеми вытекающими… А с помощью «сухого» прогона лист прогреем, он деформируется и будет готов к печати шаблона. При печати лист пройдет через печь второй раз, но деформация будет гораздо менее значительной — проверено неоднократно.

Если программа простая, вы можете нарисовать ее вручную в очень удобной программе с русифицированным интерфейсом — Sprint Layout 3.0R (~ 650 КБ).

На подготовительном этапе очень удобно рисовать не слишком громоздкие электрические схемы в sPlan 4.0 (~ 450 КБ).

Вот так выглядят готовые фотошаблоны, напечатанные на принтере Epson Stylus Color 740:

Мы печатаем только черным цветом, с максимальным поливом красителя. Материал — прозрачная пленка для струйных принтеров.

Подготовка поверхности ПП для нанесения фоторезиста

Для производства полипропилена используются листовые материалы, покрытые медной фольгой. Наиболее распространены варианты с толщиной меди 18 и 35 мкм.Чаще всего для производства ПП в домашних условиях используют листовой текстолит (ткань, спрессованную клеем в несколько слоев), стеклотекстолит (тот же, но в качестве клея используются эпоксидные составы) и гетинакс (прессованная бумага с клеем). Реже — ситтал и поликор (высокочастотная керамика — в домашних условиях используется крайне редко), фторопласт (органический пластик). Последний также используется для изготовления высокочастотных устройств и, обладая очень хорошими электрическими характеристиками, может применяться везде и везде, но его использование ограничено его высокой ценой.

В первую очередь нужно убедиться, что на заготовке нет глубоких царапин, потертостей и участков ржавчины. Далее желательно отполировать медь до зеркала. Полируем не особо усердно, иначе сотрем и без того тонкий слой меди (35 мкм) или, в любом случае, добьемся разной толщины меди на поверхности заготовки. А это, в свою очередь, приведет к другой скорости травления: там, где тоньше, он будет протравливаться быстрее.А более тонкий проводник на плате — не всегда хорошо. Особенно, если он длинный и по нему будет течь приличный ток. Если медь на заготовке качественная, без грехов, то достаточно обезжирить поверхность.

Нанесение фоторезиста на поверхность заготовки

Ставим доску на горизонтальную или слегка наклонную поверхность и наносим состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Помните, что самый главный враг — это пыль. Каждая частица пыли на поверхности детали — источник проблем.Чтобы получить однородное покрытие, распыляйте аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная с верхнего левого угла. Не используйте чрезмерное количество аэрозоля, так как это вызывает нежелательные пятна и приводит к неравномерной толщине покрытия, что требует более длительного времени воздействия. Летом при высоких температурах окружающей среды может потребоваться повторная обработка или распыление аэрозоля с более близкого расстояния для снижения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон слишком сильно — это приводит к повышенному расходу пропеллентного газа и, как следствие, аэрозоль перестает работать, хотя фоторезист в нем еще есть.Если вы получили неудовлетворительные результаты при нанесении фоторезиста аэрозольным распылением, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, установленную на вращающемся столе с приводом 300-1000 об / мин. После окончания покрытия плита не должна подвергаться воздействию сильного света. По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину нанесенного слоя:

• светло-серый синий — 1-3 мкм;
• темно-серый синий — 3-6 мкм;
• синий — 6-8 мкм;
• темно-синий — более 8 мкм.

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше результат.

Я всегда применяю фоторезист в центрифуге. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об / мин. Крепление должно быть простым, зажим производится только на концах заготовки. Закрепляем заготовку, запускаем центрифугу, распыляем ее по центру заготовки и наблюдаем, как фоторезист растекается по поверхности тонким слоем.Под действием центробежных сил излишки фоторезиста будут сброшены с будущей печатной платы, поэтому я настоятельно рекомендую предусмотреть защитную стену, чтобы не превратить рабочее место в свинарник. Я использую обычную кастрюлю с дырочкой на дне. Через это отверстие проходит ось электродвигателя, на которой установлена ​​монтажная площадка в виде креста двух алюминиевых реек, по которым «бегут» ушки зажима заготовки. Ушки выполнены из алюминиевых уголков, закрепленных на рейке барашковой гайкой. Почему алюминий? Небольшой удельный вес и, как следствие, меньшее биение при отклонении центра масс от центра вращения оси центрифуги.Чем точнее отцентрована заготовка, тем меньше будет биений из-за эксцентриситета массы и тем меньше усилий потребуется для жесткого крепления центрифуги к основанию.

Фоторезист прилагается. Дать высохнуть 15-20 минут, перевернуть заготовку, на вторую сторону нанести слой. Даем еще 15-20 минут высохнуть. Не забывайте, что прямые солнечные лучи и попадание пальцев на рабочие стороны заготовки недопустимы.

Дубление фоторезиста на поверхности заготовки

Помещаем заготовку в духовку, постепенно доводим температуру до 60-70 ° С.Выдерживаем при такой температуре 20-40 минут. Важно, чтобы ничего не касалось поверхностей заготовки — разрешено касаться только торцов.

Совмещение верхней и нижней фотошаблонов на поверхности заготовки

На каждой из фотошаблонов (верхней и нижней) должны быть отметки, по которым на заготовке нужно проделать 2 отверстия — для выравнивания слоев. Чем дальше друг от друга метки, тем выше точность совмещения. Я обычно кладу их по диагонали шаблонов. По этим отметкам на заготовке сверлильным станком строго под углом 90 ° просверливаем два отверстия (чем тоньше отверстия, тем точнее совмещение — я использую 0.Сверло на 3 мм) и совместите по ним шаблоны, не забывая, что шаблон нужно прикладывать к фоторезисту той стороны, на которой была напечатана. Прижимаем шаблоны к заготовке тонкими стаканами. Предпочтительнее использовать кварцевое стекло — они лучше пропускают ультрафиолет. Еще лучшие результаты дает оргстекло (оргстекло), но оно имеет неприятное свойство царапания, что неизбежно скажется на качестве полипропилена. Для небольших печатных плат можно использовать прозрачную крышку из упаковки компакт-диска.При отсутствии таких очков можно использовать обычное оконное стекло, увеличив время выдержки. Важно, чтобы стекло было ровным, обеспечивая равномерное прилегание фотошаблонов к заготовке, иначе получить качественные кромки дорожек на готовой плате будет невозможно.

Заготовка с фотошаблоном под оргстекло. Используем коробку из-под компакт-диска.

Экспозиция (засветка)

Время, необходимое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света.Фоторезистный лак ПОЗИТИВ 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимальная чувствительность приходится на область с длиной волны 360-410 нм.

Лучше всего экспонировать под лампами, диапазон излучения которых находится в ультрафиолетовой области спектра, но если у вас нет такой лампы, можно использовать обычные мощные лампы накаливания, увеличив время экспозиции. Не включайте освещение, пока не стабилизируется освещенность от источника — лампе необходимо прогреться в течение 2-3 минут.Время воздействия зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые стеклянные пластины могут поглощать до 65% ультрафиолетового излучения, поэтому в таких случаях необходимо увеличивать время воздействия. Наилучшие результаты достигаются с пластинами из прозрачного оргстекла. При использовании фоторезиста с длительным сроком хранения, возможно, потребуется удвоить время выдержки — помните: фоторезисты подвержены старению!

Примеры использования разных источников света:

УФ-лампы

Выставляем каждую сторону по очереди, после экспонирования даем заготовке постоять 20-30 минут в темном месте.

Проявление обнаженной заготовки

Проявляем в растворе NaOH (каустической соды) — подробнее в начале статьи — при температуре раствора 20-25 ° С. Если нет проявлений до 2 минут — малая около выдержки. Если хорошо проявляется, но полезные участки смываются — вы слишком умны с раствором (слишком высокая концентрация) или слишком долго выдержка с данным источником излучения или фотошаблон некачественный — недостаточно насыщенный напечатанный черный цвет позволяет ультрафиолетовому свету освещать заготовку.

При проявке я всегда очень аккуратно, без особых усилий прокручиваю ватную палочку на стеклянной палочке по местам, где нужно смыть засветившийся фоторезист — это ускоряет процесс.

Мойка заготовки от щелочи и остатков отслоившегося обнаженного фоторезиста

Делаю под краном — обычной водопроводной.

Дубление фоторезиста

Помещаем заготовку в духовку, постепенно повышаем температуру и выдерживаем 60-100 ° С 60-120 минут — рисунок становится прочным и твердым.

Проверка качества проявки

На короткое время (на 5-15 секунд) погружаем заготовку в раствор хлорного железа, нагретый до температуры 50-60 ° С. Быстро промыть проточной водой. В местах, где нет фоторезиста, начинается интенсивное травление меди. Если где-то случайно остался фоторезист, аккуратно удалите его механическим способом. Это удобно делать обычным или офтальмологическим скальпелем, вооруженным оптикой (очки для пайки, лупы и часовщик , лупы и на штативе, микроскоп).

Травление

Травим в концентрированном растворе хлорного железа при температуре 50-60 ° С. Желательно обеспечить непрерывную циркуляцию травильного раствора. Слегка «помассируйте» сильно кровоточащие места ватной палочкой на стеклянной палочке. Если хлорное железо свежеприготовленное, время травления обычно не превышает 5-6 минут. Промываем заготовку проточной водой.

Плата протравлена ​​

Как приготовить концентрированный раствор хлорного железа? Растворите FeCl 3 в слегка (до 40 ° C) подогретой воде до тех пор, пока он не перестанет растворяться.Фильтруем раствор. Хранить в темном прохладном месте в герметичной неметаллической упаковке — например, в стеклянных бутылках.

Удаление ненужного фоторезиста

Смываем фоторезист с дорожек ацетоном или растворителем для нитрокрасок и нитроэмалей.

Сверление отверстий

Диаметр точки будущего отверстия на фотошаблоне желательно подбирать так, чтобы потом было удобно просверлить. Например, при требуемом диаметре отверстия 0.6-0,8 мм, диаметр точки на фотошаблоне должен быть порядка 0,4-0,5 мм — в этом случае сверло будет хорошо центрироваться.

Рекомендуется использовать сверла с покрытием из карбида вольфрама: сверла из быстрорежущей стали изнашиваются очень быстро, хотя для сверления отдельных отверстий большого диаметра (более 2 мм) можно использовать сталь, поскольку сверла из карбида вольфрама такого диаметра слишком дороги. При сверлении отверстий диаметром менее 1 мм лучше использовать вертикальный станок, иначе сверла быстро сломаются.Если сверлить ручным сверлом — неизбежны перекосы, приводящие к неточному стыковке отверстий между слоями. Движение вниз на вертикально-сверлильном станке наиболее оптимально с точки зрения нагрузки на инструмент. Твердосплавные сверла изготавливаются с жестким (т.е. сверло точно соответствует диаметру отверстия) или толстым (иногда называемым «турбо») хвостовиком стандартного размера (обычно 3,5 мм). При сверлении сверлами с напылением карбида важно надежно закрепить плату, так как такое сверло при движении вверх может приподнять плату, перекосить перпендикулярность и вытащить кусок платы.

Сверла малого диаметра обычно вставляются либо в цанговый патрон (разных размеров), либо в трехкулачковый патрон. Для точной фиксации зажим в трехкулачковом патроне — не лучший вариант, а сверло небольшого размера (менее 1 мм) быстро протыкает зажимы, теряя хорошую фиксацию. Поэтому для сверл диаметром менее 1 мм лучше использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный набор, содержащий сменные цанги для каждого размера. Некоторые недорогие сверла идут с пластиковыми цангами — выбросьте их и купите металлические.

Для получения приемлемой точности необходимо правильно организовать рабочее место, то есть, во-первых, обеспечить хорошее освещение доски при сверлении. Для этого вы можете использовать галогенную лампу, прикрепив ее к штативу, чтобы иметь возможность выбирать положение (освещать правую сторону). Во-вторых, поднимите рабочую поверхность примерно на 15 см над столешницей для лучшего визуального контроля над процессом. Было бы неплохо убрать пыль и стружку в процессе сверления (можно использовать обычный пылесос), но это необязательно.Следует отметить, что пыль от стекловолокна, образующаяся при сверлении, очень колючая и при попадании на кожу раздражает ее. И наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным переключателем сверлильного станка.

Типичные размеры отверстий:

• переходные отверстия — 0,8 мм или меньше;
• микросхемы, резисторы и др. — 0,7-0,8 мм;
• диоды большие (1N4001) — 1,0 мм;
• Контактные блоки, триммеры — до 1,5 мм.

Старайтесь избегать отверстий меньше 0.Диаметр 7 мм. Всегда имейте как минимум два запасных сверла 0,8 мм или меньше, так как они всегда ломаются в тот момент, когда вам нужно срочно заказать. Сверла размером 1 мм и больше намного надежнее, хотя было бы неплохо иметь к ним запасные. Когда вам нужно сделать две одинаковые доски, вы можете просверлить их одновременно, чтобы сэкономить время. В этом случае необходимо очень аккуратно просверлить отверстия в центре контактной площадки возле каждого угла печатной платы, а для больших плат — отверстия, расположенные ближе к центру.Положите доски друг на друга и, используя центральные отверстия 0,3 мм в двух противоположных углах и шпильки, прикрепите доски друг к другу.

При необходимости вы можете зенковать отверстия более крупными сверлами.

Лужение меди на ПП

Если вам нужно погладить дорожки на печатной плате, вы можете использовать паяльник, мягкий легкоплавкий припой, спиртово-канифольный флюс и оплетку коаксиального кабеля. При больших объемах лужение выполняется в санузлах, наполненных низкотемпературными припоями с добавлением флюсов.

Самым популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав Роза (олово — 25%, свинец — 25%, висмут — 50%), температура плавления которого составляет 93-96 ° С. под уровнем жидкого расплава на 5-10 секунд с помощью щипцов и после его снятия проверяют, равномерно ли покрыта вся медная поверхность. При необходимости повторите операцию. Сразу после извлечения доски из расплава ее остатки удаляют либо резиновым ракелем, либо резким встряхиванием в направлении, перпендикулярном плоскости доски, удерживая ее в зажиме.Еще один способ удалить остатки сплава Роуз — нагреть плату в нагревательном шкафу и встряхнуть. Операцию можно повторить для получения покрытия одной толщины. Чтобы предотвратить окисление термоклея, в емкость для лужения добавляют глицерин так, чтобы его уровень перекрывал расплав на 10 мм. После окончания процесса доску промывают от глицерина в проточной воде. Внимание! Эти операции включают работу с установками и материалами, подвергающимися воздействию высоких температур, поэтому во избежание ожогов необходимо надевать защитные перчатки, очки и фартуки.

Операция оловянно-свинцового лужения аналогична, но более высокая температура плавления ограничивает применение этого метода в условиях кустарного производства.

Не забудьте после лужения очистить плату от флюса и тщательно обезжирить.

Если у вас большое производство, можно использовать химическое лужение.

Нанесение защитной маски

Операции с нанесением защитной маски в точности повторяют все, что было написано выше: нанести фоторезист, высушить, загореть, центрировать маски, выставить, проявить, смыть и снова загореть.Конечно, мы пропускаем этапы проверки качества проявки, травления, удаления фоторезиста, лужения и сверления. В самом конце купаем маску 2 часа при температуре около 90-100 ° С — она ​​станет прочной и твердой, как стекло. Формованная маска защищает поверхность печатной платы от внешних воздействий и защищает от теоретически возможных коротких замыканий в процессе эксплуатации. Также он играет важную роль при автоматической пайке — не позволяет припою «садиться» на соседние участки, замыкая их.

Вот и все, двухсторонняя печатная плата с маской готова

Таким образом, пришлось сделать ПП с шириной дорожки и шагом между ними до 0,05 мм (!). Но это уже украшение. И без особых усилий можно сделать ПП с шириной колеи и шагом между ними 0,15-0,2 мм.

