Как протравить плату. Травление печатных плат в домашних условиях: безопасные и эффективные методы

Как правильно протравить печатную плату в домашних условиях. Какие реагенты использовать для травления. Какие меры безопасности соблюдать при работе с травящими растворами. Какие современные методы травления плат существуют.

Безопасные методы травления печатных плат в домашних условиях

Травление печатных плат — важный этап в изготовлении электронных устройств для радиолюбителей. Существует несколько способов протравить плату в домашних условиях, не используя вредные и опасные реагенты. Рассмотрим наиболее популярные и безопасные методы.

Травление перекисью водорода и лимонной кислотой

Один из самых простых и безопасных способов протравить печатную плату в домашних условиях — использовать раствор перекиси водорода и лимонной кислоты. Для приготовления травящего раствора понадобится:

• Перекись водорода 3% — 100 мл
• Лимонная кислота — 30 г
• Поваренная соль — 5 г

Порядок приготовления раствора:

1. Нагреть перекись водорода до 50-60°C на водяной бане
2. Всыпать лимонную кислоту и тщательно перемешать до полного растворения
3. Добавить соль и перемешать

Полученный раствор позволяет быстро и качественно протравить печатную плату площадью до 100 см². Процесс травления занимает 10-15 минут.

Травление хлорным железом

Еще один распространенный метод — травление платы в растворе хлорного железа. Для приготовления раствора потребуется:

• Хлорное железо — 200 г
• Вода — 250 мл

Хлорное железо растворяют в воде и нагревают раствор до 50°C. Плату помещают в раствор на 20-30 минут. Этот способ менее безопасен, чем травление перекисью, но позволяет обрабатывать платы большей площади.

Меры безопасности при травлении печатных плат

При работе с травящими растворами необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• Использовать защитные перчатки и очки
• Работать в хорошо проветриваемом помещении
• Не допускать попадания растворов на кожу и в глаза
• При попадании немедленно промыть большим количеством воды
• Не использовать металлическую посуду для растворов
• Утилизировать отработанные растворы согласно правилам

Соблюдение этих простых правил позволит безопасно изготавливать печатные платы в домашних условиях.

Современные методы травления печатных плат

С развитием технологий появились новые методы изготовления печатных плат, не требующие использования агрессивных химических реагентов:

Лазерно-утюжная технология (ЛУТ)

Суть метода заключается в переносе тонера с бумаги на фольгированный текстолит с помощью утюга. После этого незащищенные участки стравливаются. Преимущества метода:

• Высокая точность рисунка
• Не требует специальных реагентов
• Подходит для двусторонних плат

Фрезерование печатных плат

При этом способе дорожки платы вырезаются на станке с ЧПУ. Основные достоинства:

• Не требует химической обработки
• Высокая точность и повторяемость
• Возможность изготовления многослойных плат

Однако для фрезерования требуется специальное оборудование, что ограничивает применение метода в домашних условиях.

Выбор оптимального метода травления печатных плат

При выборе способа травления печатных плат следует учитывать несколько факторов:

• Сложность и размер платы
• Требуемая точность рисунка
• Доступность реагентов и оборудования
• Безопасность процесса

Для большинства радиолюбительских проектов оптимальным выбором будет травление перекисью водорода или использование лазерно-утюжной технологии. Эти методы сочетают простоту, доступность и безопасность.

Подготовка печатной платы к травлению

Перед началом травления необходимо правильно подготовить печатную плату:

1. Разработать схему платы в специальной программе или вручную
2. Перенести рисунок на фольгированный текстолит
3. Защитить дорожки специальным лаком или тонером
4. Обезжирить поверхность платы

Качественная подготовка — залог успешного травления и работоспособности будущего устройства.

Особенности травления двусторонних печатных плат

Изготовление двусторонних печатных плат имеет свои нюансы:

• Необходимо защищать уже протравленную сторону
• Важно точно совместить рисунок на обеих сторонах
• Требуется более длительное время травления

При соблюдении технологии можно изготовить качественную двустороннюю плату в домашних условиях.

Финишная обработка протравленной платы

После завершения процесса травления необходимо выполнить следующие действия:

1. Тщательно промыть плату проточной водой
2. Удалить защитный слой с дорожек
3. Проверить качество травления
4. При необходимости подправить дорожки
5. Покрыть плату флюсом для защиты от окисления

Правильная финишная обработка обеспечит долговечность и надежность работы печатной платы.

Как травить печатную плату в домашних условиях

В данной статье приведен обзор нескольких способов травления печатной платы в домашних условиях, изготовленной, в частности, методом ЛУТ. И так приступим.

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…

Способ первый (один из самых популярных)

В 250 миллилитров воды необходимо растворить 200 грамм хлорного железа. Данного раствора хватит для травления платы средней площадью около 200 кв.сантиметров. Если под рукой нет хлорного железа, его возможно приготовить самому. Для этого нужно в 200 миллилитров соляной кислоты (очень осторожно!) засыпать примерно 10-15 грамм мелких железных опилок.

По завершению химической реакции, раствор еще отстаивают пару дней до возникновения бурой окраски. После этого раствор хлорного железа можно применять. Ориентировочное время травления печатных плат до 200 кв. сантиметров составляет 30 минут.

Способ второй как травить печатную плату в домашних условиях

Печатную плату можно протравить в растворе азотной кислоты (очень осторожно!) с концентрацией менее 20%.  По завершению травления, плату хорошо моют раствором пищевой соды. Сода нейтрализует азотную кислоту. При попадании азотной кислоты на кожу или одежду ее необходимо нейтрализовать раствором пищевой соды.

Помимо этого, кислота выделяет неприятный газ бурого цвета — окись азота, в связи с этим все работы при травлении печатных плат выполняют в хорошо проветриваемом месте. Примерное время травления печатных плат площадью 200 кв. сантиметров в растворе азотной кислоты при температуре 20 C 5-10 минут.

Способ третий

В 200 мл воды (осторожно!) заливают 20-30 мл серной кислоты (именно кислоту в воду, а не наоборот!). В приготовленный раствор кидают 4-6 таблеток перекиси водорода. При работе с серной кислотой соблюдают меры безопасности, как и при травлении с азотной кислотой. Время травления составляет около 1 часа.

Способ четвертый

В пол литре горячей воды растворить четыре столовые ложки пищевой соли, а затем в данном совевом ростворе растворить еще две ст. ложки медного купороса. При температуре раствора в районе 40-50 С, время травления составит один час.

Способ пятый

Травление осуществляют при помощи мощного источника постоянного тока напряжением 25…30 В. Для этого подсоединяют положительный контакт блока питания к фольге печатной платы, с предварительно нанесенными на нее дорожками. К отрицательному контакту блока питания (БП) подсоединяют палочку с хорошо намотанным на нее тампоном из ваты, смоченным насыщенным раствором пищевой соли (рис. 10.3.1).

Простыми движениями водят палочку с тампоном по фольгированному текстолиту. При травлении наблюдают за тем, чтобы тампон постоянно был хорошо намочен раствором. При подборе БП обращают внимание на то, чтобы он отдавал выходную мощность более 100…120 Вт (около 4 ампер при напряж. 25…30 вольт).

По завершению травления на отдельных местах не всегда получается убрать слой меди. Это связано с тем, что травление совершается не всегда равномерно по всей поверхности платы и отдельные зоны теряют соприкосновение между положительным контактом БП. Ничего страшного, поскольку оставшийся слой меди довольно тонок и несложно счищается скальпелем.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Травим плату тем, что есть на кухне / Технологии / Сообщество EasyElectronics.ru

Для этого нам понадобится:

-Уксус
-Пероксид водорода, или просто перекись
-И самый главный ингредиент (что бы вы думали?) Соль

Сообразил подобный вид травления STEPHEN HOBLEY
Видео с его сайта:

Рецепт
1 часть 5% уксуса
1 часть 3% перекиси
соль по вкусу! (шутка, главное чтобы она была во время процесса — она катализатор)

Сам только что проверил, все прекрасно травится, и на много приятней работать с кристально прозрачной жидкостью, к тому безопасной, чем с таким ужасом как хлорное железо. Во время травления платка покрывается зеленым налетом, и вся жидкость приобретает зеленый (приятный) оттенок. За платой можно смотреть не вынимая ее из жидкости.
В итоге на кухне был только аж 70% уксус, я его разбавил водичкой (на глаз), чтобы получить 5-7% раствор. Перекись была в аптечке. Ну и приправлял солью я несколько раз во время травления, она растворялась, поэтому не знаю точно сколько ушло. В итоге получилось где 60-80мл. Платка 20х30мм, полностью медная, протравилась где-то за 2-3 часа. Но каюсь, я забыл про нее через час, а когда вспомнил, она уже протравлена, и по этому точного времени не скажу.

В общем советую. Чисто и безопасно.

— Ссылки по теме:
www.stephenhobley.com/blog/2011/03/02/still-messing-with-forces-i-dont-understand-the-formula/
www.stephenhobley.com/blog/2011/03/01/messing-with-forces-i-dont-understand/
hackaday.com/2011/03/03/simple-pcb-etchant-made-from-chemicals-you-can-put-in-your-mouth/
hackedgadgets.com/2011/04/11/hydrogen-peroxide-distilled-white-vinegar-and-salt-as-a-pcb-etching-solution/
nbitwonder.com/blog/2011/03/03/etching-pcbs-with-safe-household-chemicals/

UPD: Добавил фото с сайта.

ТРАВЛЕНИЕ 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.

   Форум по изготовлению ПП

   Форум по обсуждению материала ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Чем лучше травить печатные платы. Можно ли вытравить из сердца октябрь. Технология травления печатных плат

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

Как травили платы в прошлом?

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

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

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

Современные методы обработки плат

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

Рецепт обработки платы дома

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

Компонентный состав

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

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

Подготовка платы

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

Как приготовить раствор?

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

Как правильно травить плату?

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

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

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

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

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

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

Как понять, что плата уже вытравилась?

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

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

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

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

На открытии Киевской книжной выставки-ярмарки ко Дню знаний вице-премьер Украины Вячеслав Кириленко заявил, что в сентябре Верховная рада рассмотрит законопроект о запрете российских книг, сообщает Regions.ru . Ограничения, по его мнению, должны коснуться тех книжных изданий, которые «не признают украинскую государственность».

Председатель Союза писателей России Валерий Ганичев заявил, что этот запрет «закроет всякую возможность к изучению истории и общей культуры». «Это означает объявить войну культуре, единению и литературе, объявить войну Пушкину. На мой взгляд, это абсолютное невежество, варварство и глупость», — сказал он. По его мнению, украинская и русская культура составляют великое единое целое.

Писатель, критик и публицист Платон Беседин сказал, что «с учётом излишней ретивости украинского правительства» под запрет вполне может попасть и классика вплоть до Достоевского. По его мнению, готовящийся запрет — планомерная и сознательная деятельность по вытравлению всего русского на территории Украины.

Еще недавно такие планы выглядели полной утопией: весь восток Украины был по языку и культуре русским. Но события последних лет показали, что значительную часть молодежи через систему образования удалось от этой общерусской общности оторвать и превратить в оголтелых украинских националистов.

«Насколько, на ваш взгляд, действенны подобные запреты в современных условиях — когда все запрещенное доступно через интернет? Какие последствия такой запрет будет иметь?» — с такими вопросами корреспондент Regions.Ru обратился к священнослужителям.

Протоиерей Симеон Антипов , благочинный Кувандыкского и Медногорского округов, настоятель храма Покрова Пресвятой Богородицы в Кувандыке, отметил, что не перестает «удивляться странным поступкам украинских руководителей — а вроде бы серьезные люди, государственные мужи».

«Не люблю навешивать ярлыки — в этой стране много умных людей, в том числе, государственных деятелей, — но это какая-то дурацкая идея — по-другому и не скажешь. Как запретить литературу, которая есть в интернете? Наверное, скоро украинские власти предложат запретить интернет на Украине. Конечно, это бессмыслица», — продолжил он.

«Ну куда Украина денется от России? Хорошо, давайте запретим российскую литературу. Но в каком источнике мировой культуре до 2000 годов вы найдете признание «украинской государственности?» Украинские власти не понимают, что рубят сук, на котором сидят. Но и там есть люди здравомыслящие, понимающие, к чему все идет. Украинские власти стремительно теряют авторитет. Их уже не одобряют даже те, кто раньше поддерживал. Зачем нужно вбивать между нами новый клин? По-моему, украинские власти просто отрабатывают Западу «тридцать сребренников». Русофобия — единственный товар, который они теперь могут предложить. Насолить России в очередной раз — вот все, на что они способны. Но украинский народ уже пресытился блюдом, которым его все время потчуют, и скоро погонит эту власть поганой метлой — вместе с «Правым сектором»», — заключил священник.

Протоиерей Александр Ильяшенко , настоятель храма Всемилостивого Спаса бывшего Скорбященского монастыря на Новослободской, отметил, что, «конечно, этот запрет приведет к тому, что жители Украины в значительно меньшем объеме будут знакомиться с российской культурой».

«Не у всех есть интернет, не все ищут там такую литературу. Разрушительные результаты этого запрета мы скоро увидим. Я думаю, такой шаг — свидетельство глупости, ограниченности и бессилия; не только антироссийской, но и антинародной сущности украинских политических деятелей. А если это признак слабости, будем надеяться: украинский народ найдет в себе силы поставить во главе страны людей по-настоящему умных и помышляющих не о сиюминутной конъюнктуре, а о реальной пользе для своего народа», — заключил он.

Священник Димитрий Лин , клирик Храма святителя Николая на Трех Горах, считает, что так украинские власти демонстрируют крайним националистам свою «патриотичность».

«Надеюсь, до реальных запретов российских книг не дойдет, и это просто «игра на публику». Возможно, какие-то ограничения введут на современную публицистику. Есть авторы, которые постоянно поднимают «украинский вопрос», и с учетом болезненного национального самосознания значительной части украинского общества подобные ограничения возможны. Что касается классики, другой литературы, думаю, до ее запрета дело не дойдет — помимо «горячих голов», на Украине есть и рассудительные люди», — продолжил он.

«Эта идея украинских властей, конечно, нелепа. Валерий Николаевич Ганичев правильно сказал: наша русская культура триедина, она состоит из культур великорусского, малорусского и белорусского народов. Нам тоже не нужно забывать, что малорусская литература — составляющая русской и даже российской культуры. Поэтому мы должны ценить Гоголя, который писал о Малороссии и вошел в великорусскую литературу, Тараса Шевченко и других замечательных украинских авторов. Их произведениям, быть может, присущ своеобразный национальный колорит, но они вместе делали великую российскую культуру. Уверен, пройдет немного времени, и к этим странным высказываниям будут относиться так же, как мы сейчас относимся к высказываниям некоторых деятелей советской эпохи», — заключил священник.

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

Нанесение рисунка.

Раствор для травления.

Травление.

1. Нанесение рисунка при помощи лазерного принтера.

Подготовка чертежей печатной платы.

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

Подготовка стеклотекстолита и сверление.

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

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

Нанесение рисунка.

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

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

Изготовление травящего вещества.

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

Рецепт №1.

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

Рецепт №2.

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

Рецепт №3.

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

Рецепт №4.

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

Рецепт №5.

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

Приготовление хлорного железа.

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

Травление и обработка платы.

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

Лужение платы.

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

Плата готова к монтажу.

Печатные платы при помощи лазерного принтера.

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

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

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

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

Способ нанесения рисунка на п/п с помощью лазерного принтера

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

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.

Это небольшие, но заметные невооруженным взглядом насекомые, которые питаются кровью человека или домашних животных

Клопы опасны не только тем, что их укусы через какое-то время начинают чесаться и дают аллергические реакции. Учеными доказано, что они переносят опасные заболевания: некоторые виды вирусного гепатита, туберкулез и, скорее всего, сибирскую язву. Поэтому уничтожение клопов в квартире имеет такое важное значение.

Как травить клопов в квартире (видео)

Химическая обработка жилья и подготовка к ней

Травить клопов в квартире самостоятельно можно с помощью химических средств, которые продаются в хозяйственных магазинах. Но перед тем как приступить к этой процедуре, нужно подготовить помещение. Во-первых, требуется проверить все вещи, и если их не нужно будет обрабатывать, то убрать из квартиры или хотя бы герметично упаковать, чтобы на них не оседали эти химикаты. Во-вторых, нужно, чтобы все члены семьи и домашние животные на несколько дней покинули квартиру.

Еще один важный момент. Некоторые считают, что уничтожить домашних клопов можно уже за 1 обработку. К сожалению, это возможно только на ранних этапах, когда они еще не успели расплодиться, и все их убежища можно относительно легко найти. На более поздних стадиях вытравливать клопов придется в несколько этапов.

Дом, дизайн, ремонт, декор. Двор и сад. Своими руками

Изготовление высококачественных печатных плат в «домашних» условиях. Способы травления печатных плат (3 рецепта) Как протравить плату в домашних условиях перекисью

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.

Таити!.. Таити!..
Не были мы ни на каком Таити!
Нас и тут неплохо кормят!
© Кот из мультика

Вступление с отступлением

Как в бытовых и лабораторных условиях делали платы раньше? Способов было несколько — например:

1. рисовали будущие проводники рейсфедерами;
2. гравировали и резали резаками;
3. наклеивали скотч или изоленту, потом рисунок вырезали скальпелем;
4. изготавливали простейшие трафареты с последующим нанесением рисунка с помощью аэрографа.

Недостающие элементы дорисовывали рейсфедерами и ретушировали скальпелем.

Это был длительный и трудоемкий процесс, требующий от «рисователя» недюжинных художественных способностей и аккуратности. Толщина линий с трудом укладывалась в 0,8 мм, точность повторения была никакая, каждую плату нужно было рисовать отдельно, что сильно сдерживало выпуск даже очень маленькой партии печатных плат (далее — ПП ).

Что же мы имеем сегодня?

Прогресс не стоит на месте. Времена, когда радиолюбители рисовали ПП каменными топорами на шкурах мамонтов, канули в лету. Появление на рынке общедоступной химии для фотолитографии открывает перед нами совсем иные перспективы производства ПП без металлизации отверстий в домашних условиях.

Коротко рассмотрим химию, используемую сегодня для производства ПП.

Фоторезист

Можно использовать жидкий или пленочный. Пленочный в данной статье рассматривать не будем вследствие его дефицитности, сложностей прикатывания к ПП и более низкого качества получаемых на выходе печатных плат.

После анализа предложений рынка я остановился на POSITIV 20 в качестве оптимального фоторезиста для домашнего производства ПП.

Назначение:
POSITIV 20 — фоточувствительный лак. Используется при мелкосерийном изготовлении печатных плат, гравюр на меди, при проведении работ, связанных с переносом изображений на различные материалы.
Свойства:
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хорошую контрастность переносимых изображений.
Применение:
Применяется в областях, связанных с переносом изображений на стекло, пластики, металлы и пр. при мелкосерийном производстве. Способ применения указан на баллоне.
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 фоточувствительность: 310-440 нм

В инструкции к фоторезисту написано, что хранить его можно при комнатной температуре и он не подвержен старению. Категорически не согласен! Хранить его нужно в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, где обычно поддерживается температура +2…+6°C. Но ни в коем случае не допускайте отрицательных температур!

Если использовать фоторезисты, продаваемые «на розлив» и не имеющие светонепроницаемой упаковки, требуется позаботиться о защите от света. Хранить нужно в полной темноте и температуре +2…+6°C.

Просветитель

Аналогично, наиболее подходящим просветителем я считаю постоянно используемый мной TRANSPARENT 21.

Назначение:
Позволяет непосредственно переносить изображения на поверхности, покрытые светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Свойства:
Придает прозрачность бумаге. Обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей.
Применение:
Для быстрого переноса контуров рисунков и схем на подложку. Позволяет значительно упростить процесс репродуцирования и сократить временны е затраты.
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 будем печатать фотошаблон.

Проявитель фоторезиста

Существует много различных растворов для проявления фоторезиста.

Советуют проявлять с помощью раствора «жидкое стекло». Его химический состав: Na 2 SiO 3 *5H 2 O. Это вещество обладает огромным числом достоинств. Наиболее важным является то, что в нем очень трудно передержать ПП — вы можете оставить ПП на не фиксированное точно время. Раствор почти не изменяет своих свойств при перепадах температуры (нет риска распада при увеличении температуры), также имеет очень большой срок хранения — его концентрация остается постоянной не менее пары лет. Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП. Рекомендуют смешивать 1 часть концентрата с 180 частями воды (чуть более 1,7 г силиката в 200 мл воды), но возможно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявлялось примерно за 5 секунд без риска разрушения поверхности при передержке. При невозможности приобретения силиката натрия используйте углекислый натрий (Na 2 СO 3) или углекислый калий (K 2 СO 3).

Не пробовал ни первое, ни второе, поэтому расскажу, чем проявляю без каких-либо проблем уже несколько лет. Я использую водный раствор каустической соды. На 1 литр холодной воды — 7 граммов каустической соды. Если нет NaOH, применяю раствор KOH, вдвое увеличив концентрацию щелочи в растворе. Время проявления — 30-60 секунд при правильной экспозиции. Если по истечении 2 минут рисунок не проявляется (или проявляется слабо), и начинает смываться фоторезист с заготовки — значит, неправильно выбрано время экспозиции: нужно увеличивать. Если, наоборот, быстро проявляется, но смываются и засвеченные участки, и незасвеченные — либо слишком велика концентрация раствора, либо низкое качество фотошаблона (ультрафиолет свободно проходит сквозь «черное»): нужно увеличивать плотность печати шаблона.

Растворы травления меди

Лишнюю медь с печатных плат стравливают с помощью разных травителей. Среди людей, занимающихся этим дома, зачастую распространены персульфат аммония, перекись водорода + соляная кислота, раствор медного купороса + поваренная соль.

Я всегда травлю хлорным железом в стеклянной посуде. При работе с раствором нужно быть осторожным и внимательным: при попадании на одежду и предметы остаются ржавые пятна, которые с трудом удаляются слабым раствором лимонной (сок лимона) или щавелевой кислоты.

Концентрированный раствор хлорного железа подогреваем до 50-60°C, в него погружаем заготовку, стеклянной палочкой с ватным тампоном на конце аккуратно и без усилия водим по участкам, где хуже стравливается медь, — этим достигается более ровное травление по всей площади ПП. Если не выравнивать принудительно скорость, увеличивается требуемая продолжительность травления, а это со временем приводит к тому, что на участках, где медь уже стравилась, начинается подтравливание дорожек. В итоге имеем совсем не то, что хотели получить. Очень желательно обеспечить непрерывное перемешивание травильного раствора.

Химия для смывки фоторезиста

Чем проще всего смыть уже ненужный фоторезист после травления? После многократных проб и ошибок я остановился на обыкновенном ацетоне. Когда его нет — смываю любым растворителем для нитрокрасок.

Итак, делаем печатную плату

С чего начинается высококачественная печатная плата? Правильно:

Создание высококачественного фотошаблона

Для его изготовления можно воспользоваться практически любым современным лазерным или струйным принтером. Учитывая, что мы используем в рамках данной статьи позитивный фоторезист, — там, где на ПП должна остаться медь, принтер должен рисовать черным. Где не должно быть меди — принтер ничего не должен рисовать. Очень важный момент при печати фотошаблона: требуется установить максимальный полив красителя (в настройках драйвера принтера). Чем более черными будут закрашенные участки, тем больше шансов получить великолепный результат. Цвет не нужен, достаточно черного картриджа. Из той программы (рассматривать программы не будем: каждый волен выбирать сам — от PCAD до Paintbrush), в которой рисовался фотошаблон, печатаем на обычном листе бумаги. Чем выше разрешение при печати и чем качественнее бумага, тем выше будет качество фотошаблона. Рекомендую не ниже 600 dpi, бумага не должна быть сильно плотной. При печати учитываем, что той стороной листа, на которую наносится краска, шаблон будет класться на заготовку ПП. Если сделать иначе, края у проводников ПП будут размытыми, нечеткими. Даем просохнуть краске, если это был струйный принтер. Далее пропитываем бумагу TRANSPARENT 21, даем просохнуть 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. Учтите, что у этих пленок стороны неравнозначны: только одна рабочая. Если будете использовать лазерную печать, крайне рекомендую сделать «сухой» прогон листа пленки перед печатью — просто прогоните лист через принтер, имитируя печать, но ничего не печатая. Зачем это нужно? При печати фьюзер (печка) прогреет лист, что неизбежно приведет к его деформации. Как следствие — ошибка в геометрии ПП на выходе. При изготовлении двусторонних ПП это чревато несовпадением слоев со всеми вытекающими… А с помощью «сухого» прогона мы прогреем лист, он деформируется и будет готов к печати шаблона. При печати лист во второй раз пройдет сквозь печку, но деформация при этом будет куда менее значительной — проверено неоднократно.

Если ПП несложная, можно нарисовать ее вручную в очень удобной программе с русифицированным интерфейсом — Sprint Layout 3.0R (~650 КБ).

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

Так выглядят готовые фотошаблоны, распечатанные на принтере Epson Stylus Color 740:

Печатаем только черным, с максимальным поливом красителя. Материал — прозрачная пленка для струйных принтеров.

Подготовка поверхности ПП к нанесению фоторезиста

Для производства ПП используются листовые материалы с нанесенной медной фольгой. Самые распространенные варианты — с толщиной меди 18 и 35 мкм. Чаще всего для производства ПП в домашних условиях используются листовые текстолит (прессованная с клеем ткань в несколько слоев), стеклотекстолит (то же самое, но в качестве клея используются эпоксидные компаунды) и гетинакс (прессованная бумага с клеем). Реже — ситтал и поликор (высокочастотная керамика — в домашних условиях применяется крайне редко), фторопласт (органический пластик). Последний также применяется для изготовления высокочастотных устройств и, имея очень хорошие электротехнические характеристики, может использоваться везде и всюду, но его применение ограничивает высокая цена.

Прежде всего, необходимо убедиться в том, что заготовка не имеет глубоких царапин, задиров и тронутых коррозией участков. Далее желательно до зеркала отполировать медь. Полируем не особо усердствуя, иначе сотрем и без того тонкий слой меди (35 мкм) или, во всяком случае, добьемся разной толщины меди на поверхности заготовки. А это, в свою очередь, приведет к разной скорости вытравливания: быстрее стравится там, где тоньше. Да и 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

Располагаем плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносим состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Помним, что важнейший враг при этом — пыль. Каждая частица пыли на поверхности заготовки — источник проблем. Чтобы создать однородное покрытие, распыляем аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах, так как это вызывает нежелательные подтеки и приводит к образованию неоднородного по толщине покрытия, требующего более длительного времени экспозиции. Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо необходимо распылять аэрозоль с меньшего расстояния — для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно — это приводит к повышенному расходу газа-пропеллента и как следствие — аэрозольный баллон прекращает работу, хотя в нем остается еще фоторезист. Если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на вращающемся столе с приводом 300-1000 оборотов в минуту. После окончания нанесения покрытия плата не должна подвергаться воздействию сильного света. По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину нанесенного слоя:

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

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше результат.