На представленную на фотографиях плату маску не наносил — в этом не было необходимости.

Печатная плата в процессе монтажа на нее компонентов

А вот и само устройство, для которого изготовлен ПП:

Это мост сотового телефона, позволяющий снизить стоимость мобильные сервисы в 2-10 раз — для этого стоило ПП повозиться;).Печатная плата с припаянными компонентами находится в подставке. Раньше было обычное зарядное устройство для аккумуляторов мобильных телефонов.

Дополнительная информация

Покрытие отверстий

Дома вы можете даже металлизировать отверстия. Для этого внутренняя поверхность лунок обрабатывается 20-30% -ным раствором нитрата серебра (ляпис). Затем поверхность очищается ракелем и просушивается на свету (можно использовать УФ-лампу). Суть этой операции в том, что под воздействием света нитрат серебра разлагается, и на плате остаются включения серебра.Далее проводится химическое осаждение меди из раствора: сульфат меди (медный купорос) — 2 г, каустическая сода — 4 г, аммиак 25-процентный — 1 мл, глицерин — 3,5 мл, формалин 10-процентный — 8-15 мл. , вода — 100 мл. Срок годности приготовленного раствора очень короткий — приготовить его нужно непосредственно перед употреблением. После осаждения меди плату моют и сушат. Слой получается очень тонкий, его толщину нужно увеличить до 50 мкм гальваникой.

Гальванический раствор для меднения:
На 1 литр воды 250 г сульфата меди (сульфата меди) и 50-80 г концентрированной серной кислоты.Анод представляет собой медную пластину, подвешенную параллельно покрываемой детали. Напряжение должно быть 3-4 В, плотность тока — 0,02-0,3 А / см 2, температура — 18-30 ° С. Чем меньше ток, тем медленнее процесс металлизации, но тем выше качество получаемого покрытия. .

Фрагмент печатной платы, на котором видна металлизация в отверстии

Самодельные фоторезисты

Фоторезист на основе желатина и дихромата калия:
Первый раствор: 15 г желатина залить 60 мл кипяченой воды и оставить набухать на 2-3 часа.После того, как желатин набухнет, поместите емкость на водяную баню с температурой 30-40 ° C до полного растворения желатина.
Второй раствор: растворить 5 г дихромата калия (хромовый пик, ярко-оранжевый порошок) в 40 мл кипяченой воды. Растворяется при слабом окружающем освещении.
Влить второй раствор в первый раствор при интенсивном перемешивании. В полученную смесь добавить пипеткой несколько капель нашатырного спирта до получения соломенного цвета. Фотоэмульсия наносится на подготовленную доску при очень слабом освещении.Доска сушится на липучке при комнатной температуре в полной темноте. После экспонирования промойте доску при слабом рассеянном освещении в теплой проточной воде до удаления незатвердевшего желатина. Чтобы лучше оценить результат, можно закрасить участки с неизвлеченным желатином раствором марганцовки.

Улучшенный домашний фоторезист:
Первый раствор: 17 г столярного клея, 3 мл водного раствора нашатырного спирта, оставить 100 мл воды для набухания в течение суток, затем нагреть на водяной бане при 80 ° C до полное растворение.
Второй раствор: 2,5 г дихромата калия, 2,5 г дихромата аммония, 3 мл водного аммиака, 30 мл воды, 6 мл спирта.
Когда первый раствор остынет до 50 ° C, влейте в него второй раствор при интенсивном перемешивании и профильтруйте полученную смесь ( эту и следующие операции необходимо проводить в затемненном помещении, попадание солнечного света недопустимо! ). Эмульсия наносится при температуре 30-40 ° С. Далее — как в первом рецепте.

Фоторезист на основе дихромата аммония и поливинилового спирта:
Приготовление раствора: поливиниловый спирт — 70-120 г / л, дихромат аммония — 8-10 г / л, этиловый спирт — 100-120 г / л. Избегайте яркого света! № Наносится в 2 слоя: первый слой — сушка 20-30 минут при 30-45 ° C — второй слой — сушка 60 минут при 35-45 ° C. Проявитель — 40% раствор этилового спирта.

Химическое лужение

В первую очередь, плату необходимо протравить для удаления образовавшегося оксида меди: 2-3 секунды в 5% растворе соляной кислоты, затем промыть в проточной воде.

Провести химическое лужение достаточно просто, погрузив картон в водный раствор, содержащий хлорид олова.Осаждение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в раствор соли олова, в котором потенциал меди более электроотрицательный, чем у материала покрытия. Изменение потенциала в желаемом направлении облегчается введением комплексообразующей добавки тиокарбамида (тиомочевины) в раствор соли олова. Растворы этого типа имеют следующий состав (г / л):

Среди перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Иногда предлагается использовать в качестве ПАВ для 1-го раствора моющего средства «Прогресс» в количестве 1 мл / л.Добавление 2-3 г / л нитрата висмута ко 2-му раствору приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия (предотвращает старение) и значительно увеличивает срок хранения компонентов. впаяны в готовый ПП.

Для консервации поверхности используются аэрозольные баллончики на основе флюсовых составов. После высыхания лак, нанесенный на поверхность заготовки, образует прочную гладкую пленку, препятствующую окислению.Одно из популярных веществ — «СОЛДЕРЛАК» от Крамолина. Последующая пайка проводится непосредственно на обрабатываемой поверхности без дополнительного снятия лака. В особо критических случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.

Растворы для искусственного лужения со временем портятся, особенно при контакте с воздухом. Поэтому, если у вас нечасто крупные заказы, то постарайтесь сразу приготовить небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количества ПП, а оставшуюся часть раствора храните в закрытой таре (идеально подходят бутылки того типа, который используется в фотографии, который не пропускать воздух).Также необходимо защитить раствор от загрязнения, которое может сильно ухудшить качество вещества.

В заключение хочу сказать, что все же лучше использовать готовые фоторезисты и не заморачиваться с металлизацией отверстий в домашних условиях — все равно больших результатов не получить.

Большое спасибо кандидату химических наук Филатову Игорю Евгеньевичу за советы по вопросам, связанным с химией.
Также хочу выразить благодарность Игорю Чудакову ».

После того, как рисунок печатной платы перенесен с помощью фольгированного текстолита, необходимо протравить печатную плату. Несколько рецептов травления печатных плат описаны под кат.

1. Способ первый — хлорное железо.

Хлорид железа добавляют в воду в соотношении 1: 3. Тщательно перемешивают.
Время травления зависит от температуры раствора, толщины меди и «свежести» раствора.
В среднем от 10 минут до часа. При нанесении дорожек тонером для лазерного принтера не нагревайте выше 45 ° C.
Рекомендуется раскачивать доску в растворе.

2. Метод второй — сульфат меди плюс поваренная соль.

Приготовление раствора — 200 мл. теплая вода, две столовые ложки поваренной соли и столовая ложка медного купороса. Процесс травления может быть довольно длительным.

Соль

Для нормального протекания процесса травления рекомендуется значительный избыток соли, нагрев раствора и покачивание платы в растворе.

3. Травление печатной платы в перекиси водорода с лимонной кислотой.

Достаточно быстрый способ травления печатной платы при комнатной температуре плюс доступность компонентов.

Состав раствора:
В 100 мл. Растворите 3% перекись водорода в 30 г лимонной кислоты и 5 г хлорида натрия.

Соль можно давать в избытке.
Раствор нельзя разбавлять. Чем больше искажение, тем интенсивнее будет процесс.
Но нужно учитывать, что раствор одноразовый и хранить его нельзя.

Травление печатной платы Mega Redux — Blondihacks

Еще раз о травлении печатной платы.

У меня было несколько просьб пересмотреть мою старую технику травления печатных плат и обновить ее тем, что я узнал с тех пор. Это мне на пользу. Собрать и обобщить мои мысли по этому поводу должно быть конструктивным. Начнем с картинок, потому что читать тяжело.

Первая доска, которую я когда-либо травил. Не очень хорошо, но он сработал и до сих пор используется каждый день. Ты прошел долгий путь, детка! Вот самая последняя доска, которую я запечатлел (на момент написания этой статьи).

Как видите, моя точность и качество значительно улучшились. Моя эффективность тоже. Последняя доска была подвергнута травлению примерно вдвое быстрее, чем первая, и ее площадь более чем в четыре раза превышает площадь поверхности. Он также использует меньшие зазоры, что обеспечивает большую надежность. Многие из извлеченных мною уроков, вероятно, уже известны многим из вас, если вы в свое время запечатлели доску или две.Однако иногда совершать ошибки самостоятельно просто невозможно.

Я собираюсь пройти весь свой процесс, от схемы Eagle до готовой платы. Есть много замечательных описаний травления печатных плат, но дьявол действительно кроется в деталях этого процесса. Я никогда не находил рецензии, которая действительно охватывала бы все это (включая мою предыдущую попытку). Надеюсь, я смогу немного исправить это. Если вам нужны более подробные сведения в той или иной области, дайте мне знать в комментариях, и я обновлю это.Моя цель — быть здесь максимально полной.

Как только вы освоитесь, весь этот процесс можно будет выполнить за пару часов и стоит пару долларов. Это может показаться очень длинным и сложным, но это только из-за деталей, которые я пытаюсь предоставить. На чтение большинства этих шагов уходит больше времени, чем на выполнение, и все это происходит очень быстро после пары попыток.

Часть I: Макет

Я не собираюсь давать полное руководство по использованию Eagle PCB layout tool.Это была бы целая статья (или шесть) сама по себе. Однако я заполню некоторые пробелы, которые, как мне кажется, упускают из виду другие.

1. Начните с учебника по печатной плате Eagle от SparkFun . Это лучшее, что я видел, и это действительно подтолкнуло меня к этому процессу.
2. Прочтите руководство Eagle . Это кладезь советов опытных пользователей, которые сделают вас намного быстрее с Eagle. Серьезно: RTFM.
3. Не заморачивайтесь с автотрассировщиком . Для небольших проектов вы можете легко превзойти его (а трассировка трассировки — это весело!)
4. Подумайте о размерах своих колодок, прежде чем начинать работу с .Контактные площадки большего размера дают больше возможностей для ошибки при сверлении и пайке. Подушечки меньшего размера допускают более сложную компоновку. Размеры колодок задаются в процентах от размера сверла. Я рекомендую использовать большие колодки в начале. Для установки размеров колодок:
1. Откройте настройки проверки правил проектирования в меню «Инструменты» (или введите «drc» в командной строке).
2. Выберите вкладку Restring
3. Посмотрите на верхний и нижний радиусы колодок.
4. Для малых контактных площадок оставьте значение по умолчанию 25%
5. Для пэдов больших установите для верха и низа значение 50% С этого момента я буду называть эти два варианта настройки «малым» и «большим» размером пэда соответственно.
5. Используйте большие переходные отверстия. При размещении переходных отверстий вы можете контролировать их размер с помощью поля со списком «Диаметр» в верхней части окна. Я настоятельно рекомендую 0,07 ″
   
6. Используйте толстые дорожки. При рисовании трасс вы можете контролировать толщину с помощью поля со списком «Ширина» в верхней части окна. Я предлагаю использовать самые большие трассы, и не должен быть меньше , чем 0,01 ″ . В начале я бы использовал 0.024 ″ как минимум.
7. Для сложных плат используйте подкладки меньшего размера. При разводке небольшие контактные площадки позволят прокладывать трассировку между выводами компонентов по стандартной 0,1 ″ сетке. Это большое преимущество для фрезерования, но затрудняет травление. Большие колодки лучше подходят для более простых досок и при изучении этого процесса.
8. Используйте заземляющий слой. Это значительно ускорит травление и сэкономит раствор для травления. Держите медь на доске, а не в чаше. Наземные плоскости также упрощают трассировку.Чтобы сделать плоскость заземления:
1. Когда ваша доска почти полностью размечена, используйте инструмент «Многоугольник» (а не инструмент «Прямоугольник!»), Чтобы нарисовать многоугольник по краю доски. Когда вы закончите, вы увидите пунктирный контур. Перед рисованием убедитесь, что Layer установлен на 16 — Bottom в верхней части окна.
2. Выберите инструмент «Информация» и выберите один из углов нарисованного вами многоугольника.
3. Установите для параметра Isolate значение 0,05 ″. Вы можете опуститься до 0.04 ″ для сложных плат, если необходимо. Щелкните ОК.
4. Выберите инструмент «Имя» и щелкните один из углов многоугольника
.
5. Поменять имя точно на GND
6. Щелкните инструмент «Крысиное гнездо». Вы должны увидеть, как медь (синяя) залита как можно больше вокруг всех ваших дорожек.
   Использование заземляющего слоя означает, что вы протравливаете достаточно меди, чтобы изолировать дорожки друг от друга. Чем больше массы меди вы оставите на плате, тем лучше.
7. Eagle автоматически подключит контакты заземления на вашей схеме к этой плоскости, когда вы нажмете Ratsnest.Если вы видите контакты заземления, из которых выходят воздушные провода, это означает, что секции вашего заземляющего слоя не соединены друг с другом. Ваши следы могут разбить плоскость заземления на куски, которые необходимо соединить перемычками.
8. Вы также можете нарисовать следы непосредственно на плоскости земли, просто начав и / или закончив в одной из сплошных синих областей, а затем нажав Ratsnest. Иногда Eagle путается, когда вы это делаете, но обычно это работает.
9. Используйте перемычки. Позвольте Eagle предотвратить неправильное подключение.Вы можете указать свои перемычки на верхней стороне в компоновке, и Eagle будет отслеживать их с помощью воздушных проводов и добавлять аннотации к вашей схеме так же, как с трассировками. Во время сборки вы можете использовать инструмент «Просмотр», чтобы увидеть, где соединяется каждая перемычка. Для изготовления перемычки:
1. Поместите переходное отверстие с помощью инструмента переходного отверстия рядом с началом сигнала. Убедитесь, что диаметр 0,07 дюйма . Я предпочитаю круглую форму, но это не имеет большого значения.
2. Используя инструмент «Имя», дайте переходному отверстию то же имя, что и сигналу, который вы прыгаете.Если оба подключаемых контакта помечены как «ЧАСЫ», назовите переходное отверстие «ЧАСЫ». Для перемычек заземления назовите его GND
.
3. Используя инструмент Копировать, скопируйте только что названное переходное отверстие и переместите новое ближе к концу сигнала.
4. Hit Ratsnest. Вы увидите, что Eagle вплетал ваш новый Vias в сетку airwire.
5. Соедините переходные отверстия друг с другом следом. Установите Layer этой трассировки на 1-Top . Он должен быть красным. Соедините переходные отверстия друг с другом, прежде чем подключать их в схему.
6. Обычная работа 16-нижняя линия между переходными отверстиями и остальной частью схемы.
7. Установка перемычек не имеет значения. Вы можете перекрывать или запускать их где угодно. Вы можете скрыть верхний слой, если они мешают вам во время трассировки. Я люблю делать прыгуны в последнюю очередь.
8. Стоит отметить, что эта техника перемычки сделает Проверку правил дизайна очень неудобной. Если вы используете этот инструмент, либо запустите его перед установкой перемычек, либо вручную утвердите все помехи, создаваемые перемычками.Это утомительно, но вам нужно сделать это только один раз.
10. Избегайте углов 90 ° в макете. Старайтесь делать все под углом 45 ° или меньше. Острые углы могут собирать грязь во время травления и вызывать проблемы.
11. Следите за тем, чтобы следы находились на расстоянии не менее 0,05 дюйма . Используйте сетку 0,05 дюйма, чтобы помочь вам в этом. Не бойтесь использовать сетку Finest для перемещения следов от руки, если это помогает освободить больше места между ними.

Надеюсь, теперь у вас есть что-то похожее на это. Следы хорошо разнесены, плоскость заземления заполняет все трещины, а перемычки верхнего уровня предназначены для устранения всех воздушных проводов.

Часть II: Маска

Теперь нам нужно сделать маску из этого макета. Маска представляет собой ацетатный лист, размещенный на светочувствительной печатной плате. Он контролирует, какие части подвергаются воздействию света. Я делаю маску в офисе FedEx (художник ранее был известен как Kinko’s), потому что это просто и очень дешево. Вы можете сделать МНОГО копий в офисе FedEx по цене владения принтером. Я пройду через все свои шаги от файла Eagle до готовой маски. Это может показаться запутанным, но я обнаружил, что каждый из этих шагов необходим.Если вам интересно, зачем нужен шаг, не стесняйтесь спрашивать в комментариях ниже.

1. В Eagle отключите сетку и скройте все слои, кроме 16-Bottom , 17-Pads , 18-Vias и 20-Dimension
2. Выберите Печать в меню «Файл». Не используйте инструмент «Экспорт изображения». Он делает изображения с низким разрешением.
3. Выберите «Печать в файл» (PDF)
4. Установите масштабный коэффициент на 1,03 .Принтеры FedEx (и, возможно, также и потребительские) немного сжимают контент. Не знаю почему.
5. Выберите варианты Black и Solid . Не устанавливайте все остальные флажки.
6. Нажмите «ОК» и сохраните где-нибудь полученный PDF-файл.
7. Запустите GIMP. Я уверен, что вы тоже можете сделать это с помощью Photoshop, но я знаю GIMP, и он бесплатный, поэтому я опишу его.
8. Откройте файл PDF в GIMP. В диалоговом окне «Импорт» установите для параметра «Разрешение » значение 600 пикселей / дюйм .
9. На этом этапе вы можете внести любые изменения в изображение, которое вам нравится. Вы можете вставить логотип, убрать неровности или что-то еще. Все черное станет медным.
10. Скопируйте всю плату и вставьте ее дальше вниз по странице, чтобы у вас были две неперекрывающиеся точные копии изображения печатной платы
11. На этом этапе вы можете открыть другие PDF-файлы и скопировать их сюда, если вы хотите протравить сразу много досок.
12. Выберите «Печать» в GIMP. В параметрах печати выберите Печать в файл в качестве принтера с выходным форматом PDF.
13. На вкладке «Параметры изображения» выберите Игнорировать поля страницы и установите для разрешения X и Y значение 600 пикселей / дюйм
14. Сохраните этот окончательный PDF-файл на USB-накопитель.
15. Перейдите к принтерам самообслуживания FedEx и распечатайте PDF-файл с USB-накопителя. Это стоит копейки.
16. Возьмите распечатку и положите на стекло экспонирования копировального аппарата самообслуживания
17. Поместите верхнюю прозрачную пленку в специальный лоток копировального аппарата. Персонал может помочь вам, если вы никогда не использовали эту функцию.Скажите им, что вы хотите скопировать свое изображение на прозрачную пленку. Установите самую темную плотность копира. Если вам нужны прозрачные пленки, FedEx продает их по 25 центов за штуку. Вы можете получить их намного дешевле в Интернете, если будете планировать заранее.
18. Вы также можете печатать прямо на прозрачную пленку с USB-накопителя, если подойдете к основному счетчику. Однако это стоит намного дороже, чем принтер / копировальный аппарат самообслуживания. Копирование в ацетат стоит еще одного блестящего Рузвельта.

Теперь у вас должен быть ацетат, который выглядит примерно так.Должно быть по две копии каждой доски, которую вы хотите выгравировать на листе. Для небольшой доски вы можете разместить много на одной странице, чтобы сэкономить время и деньги.

Часть III: Разоблачить

Далее нам нужно использовать эту маску, чтобы обнажить доску. Я использую предварительно сенсибилизированные печатные платы от Jameco. В них уже применены причудливые химические вещества, и их приятно использовать. Они стоят немного дороже, чем обычные медные платы, но действительно упрощают этот процесс. Стоит каждой копейки.Большую часть этой части нужно делать в темной комнате. Достаточно хорошо закрыть все жалюзи — не обязательно быть полностью черным, если вы работаете быстро. Вы можете использовать красный источник света, например светодиоды, чтобы видеть, что вы делаете. В крайнем случае, вот что я делаю — накидываю вам на голову одеяло так, чтобы оно закрывало рабочую зону и не пропускало свет. Прикрепите красный светодиод к монетному элементу и воткните его в рот, чтобы было видно. Выглядит так же смешно, как звучит, но работает. Вам нужны условия в темной комнате всего на 30 секунд.

1. Вырежьте каждое изображение из ацетата, оставив около дюйма границы вокруг одной копии и полдюйма вокруг другой.
2. Поместите две копии друг на друга и выровняйте их ровно на столе. Этот шаг действительно важен — не торопитесь. Они должны выглядеть как одно идеальное изображение без каких-либо признаков того, что под ним находится другое изображение. Это удвоение должно компенсировать любые недостатки печати принтера (например, низкий уровень тонера или пятна).Это действительно улучшает качество травления.
3. Возьмите синюю малярную ленту и склейте два изображения вместе, чтобы удерживать их на месте. Поскольку одно изображение имеет более широкую границу, чем другое, это легко сделать, не нарушая выравнивания.
4. Возьмите старую фоторамку и приклейте ацетатную стопку к стеклу, следя за тем, чтобы лента не попала в область изображения. Убедитесь, что стекло с обеих сторон чистое.
5. В фотолаборатории (или одеяле хоббита) снимите защитную пленку с сенсибилизированной печатной платы
6. Отцентрируйте печатную плату по изображению на стекле из ацетата, химической стороной к ацетату.Приклейте доску изолентой.
7. Поместите основу на раму, чтобы все было плотно вместе
8. Теперь вы можете выползти из своей темной комнаты / хоббитовой норы и поставить рамку для картины под лампу. Поместите лампу на расстоянии 6-8 дюймов. Я рекомендую использовать лампу дневного света CFL. Однако подойдет настольная лампа накаливания. Вам не нужна специальная УФ-лампа для .
9. Оставьте доску на свету двадцать минут . Используйте это время для настройки разработки, в части IV.

Гори детка Гори.

Часть IV: Разработка

После того, как доска была открыта, вы можете снять ее с рамки изображения и снять ацетат. Старайтесь не выставлять его на свет, пока не получите его в процессе разработки. Немного — это нормально — я без проблем ношу его со стола на кухню со всем светом. Немного заштрихуйте его рукой, но не трогайте! На данный момент плата выглядит так, как будто ничего не произошло.Он просто… зеленый. Не волнуйтесь, мы скоро увидим волшебство.

ПРИМЕЧАНИЕ: С этого момента надевайте латексные перчатки и защитные очки. Это, вероятно, излишество (ни один из этих процессов не является очень неприятным), но зачем бездельничать? Вы не хотите, чтобы органические растворители попали вам в глаза, если вы можете потратить две секунды, чтобы предотвратить это.

1. В пластиковой или стеклянной ванне (я использую посуду) смешайте одну часть положительного проявителя и 10 частей воды комнатной температуры. Вам потребуется достаточный объем жидкости, чтобы удобно покрыть доску в ванне для смешивания, поэтому используйте самую маленькую ванну, которая будет держать доску ровной.Проявитель дороговат, но флакон прослужит вам вечно.
2. Вставьте открытую печатную плату (зеленой стороной вверх) и протолкните ее в течение одной минуты . Вы увидите, как медный узор появляется перед вашими глазами, как по волшебству. Эта часть очень увлекательная.
3. Как только доска начнет проявляться, вам больше не придется беспокоиться о освещении.
4. Храните смесь раствора проявителя в водонепроницаемом контейнере. Вы можете использовать его снова, и снова, и снова. В моей текущей партии я запечатлел с десяток досок.

Вот плата в решении для разработчиков, готовая к снятию. Обратите внимание, что на этой плате я не использовал заземлитель (ошибка новичка). Вы должны увидеть намного больше черной области и меньше меди. Вся медь, которую вы здесь видите, будет вытравлена. Старайтесь не царапать черные детали — они вам нужны.

Часть V: Etch

Теперь нам нужно заняться тяжелой работой. Эта часть приносит наибольшее удовлетворение, но также может быть немного утомительной. От начала до конца, травление занимает 20 минут для небольших досок или до часа для больших.Я слушаю подкасты или читаю книгу, пока занимаюсь этим. Эта смесь для травления действительно безвредна, но при травлении она пахнет немного странно. Откройте окно, на случай, если это … газообразный хлор или что-то в этом роде. Я похож на химика? Что я знаю.

1. В пластиковой или стеклянной ванне (я снова использую посуду) смешайте одну часть уксуса с одну часть перекиси водорода .
   Уксус — это обычный бытовой белый уксус, который можно купить в любом продуктовом магазине.
   Перекись — это стандартная концентрация 3%, которую можно купить в любой аптеке.Проверьте раздел первой помощи.
2. Вам нужно достаточно раствора, чтобы покрыть доску примерно 1/2 дюйма жидкости. Выбирайте больше жидкости — эти ингредиенты очень дешевы.
3. Добавьте пару хороших коктейлей (может быть, 1 чайную ложку?) Соли и перемешайте все это пальцем в перчатке.
4. Бросьте плату в раствор медной стороной вверх. Должно появиться несколько очень мелких пузырьков. Если вы не видите крошечных пузырьков, добавьте еще немного соли.
5. Примерно через 30 секунд вы должны увидеть, как медные участки собирают желтовато-коричневый слой мусора.
6. Каждые 60 секунд протирайте доску губчатой ​​щеткой. Не вынимайте плату из раствора. Просто воткните туда кисточку и сотрите коричневую грязь. Вытирание грязи каждую минуту значительно ускоряет травление.
7. Примерно каждые десять минут вытаскивайте доску (в латексных перчатках) и проверяйте ее. Когда он почти закончен, вы увидите участки печатной платы из стекловолокна без меди.
8. По мере того, как плата приближается к завершению, начинайте проверять ее чаще.Раствор станет темнее и темно-синим, поэтому его будет трудно увидеть. Вы хотите протравить плату до тех пор, пока не будет удалена лишняя медь, , но не больше. Слишком долгое травление приведет к повреждению следов и контактных площадок. Фоторезистент может защитить медь на долгое время, но в конечном итоге травитель попадет под нее. Если вы используете тонкие следы (0,01 дюйма), вам нужно быть более бдительными и не допускать чрезмерного травления.
9. Время от времени вы можете добавить немного соли, которая, кажется, немного ускоряет процесс.Добавьте соль, если не видите крошечных пузырьков.
10. По окончании травления ополоснуть доску водой
11. Ватным тампоном протрите доску жидкостью для снятия лака (ацетон). Это удалит черный материал, защищающий ваши следы. Если вы слишком настоящий мужчина ™, чтобы покупать жидкость для снятия лака в аптеке, вы также можете купить большие кувшины в хозяйственном магазине. Немного — очень-очень долгий путь. Кроме того, девчачьи вещи пахнут лимонами. Почему бы не побаловать себя?

Вот парочка досок для травления.Этот слой грязи давно пора стереть губчатой ​​щеткой. Обратите внимание на мутное шипение — это признак того, что уровень соли примерно правильный. Здесь достаточно места для маневра. Соотношение солей не критично. Пока там есть какие-то. Кроме того, я не рекомендую травить сразу несколько плат. Я пробовал это здесь, но это было слишком сложно, чтобы добиться успеха.

Мне не повезло повторно использовать раствор для травления. Теоретически можно, но я не думаю, что это того стоит. Старое решение протравливается медленнее и выполняет более грязную работу.Просто каждый раз готовьте что-то новое.

Теперь мы переходим к спорной части. Утилизация травителя. По этому поводу существует множество мнений, и люди очень, так сказать, увлечены этим. На мой взгляд, вы можете выбросить его в мусорное ведро или вылить в канализацию. Да, я знаю, что получу за это письма с яростной ненавистью. Будьте вежливы в комментариях, иначе столкнитесь с последствиями. Пока мы говорим, я полирую свой Молот модерации. Да, я знаю, что соли меди вредны для рыб. Однако очистные сооружения очищают бытовые сточные воды, и здесь речь идет о невероятно незначительных количествах.Поместить его в контейнер и выбросить в мусор тоже кажется прекрасным, потому что тогда он попадет на свалку, а они запечатаны именно для такого рода вещей. Лично я использую подход полигона.

Опять же, никаких яростей в комментариях о том, как я в одиночку уничтожаю планету своей полчашкой перекиси и осадка меди. Если вы хотите проявить конструктивность, скажите мне, где его взять, что не связано с вождением в течение часа и при этом способствует изменению климата и загрязнению воздуха.Если вы хотите писать длинные гневные статьи о том, что не так с другими людьми, сделайте свой собственный блог и сделайте это там.

Часть V: сверло

Это часть, которая требует наибольшей практики. Однако, если вы приняли правильные решения еще на этапе макета, это будет намного проще. Я использую роторный инструмент Dremel с насадкой для сверлильного патрона. Он может содержать крошечные, крошечные, крошечные биты. Вам также понадобится набор крошечных сверл. Я держу дремель от руки.Я действительно не думаю, что вам нужна причудливая подставка для сверлильного станка, о которой всегда говорят.

Надевайте защитные очки и респиратор от пыли. Сверлить довольно аккуратно, потому что отверстия такие маленькие, но опять же, зачем возиться? Просто сделай это. Кроме того, Dremel — это не шутка. Ошибка может действительно навредить вам, поэтому не торопитесь и будьте осторожны. Также рекомендуется трезвость (спросите меня, откуда я знаю).

Уловка при бурении заключается в выборе правильной коронки для каждого случая. Мои правила следующие:

1. Для стандартных выводов компонентов используйте биту №69 (тройник)
2. Для разъемов IC или других больших групп контактов, которые необходимо выровнять, выберите немного больше, например №67.Отверстия большего размера облегчают выравнивание многополюсных компонентов, но повышают риск повреждения колодок.
3. Для контактов заголовка, переключателей и других вещей с более крупными контактами используйте # 67, но немного покачивайте его. Проверить посадку и при необходимости просверлить еще раз. В крайнем случае, переходите к большему размеру.

Общая стратегия состоит в том, чтобы использовать самую маленькую коронку, которая может у вас сойти с рук для каждого типа отверстия. Если бита слишком велика, вы повредите колодку и / или поднимете ее с печатной платы . Если это произойдет, это не смертельно.Вы можете припаять рассматриваемый вывод к ближайшей дорожке или отремонтировать повреждение с помощью куска проволоки. Тем не менее, досадно повредить вашу идеальную доску.

В начале просверливания отверстия опустите сверло вниз, пока оно не коснется центра пластины, и дайте ему постоять полсекунды, прежде чем позволить весу Dremel завершить работу. Эта пауза позволяет биту центрироваться в углублении недостающей меди в середине колодки. Я также настоятельно рекомендую лупу с подсветкой.Это действительно помогает точно сверлить и заставляет вас выглядеть сумасшедшим ученым. Или дантист. Возможно стоматолог. Наверное, дантист. Может быть, сумасшедший ученый-дантист.

Немного попрактиковавшись, вы можете в крайнем случае получить буровые площадки размером всего 0,05 дюйма. Я не рекомендую это делать — подушечки размером менее 0,07 дюйма очень легко покалечить и оторвать от доски. Однако время от времени подушка размером 0,05 дюйма может спасти ваш бекон из-за сложной проблемы с разметкой, поэтому в некоторых случаях стоит рискнуть.

Не торопитесь с этапом сверления.Если правильно сделать это с первого раза, сборка станет намного более увлекательной, а ваш проект станет намного надежнее.