Я всегда наношу фоторезист на центрифуге. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об/мин. Крепление должно быть простым, зажим производится только по торцам заготовки. Закрепляем заготовку, запускаем центрифугу, брызгаем на центр заготовки и наблюдаем, как фоторезист тончайшим слоем растекается по поверхности. Центробежными силами излишки фоторезиста будут сброшены с будущей ПП, поэтому очень рекомендую предусмотреть защитную стенку, чтобы не превратить рабочее место в свинарник. Я использую обыкновенную кастрюлю, в днище которой по центру сделано отверстие. Через это отверстие проходит ось электродвигателя, на которой установлена площадка крепления в виде креста из двух алюминиевых реек, по которым «бегают» уши зажима заготовок. Уши сделаны из алюминиевых уголков, зажимаемых на рейке гайкой типа «барашек». Почему алюминий? Маленькая удельная масса и, как следствие, меньше биения при отклонении центра массы вращения от центра вращения оси центрифуги. Чем точнее отцентрировать заготовку, тем меньше будут биения за счет эксцентриситета массы и тем меньше усилий потребуется для жесткого крепления центрифуги к основанию.

Фоторезист нанесен. Даем ему просохнуть в течение 15-20 минут, переворачиваем заготовку, наносим слой на вторую сторону. Даем еще 15-20 минут на сушку. Не забываем о том, что попадание прямого солнечного света и пальцев на рабочие стороны заготовки недопустимы.

Дубление фоторезиста на поверхности заготовки

Помещаем заготовку в духовку, плавно доводим температуру до 60-70°C. При этой температуре выдерживаем 20-40 минут. Важно, чтобы поверхностей заготовки ничто не касалось — допустимы только касания торцов.

Выравнивание верхнего и нижнего фотошаблонов на поверхностях заготовки

На каждом из фотошаблонов (верхний и нижний) должны быть метки, по которым на заготовке нужно сделать 2 отверстия — для совмещения слоев. Чем дальше друг от друга метки, тем выше точность совмещения. Обычно я их ставлю по диагонали шаблонов. По этим меткам на заготовке с помощью сверлильного станка строго под 90° сверлим два отверстия (чем тоньше отверстия, тем точнее совмещение — я использую сверло 0,3 мм) и совмещаем по ним шаблоны, не забывая о том, что шаблон должен прикладываться к фоторезисту той стороной, на которую была произведена печать. Прижимаем шаблоны к заготовке тонкими стеклами. Стекла предпочтительнее всего использовать кварцевые — они лучше пропускают ультрафиолет. Еще лучшие результаты дает оргстекло (плексиглас), но оно имеет неприятное свойство царапаться, что неизбежно скажется на качестве ПП. При небольших размерах ПП можно использовать прозрачную крышку от упаковки компакт-диска. За неимением таких стекол можно использовать и обычное оконное, увеличив время экспозиции. Важно, чтобы стекло было ровным, обеспечивая ровное прилегание фотошаблонов к заготовке, иначе невозможно будет получить качественные края дорожек на готовой ПП.

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

Экспозиция (засветка)

Время, требуемое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света. Лак-фоторезист POSITIV 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимум чувствительности приходится на участок с длиной волны 360-410 нм.

Лучше всего экспонировать под лампами, диапазон излучения которых находится в ультрафиолетовой области спектра, но если такой лампы у вас нет — можно использовать и обычные мощные лампы накаливания, увеличив время экспозиции. Не начинайте засветку до момента стабилизации освещения от источника — необходимо, чтобы лампа прогрелась в течение 2-3 минут. Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета, поэтому в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании прозрачных плексигласовых пластин. При применении фоторезиста с длительным сроком хранения время экспонирования может потребоваться увеличить вдвое — помните: фоторезисты подвержены старению!

Примеры использования различных источников света:

Лампы УФ-излучения

Каждую сторону экспонируем по очереди, после экспозиции даем выстояться заготовке 20-30 минут в затемненном месте.

Проявление экспонированной заготовки

Проявляем в растворе NaOH (каустическая сода) — подробнее смотрите в начале статьи — при температуре раствора 20-25°C. Если до 2 минут проявления нет — мало время экспозиции. Если проявляется хорошо, но смываются и полезные участки — вы перемудрили с раствором (слишком велика концентрация) или слишком велико время экспозиции при данном источнике излучения или фотошаблон низкого качества — недостаточно насыщенный печатаемый черный цвет позволяет ультрафиолету засвечивать заготовку.

При проявлении я всегда очень бережно, без усилий «катаю» ватным тампоном на стеклянной палочке по тем местам, где должен смыться засвеченный фоторезист, — это ускоряет процесс.

Промывка заготовки от щелочи и остатков отслоившегося засвеченного фоторезиста

Я делаю это под водопроводным краном — обычной водопроводной водой.

Повторное дубление фоторезиста

Помещаем заготовку в духовку, плавно поднимаем температуру и при температуре 60-100°C выдерживаем 60-120 минут — рисунок становится прочным и твердым.

Проверка качества проявления

Кратковременно (на 5-15 секунд) погружаем заготовку в подогретый до температуры 50-60°C раствор хлорного железа. Быстро промываем проточной водой. В местах, где фоторезиста нет, начинается интенсивное травление меди. Если где-то случайно остался фоторезист, аккуратно механически удаляем его. Удобно это делать обычным или офтальмологическим скальпелем, вооружившись оптикой (очки для пайки, лупа часовщика, лупа на штативе, микроскоп).

Травление

Травим в концентрированном растворе хлорного железа с температурой 50-60°C. Желательно обеспечить непрерывную циркуляцию травильного раствора. Плохо стравливающиеся места аккуратно «массируем» ватным тампоном на стеклянной палочке. Если хлорное железо свежеприготовленное, время травления обычно не превышает 5-6 минут. Промываем заготовку проточной водой.

Плата вытравлена

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

Удаление уже ненужного фоторезиста

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

Сверление отверстий

Диаметр точки будущего отверстия на фотошаблоне желательно подбирать таким, чтобы впоследствии было удобно сверлить. Например, при требуемом диаметре отверстия 0,6-0,8 мм диаметр точки на фотошаблоне должен быть около 0,4-0,5 мм — в таком случае сверло будет хорошо центроваться.

Желательно использовать сверла, покрытые карбидом вольфрама: сверла из быстрорежущих сталей очень быстро изнашиваются, хотя сталь можно применять для сверления одиночных отверстий большого диаметра (больше 2 мм), так как сверла с напылением карбида вольфрама такого диаметра слишком дорогие. При сверлении отверстий диаметром менее 1 мм лучше использовать вертикальный станок, иначе ваши сверла будут быстро ломаться. Если сверлить ручной дрелью — неизбежны перекосы, ведущие к неточной стыковке отверстий между слоями. Движение сверху вниз на вертикальном сверлильном станке самое оптимальное с точки зрения нагрузки на инструмент. Карбидные сверла изготавливают с жестким (т.е. сверло точно соответствует диаметру отверстия) или с толстым (иногда называют «турбо-») хвостовиком, имеющим стандартный размер (обычно, 3,5 мм). При сверлении сверлами с карбидным напылением важно жестко закрепить ПП, так как такое сверло при движении вверх может приподнять ПП, перекосить перпендикулярность и вырвать фрагмент платы.

Сверла маленьких диаметров обычно вставляются либо в цанговый патрон (различных размеров), либо в трехкулачковый патрон. Для точной фиксации закрепление в трехкулачковом патроне — не самый лучший вариант, и маленький размер сверла (меньше 1 мм) быстро делает желобки в зажимах, теряя хорошую фиксацию. Поэтому для сверл диаметром меньше 1 мм лучше использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный набор, содержащий запасные цанги для каждого размера. Некоторые недорогие сверла производят с пластиковыми цангами — выбросите их и купите металлические.

Для получения приемлемой точности необходимо правильно организовать рабочее место, то есть, во-первых, обеспечить хорошее освещение платы при сверлении. Для этого можно использовать галогенную лампу, прикрепив ее на штативе для возможности выбирать позицию (освещать правую сторону). Во-вторых, поднять рабочую поверхность примерно на 15 см выше столешницы для лучшего визуального контроля над процессом. Неплохо было бы удалять пыль и стружку в процессе сверления (можно использовать обычный пылесос), но это не обязательно. Надо отметить, что пыль от стекловолокон, образующаяся при сверлении, очень колкая и при попадании на кожу вызывает ее раздражение. И, наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным включателем сверлильного станка.

Типичные размеры отверстий:

• переходные отверстия — 0,8 мм и менее;
• интегральные схемы, резисторы и т.д. — 0,7-0,8 мм;
• большие диоды (1N4001) — 1,0 мм;
• контактные колодки, триммеры — до 1,5 мм.

Старайтесь избегать отверстий диаметром менее 0,7 мм. Всегда держите не менее двух запасных сверл 0,8 мм и менее, так как они всегда ломаются именно в тот момент, когда вам срочно надо сделать заказ. Сверла 1 мм и больше намного надежнее, хотя и для них неплохо бы иметь запасные. Когда вам надо изготовить две одинаковые платы, то для экономии времени их можно сверлить одновременно. При этом необходимо очень аккуратно сверлить отверстия в центре контактной площадки около каждого угла ПП, а для больших плат — отверстия, расположенные близко от центра. Положите платы друг на друга и, используя центрующие отверстия 0,3 мм в двух противоположных углах и штифты в качестве колышков, закрепите платы относительно друг друга.

При необходимости можно зенковать отверстия сверлами большего диаметра.

Лужение меди на ПП

Если нужно облудить дорожки на ПП, можно воспользоваться паяльником, мягким низкоплавким припоем, спиртоканифольным флюсом и оплеткой коаксиального кабеля. При больших объемах лудят в ванных, наполненных низкотемпературными припоями с добавлением флюсов.

Наиболее популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав «Розе» (олово — 25%, свинец — 25%, висмут — 50%), температура плавления которого 93-96°C. Плату при помощи щипцов помещают под уровень жидкого расплава на 5-10 секунд и, вынув, проверяют, вся ли медная поверхность покрыта равномерно. При необходимости операцию повторяют. Сразу же после вынимания платы из расплава его остатки удаляют либо с помощью резинового ракеля, либо резким встряхиванием в направлении, перпендикулярном плоскости платы, удерживая ту в зажиме. Другим способом удаления остатков сплава «Розе» является нагрев платы в термошкафу и встряхивание. Операция может проводиться повторно для достижения монотолщинного покрытия. Чтобы предотвратить окисление горячего расплава, в емкость для лужения добавляют глицерин, так чтобы его уровень покрывал расплав на 10 мм. После окончания процесса плата отмывается от глицерина в проточной воде. Внимание! Данные операции предполагают работу с установками и материалами, находящимися под действием высокой температуры, поэтому для предотвращения ожога необходимо пользоваться защитными перчатками, очками и фартуками.

Операция лужения сплавом олово-свинец протекает аналогично, но более высокая температура расплава ограничивает область применения данного способа 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: наносим фоторезист, сушим, дубим, центруем фотошаблоны масок, экспонируем, проявляем, промываем и еще раз дубим. Само собой, пропускаем шаги с проверкой качества проявления, травлением, удалением фоторезиста, лужением и сверлением. В самом конце дубим маску в течение 2 часов при температуре около 90-100°C — она станет прочной и твердой, как стекло. Образованная маска защищает поверхность ПП от внешнего воздействия и предохраняет от теоретически возможных замыканий при эксплуатации. Также она играет не последнюю роль при автоматической пайке — не дает «сесть» припою на соседние участки, замыкая их.

Все, двусторонняя печатная плата с маской готова

Мне приходилось таким образом делать ПП с шириной дорожек и шагом между ними до 0,05 мм (!). Но это уже ювелирная работа. А без особых усилий можно делать ПП с шириной дорожки и шагом между ними 0,15-0,2 мм.

На плату, показанную на фотографиях, я маску не наносил — не было такой необходимости.

Печатная плата в процессе монтажа на нее компонентов

А вот и само устройство, для которого делалась ПП:

Это сотовый телефонный мост, позволяющий в 2-10 раз снизить стоимость услуг мобильной связи — ради этого стоило возиться с ПП;). ПП с распаянными компонентами находится в подставке . Раньше там было обыкновенное зарядное устройство для аккумуляторов мобильного телефона.

Дополнительная информация

Металлизация отверстий

В домашних условиях можно выполнить даже металлизацию отверстий. Для этого внутренняя поверхность отверстий обрабатывается 20-30-процентным раствором азотнокислого серебра (ляпис). Затем поверхность очищается ракелем и плата сушится на свету (можно использовать УФ-лампу). Суть этой операции в том, что под действием света азотнокислое серебро разлагается, и на плате остаются вкрапления серебра. Далее производится химическое осаждение меди из раствора: сернокислая медь (медный купорос) — 2 г, едкий натр — 4 г, нашатырный спирт 25-процентный — 1 мл, глицерин — 3,5 мл, формалин 10-процентный — 8-15 мл, вода — 100 мл. Срок хранения приготовленного раствора очень мал — готовить нужно непосредственно перед применением. После осаждения меди плату промывают и сушат. Слой получается очень тонким, его толщину необходимо увеличить до 50 мкм гальваническим способом.

Раствор для нанесения медного покрытия гальваническим способом:
На 1 литр воды 250 г сульфата меди (медный купорос) и 50-80 г концентрированной серной кислоты. Анодом служит медная пластинка, подвешенная параллельно покрываемой детали. Напряжение должно быть 3-4 В, плотность тока — 0,02-0,3 A/см 2 , температура — 18-30°C. Чем меньше ток, тем медленнее идет процесс металлизации, но тем качественнее получаемое покрытие.

Фрагмент печатной платы, где видна металлизация в отверстии

Самодельные фоторезисты

Фоторезист на основе желатина и бихромата калия:
Первый раствор: 15 г желатина залить 60 мл кипяченой воды и оставить для набухания на 2-3 часа. После набухания желатина поставить емкость на водяную баню при температуре 30-40°C до полного растворения желатина.
Второй раствор: в 40 мл кипяченой воды растворить 5 г двухромовокислого калия (хромпик, порошок ярко-оранжевого цвета). Растворять при слабом рассеянном освещении.
В первый раствор при интенсивном перемешивании влить второй. В полученную смесь пипеткой добавить несколько капель нашатырного спирта до получения соломенного цвета. Фотоэмульсия наносится на подготовленную плату при очень слабом освещении. Плата сушится до «отлипа» при комнатной температуре в полной темноте. После экспонирования плату при слабом рассеянном освещении промыть в теплой проточной воде до удаления незадубленного желатина. Чтобы лучше оценить результат, можно окрасить участки с неудаленным желатином раствором марганцовки.