Когда сверление закончено, вы можете достать паяльник и отправиться в город. Как только вы освоитесь, весь этот процесс, от макета Eagle до перфорированной доски, займет около двух часов. Это намного быстрее и намного дешевле, чем отсылать в пансионат. Это также очень весело, и конечный результат очень удовлетворительный.

Приложение: Custom Board Art

Это круто и весело — поместить в медь какие-нибудь нестандартные рисунки, но это немного сложно сделать правильно и требует практики.Вот как я использовал логотип One Girl, One Laptop, который вы видите выше.

1. Подготовьте файл BMP с нужным изображением. Это должен быть простой монохромный рисунок с жирными линиями.
2. Линии, составляющие ваше искусство, должны быть белого цвета. Фон должен быть черный
3. Используя GIMP (или аналогичный инструмент), преобразуйте изображение в черно-белое и индексированное цветное.
4. Масштабируйте изображение до небольшого размера. Размер логотипа, показанного на фотографии выше, составляет 300 x 220 пикселей, а размер платы составляет около 4 ″ x 4 ″ (для сравнения в масштабе)
5. В Eagle разверните раздел «Программы на пользовательском языке» панели управления.
6. Найдите import-bmp.ulp , щелкните его правой кнопкой мыши и выберите Run In Board
7. Нажмите ОК в поле «О программе», затем выберите файл BMP.
8. Вам будет предложено «Выбрать цвета». Выберите только черный
9. В параметрах установите для начального слоя значение 200 и коэффициент масштабирования пикселей на 2.
10. Нажмите ОК и попросите запустить скрипт
11. Некоторое время он это пережевывает. Когда это будет сделано, ваше изображение будет преобразовано в огромную кучу крошечных объектов в слое 200.
12. Скройте все слои, кроме 200, затем используйте Group Select, чтобы выделить все части вашего рисунка. Переместите его куда хотите.
13. Непосредственно перед тем, как вы будете готовы напечатать последний ацетат, сгруппируйте все в слое 200 (шаг 12), затем используйте команду Group Change, чтобы изменить все на слой 16-Bottom
14. Hit Ratsnest, и вы должны увидеть свое произведение искусства, вырезанное из плоскости земли
15. Распечатайте ацетат, затем закройте файл печатной платы, не сохраняя его. Вы не хотите сохранять печатную плату с тысячей маленьких художественных элементов в нижнем слое, потому что может быть очень сложно их снова выделить позже, если вы захотите переместить ее.

Если все это звучит как слишком большая проблема, вы также можете просто изменить рисунок печатной платы, пока он открыт в GIMP на шаге II (9) выше. Однако, если вы сделаете это в Eagle, вы сможете проделать некоторые изящные трюки, например, соединить следы с вашим изображением и сделать их частью контура, или заставить его автоматически заполнить базовую плоскость вокруг вашего произведения искусства.Это также делает вас героем вашего местного хакерского пространства… я полагаю.

Вот как выглядит логотип после перемещения на нижний слой. Это может выглядеть как красивый рисунок моей головы, но на самом деле это огромная куча крошечных многоугольников Орла. Из моей головы.

Это все, что она написала. И под «она» я имею в виду «себя». Это все, что я написал. Я задолбался. Теперь вы можете не раздражать меня в комментариях о вывозе уксуса и меди на свалку.

ETCH-2 Лимонная кислота для Эдинбургского травления — Эмаль Томпсона

Поиск продуктов

Просмотр по категориямВыберите категориюПринадлежности для изготовления бисераМедные чаши и подносы Плоские листы штампованной медной детали Переключатели Пластины для эмали Акриловые эмали Керамические пигменты Счетчик эмалевых эмалевых маркеров — Снято с производства Живопись по стеклу — Порошковая эмаль для рисования по стеклу Крашеные эмали Жидкие эмали Эмали Механические карандаши Мелки Непрозрачные эмалевые нити Millefiori Непрозрачные эмалевые нити Цвета надглазурной живописи Надглазурная / подглазурная / тонкая линия Черная покраска и трафаретные эмали Живописный флюс Розовый / Лаванда Цвета для разделения Эмаль Сплошные цветные наклейки Подглазурные мелки и карандаши Цветочные вафли и кнопки Vitreconame Цветочные эмали Наборы цветов серии 9000 для эмалирования эмалями для меди, золота и серебра для начинающих — Med.Темп.-Мед. Exp. Опалесцентный для меди, золота и серебра. Непрозрачные эмали для меди, золота и серебра (1000). Прозрачные пленки для меди, золота и серебра (2000). Эмали для стекла Effetre (Moretti) (9000) Непрозрачные эмали для Effetre. Прозрачные эмали для Effetre. -Мед. Exp. Непрозрачные эмали для витражей (7000) Прозрачные эмали для витражей (8000) Эмали для оконных стекол — Средняя температура — Низкая эксп. Непрозрачные эмали для оконного стекла (5000) Прозрачные эмали для оконного стекла (6000) Наборы образцов Печи / печи Комплект для эмалирования для начинающих Добавки для печей Печи и печиМатериалы Добавки Блокирующая среда Лимонная кислота для Эдинбургского травления Наборы для эмалирования Травление стекла Хранение золотой, серебряной и медной фольги Агенты — Смесительные среды Жидкие металлы Блеск и блестящие листы с наклейками Очиститель металлов Наклейки с вехой Оксидные ингибиторы Травильные агенты Plique a Jour Дополнения WireMetal Clay Enameling KitМеталлические броши Эмалированные железные плитки (18 калибр) Эмалированные стальные пластины Эмалированное железо Золочение Металлические стальные пластины с покрытием из оксидированной стали Серебристая сталь Комплекты креплений CinchПубликации и видео Каталог книг Видео и DVD Контейнеры для хранения и чашки ПетриПодарочные сертификаты с эмалью ThompsonИнструменты Инструменты для нанесения материалов для полировки и облицовки Инструменты для обжига Инструменты для шлифования и просеивания Инструменты для металлообработки Защитное снаряжение Трафарет и Материал для переноса Подставки и стойкиUncategorized

Травление печатных плат в домашних условиях с использованием уксуса

Травление печатных плат — еще одна большая тема в мире электроники DIY.Это то, что каждый любитель электроники в конечном итоге пытается пробовать раньше или позже. Даже если это довольно простая процедура, она требует некоторой уверенности в себе (или храбрости), поскольку включает сильнодействующие, вонючие и опасные химические вещества.

Любую процедуру травления, о которой вы читаете, можно описать в 5 различных этапах: проектирование, перенос, травление, сборка и повторное использование или утилизация. Для каждого из этих пяти шагов есть разные варианты, и есть тысячи веб-страниц с инструкциями, рекомендациями, практическими рекомендациями … ну, это еще одна из тех страниц 🙂

Мысли для новичков

Сначала немного предыстории: Я новичок в офорте (вот так, выделено жирным шрифтом).Я думаю, что это естественная эволюция от макетных прототипов к проектам полупостоянных перфорированных или полосовых плат, к травлению ваших собственных схем в домашних условиях и к отправке ваших проектов на завод по производству печатных плат. Но я был несколько обеспокоен использованием в домашних условиях токсичных, едких, сжигающих кожу кислот, таких как соляная кислота, или экологически вредных травителей, таких как хлорид железа.

Потом я нашел этот пост о травлении дешевой домашней печатной платы уксусом и подумал, что обязательно стоит попробовать. Погуглив, вы можете найти полдюжины очень хороших руководств по этой технике.Я считаю, что у меня нет предыдущего опыта работы с травлением, так что это будет не учебник, похожий на «голос опыта», а одноранговый. Если вы никогда не травили свои печатные платы дома, но готовы попробовать, вы похожи на меня две недели назад. Тогда, возможно, эти слова о том, что я пробовал, и о совершенных мною ошибках, могут быть вам полезны.

Травитель кусающий медь

Дизайн

Давайте представим, что у вас уже есть макетный проект, и он отлично работает.У вас, вероятно, уже есть схема проекта (вам стоит!), Созданная с помощью Eagle, KiCad, Fritzing или любого из облачных приложений EDA (Upverter, Circuits.io…). Я не буду вдаваться в подробности «какой инструмент лучше?» обсуждения, есть десятки сайтов, сравнивающих их. Какой бы инструмент вы ни использовали, убедитесь, что в нем есть редактор плат или функция проектирования макета платы.

Пользуюсь Eagle. Потому что это тот, с которым у меня больше опыта, и потому, что у Sparkfun есть отличные руководства по созданию схем и макетов плат с помощью Eagle.Мне интересно узнать о KiCad и Upverter, и в конце концов я попробую их, но пока я использую Eagle.

Моим основным источником информации по проектированию печатных плат был вышеупомянутый учебник от Sparkfun, так что прочтите его. Это комплексное руководство по проектированию схемы и макета платы с использованием реального кейса, в котором объясняются основы печатной платы, используемые методы и инструменты, а также некоторые полезные советы по программному обеспечению.

Здесь я только подчеркну три момента:

• Используйте правило 50 мил : следы шириной 50 мил и зазоры 50 мил (для нас, отводов SI, 50 мил — это 50 милдюймов или 1.27 миллиметров). После того, как вы повторили процесс несколько раз, обращая внимание на результаты, вы, вероятно, сможете уменьшить количество следов до 20 или даже 10 мил с помощью домашнего травления. Но 50 — хорошая отправная точка. Ширина следа имеет решающее значение при использовании высоких нагрузок. Этот калькулятор ширины трассы поможет вам определить минимальную ширину трассы для линий с высоким током.

• Оставьте достаточно меди вокруг контактных площадок , чтобы припой смог соединиться. Заголовки или диоды используются для более толстых выводов, и вы можете использовать для них более широкие круги , но будьте осторожны, чтобы оставить между ними достаточный зазор, иначе они в конечном итоге создадут медные перемычки.Для подключенных контактных площадок сам след можно использовать для пайки компонента , но у вас также могут быть неподключенные контактные площадки. Может помочь использование прямоугольных или эллиптических подушечек . Некоторые компоненты SMD (например, разъемы, операционные усилители и т. Д.) Несложно припаять, и их использование устраняет необходимость сверлить часть меди, поэтому они также могут быть хорошим вариантом.

• Если вы будете использовать одностороннюю медную оболочку, попробуйте нарисовать все ваши следы на заднем слое .Это может быть невозможно, в этом случае вам придется соединить дорожки верхнего слоя.

• Используйте медные заливки для заземляющих поверхностей . На самом деле это не должно быть заземлено, но это обычное дело. Только если вы используете антенны или высокое напряжение, заземление может быть не очень хорошей идеей. Для домашнего травления у него есть одно большое преимущество: меньше меди для удаления, а это означает более быстрое травление и меньшее количество остатков.

Без заземляющего слоя удалено много меди (версия 1.0) С заземляющим слоем гораздо меньше меди для удаления (версия 1.1)

Перенос

То есть: перенос вашего дизайна на печатную плату. Самый распространенный способ — использовать утюг для переноса тонера, напечатанного на глянцевой бумаге с помощью лазерного принтера, на медное покрытие. Опять же, я никогда им не пользовался, но мне кажется, что в этом методе слишком много неопределенностей: тип бумаги, качество тонера, шероховатость меди, нагрев железа и время. Похоже, вы пройдете через долгий процесс проб и ошибок, пока не сделаете все правильно.

Кажется, проще использовать светочувствительные медные оболочки. Вам понадобится:

• Светочувствительная оболочка размером с ваш дизайн или больше (от 1 до 2 евро для плаката 60×80)
• Прозрачная бумага (дорогая, 80 центов за лист)
• Лазерный или струйный принтер.
• Положительный светочувствительный проявитель.
• Лоток А (полистирол).
• Защитные очки, респиратор и перчатки.

1. Распечатайте несколько копий (3-4) вашего дизайна на прозрачной пленке в высококачественном черно-белом цвете.Чтобы получить изображение схемы из Eagle, я использую Eagle ULP от Нильса Спрингоба, чтобы экспортировать слои дна, контактных площадок, переходных отверстий и отверстий в SVG (получить его здесь). Затем я открываю файл в Inkscape, чтобы сделать последние штрихи: преобразовать его в черно-белый, настроить ширину и контактные площадки и добавить рамку вокруг дизайна. Рама будет соответствовать размеру доски. Затем я группирую все это, делаю 3 или 4 копии рядом и отправляю на принтер. У меня нет лазерного принтера, но струйный принтер отлично работает .Три в ряд, готовые к разрезанию и укладке (это версия 1.1)

2. Обрежьте их по линиям рамки и ** сложите их ** один за другим, используя прозрачную ленту, чтобы убедиться, что они выровнены. Цель состоит в том, чтобы УФ-лучи не проходили через темные участки, поэтому чем темнее, тем лучше. Печатная плата на прозрачной пленке со струйным принтером

3. Вырежьте светочувствительную доску по размеру рамки, которую вы нарисовали на шаге 1.В зависимости от упаковки это может быть легко или нет. Я использовал две разные марки: у одного есть темная наклейка, закрывающая светочувствительную сторону платы, вы можете спокойно разрезать доску с наклейкой. Другой упакован в черный картонный конверт. Если вы хотите его разрезать, вам придется делать это в темноте. Здесь цель, опять же, состоит в том, чтобы уменьшить количество меди для травления. Несколько типов и марок светочувствительной медной оболочки

4. Теперь идите в темную комнату и приготовьте бутерброд .Мой путь — это лист фанеры, плакированный медью светочувствительной стороной вверх (сначала снимите защитную наклейку, если она есть!), Стопку пленок и акриловый лист. Все держалось на месте парой сержантов. Не торопитесь и дважды проверьте ориентацию прозрачных пленок. Поскольку они показывают нижний слой, сторона с печатью должна касаться плаката. Во втором тесте я ошибся со светочувствительной стороной и в итоге получил красивую шелкографию

   .

5. Пришло время принять солнечную ванну .Десять минут прямого солнца мне подходят. Конечно, вы можете использовать эти УФ-боксы, но они действительно дороги, и некоторые люди сообщают, что использование обычной люминесцентной лампы (дневной свет, температура света около 5000K) работает так же хорошо. ВС остается самым дешевым решением, тыс. Руб. Один совет: убедитесь, что солнечные лучи падают перпендикулярно к плакировке , в противном случае у вас будет некоторая тень из-за прозрачности дальше от плакирования, которая может предотвратить попадание кислоты на медь в зазорах, потенциально создавая короткие срезы. в вашей цепи.Если это произойдет, как это случилось со мной, вы можете использовать резак или дремель, чтобы отрезать их. Стопка из четырех пленок уже под солнцем

6. Тем временем, готовит раствор проявителя . Вы можете попробовать приготовить раствор самостоятельно дома, используя 1% гидроксид натрия (десять граммов гранул NaOH на наполнитель с чистой водой). Осторожно: гидроксид натрия очень едкий, он может обжечь кожу, и вам будет очень плохо, если он попадет в глаза. Это тот момент, когда вам нужно надеть перчатки, респиратор и очки на .Некоторые говорят, что качество результата очень зависит от концентрации, поэтому я пошел на безопасную сторону и купил флакон с проявителем (« revelador de placa positiva » на испанском языке) в том же магазине, где я купил светочувствительные пленки (3,80 €, чтобы получить 3 литра раствора).

7. 10-минутный обратный отсчет закончен, и вы снова в темной комнате в одежде. Теперь поместите его в раствор проявителя и встряхните (в перчатках!). Через несколько секунд начнут появляться следы.Встряхивайте и проверяйте каждые 10 секунд, пока не увидите изменений в контрасте между незащищенными и неоткрытыми зонами покрытия; следы должны быть четкими и четко очерченными. Весь процесс разработки занимает около одной минуты. Если вы используете тонкие следы, будьте осторожны, не позволяйте им слишком долго оставаться в проявителе, иначе они могут быть повреждены.

8. Удалите проявитель с поверхности покрытия проточной водой. Светочувствительная оболочка сразу после проявления

Теперь у вас есть плакировка, готовая к травлению.Медь в зонах, подверженных воздействию солнечных лучей, будет удалена кислотой на следующем этапе.

Офорт

Вот он, критический и тревожный шаг. Но это действительно просто. Вам понадобится:

• Уксус (уксусная кислота). Я использую очищающий уксус, 7% кислотность, 0,70 € мусор в местном супермаркете)
• Перекись водорода. Легко найти в любой аптеке, я использую 3% перекись в чистой воде, 1,20 € 1/2 литра.
• Соль кухонная.
• Ацетон, жидкость для снятия лака.
• Поднос из полистирола. Думаю, подойдет любой лоток, если уксус не разлагает его.
• Кисть. Я использую зубную щетку.
• Пластиковые клещи для захвата печатной платы в растворе.
• Опять защитные очки, респиратор и перчатки.

1. Наденьте очки , респиратор и перчатки на . Хорошо, это не хлористый водород, но это все же кислота, а остаток — ацетат меди, который токсичен для человека и очень токсичен для растений даже в низких концентрациях.

2. Приготовьте раствор 50-50 уксуса и перекиси водорода в лотке и поместите оболочку в раствор

3. Отопление раствор очень помогает. Я помещаю ванночку с раствором в большую ванночку с горячей водой, которую меняю каждые 10-15 минут. Некоторые люди предварительно нагревают уксус (отдельно) в микроволновке перед добавлением перекиси. Я думаю, вы также можете использовать метод двойного кипячения или, возможно, ячейку Пельтье под лотком, чтобы раствор оставался теплым.

4. Соль кухонная тоже помогает. В растворе продолжайте насыпать соль кофейной ложкой, пока шипение не исчезнет само по себе.

5. Чистите покрытие каждые несколько минут, чтобы удалить оксид меди и ацетат меди. Вы заметите, что к концу процесса вы сможете удалить оставшийся слой меди, смахнув его щеткой.

6. Если шипение проходит, добавьте еще соли. Если это по-прежнему не помогает, добавьте еще уксуса и перекиси водорода.Я всегда начинаю с раствора 50-50, но после этого обычно добавляю больше уксуса, чем перекиси. Все еще пытаюсь найти правильное соотношение. Травитель кусающий медь

7. После удаления всей меди промойте плату проточной водой и сохраните раствор (см. «Утилизация» ниже). Затем удалите резист ватой, смоченной ацетоном, или латунной губкой. Хорошие следы меди после травления и очистки

Этот процесс очень медленный по сравнению с травлением более сильными кислотами, но вы можете легко протравить плакировку среднего размера в течение часа без сложных инструментов (пузырчатые машины, нагреватели и т. Д.).Ключ в том, чтобы он продолжал пузыриться:

Сборка

Сверление и пайка казались мне возвращением в комфортную зону. Но я был неправ. Вам лучше иметь очень твердую руку или какой-нибудь вспомогательный инструмент. Сверлильный станок значительно облегчит задачу. У меня его нет, поэтому я страдал из-за того, что я назвал SDT или синдромом танцевального наконечника.

Это лучшее, что я смог сделать в моем первом испытании на сверление.

Мое не очень хорошее решение — использовать универсальный режущий комплект 565 от Dremel, оставляя гайку ослабленной для перемещения сверла вверх и вниз.Он все еще движется по горизонтали, но я могу спокойно просверлить медные колодки.

В любом случае вам точно понадобится:

• Сверло с мелкими сверлами (достать три-четыре от 0,5 до 1,5 мм)
• Опять защитные очки и респиратор.
• Припой чугун и бессвинцовый припой

Тут особо нечего сказать. Может быть, несколько советов:

• Вдыхание медной пыли действительно плохо в долгосрочной перспективе. Он может вызвать широкий спектр заболеваний легких и рака.Поэтому всегда используйте маску при сверлении меди. То же самое и с дымом от пайки. По завершении вымойте руки .
• По возможности избегайте ударов хвостовиком сверла по плакировке (там, где она становится шире). Если вы это сделаете, вы получите красивую дыру, похожую на вулкан. Не то, чтобы выбросить вашу печатную плату в мусорное ведро, но, безусловно, некрасиво.
• Убедитесь, что ваши компоненты входят в свои отверстия. Возможно, вам придется расширить некоторые из них. Потребовалось время, чтобы разместить заголовки в их новом доме…
• Я еще не тестировал, но использование флюса (например, Kontakt SK-10) на медной стороне платы перед пайкой должно облегчить процесс, а флюс служит защитным покрытием. Вы также можете очистить его изопропиловым спиртом перед нанесением флюса.
• Имейте под рукой копию схемы и макета платы. Имейте в виду, что нет шелкографии, и когда вы паяете компонент наоборот, всегда неприятно. Конечный результат довольно приятный

Утилизация

Пожалуйста, не сливайте в канализацию .Да, очистные сооружения есть, но это тоже наша ответственность. Ваш первый вариант — повторное использование. Старый раствор еще медленнее, чем свежий, но он все же может откусить немного меди. Когда травление станет бесполезным, его можно утилизировать двумя способами:

• Используя пищевую соду (бикарбонат натрия). Добавляйте в раствор пищевую соду, пока он не станет мутным и не станет зеленым. В результате (карбонат меди и ацетат натрия) не растворяется в воде, поэтому он менее вреден для окружающей среды.Затем вы можете запечатать его в пластиковом контейнере и отнести в ближайший пункт утилизации или выбросить в мусорное ведро.

• Испарение травителя, оставляющее его под Солнцем. В результате получатся зеленоватые кристаллы ацетата меди, которые можно безопасно выбросить в мусорку или даже лучше: сжечь их в костре, чтобы получить красивое зеленое пламя!

Какой бы метод вы ни использовали, манипулируйте раствором и результатами в перчатках.

Выводы

Обучение — это непрерывная работа, которая продолжается.После первых 3-х итераций я обнаружил фатальную ошибку в оригинальной конструкции: разъем для светодиодной матрицы перевернут. Плата все еще может использоваться с помощью некоторых проводов, чтобы исправить ошибку, но готова новая версия для лотка с уксусом!

Исправление ошибки в разъеме матрицы некоторыми перемычками Версия 1.2 платы

Артикул

Я добавляю сюда несколько веб-ссылок на страницы, которые я проверял за последние недели.

«Травление печатных плат в домашних условиях с использованием уксуса» было впервые опубликовано 23 апреля 2014 года Хосе Пересом на сайте tinkerman.Кот под Обучение, Проекты, Учебник и помечен уксусная кислота, ацетон, макет платы, проявитель, дремель, орел, окружающая среда, травление, флюс, перекись водорода, изопропиловый спирт, печатная плата, светочувствительная медь, остатки, соль, бикарбонат натрия, прозрачность, уксус.

Травление печатных плат лимонной кислотой. Травление печатной платы (дешевый метод). Какие минусы

Недавно я обнаружил в Интернете новый метод травления печатных плат, который отличается от классических методов травления, тем более, что этот метод не имеет характеристик традиционных. хлорное железо и персульфат аммония недостатки. Хлорид железа с его немытыми пятнами на одежде и, как следствие, испорченными вещами, наверное, долгое время многим не устраивал. Также персульфат аммония, не у всех есть отдельный стол для травления дома — пайки, скорее всего, чаще всего травятся, как и у меня, в ванной. Иногда в результате неосторожных действий с персульфатом аммония и каплями на одежде со временем образуются дырочки, вещи портятся.

Кто-то может сказать, что персульфат мне подходит из-за его скорости травления, и поэтому новый метод травления позволяет травить платы, я думаю, с не меньшей скоростью. Вчера полчаса травил доску, рисунок взбитым маркером, самые узкие дорожки были шириной 1 мм, подлесок не замечено. Фотография платы ниже, правда, после лужения и пайки всех деталей на плату, просто для того, чтобы показать, что даже узкие дорожки получаются без подрезов, думаю, этого достаточно.Но сразу хочу отметить, что рисунок, перенесенный на печатную плату методом LUT ( лазерно-гладильная технология ), сохраняется лучше, по отзывам, при травлении этим методом даже узкие дорожки в 1 мм. широкие получаются стабильно хорошо.

А теперь приступим к делу. На доску 35 * 25, которую я протравил, потратил следующие ингредиенты: флакон аптечной перекиси водорода 50 мл стоимостью 3 рубля и 1 пакетик 10 грамм кислота лимонная пищевая стоимостью 3.5 рублей, чайная ложка соли (использовалась в качестве катализатора) конечно бесплатно, подойдет любая, которая есть у вас на кухне, даже йодированная. Точных пропорций здесь не требуется, делаем примерно так: сливаем перекись водорода так, чтобы доска была скрыта на 5 мм, добавляем 10 грамм (в моем случае пакетик) лимонной кислоты и кладем чайную ложку соли .

Нет необходимости добавлять воду, используется жидкость, содержащаяся в перекиси. Если вы планируете протравить большую доску, то мы увеличиваем количество ингредиентов в тех пропорциях по отношению к перекиси водорода, как упомянуто выше, чтобы доска была скрыта на 5 мм.К концу травления раствор станет голубоватым. Во время травления мы перемещаем доску в емкости, потому что на плате будут скапливаться пузырьки газа, которые мешают травлению.

Ближе к концу травления достаем пинцетом плату из раствора и исследуем. Если мы рисуем рисунок маркером, то я рекомендую рисовать в несколько слоев, чтобы избежать мелких подлесков на узких дорожках, но хлорид железа и персульфат аммония дадут нам такой же эффект.Оставшийся от травления раствор можно слить в канализацию после пропуска большого количества воды. Хранить раствор для повторного использования, думаю, ни у кого не будет, всегда проще сделать новый раствор при необходимости, чем дольше ждать при травлении старым раствором.

Экономия времени и денег по сравнению со старыми методами, думаю, всем очевидна. Также можно использовать концентрированную перекись из парикмахерских или таблетки гидроперита , но здесь соотношение ингредиентов придется подбирать каждому самому, так как он с ними не экспериментировал.Выкладываю, как и обещал фото платы, протравленной этим методом, плату сделал на скорую руку.

Еще немного о такой полезной штуке, как вертикальные ванны … Если требуется равномерное и качественное двустороннее травление, удобны вертикальные ванны с перемешиванием раствора. Перемешивание осуществляется путем введения в ванну трубки от аквариумного аэратора. Также вертикальная ванна имеет минимальную площадь испарения. К тому же не будет липкой грязи, если раствор старый и засоренный.Желаю удачного травления без подрезов. Я был с тобой АКВ .

Обсудить статью PCB ETCHING

Печатная плата Представляет собой диэлектрическую основу, на поверхности и в объеме которой проложены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического скрепления и электрического соединения между собой путем пайки установленных на ней выводов электронных и электротехнических изделий.

Операции вырезания заготовки из стеклопластика, сверления отверстий и травления печатной платы для получения токоведущих дорожек вне зависимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одной и той же технологии.

Ручная техника нанесения

Дорожки печатной платы

Подготовка шаблона

Бумага, на которой нарисована разводка печатной платы, обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования самодельного сверла ручной работы, чтобы сверло не уходило в сторону, нужно сделать это более плотный.Для этого нужно наклеить выкройку печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.

Резка заготовки

Подбирается заготовка из фольгированного стеклопластика подходящего размера, на заготовку наносится шаблон печатной платы и обводится по периметру маркером, простым мягким карандашом или штриховкой острым предметом.

Далее нарезается стекловолокно по линиям, проведенным ножницами по металлу или вырезается ножовкой по металлу.Отрежьте ножницами быстрее и не останется пыли. Но нужно учитывать, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно гнется, что несколько ухудшает прочность приклеивания медной фольги и при необходимости пайки элементов дорожки могут отслоиться. Поэтому, если доска большая и с очень тонкими дорожками, то ее лучше отрезать ножовкой по металлу.

Шаблон выкройки печатной платы приклеивается к вырезанной заготовке с помощью клея.Момент, четыре капли которого наносятся на углы заготовки.

Поскольку клей схватывается всего за несколько минут, можно сразу приступать к сверлению отверстий под радиодетали.

Просверливание отверстий

Просверливать отверстия лучше всего на специальном мини-сверлильном станке твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини-сверлильный станок недоступен, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью с помощью простого сверла. Но при работе универсальной ручной дрелью количество сломанных сверл будет зависеть от твердости вашей руки.Одного сверла явно недостаточно.

Если сверло не зажимается, то можно обернуть его хвостовик несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной бумаги. Можно плотно намотать виток на хвостовик до витка тонкой металлической проволоки.

После завершения сверления проверяется, все ли отверстия просверлены. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на свету. Как видите, пропущенных отверстий нет.

Топографический чертеж

Для защиты мест фольги на стекловолокне, которые будут токопроводящими путями, от разрушения во время травления, они должны быть закрыты маской, устойчивой к растворению в водном растворе.Для удобства рисования дорожек их лучше предварительно наметить мягким простым карандашом или маркером.

Перед нанесением разметки обязательно удалить следы клея. Момент, с которым был приклеен шаблон печатной платы. Поскольку клей не очень твердый, его легко удалить, прикатав пальцем. Поверхность фольги также необходимо обезжирить тряпкой любыми средствами, например ацетоном или белым спиртом (так называется очищенный бензин), также можно использовать любое моющее средство для мытья посуды, например Ферри.

Разметив дорожки печатной платы, можно приступать к рисованию их рисунка. Для нанесения дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например, алкидная эмаль серии ПФ, разбавленная до подходящей консистенции растворителем из белого спирта. Вы можете рисовать дорожки с помощью разных инструментов — стеклянной или металлической ручки для рисования, медицинской иглы и даже зубочистки. В этой статье я покажу вам, как рисовать дорожки печатной платы с помощью плоскости для рисования и балерины, которые предназначены для рисования на бумаге чернилами.

Раньше компьютеров не было, и все рисунки рисовались простыми карандашами на ватманской бумаге, а затем переводились чернилами на кальку, с которой делались копии с помощью копировальных аппаратов.

Рисунок начинается с контактных площадок, которые нарисовала балерина. Для этого нужно отрегулировать зазор скользящих губок рисовального пера балерины на необходимую ширину линии, а для задания диаметра круга отрегулировать второй винт, отводя чертёжное перо от оси вращения.

Далее карандаш балерины заполняется кистью краской на длину 5-10 мм. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подойдет краска ПФ или ГФ, так как она медленно сохнет и позволяет спокойно работать. Краску марки NC также можно использовать, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед нанесением краску необходимо развести до жидкой консистенции, постепенно добавляя в нее подходящий растворитель при интенсивном перемешивании и пробуя рисовать на кусках стекловолокна.Для работы с краской удобнее всего перелить ее во флакон с маникюрным лаком, в обороте которого есть кисточка, устойчивая к растворителям.

После настройки полетного контроллера балерины и получения требуемых параметров линии можно приступать к нанесению контактных площадок. Для этого в отверстие вставляется острая часть оси и основание балерины вращается по кругу.

При правильной настройке строгального станка и желаемой консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются круги идеально круглой формы.Когда балерина начинает плохо рисовать, оставшаяся сухая краска удаляется из зазора пера для рисования тканью, и перо для рисования заполняется свежим. Чтобы очертить все отверстия на этой печатной плате кругами, потребовалось всего две заправки фидера и не более двух минут времени.

Когда круговые контактные площадки на доске нарисованы, вы можете начать рисовать токопроводящие дорожки, используя рисованный строгальный станок. Подготовка и настройка ручного устройства для повторного кормления ничем не отличается от подготовки балерины.

Единственное, что дополнительно понадобится, это плоская линейка, с наклеенными на одну сторону по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка не скользила при работе и стеклопластик, не касаясь линейки , может свободно проходить под ним. В качестве линейки лучше всего подходит деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить опорой для руки при рисовании печатной платы.