Усовершенствованный самодельный фоторезист:
Первый раствор: 17 г столярного клея, 3 мл водного раствора аммиака, 100 мл воды оставить для набухания на сутки, затем греть на водяной бане при 80°C до полного растворения.
Второй раствор: 2,5 г бихромата калия, 2,5 г бихромата аммония, 3 мл водного раствора аммиака, 30 мл воды, 6 мл спирта.
Когда первый раствор остынет до 50°C, при энергичном перемешивании влейте в него второй раствор и полученную смесь профильтруйте (эту и последующие операции необходимо проводить в затемненном помещении, солнечный свет недопустим! ). Эмульсия наносится при температуре 30-40°C. Дальше — как в первом рецепте.

Фоторезист на основе бихромата аммония и поливинилового спирта:
Готовим раствор: поливиниловый спирт — 70-120 г/л, бихромат аммония — 8-10 г/л, этиловый спирт — 100-120 г/л. Избегать 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-процентный раствор этилового спирта.

Химическое лужение

Прежде всего, плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3 секунды в 5-процентном растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде.

Достаточно просто осуществлять химическое лужение погружением платы в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такой раствор соли олова, в котором потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия. Изменению потенциала в нужном направлении способствует введение в раствор соли олова комплексообразующей добавки — тиокарбамида (тиомочевины). Такого типа растворы имеют следующий состав (г/л):

Среди перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Иногда в качестве поверхностно-активного вещества для 1-го раствора предлагается использование моющего средства «Прогресс» в количестве 1 мл/л. Добавление во 2-й раствор 2-3 г/л нитрата висмута приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия (препятствует старению) и многократно увеличивает срок хранения до пайки компонентов у готовой ПП.

Для консервации поверхности применяют аэрозольные распылители на основе флюсующих композиций. Нанесенный на поверхность заготовки лак после высыхания образует прочную гладкую пленку, которая препятствует окислению. Одним из популярных веществ является «SOLDERLAC» фирмы Cramolin. Последующая пайка проводится прямо по обработанной поверхности без дополнительного удаления лака. В особо ответственных случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.

Искусственные растворы для лужения ухудшаются с течением времени, особенно при контакте с воздухом. Поэтому если у вас большие заказы бывают нечасто, то старайтесь приготовить сразу небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количества ПП, а остатки раствора храните в закрытой емкости (идеально подходят бутылки типа используемых в фотографии, не пропускающие воздух). Также необходимо защищать 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 — великолепных результатов все равно не получите.

Огромное спасибо кандидату химических наук Филатову Игорю Евгеньевичу за консультации по вопросам, связанным с химией.
Также хочу выразить признательность Игорю Чудакову ».

Когда в распоряжении есть лазерный принтер, радиолюбителями применяется технология изготовления печатных плат, которая называется ЛУТ. Однако такой прибор имеется далеко не в каждом доме, поскольку даже в наше время стоит он достаточно дорого. Еще есть технология изготовления с применением фоторезистивной пленки. Однако для работы с ней тоже нужен принтер, но уже струйный. Уже проще, но сама пленка стоит достаточно дорого, а начинающему радиолюбителю на первых порах лучше потратить имеющиеся средства на хорошую паяльную станцию и прочие принадлежности.
Можно ли изготовить печатную плату приемлемого качества в домашних условиях, не имея принтера? Да. Можно. Причем, если все сделать, как описано в материале, понадобится совсем немного денег и времени, а качество будет на очень высоком уровне. Во всяком случае электрический ток «побежит» по таким дорожкам с большим удовольствием.

Перечень необходимых инструментов и расходников

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

1. Программное обеспечение для разработки рисунка.
2. Прозрачная полиэтиленовая пленка.
3. Узкий скотч.
4. Маркер.
5. Фольгированный стеклотекстолит.
6. Наждачная бумага.
7. Спирт.
8. Ненужная зубная щетка.
9. Инструмент для сверления отверстий диаметром от 0,7 до 1,2 мм.
10. Хлорное железо.
11. Пластиковая емкость для травления.
12. Кисточка для рисования красками.
13. Паяльник.
14. Припой.
15. Жидкий флюс.

Пройдемся кратенько по каждому пункту, так как есть некоторые нюансы, дойти до которых возможно только опытным путем.
Программ для разработки печатных плат существует сегодня огромное количество, но для начинающего радиолюбителя самым простым вариантом будет Sprint Layout. Несложно освоить интерфейс, пользоваться можно бесплатно, присутствует огромная библиотека, включающая распространенные радиокомпоненты.
Полиэтилен нужен для переноса рисунка с монитора. Лучше взять пленку пожестче, например, от старых обложек для школьных книг. Для ее крепления к монитору подойдет любой скотч. Лучше взять узкий – проще будет отклеивать (монитору эта процедура не вредит).
На маркерах стоит остановиться более подробно, так как это больная тема. Для переноса рисунка на полиэтилен, в принципе, подойдет любой вариант. А вот для рисования по фольгированному стеклотекстолиту нужен специальный маркер. Но тут есть маленькая хитрость, как сэкономить, и не покупать достаточно дорогие «специальные» маркеры для рисования печатных плат. Дело в том, что эти изделия по своим свойствам абсолютно ни чем не отличаются от обычных перманентных маркеров, которые продаются в 5-6 раз дешевле в любом канцелярском магазине. Но маркер должен обязательно иметь надпись «Permanent». Иначе ничего не получится.

Фольгированный стеклотекстолит можно брать любой. Лучше, если он будет потолще. Начинающим с таким материалом работать куда проще. Для его очистки понадобится наждачная бумага зернистостью около 1000 единиц, а также спирт (есть в любой аптеке). Последний расходник можно заменить жидкостью для сведения лака для ногтей, которая есть в любом доме, где живет женщина. Однако это средство довольно противно пахнет и долго выветривается.
Для сверления платы лучше иметь специальную мини-дрель или гравер. Однако можно пойти и более дешевым путем. Достаточно купить цанговый или кулачковый патрон под маленькие сверла и приспособить его к обычной бытовой дрели.
Хлорное железо можно заменить другими химическими средствами, включая те, которые уже наверняка есть в вашем доме. Например, подойдет раствор лимонной кислоты в перекиси водорода. Информацию о том, как готовятся альтернативные хлорному железу составы для травления плат, без проблем можно найти в Сети. Единственное, на что стоит обратить внимание, это на емкость для такой химии – она должна быть пластиковой, акриловой, стеклянной, но никак не металлической.
Про паяльник, припой и жидкий флюс подробнее говорить не стоит. Если радиолюбитель дошел до вопроса изготовления печатной платы, то с этими вещами он уже наверняка знаком.

Разработка и перенос рисунка платы на шаблон

Когда все вышеперечисленные инструменты, приспособления и расходные материалы подготовлены, можно браться за разработку платы. Если изготавливаемое устройство не уникальное, то гораздо проще будет скачать его проект из Сети. Подойдет даже обычный рисунок в формате JPEG.

Хотите пойти более сложным путем – рисуйте плату самостоятельно. Этот вариант часто бывает неизбежным, например, в ситуациях, когда у вас нет в наличии точно таких же радиодеталей, которые нужны для сборки оригинальной платы. Соответственно, заменяя компоненты аналогами, под них приходится выделять место на стеклотекстолите, подгонять отверстия и дорожки. Если проект уникальный, то плату придется разрабатывать с нуля. Для этого и нужно вышеупомянутое программное обеспечение.
Когда макет платы готов, его остается только перенести на прозрачный шаблон. Полиэтилен фиксируется прямо на мониторе при помощи скотча. Далее просто переводим имеющийся рисунок – дорожки, контактные пятачки и так далее. Для этих целей лучше всего использовать все тот же перманентный маркер. Он не стирается, не размазывается, и его хорошо видно.

Подготовка фольгированного стеклотекстолита

Следующим этапом идет подготовка стеклотекстолита. Для начала нужно отрезать его по размерам будущей платы. Делать это лучше с небольшим запасом. Для раскройки фольгированного стеклотекстолита можно использовать одни из нескольких способов.
Во-первых, материал отлично режется при помощи ножовки по металлу. Во-вторых, если у вас есть гравер с отрезными кругами, то удобно будет использовать его. В-третьих, стеклотекстолит можно отрезать по размеру канцелярским ножом. Принцип раскройки такой же, как и при работе со стеклорезом – в несколько проходов наносится линия отреза, затем материал просто отламывается.

Теперь обязательно нужно очистить медный слой стеклотекстолита от защитного покрытия и окисла. Лучшего способа, чем обработка наждачной бумагой, для решения этой задачи нет. Зернистость берется от 1000 до 1500 единиц. Цель – получить чистую блестящую поверхность. До зеркального блеска зачищать медный слой не стоит, так как мелкие царапины от наждачной бумаги увеличивают адгезию поверхности, что понадобится дальше.
В завершение остается только очистить фольгу от пыли и следов ваших пальцев. Для этого используется спирт или ацетон (жидкость для снятия лака). После обработки к медной поверхности руками не прикасаемся. Для последующих манипуляций захватываем стеклотекстолит за грани.

Совмещение шаблона и стеклотекстолита

Теперь нашей задачей является совмещения полученного на полиэтилене рисунка с подготовленным стеклотекстолитом. Для этого пленка накладывается на нужное место и позиционируется. Остатки заворачиваются на обратную сторону и крепятся при помощи все того же скотча.

Сверление отверстий

Перед сверлением рекомендуется каким-либо способом закрепить стеклотекстолит с шаблоном на поверхности. Это позволит добиться большей точности, а также исключит внезапное проворачивание материала во время прохода сверла насквозь. Если у вас есть сверлильный станок для такой работы, то описанная проблема вообще не возникнет.

Сверлить отверстия в стеклотекстолите можно на любой скорости. Кто-то работает на малых оборотах, кто-то на больших. Опыт показывает, что сами сверла служат намного дольше, если их эксплуатировать на низких скоростях. Так их сложнее сломать, погнуть и повредить заточку.
Отверстия сверлятся прямо через полиэтилен. Ориентирами будут служить будущие контактные пятачки, нарисованные на шаблоне. Если того требует проект, то своевременно меняем сверла под нужный диаметр.

Рисование дорожек

Далее шаблон снимается, но не выбрасывается. К медному покрытию по-прежнему стараемся не прикасаться руками. Для рисования дорожек используем маркер, обязательно перманентный. Его хорошо видно по следу, который он оставляет. Рисовать лучше за один проход, так как после застывания лака, который есть в составе перманентного маркера, правки делать будет весьма затруднительно.

В качестве ориентира используем все тот же шаблон из полиэтилена. Можно рисовать также перед компьютером, сверяясь с оригинальным макетом, где есть маркировка и прочие пометки. Если есть возможность, то лучше использовать несколько маркеров с наконечниками разной толщины. Это позволит более качественно прорисовать и тонкие дорожки, и обширные полигоны.

После нанесения рисунка обязательно ждем некоторое время, необходимое для окончательного отвердевания лака. Можно даже подсушить феном. От этого будет зависеть качество будущих дорожек.

Травление и очистка дорожек от маркера

Теперь самое интересное – травление платы. Тут 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 разбавляется водой в соотношении 1:3. И тут первый совет. Сделайте раствор более насыщенным. Это поможет ускорить процесс, и нарисованные дорожки не отвалятся прежде, чем вытравится все необходимое.

Сразу же совет второй. Ванночку с раствором рекомендуется погрузить в горячую воду. Можно нагреть ее в металлической посуде. Повышение температуры, как известно еще со школьной программы, значительно ускоряет химическую реакцию, которой травление нашей платы и является. Сокращение времени процедуры нам на руку. Нанесенные маркером дорожки достаточно нестабильны, и чем меньше они будут киснуть в жидкости, тем лучше. Если при комнатной температуре плата в хлорном железе травится около часа, то в теплой воде этот процесс сокращается до 10 минут.
В завершение еще один совет. В процессе травления, хоть он и так ускорен за счет подогрева, рекомендуется постоянно двигать плату, а также счищать продукты реакции щеточкой для рисования. Совмещая все вышеописанные манипуляции вполне возможно вытравить лишнюю медь всего за 5-7 минут, что является просто отличным результатом для этой технологии.

В конце процедуры плату нужно тщательно промыть под проточной водой. Затем просушиваем ее. Остается только смыть следы от маркера, все еще закрывающие наши дорожки и пятачки. Делается это все тем же спиртом или ацетоном.

Лужение печатных плат

Перед лужением еще раз обязательно проходимся по медному слою наждачной бумагой. Но теперь делаем это предельно осторожно, чтобы не повредить дорожки. Самый простой и доступный способ лужения – традиционный, с помощью паяльника, флюса и припоя. Можно также использовать сплавы Розе или Вуда. Также существует на рынке так называемое жидкое олово, которое значительно может упростить задачу.
Но все эти новые технологии требуют дополнительных затрат и некоторого опыта, потому для первого раза подойдет и классический метод лужения. На очищенные дорожки наносится жидкий флюс. Далее набирается припой на жало паяльника и распределяется по оставшейся после травления меди. Здесь важно прогреть дорожки, иначе припой может не «приклеиться».

Если у вас все же есть сплавы Розе или Вуда, то их можно использовать и не по технологии. Они просто замечательно плавятся паяльником, легко распределяются по дорожкам, не сбиваются в комки, что для начинающего радиолюбителя будет только плюсом.