Чтобы печатная плата не соскальзывала при рисовании дорожек, желательно положить ее на лист наждачной бумаги, который представляет собой два листа наждачной бумаги, склепанных вместе бумажными сторонами.

Если при рисовании контуров и кругов они соприкасаются, вам не следует предпринимать никаких действий. Необходимо дать краске на печатной плате высохнуть до состояния, при котором она не будет пачкаться при прикосновении и удалить острием ножа лишнюю часть рисунка. Чтобы краска высохла быстрее, доску нужно поместить в теплое место, например, на батарею отопления зимой. Летом — под лучами солнца.

Когда узор на печатной плате нанесен полностью и все дефекты устранены, можно переходить к его травлению.

Технология рисования печатных плат

с использованием лазерного принтера

При печати на лазерном принтере изображение, сформированное тонером с фотобарабана, на который лазерный луч нанес изображение, электростатически переносится на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Чтобы закрепить тонер, бумага катится между роликами, один из которых представляет собой термическую печь, нагретую до температуры 180-220 ° C. Тонер плавится и проникает в текстуру бумаги.После охлаждения тонер затвердевает и плотно прилипает к бумаге. Если снова нагреть бумагу до 180–220 ° C, тонер снова станет жидким. Именно это свойство тонера используется для переноса изображения токопроводящих дорожек на печатную плату в домашних условиях.

После того, как файл с печатной платой будет готов, нужно распечатать его на лазерном принтере на бумаге. Обратите внимание, что изображение печатной платы по данной технологии должно смотреться со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает по другому принципу.

Подготовка бумажного шаблона для переноса дизайна на печатную плату

Если вы распечатываете чертеж печатной платы на обычной бумаге для оргтехники, то из-за ее пористой структуры тонер будет глубоко проникать в основную часть бумаги и при переносе тонера на печатную плату большую часть он останется в газете. Кроме того, будет сложно удалить бумагу с печатной платы. Придется надолго замочить в воде.Поэтому для изготовления фотошаблона вам понадобится бумага, не имеющая пористой структуры, например, фотобумага, подложка из самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы из глянцевых журналов.

В качестве бумаги для печати дизайна печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и на ней невозможно распечатать шаблон, она застревает в принтере. Для решения этой проблемы перед печатью на кальке необходимого размера нанесите по углам каплю любого клея и приклейте ее на лист офисной бумаги формата А4.

Этот метод позволяет печатать дизайн печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Чтобы толщина тонера изображения была максимальной, перед печатью необходимо настроить «Свойства принтера», отключив экономичный режим печати, а если эта функция недоступна, то выберите самый грубый тип бумаги, например как картон или что-то подобное. Вполне возможно, что с первого раза хорошего отпечатка у вас не получится, и придется немного поэкспериментировать, выбрав лучший режим печати для лазерного принтера.В полученном отпечатке чертежа дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными, без зазоров и размазывания, так как ретушь на этом технологическом этапе бесполезна.

Осталось вырезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно переходить к следующему шагу, перенося изображение на стеклопластик.

Перенос рисунка с бумаги на стеклопластик

Перенос дизайна печатной платы — самый ответственный шаг.Суть технологии проста, бумага стороной печатного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклопластика и прижимается с большим усилием. Далее этот бутерброд нагревают до температуры 180-220 ° C, а затем охлаждают до комнатной температуры. Бумага отслаивается, а рисунок остается на печатной плате.

Некоторые мастера предлагают перенести рисунок с бумаги на печатную плату с помощью электрического утюга. Я пробовал этот метод, но результат был нестабильным.Трудно одновременно нагреть тонер до желаемой температуры и равномерно прижать бумагу по всей поверхности печатной платы, поскольку тонер затвердевает. В результате узор не передается полностью, и в узоре дорожек печатной платы появляются разрывы. Утюг мог быть недостаточно горячим, даже если регулятор был установлен на максимальный нагрев утюга. Не хотелось открывать утюг и регулировать термостат. Поэтому я использовал другую технологию, менее трудоемкую и обеспечивающую стопроцентный результат.

Наклеил кальку с напечатанным на ней узором в вырез под размер печатной платы и обезжирил ацетоном. Поверх кальки я приложил для более равномерного давления пятки листов офисной бумаги. Полученный пакет положили на лист фанеры и сверху накрыли листом такого же размера. Весь этот бутерброд был зажат зажимами с максимальной силой.

Осталось подогреть приготовленный бутерброд до температуры 200 ° С и остудить.Электрическая духовка с терморегулятором идеально подходит для разогрева. Достаточно поместить созданную конструкцию в шкаф, дождаться достижения заданной температуры и через полчаса снять плату для охлаждения.

Если у вас нет электрической духовки, вы также можете использовать газовую духовку, отрегулировав температуру с помощью ручки подачи газа с помощью встроенного термометра. Если градусника нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подходящее положение ручки регулятора, при котором выпекаются пироги.

Так как концы фанеры были покороблены, на всякий случай зажал их дополнительными хомутами. чтобы избежать такого явления, печатную плату лучше зажать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажать печатные платы, прикрутить пластины саморезами и гайками. M10 будет достаточно.

Через полчаса структура остынет настолько, чтобы тонер затвердел, плату можно снимать. При первом взгляде на снятую печатную плату становится ясно, что тонер с кальки перешел на плату идеально.Калька плотно и равномерно ложится по линиям отпечатанных дорожек, колец подушечки и маркировочных букв.

Калька легко отделялась практически от всех следов печатной платы, калька удалялась влажной тряпкой. Но все же не обошлось без пробелов в нескольких местах на отпечатанных дорожках. Это может произойти в результате неравномерной печати на принтере или оставшейся грязи или коррозии на стекловолоконной фольге. Промежутки можно закрасить любой водостойкой краской, лаком для ногтей или ретушировать маркером.

Чтобы проверить пригодность маркера для ретуши печатной платы, нужно провести им линии на бумаге и смочить бумагу водой. Если линии не размыты, значит, маркер подходит для ретуши.

Лучше всего протравить печатную плату в домашних условиях в растворе хлористого железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер можно легко удалить с отпечатанных дорожек тампоном, смоченным в ацетоне.

Затем высверливаются отверстия, лужатся токопроводящие дорожки и контактные площадки, заделываются радиоэлементы.

Печатная плата с установленными на ней радиодетелями приняла такой вид. В результате получился блок питания и переключения для электронной системы, дополняющий обычный унитаз функцией биде.

Травление печатной платы

Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стекловолокна при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический метод. Печатная плата помещается в травильный раствор, и в результате химической реакции медь, не защищенная маской, растворяется.

Рецепты травильных растворов

В зависимости от наличия комплектующих радиолюбители используют одно из решений, перечисленных в таблице ниже. Растворы для травления ранжированы в порядке их популярности радиолюбителями в домашних условиях.

Название решения	Соединение	Кол. Акций	Кухонная техника	Преимущества	Недостатки
Перекись водорода плюс лимонная кислота	Пероксид водорода (H 2 O 2)	100 мл	Растворить лимонную кислоту и поваренную соль в 3% растворе перекиси водорода	Доступность компонентов, высокая скорость травления, безопасность	Не хранится
	Лимонная кислота (C 6 H 8 O 7)	30 г
	Поваренная соль (NaCl)	5 г
Водный раствор хлорида железа	Вода (H 2 O)	300 мл	Растворить хлорид железа в теплой воде	Достаточная скорость травления, многоразовая	Низкая доступность хлорида железа
	Хлорид железа (FeCl 3)	100 г
Перекись водорода плюс соляная кислота	Пероксид водорода (H 2 O 2)	200 мл	Налейте 10% -ную соляную кислоту в 3% -ный раствор перекиси водорода	Высокая скорость травления, многоразовая	Требуется высокая точность
	Соляная кислота (HCl)	200 мл
Водный раствор медного купороса	Вода (H 2 O)	500 мл	Поваренную соль растворить в горячей воде (50-80 ° C), а затем сульфат меди	Наличие компонентов	Токсичность медного купороса и медленное травление, до 4 часов
	Сульфат меди (CuSO 4)	50 г
	Поваренная соль (NaCl)	100 г

Травление печатных плат в металлической посуде не допускается … Для этого нужно использовать тару из стекла, керамики или пластика. Допускается слив отработанного травильного раствора в канализацию.

Травильный раствор перекиси водорода и лимонной кислоты

Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в нем лимонной кислотой — самый безопасный, доступный и быстро работающий раствор. Из всех перечисленных решений это лучшее по всем критериям.

Перекись водорода можно купить в любой аптеке.Он продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно 6 таблеток массой 1,5 грамма растворить в 100 мл воды.

Кристаллы лимонной кислоты доступны в любом продуктовом магазине в пакетиках по 30 или 50 грамм. Поваренную соль можно найти в любом доме. 100 мл раствора для травления достаточно, чтобы удалить медную фольгу толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см 2. Отработанный раствор не хранится и не может быть использован повторно. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за резкого запаха печатную плату придется протравить на открытом воздухе.

Травильный раствор хлористого железа

Второй по популярности травильный раствор — водный раствор хлорида железа. Раньше он был самым популярным, так как хлорное железо было легко достать на любом промышленном предприятии.

Травильный раствор не требователен к температуре, протравливается достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорида железа в растворе.

Хлорид железа очень гигроскопичен и поэтому быстро впитывает воду из воздуха.В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента, и такой хлорид железа подходит для приготовления травильного раствора.

Если использованный раствор хлорида железа хранится в герметичном контейнере, его можно использовать повторно. Для регенерирования достаточно влить в раствор железные гвозди (они сразу покроются рыхлым слоем меди). Оставляет трудноудаляемые желтые пятна при контакте с любой поверхностью. В настоящее время раствор хлористого железа для изготовления печатных плат используется реже из-за его дороговизны.

Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты

Превосходный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном перемешивании вливают в 3% -ный водный раствор перекиси водорода тонкой струйкой. Заливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении доски нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает.По этой причине не рекомендуется использовать в домашних условиях травильный раствор с соляной кислотой.

Травильный раствор на основе медного купороса

Способ изготовления печатных плат с использованием сульфата меди обычно используется, когда невозможно изготовить травильный раствор на основе других компонентов из-за их недоступности. Сульфат меди является токсичным химическим веществом и широко используется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. Кроме того, время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора на уровне 50-80 ° С и обеспечивать постоянную смену раствора на протравленной поверхности.

Технология травления печатных плат

Для травления доски в любом из вышеперечисленных травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например, из молочных продуктов. Если у вас под рукой нет емкости подходящего размера, то вы можете взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и застелить ее внутри полиэтиленовой пленкой. В емкость наливают травильный раствор и на ее поверхность рисунком вниз кладут печатную плату.Из-за сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса доска будет плавать.

Для удобства можно приклеить пробку от пластиковой бутылки к центру доски с помощью клея. Заглушка будет одновременно выполнять роль ручки и поплавка. Но есть опасность, что на плате образуются пузырьки воздуха и медь в этих местах не подвергнется коррозии.

Чтобы обеспечить равномерное травление меди, вы можете поместить печатную плату на дно контейнера с рисунком вверх дном и время от времени покачивать чашу рукой.Через некоторое время, в зависимости от раствора для травления, начнут появляться участки, свободные от меди, а затем медь полностью растворится по всей поверхности печатной платы.

После окончательного растворения меди в травильном растворе печатную плату вынимают из ванны и тщательно промывают под проточной водой. Тонер удаляется с дорожек тряпкой, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется тряпкой, смоченной в растворителе, который был добавлен в краску для получения желаемой консистенции.

Подготовка печатной платы к установке радиодеталей

Следующим шагом будет подготовка печатной платы к установке радиоэлементов. После снятия краски с доски дорожки необходимо обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, ведь медные дорожки тонкие и их можно легко отшлифовать. Достаточно нескольких проходов абразивом низкого давления.

Далее токопроводящие дорожки и контактные площадки печатной платы покрыты спиртово-канифольным флюсом и припаяны мягким припоем с помощью электрического паяльника.чтобы отверстия на печатной плате не затягивались припоем, нужно немного пощупать жало паяльника.

После завершения изготовления печатной платы остается только вставить радиодетали в намеченные места и припаять их выводы к местам. Перед пайкой ножки деталей необходимо смочить спиртово-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то перед пайкой их необходимо обрезать бокорезами до длины выступа 1-1.На 5 мм над поверхностью печатной платы. Завершив установку деталей, нужно удалить остатки канифоли любым растворителем — спиртом, белым спиртом или ацетоном. Все они успешно растворяют канифоль.

Потребовалось не более пяти часов, чтобы реализовать эту простую схему емкостного реле, от отслеживания печатной платы до создания рабочего прототипа, что намного меньше, чем макет на этой странице.

Когда доступен лазерный принтер, радиолюбители используют технологию изготовления печатных плат под названием LUT.Однако такое устройство есть далеко не в каждом доме, так как даже в наше время оно довольно дорогое. Также существует технология изготовления с использованием фоторезистивной пленки. Однако для работы с ним понадобится еще и принтер, но уже струйный. Это уже проще, но сама пленка довольно дорогая, и начинающему радиолюбителю сначала лучше потратить имеющиеся средства на хорошую паяльную станцию ​​и прочие аксессуары.
Можно ли в домашних условиях сделать печатную плату приемлемого качества без принтера? да.Жестяная банка. Более того, если все сделать так, как описано в материале, это займет совсем немного денег и времени, а качество будет на очень высоком уровне. В любом случае по таким дорожкам электрический ток будет «бегать» с большим удовольствием.

Список необходимых инструментов и расходных материалов

Начать стоит с подготовки инструментов, приспособлений и расходных материалов, без которых вам просто не обойтись. Для реализации самого бюджетного способа изготовления печатных плат в домашних условиях вам понадобится:

1. Программа для проектирования.
2. Прозрачная пластиковая пленка.
3. Узкая лента.
4. Маркер.
5. Фольга из стекловолокна.
6. Наждачная бумага.
7. Спирт.
8. Ненужная зубная щетка.
9. Инструмент для сверления отверстий диаметром от 0,7 до 1,2 мм.
10. Хлорид железа.
11. Тара пластиковая для травления.
12. Кисть для рисования красками.
13. Паяльник.
14. Припой.
15. Флюс жидкий.

Давайте кратко рассмотрим каждый пункт, поскольку есть некоторые нюансы, которые могут быть достигнуты только эмпирически.
Программ для разработки печатных плат сегодня существует огромное количество, но для начинающего радиолюбителя Sprint Layout будет самым простым вариантом. Интерфейс прост в освоении, пользоваться можно бесплатно, есть огромная библиотека, включающая общие радиокомпоненты.
Полиэтилен нужен для передачи картинки с монитора. Лучше использовать более жесткую пленку, например, из старых книжных обложек. Для крепления к монитору подойдет любая лента. Лучше взять узкую — ее будет легче отклеить (монитору эта процедура не вредит).
На маркерах стоит остановиться подробнее, так как это больная тема. Для переноса рисунка на полиэтилен в принципе подойдет любой вариант. Но для рисования на фольгированном стекловолокне понадобится специальный маркер. Но есть небольшая хитрость, как сэкономить и не покупать достаточно дорогие «специальные» маркеры для рисования печатных плат. Дело в том, что по своим свойствам эти изделия абсолютно не отличаются от обычных перманентных маркеров, которые в любом канцелярском магазине продаются в 5-6 раз дешевле.Но на маркере обязательно должна быть надпись «Постоянный». Иначе ничего не получится.