Заключение

Как видно из вышеописанного, бюджетная технология изготовления печатных плат в домашних условиях действительно доступная и недорогая. Не нужен ни принтер, ни утюг, ни дорогущая фоторезистивная пленка. Используя все вышеописанные советы вы легко сможете изготавливать простейшие электронные , не вкладывая в это больших денег, что очень важно на первых этапах занятия радиолюбительством.

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

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

Как травили платы в прошлом?

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

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

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

Современные методы обработки плат

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

Рецепт обработки платы дома

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

Компонентный состав

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

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

Подготовка платы

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

Как приготовить раствор?

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

Как правильно травить плату?

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

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

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

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

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

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

Как понять, что плата уже вытравилась?

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

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

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

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

Как вытравить плату в домашних условиях с помощью персульфата аммония

Радиолюбительство – это очень интересное техническое хобби, но что, если вы желаете поставить производство своих самоделок на поток? Для этого нужно научиться самостоятельно изготавливать печатные платы.

Как вытравить плату в домашних условиях? Эта статья научит вас изготавливать их быстро и легко с помощью персульфата аммония. Также вы сможете научиться лудить печатные дорожки и наносить защитный слой.

Шаг 1: Что вам потребуется

Химикаты:

• Пероксодисульфат натрия – Na2S2O6(O2).
• Карбонат натрия (кальцинированная сода) – Na2CO3 (опционально, только при использовании сухого пленочного фоторезиста).
• Дистиллированная вода.
• Гидроксид натрия – NaOH.

Материалы:

• Печатная плата с фотопокрытием.
• Пленка для печати на принтере.

Инструменты:

• Дрель.
• Электролобзик (если вы планируете что-то вырезать).
• Инструмент для резки листового материала Nibbler (может пригодиться).
• Пластмассовый пинцет.
• Наждачная бумага или напильник.
• Кисть.
• Устройство экспонирования с ультрафиолетовой лампой.
• Устройство для травления и горелка для нагрева.

Другое:

• Перчатки.
• Низкий широкий контейнер (фотованночка).
• Защитные очки.
• Воронка (для слива жидкостей в бутылки).

Опционально:

• Пленка для производства плат (сухой пленочный фоторезист)
• Ламинатор.
• Средство для химического лужения (жидкое олово).

Шаг 2: Создаем и распечатываем макет

Воспользуйтесь своим любимым программным обеспечением для разработки макетов (например, Cadsoft eagle).

Откройте настройки слоев и включите медный слой (верхний или нижний, в зависимости от типа), площадки и размерные слои.

Положите в принтер несколько прозрачных пленок для печати.

Нажмите кнопку печати и распечатайте шаблон в оригинальном масштабе. В зависимости от типа вашего принтера, может потребоваться печать шаблона в двух экземплярах, а затем склейка двух распечатанных пленок друг с другом, чтобы получить полностью светонепроницаемое изображение (максимально плотное).

Если позже вы хотите использовать шаблон для мест пайки, сделайте следующее:

Вернитесь в программу и откройте настройки слоев. Теперь включите только верхний стоп-слой или нижний стоп-слой (опять-же, в зависимости от типа).

Повторите пункт 4.

Шаг 3: Экспонируем

1. Снимите защитную пленку. Старайтесь не касаться медной стороны платы после снятия пленки.
2. Наложите напечатанный макет на медный слой.
3. Поместите печатную плату с наложенной на нее пленкой между двумя стеклянными пластинами, чтобы прижать пленку к поверхности. Воспользуйтесь магнитами для фиксации стеклянных пластин (как показано на рисунке).
4. Теперь подвергните воздействию ультрафиолетового излучения. Достаточно облучать заготовку ультрафиолетовой лампой мощностью 25 Вт в течение 5 минут.

Шаг 4: Проявляем

Пришло время надеть перчатки и защитные очки. Не снимайте их в течение всего процесса травления.

1. Приготовьте проявитель: 10 грамм NaOH растворите в 1 литре воды.
2. Поместите только что облученную ультрафиолетом плату в проявитель.
3. Чтобы ускорить процесс проявки, аккуратно потирайте кисточкой.
4. Проявляйте таким образом плату в течение примерно 30 секунд, пока фоторезист не растворится. Оставьте плату в растворе еще на некоторое время, чтобы быть уверенным, что весь фоторезист исчез.
5. Промойте водопроводной водой и переходите к следующему шагу.

ПРИМЕЧАНИЕ:

После окончания проявки, вылейте проявитель в раковину. Этот раствор может использоваться в качестве очистителя труб от засоров.

Шаг 5: Травление

1. Приготовьте смесь для травления: 250 грамм пероксодисульфата натрия (Na2S2O6(O2)) растворите в 1 литре дистиллированной воды.
2. Залейте смесь в устройство для травления и нагрейте ее до температуры 50 градусов Цельсия (не перегревайте раствор, так как пероксодисульфат начинает разрушаться при температуре выше 50 град. С). Если у вас нет устройства для травления, залейте раствор в термостойкую емкость и поставьте емкость на плиту или горелку для нагрева до температуры 50 град. С.
3. Как только смесь для травления достигнет необходимой температуры, поместите печатную плату в устройство для травления и включите подачу воздуха (если вы используете термостойкую емкость, то просто перемешивайте раствор).
4. Стравливание меди длится в течении нескольких минут.
5. Промойте водопроводной водой.
6. Если вы пользовались устройством для травления, слейте с него раствор в герметичную емкость, иначе устройство может быть повреждено.

ПРИМЕЧАНИЕ:

После травления нескольких печатных плат, раствор для травления начнет синеть и становиться малоэффективным. Когда время процесса травления сильно увеличится, раствор нужно заменить на свежий, а старый – утилизировать как химический отход.

Предупреждение: использованный раствор содержит растворенную медь, которая негативно воздействует на окружающую среду.

Шаг 6: Лужение (опционально)

1. Удалите остатки фоторезиста с помощью ацетона.
2. Налейте средство для химического лужения (жидкое олово) в широкий контейнер.
3. Погрузите в жидкое олово печатную плату на 5-10 минут.
4. Извлеките из жидкости и промойте ее водопроводной водой.
5. Слейте жидкое олово обратно в емкость посредством воронки. Храните емкость в недоступном для детей и домашних животных месте.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Средство для химического лужения можно использовать повторно, но через некоторое время его эффективность снизится и его необходимо утилизировать.

Шаг 7: Сверлим

1. Возьмите дрель и сверло подходящего диаметра.
2. Если у вас есть сверлильный станок, то используйте его.
3. Обеспечьте место работы хорошим освещением.
4. Просверлите все необходимые отверстия.
5. Очистите.

Шаг 8: Сухой пленочный фоторезист (следующие несколько шагов необязательны)

Перед началом работы включите ламинатор на прогрев.

1. Подготовьте пленочный фоторезист.
2. Приглушите свет и выньте пленку из светонепроницаемой упаковки.
3. Возьмите два куска прочной липкой ленты и приклейте их к верхней и нижней части одного угла.
4. Затем раздвиньте ленты, как показано на рисунках. Пленка разделится на два слоя: один светлый, другой зеленый. Выбросьте светлую пленку в мусор, а зеленую будем использовать.
5. Зеленая пленка имеет две стороны: одна матовая, другая глянцевая. Наложите зеленую пленку матовой стороной на плату со стороны печатных дорожек. Убедитесь, что под пленкой нет воздушных пузырьков.
6. Ламинатор должен прогреться до температуры около 150 град. С. Положите печатную плату на лист бумаги и пропустите ее через ламинатор от 2 до 5 раз. Убедитесь, что вся печатная плата прогрелась.

Шаг 9: Экспонируем ламинированную плату

1. Возьмите шаблон для мест пайки, изготовленный на шаге 2, и совместите его с дорожками.
2. Снова зажмите печатную плату с шаблоном между двумя стеклами и зафиксируйте их мощными магнитами.
3. Облучите ультрафиолетом (на это уйдет около 6 минут с лампой 25 Вт).
4. Далее оставьте плату в темном месте примерно на 1 час.

Примечание. Области, которые не подвергались воздействию ультрафиолетового излучения, будут удаляться.

Шаг 10: Проявляем пленку

1. Приготовьте проявитель: 10 грамм карбоната натрия на один литр воды (для проявки будет достаточно 100 мл раствора).
2. Удалите прозрачную пленку с платы с помощью клейкой ленты (как показано на рисунке).
3. Поместите в проявитель и, используя кисть, проведите процесс удаления защитного слоя.
4. После удаления ненужной пленки, выньте плату из раствора и промойте водопроводной водой.

Шаг 11: Закаливаем пленку

Возьмите печатную плату и закалите пленку, подвергнув ее воздействию ультрафиолета. С лампой мощностью 25 Вт это займет около одного часа (закаляйте пленку в течение получаса, затем дайте остыть и оставьте под лампой еще на полчаса).

Чтобы убедиться, что пленка затвердела, попробуйте поцарапать ее ногтем: она должна быть твердой.

Шаг 12: Разрезаем

Теперь нужно разрезать плату.

1. С помощью инструмента для резки листов (nibbler), обрежьте вашу плату.
2. Для разрезания можно использовать электролобзик.
3. Напильником или шлифовальным диском обработайте края.

Шаг 13: Печатные платы готовы

Вы сделали это и теперь знаете как травить платы в домашних условиях! Вот так просто можно наладить производство печатных плат.

Посмотрите на фотографии: изделия получаются довольно хорошего качества!

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.

Этапы процесса травления печатной платы и видеоинструкции

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

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

Процесс травления печатных плат

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

1. Преимущества протравливания печатной платы самостоятельно:

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

• Это занимает меньше времени, чем заказ с печатной платы производитель

• Это действительно весело и полезно для любителей

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

2. Некоторые проблемы при травлении:

• Существует риск травм из-за задействованных химикатов

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

• Вы можете быть проблемой утилизации отходов токсичных химикатов

3. Защитите себя во время травления:

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

• Работа возле пункта экстренной промывки глаз

• Заранее подготовьте аптечку и телефон

4.Как протравить печатную плату

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

5. Типы процесса травления печатной платы

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

Химическое травление

Химическое травление обычно выполняется с использованием сульфата аммония или хлорида железа

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

Laser Etch

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

6. Некоторые примеры процесса травления печатных плат:

Пример 1

Пример 2

Шаг 1.Маскирование платы

Шаг 2. Гравировка платы

Шаг 3. Удаление резиста

Шаг 4. Последние штрихи

Пример 3

Шаг 1. Перенос макета на плату

Шаг 2. Процесс травления

Процесс травления

Пять шагов к травлению печатной платы (PCB)

Мы все сталкиваемся с вещами, которые могут нас слегка расстраивать.Достаточно, чтобы нас подвести, но недостаточно, чтобы изо всех сил стараться исправить. Это может быть липкий замок, отчаянно нуждающийся в брызге WD-40, сорняк, растущий посреди тротуара, или пыльная столешница. Некоторое время меня раздражал шкаф для верхней одежды посреди дома, в котором не было света. Имея двух собак, которые иногда забывают, что обувь — это не игрушки для жевания, этот шкаф стал удобным домом для нашей коллекции обуви. Со временем обуви накапливалось все больше, и второй закон термодинамики выполнялся — шкаф превратился в темный беспорядочный беспорядок.

Я давно хотел попробовать травить печатную плату. Это казалось прекрасной возможностью опробовать этот новый метод. Схема не будет сложной, поэтому я мог бы также пролить свет на других (а также на мой шкаф), которые, возможно, рассматривают это впервые.

Шаг 1. Нарисуйте схему и проверьте математику

В частности, для этого проекта требуются светодиоды, резисторы, выключатель и аккумулятор определенного типа. Цель состоит в том, чтобы использовать нормально закрытый переключатель, чтобы светодиоды не горели, когда дверь закрыта, и включать их, когда дверь открыта.Нарисуйте схему и найдите все необходимые компоненты. Обязательно выполните проверку закона Ома, чтобы убедиться, что все детали имеют достаточный номинал. В моем случае я обнаружил, что ток, проходящий через каждый светодиод на полностью заряженном элементе 18650 (мой выбор батареи), будет немного большим. Тем не менее, я решил продолжить эту настройку, чтобы светодиоды не становились слишком тусклыми, когда батарея умирает. Кроме того, у меня было множество резисторов на 100 Ом, оставшихся от предыдущего проекта, которые только и ждали своей цели!

Шаг 2. Введите свой дизайн в программу для проектирования печатных плат

Использование достойной платформы для проектирования печатных плат может сэкономить много времени при проектировании макета вашей печатной платы.Такие программы, как Eagle и EasyEDA, позволяют вам проектировать вашу схему, а затем строить ее непосредственно из этой схемы. Это обеспечивает точность размеров компонентов и точек подключения и их учет на печатной плате. Еще одним средством экономии времени с помощью этого программного обеспечения является инструмент автотрассировщика. Это разместит все трассы в путях, которые будут мешать только компонентам и другим трассам, которые связаны. После того, как печатная плата будет разложена и соединения схемы прослежены, проверьте схему в последний раз перед печатью.Убедитесь, что вы печатаете в масштабе 1: 1, чтобы размеры макета были точными.

Шаг 3. Перенесите макет на плату

Для обеспечения точного переноса прикрепите этот отпечаток поверх многослойной печатной платы, плакированной медью. Используя канцелярскую кнопку, проткните бумагу в том месте, где каждый вывод компонента войдет в доску. Это оставит точки на меди, где находятся эти компоненты. Небольшая выемка на меди также поможет сверлу найти точное место, куда пойдет провод. Удалите распечатанный лист и убедитесь, что все компоненты отмечены на меди.Используйте сверло 1/32 дюйма (максимум), чтобы просверлить отверстия, отмеченные на доске. Когда все отверстия будут просверлены, очистите верхнюю часть медной пластины наждачной бумагой. Используя перманентный маркер, нарисуйте трассы между всеми компонентами, ссылаясь на распечатанный макет печатной платы. Подождите, пока чернила высохнут, и подкрасьте доску в том месте, где маркер стал тусклым.

Шаг 4: Процесс травления

Когда второй слой маркера полностью высохнет, пора окунуть доску в ванну с хлоридом железа.Хлорид железа — это едкое кислотное химическое соединение, которое разъедает всю медь на доске, не защищенную чернилами маркера. Налейте небольшое количество хлорного железа в пластиковую емкость с крышкой; ровно настолько, чтобы полностью покрыть доску. Дайте доске впитаться в течение 10 минут, убедитесь, что крышка надежно закреплена, и встряхивайте ее каждые несколько минут, покачивая контейнер назад и вперед. Через 10 минут осмотрите плату и, если меди не видно, снимите плату в латексной перчатке.Промокните доску насухо одноразовой тряпкой, чтобы удалить с доски весь хлорид железа. Промойте доску ацетоном, который быстро обработает чернила маркера и обнажит ваши целые следы. Процесс травления завершен!

Шаг 5. Заполните плату и проверьте схему

После протравливания платы используйте мультиметр для проверки целостности цепи. Перед подачей питания на схему убедитесь, что все трассировки прошли успешно, а также начинаются и заканчиваются в правильных местах.Как только все трассы будут проверены, добавьте компоненты в их правильное положение и припаяйте их. Подайте напряжение и с трепетом наблюдайте, как ваша идеально протравленная схема работает точно так, как планировалось!

Мой следующий шаг

Чтобы завершить свой проект, я прикреплю держатель 18650 к задней стороне печатной платы и смонтирую сборку в моем шкафу. Переключатель имеет нормально замкнутые контакты, поэтому, когда дверь закрыта, переключатель будет нажат, контакты разомкнуты, а освещение выключено.Когда дверь открыта, переключатель не будет нажат, контакты замкнуты и свет будет включен!

Об авторе

Крис Фонт покинул Hallam-ICS, чтобы заняться другими делами, но его вклад в развитие компании по-прежнему ценится.

Прочтите мою историю Халлама

О компании Hallam-ICS

Hallam-ICS — компания, занимающаяся проектированием и автоматизацией, которая разрабатывает системы MEP для объектов и заводов, разрабатывает решения для управления и автоматизации, а также обеспечивает соответствие требованиям безопасности и нормативным требованиям посредством исследований, ввода в эксплуатацию и проверки дугового разряда.Наши офисы расположены в Массачусетс , Коннектикут , Нью-Йорк , Вермонт и Северная Каролина , и наши проекты охватывают весь мир.

---

травление печатных плат в домашних условиях

травление печатных плат в домашних условиях

---

---

1. Введение

Травление печатных плат в домашних условиях — необходимость, которую каждый электронный домашний пивовар, почти каждый раз, когда он думает о создании схема.Конечно, есть масса техник, не требующих травления, например с использованием прототипов, обмотки проводов, стиля мертвых ошибок и многого другого. Эти методы могут быть превосходными для желаемого применения, но в некоторых В корпусах необходима настоящая травленая печатная плата. Например, когда вам нужно несколько одинаковых цепей, когда вам нужен точный геометрия трека для приложений с очень высокой частотой, когда вы хотите красивая и красивая схема, когда вам нужно использовать небольшой поверхностный монтаж компонентов (SMD) или во многих других случаях нет ничего лучше, чем настоящая травленая Печатная плата.Травить печатные платы в домашних условиях не очень сложно и требуется совсем немного (и дешевое) оборудование, но требует очень много времени.

Предполагая, что у вас уже есть дизайн, возможно, созданный с помощью какого-нибудь программного обеспечения САПР, напечатаны в журнале или даже нарисованы от руки на листе бумаги, есть в основном три шага, чтобы получить готовую печатную плату: сначала вам нужно перенести дизайн на меди, затем вам нужно протравить медь и, наконец, вам нужно для выполнения некоторых механических работ, таких как сверление или резка.Для каждого шага есть несколько вариантов, и некоторые из них обсуждаются. в дальнейшем. Конечно, я подробно объясню, какие методы я предпочитаю.

Дизайн печатной платы готов и готов к печати. Я всегда добавляю текст, чтобы случайно не создать зеркало изображение. (нажмите, чтобы увеличить).

---

2. Первый шаг, перенос вашего дизайна на медь

Хорошо, вы хотите сделать свою собственную печатную плату: начните с покупки плат с медным покрытием, одно- или двухстороннее, в зависимости от ваших потребностей.Самая распространенная подложка — FR-4 (из стекловолокна и эпоксидной смолы), Толщина 1,6 мм (1/16 дюйма) с одним или двумя слоями меди по 35 мкм (1,4 мил): этого будет достаточно для подавляющего большинства домашних проектов. Если вас беспокоит вес или механические характеристики, существуют платы другой толщины. сила. Есть более толстые и более тонкие слои меди, если вам нужно работать с большими токами. или обеспокоены стоимостью меди. Существуют также специальные материалы подложки, которые хорошо работают с микроволнами. либо гибкие, но стандартные FR-4/1.6 мм / 35 мкм действительно подходит почти любое нормальное приложение.

Очистка печатной платы с помощью абразивной губки с мылом и водой. (нажмите, чтобы увеличить).

Если вы не используете доски с уже нанесенным фоточувствительным лаком. (см. ниже), вы хотите начать с очистки медная поверхность (и). Любая грязь, окисление, жир или отпечатки пальцев нарушат процесс травления. и вы, вероятно, в конечном итоге получите нежелательные медные пятна на вашей последней печатной плате: они не выглядят хорошо и могут замкнуть ваши следы вместе.Поэтому используйте абразивную губку с небольшим количеством средства для мытья посуды и протрите поверхность. тщательно: медь должна быть блестящей и красной. Затем вымойте его, чтобы удалить все мыло, и дайте ему высохнуть. Отныне не касайтесь меди пальцами; использовать перчатки или касайтесь только краев.

Печатная плата слева еще не очищена, правая — хорош для переноса макета. Обратите внимание на блестящую поверхность меди и на следы смазки. и окисление было удалено.(нажмите, чтобы увеличить).

Посмотрите на разницу на картинке выше: вам нужен красивый, блестящий и однородная медная поверхность, без окисления и без смазки.

---

2.1. Старый способ: прямой рисунок

Первая проблема, с которой вам придется столкнуться, — как перенести свой дизайн на медь: если у вас нет программного обеспечения САПР и вам нужна только одна печатная плата, вы можете использовать старый метод прямого рисования.Используйте перманентный маркер и нарисуйте следы прямо на меди. Одного слоя чернил недостаточно, дайте высохнуть минут 10 и перерисуйте заново. сверху, чтобы слой стал толще. Два слоя — это строгий минимум, три — безопаснее. Если чернила слишком тонкие, травитель съест медь под ним. Если вы ошиблись, вы можете соскрести лишние чернила тупым ножом.

Эти две печатные платы были нарисованы от руки, и использовалась только передача букв. для контактных площадок микросхем DIL.Следы того, что слева, залужены припоем, в основном для эстетические соображения. (нажмите, чтобы увеличить).

Вместо перманентного маркера можно также использовать лак для ногтей: один слой обычно достаточно, но это намного дороже. Для сложных и точных шаблонов, таких как отпечатки IC, вы можете использовать буквенное обозначение. передача. Это также работает для добавления текста или рисования прямых следов. И вы можете комбинировать все эти методы на одной плате.

Изображение некоторых (старых) листов для перевода писем и перманентного маркера (щелкните, чтобы увеличить).

Даже если этот метод работает, и я им давно пользуюсь, он чрезвычайно Занимает много времени, он делает только одну печатную плату, и результат выглядит нарисованным вручную.

---

2.2. Классический способ: фотоперенос

Очень хороший, но сложный метод — это фотоперенос.Для этого нужно нанести тонкий и равномерный слой фоторезистного лака. на меди (или купите печатные платы с уже нанесенным фоторезистом), распечатайте (или фотокопия) ваш макет на прозрачных пленках, выложите пленку на печатную плату и подвергать воздействию ультрафиолета в контактном копировальном аппарате в течение определенного времени, чем проявить открытый лак в проявочной ванне. Это очень похоже на аналоговую фотографию и забавно, но требует использования химикатов. и контактный УФ-копировальный аппарат. Нанести равномерный слой фоторезиста непросто и работать нужно быстро. (или в условиях низкой освещенности).Печатные платы с фоторезистом можно купить, но они дорогие. Время экспозиции очень важно, и вам каждый раз нужно проводить несколько попыток. меняете фоторезист или прозрачную пленку. Наконец, контактный копировальный аппарат тоже стоит дорого, особенно двусторонний, даже если вы построите свой собственный.

Одна из распространенных проблем этого метода заключается в том, что черные чернила на прозрачном пленка может быть недостаточно черной, что приведет к небольшому обнажению следов.Одно из решений — напечатать макет несколько раз друг над другом, снова вставляем пленку в принтер. Это увеличит толщину чернил, но выравнивание имеет решающее значение и это сделать непросто. Обычно лучше использовать другой принтер или другой пленочный материал.

После многих лет использования этого метода я решил поискать более простой метод.

---

2.3. Более простой способ: перенос тонера

Перенос тонера, на мой взгляд, самый простой и эффективный способ перенос разводки печатной платы на медь.Вам просто понадобится компьютер, лазерный принтер, немного глянцевой бумаги и утюг: скорее всего, все они у вас уже есть. Идея состоит в том, чтобы распечатать на глянцевой бумаге зеркальное изображение вашего макета, чем перенесите тонер на медь, повторно нагревая ее утюгом. Для этого действительно понадобится лазерный принтер; струйный принтер не работает.

Я использую тонкую глянцевую бумагу из модных журналов: свежий белый не нужен. бумага, так как отпечаток на журнале не смешается с тонером, но я предпочитаю страницы с тонким текстом на белом фоне с обеих сторон: избегайте детали с большими печатными областями, такими как изображения или огромные буквы.То, что уже напечатано на странице, не повредит тонеру, но позже он предотвратит попадание воды на бумагу, которую будет трудно отделить.

Вы также можете купить специальную бумагу для переноса тонера, которая дает немного лучше качественная, но глянцевая журнальная бумага работает хорошо, и она намного дешевле. Если вы не удовлетворены полученными результатами, попробуйте другой журнал.

Не касайтесь бумаги пальцами: вы не хотите смазывать поверхность.Используйте новый журнал, наденьте перчатки или касайтесь только его границ.

Пробная печать на чистом листе A4. Нарисованная от руки стрелка справа помогает правильно разместить бумагу в лотке принтера; линейка должна проверять, чтобы масштаб был точно 1: 1; в текст на печатной плате должен отображаться зеркально. (нажмите, чтобы увеличить).

Я начинаю с распечатки макета на обычной бумаге, чтобы увидеть, где он напечатан. страницу и насколько она велика, чем приклеиваю лист глянцевой бумаги на заготовку новую страницу, вставьте лазерный принтер и снова распечатайте.

Не забудьте распечатать в зеркале то, что вам нужно: когда будете переводить тонера изображение перевернется. Хорошая практика — всегда добавлять текст на печатную плату, который следует прочитать. наблюдая за медью, чтобы случайно не вытравить зеркальное отражение ваша схема … потому что это ошибка, которую очень легко сделать.

Глянцевая бумага была приклеена к новому чистому листу A4 всего за два точки клея.(нажмите, чтобы увеличить).

Используйте всего два маленьких пятна клея для бумаги. Не используйте липкую ленту, так как она расплавится от тепла лазерной печати. процесс. Не склеивайте все четыре угла; клей может сломаться, когда бумага сгибается на внутренние ролики принтера, и вы в конечном итоге застрянете в принтере. Я использую «роликовый» неперманентный клей для бумаги, но бумажный клей тоже подойдет. Вам нужно всего лишь небольшое количество.Наносите клей за пределы полезной площади вашего макета.

После печати дорожек печатной платы это будет выглядеть так. Не беспокойтесь: отпечатки на тонерной и глянцевой бумаге несовместимы. (нажмите, чтобы увеличить).

Теперь нагрейте утюг до средней температуры, вам понадобится чуть больше, чем 200 ° С. Разогрейте печатную плату на утюге в течение нескольких секунд, затем положите распечатанный глянцевый материал. бумагу на медь (тонер против меди) и равномерно надавите.Глянцевая бумага приклеится к меди. Чтобы глянцевая бумага не прилипала к утюгу, используйте кусок фотокопировальная бумага между ними.

Предварительный нагрев печатной платы на утюге. (нажмите, чтобы увеличить).

Будьте осторожны, чтобы не обжечься: утюг горячий, а печатная плата может сильно нагреться. тоже горячий. Надевайте термостойкие перчатки, подобные тем, которые вы используете на кухне. Вместо того, чтобы держать утюг в руке (поскольку он предназначен для использования), я обычно держат его в тисках вверх дном, так что это напоминает «горячий пластина », и я могу просто положить печатную плату на горячую поверхность.Это освободит обе руки.

Нанесение глянцевой бумаги тонером (лицевой стороной вниз) на горячую плату. (нажмите, чтобы увеличить).

Я использую небольшой деревянный брусок, чтобы равномерно надавливать на глянцевую бумагу. Дерево является хорошим теплоизолятором и не переносит тепло утюг к пальцам. Тем не менее, будьте осторожны.

Будьте осторожны: бумага, дерево, перчатки и другие материалы легко воспламеняются.Не оставляйте их на утюге слишком долго. На всякий случай держите под рукой огнетушитель.

Приложение давления через деревянный брусок, чтобы тонер прилип медь. (нажмите, чтобы увеличить).

Если у вас есть ламинатор, используйте его для равномерного давления. Обычно эти машины недостаточно горячие, чтобы расплавить тонер, но вы можете использовать утюгом, чтобы нагреть печатную плату / глянцевую бумагу и быстро вставить их в ламинатор для хорошего давления.Если у вас его нет, вы все равно можете обойтись только утюгом, но требуется еще немного практики.