Можно взять любой фольгированный стеклопластик. Лучше, если он будет толще. Новичкам работать с таким материалом намного проще. Для его очистки понадобится наждачная бумага с размером зерна около 1000 единиц, а также спирт (есть в любой аптеке). Последний расходный материал можно заменить жидкостью для снятия лака, которая есть в любом доме, где проживает женщина. Однако этот продукт пахнет довольно отвратительно и долго не исчезает.
Для сверления доски лучше иметь специальную мини дрель или гравер. Однако можно пойти и более дешевым путем. Достаточно купить цангу или кулачковый патрон для небольших сверл и приспособить его к обычной бытовой дрели.
Хлорид железа можно заменить другими химическими веществами, в том числе теми, которые, вероятно, уже есть у вас дома. Например, подойдет раствор лимонной кислоты в перекиси водорода. Информацию о том, как приготовить альтернативные композиции хлористого железа для травильных плит, можно без проблем найти в Интернете.Единственное, на что стоит обратить внимание, это емкость для такой химии — она ​​должна быть пластиковой, акриловой, стеклянной, но не металлической.
Подробно о паяльнике, припое и жидком флюсе рассказывать не приходится. Если к вопросу изготовления печатной платы дошел радиолюбитель, то, вероятно, он уже знаком с этими вещами.

Разработка и перенос чертежа платы в шаблон

Когда все вышеперечисленные инструменты, приспособления и расходные материалы подготовлены, можно приступать к разработке платы.Если производимое устройство не является уникальным, то его проект будет намного проще скачать из сети. Подойдет даже обычное изображение в формате JPEG.

Если хотите пойти более сложным путем — нарисуйте доску самостоятельно. Этот вариант часто неизбежен, например, в ситуациях, когда у вас нет точно таких же радиодеталей, которые необходимы для сборки оригинальной платы. Соответственно, заменяя комплектующие на аналоги, приходится для них выделить место на стеклопластике, отрегулировать отверстия и гусеницы.Если проект уникальный, то доску придется разрабатывать с нуля. Для этого необходимо указанное выше программное обеспечение.
Когда макет платы готов, остается только перенести его на прозрачный шаблон. Полиэтилен крепится непосредственно к монитору скотчем. Далее мы просто переводим существующий рисунок — дорожки, пятна контакта и так далее. Для этих целей лучше всего использовать тот же перманентный маркер. Он не стирается, не растекается и хорошо виден.

Подготовка фольги из стеклопластика

Следующий этап — подготовка стеклопластика.Для начала ее нужно обрезать по размеру будущей доски. Лучше делать это с небольшим запасом. Для резки фольгированного стекловолокна можно использовать один из нескольких методов.
Во-первых, материал отлично распиливается ножовкой по металлу. Во-вторых, если у вас есть гравер с отрезными кругами, им будет удобно пользоваться. В-третьих, стеклопластик можно разрезать канцелярским ножом по размеру. Принцип резки такой же, как и при работе стеклорезом — в несколько проходов наносится леска, затем материал просто обламывается.

Теперь необходимо в обязательном порядке очистить медный слой стекловолокна от защитного покрытия и оксида. Для этой задачи нет лучшего способа, чем наждачная бумага. Размер зерна взят от 1000 до 1500 единиц. Цель — получить чистую блестящую поверхность. Очищать медный слой до зеркального блеска не стоит, так как небольшие царапины от наждачной бумаги увеличивают сцепление поверхности, что понадобится в дальнейшем.
В итоге осталось только очистить фольгу от пыли и следов пальцев.Для этого используйте спирт или ацетон (жидкость для снятия лака). После обработки не трогайте медную поверхность руками. Для последующих манипуляций за край хватаем стеклоткань.

Комбинация шаблона и стекловолокна

Теперь наша задача — совместить узор, полученный на полиэтилене, с подготовленным стеклотекстолитом. Для этого пленка размещается в нужном месте и позиционируется. Остатки оборачиваются с обратной стороны и скрепляются таким же скотчем.

Просверливание отверстий

Перед сверлением рекомендуется каким-либо образом закрепить стеклотекстолит с шаблоном на поверхности. Это обеспечит большую точность, а также исключит внезапное переворачивание материала во время просверливания. Если у вас есть сверлильный станок для таких работ, то описанной проблемы не возникнет вообще.

Просверлить отверстия в стекловолокне можно на любой скорости. Кто-то работает на малых оборотах, кто-то на высоких.Опыт показывает, что сами сеялки служат намного дольше при работе на малых скоростях. Из-за этого их труднее сломать, согнуть и повредить заточку.
Отверстия просверливаются прямо в полиэтилене. Будущие пятна контактов, нарисованные на шаблоне, будут служить ориентирами. Если этого требует проект, то оперативно меняем сверла на нужный диаметр.

Отрисовка дорожек

Затем шаблон удаляется, но не выбрасывается. Мы по-прежнему стараемся не трогать медное покрытие руками.Для рисования треков мы используем маркер, всегда постоянный. Это хорошо видно по следу, который он оставляет. Рисовать лучше за один проход, так как после застывания лака, входящего в состав перманентного маркера, вносить правки будет очень сложно.

В качестве ориентира мы используем тот же полиэтиленовый шаблон. Вы также можете рисовать перед компьютером, ссылаясь на исходный макет, на котором есть отметки и другие пометки. По возможности лучше использовать несколько маркеров с разной толщиной наконечника.Это позволит улучшить рендеринг как тонких контуров, так и больших полигонов.

После нанесения рисунка обязательно выждите некоторое время, необходимое для окончательного застывания лака. Можно даже сушить феном. От этого будет зависеть качество будущих треков.

Офорт и очистка следов от маркера

Теперь самое интересное — травление доски. Есть несколько нюансов, о которых мало кто упоминает, но они существенно влияют на качество результата.В первую очередь готовим раствор хлорного железа согласно рекомендациям на упаковке. Обычно порошок разбавляют водой в соотношении 1: 3. И вот первый совет. Сделайте раствор более насыщенным. Это поможет ускорить процесс, а нарисованные дорожки не отвалятся, пока все не проржавело.

Сразу совет второй. Ванну с раствором рекомендуется погрузить в горячую воду. Можно разогреть в металлической посуде.Повышение температуры, как мы знаем из школьной программы, значительно ускоряет химическую реакцию, которая представляет собой травление нашей доски. Сокращение времени процедуры — в нашу пользу. Дорожки, отмеченные маркером, довольно нестабильны, и чем меньше они закиснут в жидкости, тем лучше. Если при комнатной температуре травить плату в хлорном железе около часа, то в теплой воде этот процесс сокращается до 10 минут.
В заключение еще один совет. Во время процесса травления, хоть он и ускоряется нагревом, рекомендуется постоянно двигать доску, а также смахивать кисточкой продукты реакции.Совмещая все вышеперечисленные манипуляции, вытравить лишнюю медь вполне можно всего за 5-7 минут, что для данной технологии просто отличный результат.

По окончании процедуры доску необходимо тщательно промыть под проточной водой. Потом сушим. Остается только смыть следы маркеров, которые все еще покрывают наши дорожки и пятна. Делается это тем же спиртом или ацетоном.

Лужение печатных плат

Перед лужением обязательно еще раз зачистите слой меди наждачной бумагой.Но сейчас делаем это очень аккуратно, чтобы не повредить гусеницы. Самый простой и доступный метод лужения — традиционный, с использованием паяльника, флюса и припоя. Также можно использовать розовые или древесные сплавы. Также на рынке есть так называемое жидкое олово, которое может значительно упростить задачу.
Но все эти новые технологии требуют дополнительных затрат и некоторого опыта, поэтому классический метод лужения тоже подходит впервые. На очищенные дорожки наносится жидкий флюс.Далее припой собирается на жало паяльника и распределяется по меди, оставшейся после травления. Здесь важно прогреть дорожки, иначе припой может не «прилипнуть».

Если у вас остались сплавы Rose или Wood, то их можно использовать не по технологии. Они просто замечательно плавятся паяльником, легко распределяются по дорожкам, не теряются комками, что будет только плюсом для начинающего радиолюбителя.

Заключение

Как видно из вышесказанного, бюджетная технология изготовления печатных плат в домашних условиях действительно доступна и недорого.Ни принтера, ни железа, ни дорогой фоторезистивной пленки не нужно. Используя все вышеперечисленные советы, вы легко сможете изготавливать самые простые электронные, не вкладывая в это много денег, что очень важно на первых этапах радиолюбительства.

В данной статье представлен обзор нескольких методов травления печатной платы в домашних условиях, в частности, сделанной. Итак, приступим.

Метод первый (один из самых популярных)

В 250 миллилитрах воды необходимо растворить 200 граммов хлорида железа.Этого раствора хватит для травления доски средней площадью около 200 квадратных сантиметров. Если под рукой нет хлорного железа, можно приготовить его самостоятельно. Для этого нужно около 10-15 граммов мелких железных опилок залить 200 миллилитрами соляной кислоты (очень осторожно!).

По окончании химической реакции раствор еще отстаивают в течение нескольких дней, пока не появится коричневый цвет. После этого можно использовать раствор хлорида железа. Ориентировочное время травления печатных плат до 200 кв.сантиметров — 30 минут.

Метод второй как протравить печатную плату в домашних условиях

Печатную плату можно протравить в растворе азотной кислоты (очень осторожно!) С концентрацией менее 20%. По окончании травления доска хорошо промывается раствором пищевой соды. Сода нейтрализует азотную кислоту. Если азотная кислота попадет на кожу или одежду, нейтрализуйте ее раствором пищевой соды.

Кроме того, кислота выделяет неприятный коричневый газ — оксид азота, в связи с этим все работы при травлении печатных плат производятся в хорошо вентилируемом месте.Ориентировочное время травления на 200 кв. Сантиметров в растворе азотной кислоты при температуре 20 С в течение 5-10 минут.

Третий метод

В 200 мл воды (осторожно!) Налейте 20-30 мл серной кислоты (именно кислоту в воде, а не наоборот!). В приготовленный раствор бросают 4-6 таблеток перекиси водорода. При работе с серной кислотой соблюдайте технику безопасности, как при травлении азотной кислотой. Время травления около 1 часа.

Метод четыре

Растворите четыре столовые ложки поваренной соли в полулитре горячей воды, а затем растворите еще две столовые ложки в этом растворе для совы.ложки медного купороса. При температуре раствора в районе 40-50 ° С время травления составит один час.

Метод пятый

Травление осуществляется с помощью мощного источника постоянного тока с напряжением 25 … 30 В. Для этого положительный контакт блока питания подключается к фольге печатной платы, предварительно наложенной на нее дорожками. К отрицательному контакту блока питания (БП) подключают палку с хорошо намотанной вокруг нее ватной палочкой, смоченной насыщенным раствором пищевой соли (рис.10.3.1).

Простыми движениями водят палочку с тампоном по фольгированному текстолиту. При травлении следите за тем, чтобы тампон постоянно хорошо смачивался раствором. Выбирая блок питания, обратите внимание на то, что он дает выходную мощность более 100 … 120 Вт (около 4 ампер при напряжении 25 … 30 вольт).

По окончании травления не всегда удается удалить слой меди в некоторых местах. Это связано с тем, что травление не всегда происходит равномерно по всей поверхности платы и отдельные зоны теряют контакт между положительным контактом БП.Ничего страшного, так как оставшийся слой меди довольно тонкий и его легко соскоблить скальпелем.

Лучшие результаты для печатных плат для домашнего травления

Иногда мне нужно сделать печатную плату дома, а не ждать производителя печатной платы. Некоторое время назад я написал статью о цветных печатных платах, в которую вошли несколько действительно некачественных плат, которые я сделал. Края на доске были оголены, а некоторые буквы и следы были слишком толстыми в кажущихся случайными местах.Эта схема требует ручной коррекции перманентным маркером перед травлением.

Я решил применить небольшой научный подход, чтобы определить, как постоянно получать высококачественные печатные платы с помощью утюга для одежды и листов для переноса тонера. Конкретно:

• Как очистить и подготовить плиту, плакированную медью
• Какую температуру использовать
• Сколько давления
• Самый быстрый и чистый способ удалить тонер

Тестирование печатной платы CAD Design

Я разработал образец платы в программе для проектирования печатных плат.

Дизайн теста на травление печатной платы

Дизайн тестирования печатной платы включает:

• Различная ширина дорожек от 6 тыс. До 30 тыс.
• Маленькие обычно используемые прокладки для отверстий
• Большой обведенный круг, чтобы заметить неравномерное масштабирование размеров (в результате получается эллипс)
• Контактные площадки с шагом 0,5 мм, используемые в крошечных корпусах QFP
• Разнообразные шрифты для проверки читаемости и заливки
• Символы сопротивления, микро и заземления
• Открытые участки для обнаружения посторонней меди
• Залитые области для обнаружения поднятого тонера и отсутствия меди
• Различное количество зазоров в заполненных областях
• Параллельные линии для контроля равномерности зазора
• Уголки квадратные и крестовины
• Линии с закругленными и прямоугольными концами

Фактический размер платы составляет всего 2 дюйма на 1 дюйм.

Фактический размер конструкции для испытания на травление печатной платы

Доска для резки и шлифования

Из более ранних экспериментов я узнал, что вы можете разрезать плакированные медью доски с помощью ножниц. Например, здоровенный инструмент Midwest Tool and Cutlery MWT-1200 Straight Cut MagSnip идеально режет обычные плиты толщиной 0,062 дюйма, плакированные медью. Одним из преимуществ использования ножниц является то, что пыль не будет повсюду.

Инструмент и столовые приборы Midwest MWT 1200 Straight Cut MagSnip

В этом случае я знал, что мне понадобится несколько десятков плат для тестирования.Чтобы сэкономить время, я решил использовать настольную пилу, чтобы разрезать большую панель печатной платы.

Независимо от того, как вы режете доски, вы должны удалить медные заусенцы с краев. Заусенцы выглядят некрасиво, могут порезаться и порезать губки. Наиболее важно то, что все, что вызывает недостаточную плоскостность, будет мешать процессу переноса тонера. Неровности на краю не только будут препятствовать полному контакту копировальной бумаги с медью, но и давление и тепло от утюга будут применяться неравномерно.

Просто протрите края плакированной медью бумагой с зернистостью 320-400, чтобы получить ровную поверхность.

Чем отличается шлифовка кромки с медным покрытием

Очистка плат

При резке и шлифовании доска загрязняется пылью и мелкими кусочками меди. При обращении с досками с пальцев и оборудования остается масло. Наконец, если вы не используете только что вскрытый приклад, плакированный медью, медь может потускнеть или потускнеть.

Первый шаг к очистке доски — промыть ее чистой водой для удаления рыхлых загрязнений с поверхности. После этого промойте доску в мыльной воде (средство для мытья посуды) с помощью ткани. Последнее ополаскивание чистой водой удаляет мыло.

Предупреждение: В следующем разделе рассматриваются эксперименты с опасными химическими веществами и их применение. Есть несколько безопасных и эффективных чистящих средств (мыло для посуды, губки для мытья посуды и моющее средство Soft Scrub), которые следует использовать, если у вас нет опыта работы с химическими веществами. и иметь надлежащее защитное оборудование и окружающую среду.

Поскольку я использовал старые панели, плакированные медью, на моих досках все еще оставалось много пятен и обесцвечивания даже после стирки. Итак, затем я попробовал различные методы лечения.

Результаты очистки медной оболочки (нажмите, чтобы увеличить)

① Первая доска — «контрольная». Это не имеет никакой дополнительной обработки, кроме мыльной стирки и чистого полоскания. Обратите особое внимание на изменение цвета на левой стороне доски, обозначенное синей стрелкой.Эта сторона полностью медной панели была открыта на краю картонной коробки, тогда как остальная часть панели была лучше защищена лежащими на ней листами. Рисунок обесцвечивания первоначально появился на левой стороне всех досок на изображении выше. Разумно сделать вывод, что на досках, все еще содержащих узор (например, ⑤, ⑥, ⑦ и ⑬), применялась менее эффективная обработка.