Я модифицировал свой ламинатор, заменив термовыключатели на повысить его температуру. Тем не менее, это все еще немного холодновато, и мне все равно нужен утюг. Во избежание перегрева я отрезал верхнюю часть крышки. Это также позволяет лучше обращаться с печатной платой.

Использование (модифицированной) ламинатора для равномерного давления на вся поверхность.Необходимо несколько проходов. (нажмите, чтобы увеличить).

После переноса тонера (теперь он прилипает как к меди, так и к бумагу) пора убрать бумагу. Пока не отклеивайте: вы разрушите макет. Для этого сначала намочите бумагу в теплой мыльной воде.

Смочите глянцевую бумагу теплой мыльной водой. (нажмите, чтобы увеличить).

Несколько раз надавливайте пальцем, как если бы бумага была губкой: это заставит его впитывать больше воды.Дайте ему впитаться в течение нескольких минут, затем аккуратно снимите бумагу; тонер должна остаться на меди, а бумага должна оторваться целиком.

Слегка надавив на бумагу пальцами, чтобы она впиталась больше воды. (нажмите, чтобы увеличить).

Бумага должна легко отслаиваться, целиком. Если он остается прилипшим к печатной плате, значит, он недостаточно пропитался или вы не применили достаточное давление пальцами.

Отслаивание глянцевой бумаги. Тонер переносится на медь. Обратите внимание, что текст теперь читается. (нажмите, чтобы увеличить).

Вымойте, дайте высохнуть и осмотрите результат. По мере высыхания вы заметите, что некоторые волокна бумаги все еще прилипают к тонера, и он станет светло-серым вместо черного: это нормально, пока тонер однородный, между дорожками нет волокон.Помните, что нельзя касаться меди пальцами.

Не весь тонер переносится хорошо, поэтому мне пришлось повторно прикоснуться к некоторым участкам перманентный маркер. Теперь печатная плата готова к травлению. (нажмите, чтобы увеличить).

Если результат вас устраивает, можно приступать к травлению. Если нет, вы все равно можете немного подретушировать, поцарапав ненужные части. тупым ножом или добавлением недостающих частей перманентным маркером.Если вы недостаточно довольны, вы все равно можете удалить весь тонер, протерев абразивной губкой и начните заново; в конце концов, на данный момент вы потерял только кусок глянцевой бумаги.

---

3. Второй этап: травление меди

После того, как вы перенесли свой (позитивный) дизайн на медь, то есть у вас есть защитный слой на металле, который вы хотите сохранить, вы готовы к травлению. Есть несколько способов сделать это, наиболее распространенным для домашнего использования является железо. хлорид, но здесь я хочу объяснить альтернативный и более быстрый метод.

---

3.1. Обычные методы

3.1.1. Хлорид железа

Обычно для травления меди с печатной платы используют водный раствор трехвалентного железа. хлорид (также называемый хлорид железа (III) , F _e Cl ₃ ) используется. Работает неплохо, но ужасно медленно: свежий раствор, вероятно, протравите печатную плату примерно за 30 минут. Но по мере того, как из плат расходуется медь, травитель насыщается и менее эффективен: необходимое время может легко удвоиться после установки нескольких печатных плат.Кроме того, скорость этой реакции также зависит от температуры, чем холоднее, тем медленнее. Так как я травлю на улице (чтобы не вдыхать пары), зимой я иногда печатную плату приходилось ждать более трех часов.

Перемешивание жидкости ускорит процесс; нагревая его и бурлящий в немного воздуха тоже поможет. Некоторые люди используют аквариумное оборудование для автоматизации этих трех действий.

Хлорид железа — это темно-коричневая жидкость, которая окрашивает почти все, что на ней. прикосновений, поэтому чистка и обслуживание оборудования — очень деликатная и неприятная работа.

Во время травления необходимо следить за печатной платой: если вы оставите ее надолго в растворе начнут травиться дорожки и контактные площадки. И если вы оставите это слишком долго, вся медь исчезнет! Поэтому вам нужно периодически проверять статус, чтобы видеть, когда он готов.

3.1.2. Персульфат натрия

Отдельно стоит упомянуть персульфат натрия. (Na ₂ S ₂ O ₈ ) как классический способ травления печатной платы.Его использование и характеристики очень похожи на хлорид железа, но это прозрачная жидкость, которая по мере использования становится все более зеленой. Его преимущество заключается в том, что вы можете видеть травление вашей печатной платы. Он не оставляет пятен так плохо, как хлорид железа, но по-прежнему очень агрессивен и повредит большинство материалов, на которые он пролился, особенно ваш одежда.

---

3.2. Альтернативный способ: соляная кислота и перекись водорода

Мне было достаточно ждать, пока хлорид железа выполнит свою работу, и я был ищу альтернативы.Однажды мой друг рассказал мне свой рецепт на основе соляной кислоты. и перекись водорода: это дешево, химические вещества легко найти и протравить печатную плату примерно за 30 секунд! Да, действительно, 30 секунд.

3.2.1. Безопасность прежде всего

В этом методе используются довольно агрессивные химические вещества, и он очень хорош. идея носить защитное снаряжение: вы не хотите, чтобы эти вещи касались вашей кожи, твои глаза, твоя одежда или что-нибудь еще.Поэтому всегда надевайте защитные перчатки и защитные очки. Держите под рукой свежую воду, чтобы смыть пролитую жидкость.

Защитное снаряжение: защитные очки, пластиковый пинцет и пластиковые перчатки. (нажмите, чтобы увеличить).

Во время травления реакция довольно бурная; много пузырей выпускается, и все вокруг разливаются крошечные капельки. Вы не хотите вдыхать пары, поэтому всегда работайте на улице в вентилируемом помещении. области и не держите лицо слишком близко.Носить маску. Также имейте в виду, что этот материал будет атаковать многие металлы, такие как нержавеющая сталь: остерегайтесь близлежащих предметов, таких как раковина из нержавеющей стали, хромированный смеситель или наручные часы.

Чтобы обработать плату в растворе, я использую пластиковый пинцет, чтобы у меня не было окунуть пальцы в кислоту. Даже если бы я всегда был в перчатках, я предпочитаю держать пальцы на безопасном расстоянии.

3.2.2. Травление соляной кислотой и перекисью водорода

Для начала вам понадобятся следующие химические вещества:

• Соляная кислота (HCl) 23%
• Перекись водорода (H ₂ O ₂ ) 35% (130 об.)
• Дистиллированная вода (или обычная водопроводная вода)

Соляная кислота и перекись водорода легко доступны в оборудовании. магазины: ищите средства для чистки и ухода за бассейном.Они довольно дешевые, и с 1 литром каждого вы сможете протравить много. печатных плат. Например, для доски 10 × 4 см ² вы получите нужно около 10 мл каждого.

Соляная кислота и перекись водорода (щелкните, чтобы увеличить).

Опять же, эти химические вещества в таких концентрациях агрессивны: безопасность при износе механизм.

Раствор для травления можно использовать только один раз и его нужно приготовить непосредственно перед процесс травления.Чтобы свести к минимуму отходы, используйте пластиковый лоток, который точно соответствует той печатной плате, которую вы хотите. травить. Для небольших досок я часто использую пустые пластиковые коробки для продажи орехов или машин. винты.

Если вы используете новый лоток, вам может потребоваться узнать, сколько раствора требуется, чтобы покрыть доску: я использую шприц с простой водой для измерения сколько миллилитров мне нужно, то я опорожняю лоток перед использованием настоящего раствор для травления.

Чтобы приготовить раствор, начните с заливки шприцом 1/3 части раствора. необходимый объем с водой прямо в лоток.Я использую обычную водопроводную воду, но если у вас возникнут проблемы, используйте дистиллированную воду. вода — хорошая идея. Затем с помощью шприца добавить еще 1/3 конечного объема 23%. соляная кислота. После ополаскивания шприца пресной водой добавляю последние 1/3 35% водорода. перекисью. Всегда сразу же закрывайте бутылки с химикатами, чтобы не вдыхать пары, а также потому, что перекись самопроизвольно разлагается на кислород и вода, если оставить открытой.

Медь протравливается в соляной кислоте и водороде раствор перекиси.(нажмите, чтобы увеличить).

Эта смесь продержится всего несколько минут, поэтому вам нужно начать травление. быстро. Просто поместите печатную плату в раствор медной стороной вверх и надавите на дно. с пластиковым инструментом и часами. Для двусторонних печатных плат необходимо добавить пластиковые прокладки между печатной платой и лоток, чтобы раствор попал на нижнюю сторону.

Посмотрите фильм о травлении соляной кислотой и перекисью водорода, в реальном времени: pcb-etching-video.mp4 (8 976 701 байт, 1:33, h364, 854 × 480, 23 кадра в секунду).

Реакция почти мгновенная, довольно бурная и экзотермическая. Жидкость начинает пузыриться и становится зеленой. Реакция замедляется примерно через 30 секунд, когда вся видимая медь протравлен и печатная плата готова. Выньте печатную плату из раствора и промойте ее водопроводной водой. Будьте осторожны, потому что раствор сейчас довольно горячий. Остерегайтесь также того, что реакция замедляется, но не останавливается: если ее не удалить, вся медь на плате исчезнет через несколько минут.

Вы можете протравить только одну печатную плату раствором для травления: если вы попытаетесь протравить второй сразу после первого, раствор горячий и, следовательно, более Производительность, вторая печатная плата может исчезнуть через несколько секунд. Если вы ждете, пока раствор остынет в промежутках, ускоряющий эффект перекиси исчезнет, ​​и второй печатной плате может потребоваться несколько часов, чтобы полный. Лучше всего выбросить использованный раствор и приготовить новый для каждого Печатная плата.

Травленная печатная плата. (нажмите, чтобы увеличить).

После травления вся медь между дорожками исчезнет, ​​но вы Еще придется удалить тонер, который остался на следах. Это легко сделать, протерев печатную плату абразивной подушечкой и воды.

Удаление тонера после травления: снова просто протереть абразивный диск и немного мыльной воды.(нажмите, чтобы увеличить).

На картинке ниже показан результат процесса травления: красивый и блестящий Печатная плата готова к просверливанию и резке по размеру.

Медные следы после удаления тонера. (нажмите, чтобы увеличить).

Чтобы избавиться от раствора после травления, я храню его в герметичном контейнер, я маркирую его «HCl + H ₂ O ₂ + Cu», поэтому что я знаю, что внутри, и отнесу это в центр сбора, где я положил это с использованными красками и растворителями.В вашей стране могут быть другие правила утилизации химикатов, просто следуйте их.

3.2.3. Некоторая стехиометрия … 90 189

Нет, здесь нет настоящей стехиометрии, этот рецепт состоит из простого смешивания равных объемы воды H ₂ O, соляной кислоты HCl (23% по массе) и пероксид водорода H ₂ O ₂ (35% по массе, также известный как 130 тома). Эти соотношения не являются результатом какого-либо стехиометрического расчета; они Результат нескольких испытаний и точные суммы не очень важны.

Если вы не можете найти химикаты с такой же концентрацией, как описано в на этой странице, вот примерное содержание смеси: 100 г травильный раствор содержит 8,2 г HCl, 12,2 г H ₂ O ₂ и 79,6 г H ₂ O или, если вы предпочтительно, 0,22 моль HCl, 0,36 моль H ₂ O ₂ и 4,42 моль H ₂ O. Но, вероятно, проще попробовать разные концентрации, пока не получится хороший результат.

---

4. Третий этап: сверление и резка

Если вашей печатной плате требуются компоненты со сквозным отверстием, вам придется просверлить в ней отверстия. Я обычно делаю сверление в конце в качестве третьего шага. Но отверстия также могут помочь в выравнивании верхнего и нижнего слоев на двусторонней печати. Печатные платы, поэтому в некоторых случаях вы можете просверлить перед переносом тонера.

Мои любимые твердосплавные сверла: Ø3.2, Ø1,5 и Ø1,0 мм. (нажмите, чтобы увеличить).

Для сверления не используйте обычные сверла из быстрорежущей стали (HSS): стекло Волокно в FR-4 чрезвычайно твердое и затупит ваши инструменты уже через несколько дыры. Вместо этого используйте твердосплавные (карбид вольфрама) биты: они прослужат долго. время, но чрезвычайно хрупкие: используйте устойчивый сверлильный станок и защиту от износа очки. Также наденьте маску, потому что вы не хотите вдыхать пыль из стекловолокна.

В домашних условиях я в основном использую три разных диаметра: Ø1,0 мм. для большинства компонентов Ø1,5 мм для больших выводов некоторые тяжелые компоненты (большие электролитические конденсаторы, держатели предохранителей, клеммы блоки, …) и Ø3,2 мм для монтажных отверстий.

Сверление печатной платы роторным сверлом, установленным в стойке сверлильного станка. Даже не думайте сверлить от руки тонкой твердосплавной коронкой, они ломаются как стекло если гнуть.(нажмите, чтобы увеличить).

Для резки печатных плат вполне подходит ножовка, несмотря на твердость стекловолокно, лезвие длится достаточно долго. Вы также можете подпилить края обычным металлическим напильником, который также достаточно прочен. хорошо к твердости FR-4.

Я предпочитаю гильотинный пресс для резки печатных плат. (нажмите, чтобы увеличить).

Но на мой взгляд, лучший способ резки печатных плат — это гильотинный пресс: это дорого и с его помощью можно делать только прямые пропилы, но при этом не образуется пыли и делает хорошие разрезы в мгновение ока.Это действительно удобный инструмент, который сэкономит вам много времени. Несмотря на свою цену, если вы часто режете печатные платы, определенно стоит иметь один в вашей мастерской. Вы также можете использовать его для резки листового металла.

Готовая печатная плата, готовая к пайке. (нажмите, чтобы увеличить).

И теперь у нас есть: хорошая новая печатная плата, готовая к установке.