② Мистер Чистый Волшебный Ластик

③ Чистящий порошок Bar Keepers Friend.Обратите внимание на царапины и изменение цвета.

④ Мочалки Scotch Bright. Быстрее порошка, но царапин больше.

⑤ Разбавитель лака Klean Strip

⑥ Средство для удаления флюса MG Chemicals

⑦ Ацетон. Я думаю, мы можем согласиться с тем, что разбавитель лака, средство для удаления флюса и ацетон неэффективны при удалении тяжелых пятен на меди. Однако ацетон определенно удаляет жирные отпечатки пальцев.

⑧ CRC QD Электронный очиститель

⑨ Средство для удаления ржавчины из кальция и извести CLR. Под водой на несколько часов. Производитель указывает, что CLR удалит покрытие с меди, но это, вероятно, желательно для наших целей.

⑩ Бон Ами. Без явных царапин. Мягче, чем другие очищающие средства.

⑪ Evapo Rust. Под водой на несколько часов.

⑫ Хлорид железа.Это была катастрофа. Протерла бумажным полотенцем. Вместо этого я должен был попробовать окунуть в него доску.

⑬ Перекись водорода 3%

⑭ Очиститель слива (концентрированная серная кислота 93,2%). Большая ошибка! Реакция быстрая и экзотермическая. От тепла кончики пальцев моих нитриловых перчаток растопились. Я не пострадал, потому что проводил эти испытания над раковиной с проточной водой, хорошей вентиляцией, химически стойкими перчатками и защитными очками.Не расслабляйтесь по поводу безопасности, потому что вы «используете лишь небольшое количество химического вещества на небольшом испытательном участке».

⑮ Easy Off BAM (сульфаминовая кислота

⑯ Уксус (уксусная кислота) и соль. На удивление эффективно. Помните об этом, если у вас закончится предпочтительный курс лечения.

⑰ Медный крем Райта (лимонная кислота). Пришлось немного потрудиться, но выглядит красиво.

⑱ Средство для чистки унитазов Lysol (соляная кислота 9.5%). Я избегал других чистящих средств для унитаза, в состав которых входили дополнительные активные ингредиенты, такие как отбеливатель.

⑲ Мягкий скраб универсального назначения

⑳ Наждачная бумага зернистостью 400. Сильно поцарапан и чистка неравномерная. Я также попробовал зернистость 1200 (не показана), которая была действительно неравномерной при очистке.

Рекомендации по очистке плит с медным покрытием

Я не пробовал наносить рисунок на каждую из обработанных досок.Итак, я основываю свои результаты на внешнем виде меди.

• Наконец, если вы пытаетесь протравить доску в 2 часа ночи перед соревнованиями по борьбе с роботами, и у вас нет никаких химикатов под рукой, тогда ⑯ уксус и соль — эффективный выбор.

Следующий шаг

На данный момент у нас есть обрезанные и чистые доски. Теперь, как нам передать шаблон проектирования?

T³: травление собственных печатных плат — Новости

Сегодня мы узнаем о травлении печатных плат в домашних условиях, дешево и быстро! Мы даже немного увлеклись этим!

Добавлено в избранное Любимый 10

Да! Это вторник!

Все собираются вокруг и давайте поговорим о травлении наших собственных печатных плат в домашних условиях.Это дешево, просто и, несмотря на некоторые ограничения, БЫСТРО!

Если вы никогда не делали этого раньше, надеюсь, здесь достаточно информации, и вы захотите попробовать. Если вы опытный ветеран, дайте остальным несколько советов в разделе комментариев!

---

Понятно? Хорошо, это был довольно краткий обзор, но хорошая новость в том, что … делать собственные печатные платы в домашних условиях очень просто и весело! Но зачем тебе это делать? Есть несколько причин.Раньше производители печатных плат не подозревали, что есть любители, которые могут быть заинтересованы в заказе нестандартных плат. В результате они не были готовы производить или продавать небольшие партии. Кроме того, у большинства любителей не было доступа к инструментам дизайна, необходимым для создания дизайнов этих производителей. В наши дни, если вам нужна куча сложных плат с несколькими слоями или жесткими допусками, вы можете заказать их в таких компаниях, как OSH Park или Advanced Circuits, за скромные деньги. Однако это не означает, что травление собственных досок все еще не является полностью актуальным навыком для производителей.Вот несколько причин, по которым вы можете сделать свою собственную печатную плату:

• Rapid Prototyping — Самостоятельная печать печатной платы занимает меньше часа, поэтому, если вы очень быстро перебираете множество дизайнов, зачем ждать неделю или две для каждого нового прототипа?

• Простые конструкции — Если все, что вам нужно, это грубая и готовая однослойная плата, это может доставить больше хлопот, чем того стоит заказывать.

• Total Control — Вы хотите сделать печатную плату из баллистического нейлона? Вам нужна действительно тонкая и жесткая печатная плата ? Вы хотите встроить RFID-метки в свои печатные платы, чтобы вы могли идентифицировать их позже? Сделай сам!

• Создание искусства — Импорт произвольных изображений в файл Gerber может быть действительно сложной задачей, и я не нашел производителя печатной платы, который использовал бы серию чертежей SVG в качестве файлов дизайна.У большинства производителей также есть проблемы со странными формами и вырезами. Создание собственных печатных плат открывает целый мир уникальных материалов и форм.

• Это весело — Создавать собственные печатные платы действительно полезно; почему бы не попробовать?

Все сказанное однозначно есть ограничения. Двухслойные платы довольно сложно сделать дома по двум причинам: трудно выровнять обе стороны платы так, чтобы переходные отверстия находились друг над другом, и практически невозможно сделать чистые сквозные отверстия.Еще одно ограничение — размер элемента; Если в вашем дизайне есть детали с очень узким шагом или очень тонкие следы, вам может быть трудно избежать чрезмерного травления. Наконец, хотя существует — это способов напечатать вашу собственную паяльную маску, это еще один шаг, и он не всегда согласован. Без паяльной маски может быть трудно паять плотно упакованные детали, не заливая близлежащие следы.

«Как это сделать?»

Итак, вы посмотрели видео и теперь вам интересно, но вы все еще запутались.Не стоит беспокоиться! Давайте пройдемся по процессу, и я постараюсь указать на несколько советов и приемов, которые сделают его более плавным.

Но сначала несколько основ:

Большинство печатных плат изготовлено из материала под названием FR4, который представляет собой армированный стекловолокном эпоксидный композит (в основном лист стекловолокна) с медными дорожками на одной или обеих сторонах для передачи сигналов. Хотя может показаться, что медные дорожки напечатаны на чистом листе из стекловолокна, на самом деле печатные платы обычно начинаются с полностью покрытого медью листа.Вы можете купить этот материал в Интернете по очень низкой цене, просто выполните поиск на Amazon по запросу «доска, плакированная медью». Чтобы изолировать следы, необходимо удалить всю лишнюю медь. Это можно сделать с помощью фрезы или фрезерного станка, такого как Shapeoko, но традиционно это делается химическим способом. Проблема в том, что ваш химический травитель не знает, где должны быть ваши следы, поэтому вам нужно замаскировать их и держать их подальше от травителя.

Шаг 1) Маскирование платы

Щелкайте стрелки для просмотра галереи.

Для этого поста я предполагаю, что у вас уже есть готовый дизайн. Если вы хотите узнать, как спроектировать и развести свою собственную схему, ознакомьтесь с нашими ресурсами Eagle. Вы также можете нарисовать свои собственные схемы в программе векторного рисования или даже вручную! Для сегодняшнего примера я использую Nanino, «минималистичный односторонний Arduino» Йохана фон Конова.

Самый простой способ нанести макет на лист, покрытый медью, — это метод, называемый «перенос тонера», при котором вы распечатываете дизайн на копировальной бумаге с помощью лазерного принтера, а затем переносите этот тонер с помощью пресса или железо.Трансферная бумага — это в основном пластиковая подложка, покрытая порошкообразно-синим покрытием. Вы можете заказать всего несколько листов у продавцов на eBay и Amazon. Если у вас нет времени и денег, чтобы заказать его в Интернете, вы можете заменить глянцевой страницей журнала, и таким образом я получил довольно приличные результаты. Когда вы печатаете свой дизайн, убедитесь, что вы отразили его, чтобы после переноса лицевой стороной вниз дизайн был правильно ориентирован. Кроме того, сначала распечатайте на обычном листе бумаги, чтобы проверить масштаб и положение.

Подготовьте кусок покрытой медью доски, протерев его спиртом. Это поможет удалить масла и загрязнения, которые могут препятствовать прилипанию тонера. Если ваша доска какое-то время находилась во влажной среде, возможно, ей потребуется быстрый блеск с помощью губки для чистки. Теперь вырежьте свой рисунок и поместите его лицевой стороной вниз на свежеочищенную доску. Вы можете приклеить его на место с помощью нескольких кусочков малярной ленты.

Если у вас настольный ламинатор, следующий шаг будет очень простым.Просто установите ламинатор на самую горячую и самую медленную настройку (обычно это предустановка для пакетов по 10 мил) и пропустите доску с прикрепленным к ней переносом через ламинатор четыре или пять раз. Если у вас нет доступа к ламинатору, вы можете использовать утюг для одежды на высокой высоте без пара. Равномерно надавите на доску примерно на пять минут и не позволяйте переводной бумаге двигаться или скользить по доске. Помогает положить лист бумаги между утюгом и переводным листом. Как только доска остынет, снимите копировальную бумагу, чтобы обнажить сопротивление! Могут быть пятна, которые не были перенесены чисто; их можно заполнить перманентным маркером.

Шаг 2) Протравка платы

Щелкайте стрелки для просмотра галереи.

Существует несколько различных растворов для травления, которые можно использовать для удаления меди с куска покрытой медью платы. Наиболее распространенным (олдскульным) раствором является хлорид железа. Хлорид железа токсичен, вызывает сильную коррозию и кислоту, но при этом недорого и легко достать. Я предпочитаю использовать его, потому что … я знаю, как определить, насколько быстро он будет протравливаться, и я знаком с ним.Другим популярным решением является хлорид меди, который также может быть токсичным, но многие люди предпочитают его, потому что его сила травления фактически увеличивается по мере того, как в нем растворяется больше меди (до определенной степени), и его можно регенерировать путем аэрации с помощью аквариумного насоса. . Раствор, который действительно легко достать и который, по слухам, работает довольно хорошо, — это смесь соляной кислоты (разбавленная соляная кислота от поставщика бассейнов и спа) и перекиси водорода. Если вас беспокоит токсичность этих растворов и вы хотите немного более безопасный вариант, вы можете попробовать использовать смесь уксуса, поваренной соли и перекиси водорода, хотя я пробовал это в прошлом (из любопытства), и это очень медленно. и неравномерно.

Не нужно бояться токсичных растворов, просто будьте осторожны. Наденьте перчатки, защитные очки, не наливайте раствор в емкости, которые вы планируете использовать для еды — вспомните химическую лабораторию средней школы. При этом вы можете получить травму, если сделаете что-то глупое, поэтому будьте осторожны, . И, кстати, никогда не сливает использованные растворы травителя в канализацию , независимо от того, какой раствор травителя вы выберете. Концентрация растворенной меди вредна для окружающей среды и неблагоприятна для оборудования для обработки воды.

Наденьте средства индивидуальной защиты и окуните малярную доску в травильную ванну. Это займет несколько минут. Одна важная вещь — держать доску в движении. Когда травитель вступает в реакцию с медью, он оставляет побочные продукты, которые препятствуют процессу травления, и лучший способ предотвратить оседание этого вещества — поддерживать движение раствора. Размешиваю пластиковым ножом. Вы также можете построить резервуары для травления специально для этого процесса, которые либо раскачивают вашу травильную ванну, либо четвертую, либо пузыряют воздух через раствор, чтобы перемешать его.Если вы делаете всего несколько досок здесь и там, я бы сказал, что лучше перемешивать вручную, потому что вы все равно будете вытаскивать доску и проверять ее довольно регулярно.

Вы можете сказать, когда плата закончена, потому что (сюрприз) медь исчезнет! Как только вы не увидите медь, вытащите эту доску из травителя, потому что она будет туннелировать сбоку под вашим травильным резистом и прореживать следы. Промойте доску небольшим количеством воды, чтобы избавиться от излишков травителя, а затем снимите эти ужасные потные перчатки.

Шаг 3) Удаление резиста

Щелкайте стрелки для просмотра галереи.

Этот шаг заслуживает отдельного раздела, потому что он такой красивый и приятный. Возьмите бумажное полотенце с небольшим количеством ацетона (его не нужно концентрировать, подойдет жидкость для снятия лака) и вытрите травяной резист; он выйдет прямо и покажет все эти сладкие, блестящие следы!

Шаг 4) Последние штрихи

Щелкайте стрелки для просмотра галереи.

Ваша доска практически готова, теперь все, что вам нужно сделать, это заполнить ее. Если в вашей конструкции требуются детали со сквозными отверстиями, вам нужно просверлить все отверстия. Я использовал крошечное сверло на моем ротационном инструменте, для которого у меня есть модный сверлильный станок. Вы также можете просто сделать это с помощью ручной дрели, если будете очень осторожны. Затем сложите детали и припаяйте все на место!

Получение фантазии

Гибкие печатные платы

Но подождите! Покрытый медью FR4 — не единственный материал, который можно использовать для домашнего травления.Есть материал под названием «Pyralux» или покрытый медью каптон, который представляет собой гибкий материал для печатных плат. Это дороже, чем FR4, и с ним может быть немного сложнее работать, но процесс, по сути, тот же! Ознакомьтесь с галереей ниже, чтобы увидеть наглядный обзор моего собственного опыта работы с медным каптоном.

Рулон для собственного носителя

Это весело, что еще можно травить? Если вы хотите показаться странным, и вы знаете, что я, вы можете свернуть свою собственную покрытую медью доску с нуля! В галерее ниже вы можете увидеть процесс, через который я построил свои собственные печатные платы из стекловолокна и кевлара.Медную фольгу можно купить в рулонах на Amazon, и существует множество тканых материалов, предназначенных для укладки композитов. Просто нанесите смазку для пресс-формы на две жесткие пластиковые или стеклянные панели, уложите несколько слоев тканого стекловолокна между медной фольгой и затем скрепите все вместе, пока оно не затвердеет. С этого момента протравливайте его, как любой другой материал печатной платы!

Альтернативные методы маскировки

Если у вас есть доступ к лазерному граверу (или если вы построили свой собственный), вы можете не покупать бумагу для переноса тонера! Я предпочитаю следующий метод создания травильного резиста:

Шаг 1) Протрите покрытую медью плату спиртом.

Шаг 2) Нанесите на доску ровный слой аэрозольной краски. Мне нравится использовать плоский черный грунт, но подойдет любой цвет.

Шаг 3) Инвертируйте цвет вашего рисунка так, чтобы вы вытравили те части резиста, которые хотите протравить . Это оставит аэрозольную краску только в тех местах, которые вы хотите замаскировать! Стреляйте лазерами !!!

Шаг 4) Осторожно протрите поверхность с лазерным травлением спиртом. Это удалит пригоревшую аэрозольную краску, но оставит нетравленную краску.

Шаг 5) Протравите плату химическим способом, используя свой любимый раствор!

Шаг 6) Удалите краску ацетоном.

Это отличный метод для сложных или необычных дизайнов, подобных этому:

Это смотрит на тебя!

Иди, попробуй!

Итак, травление домашней печатной платы: это весело, легко и дешево! Если у вас есть какие-нибудь советы или хитрости, я бы хотел их услышать. Если у вас есть вопросы, задавайте их! Если у вас есть идеи, сделайте что-нибудь крутое и отправьте фото!

Ой! И если есть что-то конкретное, о чем вы все хотите, чтобы я поговорил во вторник Tech Talk, дайте мне знать.До следующего раза, удачного взлома!

.