Некоторым людям нравится лужить следы, чтобы они не окислялись.Это не обязательно, но приятно иметь, особенно если вы планируете припаяйте вашу печатную плату позже. Для этого вы можете использовать химические вещества, и вы можете легко купить их в Интернете: они так называемые «растворы для холодного лужения». Все, что вам нужно сделать, это погрузить печатную плату в раствор на несколько секунд и промойте водой. Обычно я этого не делаю, если мне не нужно паять SMD-компоненты с мелким шагом. Когда есть время, на обычных печатных платах со сквозными отверстиями я люблю залудить следы. с моим паяльником: это, безусловно, самый неэффективный способ сделать это, но Мне нравится внешний вид печатной платы.Когда нет времени, просто оставляю голую медь: для ручной пайки небольшое окисление не проблема, флюс в припое легко избавится его в кратчайшие сроки.

Готовый полностью собранный продукт, вид с обеих сторон. (нажмите, чтобы увеличить).

---

5. Заключение

Я делаю печатные платы для своих домашних проектов с середины 80-х.Это всегда был долгий и утомительный процесс, на одну печатную плату требовалось около половины день работы. На протяжении многих лет я искал альтернативные методы, которые могли бы ускорить процесс и не требует дорогих или труднодоступных материалов. Здесь описаны два метода переноса тонера. и травление соляной кислотой позволяют производить печатная плата менее чем за полчаса, от дизайна до готовности к пайке доска. Мне лично нравится такой способ изготовления печатных плат, и я использую его довольно часто, гораздо больше. чаще, чем раньше, и я надеюсь, что вы тоже сочтете это полезным.

---

---

Протравите свою печатную плату

Узнайте, как протравить печатную плату

Коллин Каннингем

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

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

Как травить видео

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

В комплект платы для травления входят:

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

Печатная плата
Разработчик
Решение

Затем Коллин просверливает свою печатную плату, используя приведенный ниже комплект мини-сверл от Jameco.Весь процесс занимает меньше часа.

В набор мини-сверл входят:

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

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

Видео «Сделай сам» по другим схемам от Коллина:

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

Инструкции: Etch A Single-side PCB

Изготовить печатную плату очень просто; это не занимает много времени, а результаты выглядят профессионально.Прочитав это руководство и посмотрев пошаговое видео, вы сможете сделать свою собственную печатную плату в своей мастерской, используя всего несколько недорогих материалов.

Многие люди используют макетные платы и двухточечные провода, но необходимость в нескольких копиях одной и той же схемы является причиной, по которой многие отказываются от использования прототипной платы. После изготовления вашей первой печатной платы вы, возможно, больше ничего не соедините между собой!

Для вашей первой печатной платы одна из целей — сохранить схему односторонней, чтобы вы могли протравить ее с помощью одностороннего медного покрытия.Это позволит вам набраться опыта, прежде чем переходить к двусторонней печати. Если вам нужны дорожки на поверхности, просто проложите сверху несколько перемычек. Есть много полных схем, которые вы можете попробовать, как победитель конкурса «Взломай день».

Вот список материалов, которые вам понадобятся для изготовления односторонней доски. За исключением сверл с медным покрытием и сверл для печатных плат, все из этого списка легко приобрести в ближайшем магазине.

Материалы: муратовая кислота, обычная бытовая перекись водорода, защитные очки, журнальные страницы хорошего качества (размер 8 × 11), лазерный принтер, одностороннее покрытие из меди весом 1 унция, пластиковый контейнер, в который поместится плата, мягкая пластиковая щетка, одежда. утюг, разбавитель для лака, резиновые перчатки, бумажное полотенце, ножницы для олова, дрель или вращающийся инструмент, сверла для печатных плат, чистящая салфетка Scotch Brite, хорошая вентиляция, 5-галлонное пластиковое ведро с водой.

Вот как это сделать:

Распечатайте нижний боковой слой на листе бумаги из высококачественного журнала. Используйте одну фактическую страницу из журнала, чем толще и ярче журнальная бумага, тем лучше, но не используйте обложку. Вы должны использовать лазерный принтер, а не струйный. Если в вашем принтере используются картриджи с чернилами, а не картриджи с тонером, он не будет работать. Если у вас нет лазерного принтера, вы можете обойти это, распечатав на белой бумаге и используя копировальный аппарат, настроенный на самую темную настройку, чтобы скопировать макет на журнальную бумагу.Если бумага застряла в принтере, вы используете недостаточно толстую страницу журнала. Опять же, не используйте обложки журналов, так как они не работают.

Журнальные страницы используются, потому что они работают хорошо и дешево! Они работают потому, что бумага очень глянцевая и тонер плохо держится на глянцевых страницах. Печать, используемая на странице журнала, выполняется чернилами, и она не отклеивается, а тонер снимается. Тонер на самом деле представляет собой пластиковый полимер, и разные тонеры могут давать разные результаты.По нашему опыту, подлинный картридж с тонером HP использовался с большим успехом; бренд Office Max дал плохие результаты. Единственная цель тонера — защитить медь под ним от травления, вы хотите, чтобы протравились только непокрытые области.

Затем вымойте руки, чтобы удалить масло. Сведите к минимуму манипуляции после того, как страницы будут напечатаны, и не касайтесь лазерной печати пальцами; это может привести к попаданию масла на печать. Держите страницы как можно более плоскими.

Очень осторожно снимите медное покрытие с упаковки.Не прикасайтесь к медной поверхности по той же причине, что и выше. При необходимости вы можете отрезать медь по размеру с помощью ножниц для жести. Используйте чистящую салфетку Scotch Brite, чтобы аккуратно отполировать поверхность (Scotch Brite — популярная марка пластиковых чистящих губок, имитирующих стальную вату). Не используйте стальную мочалку, потому что она врежет сталь в медь. Удалите остатки пыли слегка влажной бумажной салфеткой.

Найдите твердую, очень плоскую, прочную, термостойкую поверхность. Слейте воду из утюга для одежды и установите самую высокую температуру утюга.Дайте утюгу нагреться.

Это обе стороны куска, плакированного медью. Поместите пустой стороной вниз и медной стороной вверх. Выровняйте печать / бумагу на плате, плакированной медью, так, чтобы печать была обращена к меди. Не позволяйте ему двигаться.

Плотно прижмите утюг к обратной стороне журнальной бумаги, вставив ее между плакированной медью и утюгом. Сильно надавливая, не двигая утюгом, удерживайте его в неподвижном состоянии в течение одной полной минуты. Ни в коем случае не двигайте утюг в эту минуту, а давите очень сильно!

Затем еще четыре минуты медленно перемещайте утюг, стараясь сильно надавить на бумагу, но не позволяя бумаге скользить по меди.Когда закончите, дайте доске полностью остыть, прежде чем вообще перемещать ее. Это позволит тонеру прилипнуть к меди и предотвратит ожоги.

Поместите доску в холодную воду и дайте ей впитаться в течение пяти минут. Через пять минут попробуйте отделить мокрую бумагу от доски, оставив только тонер / отпечаток с вашего лазерного принтера. На меди должен оставаться только тонер. Если бумага не отрывается легко, подождите еще немного, чтобы она впиталась в воду. При необходимости потрите пальцем всю бумагу, оставив только тонер.Ничего страшного, если к тонеру прилипло несколько лишних волокон бумаги.

Если вы обнаружите, что не все следы приставлены к медному покрытию или оно смещено, используйте разбавитель для лака и бумажное полотенце, чтобы очистить тонер от медной платы, и начните заново. Если следы выглядят хорошо, продолжайте. Однако внимательно осмотрите следы, потому что то, что вы видите сейчас, будет вашим готовым продуктом.

В хорошо проветриваемом помещении с помощью вентилятора налейте 2 стакана перекиси водорода в пластиковый контейнер.Аккуратно влейте 1 стакан соляной кислоты для получения раствора для травления. Всегда надевайте защитные очки и перчатки и не вдыхайте пары. Не используйте с этой смесью какие-либо металлические емкости, мерные чашки, раковины из нержавеющей стали или инструменты, так как эта смесь агрессивно травит металл. Кислотная безопасность, подумайте «тройной А», для «Всегда добавляйте кислоту», это все, что находится в контейнере, в конечном итоге разбрызгивается. Этот раствор для травления, хотя и изготовлен из обычных химикатов, заслуживает уважения. Это опасно для себя и окружающих, относитесь к нему с уважением.Хлорид железа — еще один распространенный раствор для травления, он не является более безопасным в использовании, оба одинаково опасны.

Поместите плату медной стороной вверх в пластиковый контейнер, заполненный травильным раствором. Аккуратно протрите доску мягкой пластиковой щеткой. Вы заметите, что медь начинает растворяться. Для растворения всей обнаженной меди требуется около 3-4 минут. Вам просто нужно следить, чтобы убедиться, что он исчез во всех областях между следами. Не оставляйте доску в смеси для травления слишком долго, так как следы растворятся под защищающим их тонером.

В резиновых перчатках достаньте плату из раствора для травления t
и осмотрите ее, чтобы убедиться, что вся открытая медь растворилась. Если это не так, вставьте доску обратно и с помощью пластмассовой щетки протрите эту область. Если он растворился, промойте доску под водой в течение одной минуты, вымыв ее начисто. Просушите доску бумажным полотенцем.

В этот момент раствор израсходован из-за растворенной в нем меди. Утилизируйте раствор, разбавив его в ведре с водой объемом 5 галлонов.При смешивании с 5-галлонным ведром воды уровень кислоты и содержание меди в пробе воды, которую мы отправили для анализа, были значительно ниже пределов испытаний (ограничения в вашем регионе могут отличаться). Вы можете дополнительно уменьшить количество меди в растворе, не травляя ненужные участки платы. Подумайте о добавлении наземных поверхностей на больших открытых площадках и использовании меньшего количества травителя при изготовлении небольших досок.

Используйте разбавитель для лака (разбавитель для краски и ацетон не работают) и бумажное полотенце, чтобы удалить весь тонер, оставшийся на поверхностях медных следов.

Лужение предотвращает окисление меди, что может затруднить пайку в будущем. При желании можно теперь залудить все следы припоем и паяльником. На самом деле это значительно упрощает сверление, поскольку помогает центрировать сверло. Обязательно счистите лишний флюс, если вы это сделаете. Вы можете использовать Tinit для химического покрытия меди. Вот другой учебник, описывающий его использование.

Просверлите все отверстия для деталей со сквозными отверстиями, используя сверло для печатных плат правильного размера и вращающийся инструмент.Просверлите большие монтажные отверстия обычным сверлом. Сверла для печатных плат сделаны из твердого сплава и предназначены для просверливания стекловолокна, которое быстро затупит стандартные сверла. Есть несколько очень распространенных размеров бит, и они часто продаются упаковками. Мы используем 0,0260 ″ для отверстий IC и 0,0310 ″ для резисторов и крышек.

Распечатайте верхний слой шелкографии на журнальной бумаге и прогладьте его на верхней стороне, используя те же процессы, что и выше. Снова бегите под воду и снимите бумагу. Теперь у вас есть идентификатор компонента вверху.

Вот другое видео, использующее, по сути, тот же метод:

Используя этот простой метод, вы можете изготавливать действительно хорошие печатные платы своей собственной схемы, и мы с нетерпением ждем, когда ваши будущие проекты, использующие этот метод, станут популярными. Ищите другие инструкции, подобные этому, в категории How-To.

Как протравить печатную плату: Часть 1

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

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

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

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

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

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

КРЕДИТ ИЗОБРАЖЕНИЯ: Altronics

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для экономии бумаги вы можете печатать доску в углу, а не в центре по умолчанию.Это позволяет печатать больше дизайнов на одном листе.

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

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

Первый шаг — подготовить необходимое оборудование, в том числе:

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

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

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

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

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

Для процесса необходимы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Теперь осталось только просверлить отверстия и заполнить печатную плату.

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

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

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

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

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

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

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

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

Печатные платы Травление | PCBCart

Мы получили много сообщений от производителей электроники с просьбами дать советы по изготовлению печатных плат. Чтобы помочь им успешно протравить печатную плату в домашних условиях, мы представляем это пошаговое руководство по травлению печатной платы в домашних условиях.

Травление печатных плат — большая тема в сообществе производителей электроники. Это то, к чему приложит руку каждый энтузиаст электроники, когда он или она войдет в мир электроники DIY. Хотя это выглядит очень простой процедурой, она требует решимости и настойчивости, поскольку в результате образуются опасные химические вещества с сильным запахом.

Вообще говоря, процедура травления печатной платы состоит из четырех основных этапов, а именно: проектирование печатной платы, воздействие света, визуализация и травление печатной платы. Первичный материал и инструменты для травления печатных плат включают травитель (мы рекомендуем зеленый травитель, он не наносит вреда окружающей среде), проявитель, две пластиковые пластины (большая и маленькая), распылитель, кисть, PMMA (5 мм). ), светочувствительную пластину и некоторые средства защиты, включая перчатки, защитные очки и фартук.

Шаг 1: спроектируйте печатную плату.

На рынке доступны любые программы для проектирования печатных плат, и у нас есть статья об обзоре программного обеспечения для проектирования печатных плат. Надеюсь, вы сможете найти программу, которая наилучшим образом соответствует вашим требованиям. Как только процесс дизайна будет завершен, вы можете распечатать его на принтере.

Затем вы можете использовать PMMA, чтобы сделать светочувствительную пластину и графику дизайна печатной платы тесно увязанными. Это очень важно, поскольку плохая стыковка приводит к плохому эффекту визуализации.

Шаг 2: Воздействие света.

Учитывая, что вы можете создать эту печатную плату дома, а приобрести специальную УФ-лампу неудобно, мы рекомендуем попробовать обычную настольную лампу. Пожалуйста, соблюдайте расстояние между светочувствительной пластиной и настольной лампой в пределах от 5 до 10 см и держите под лампой от 9 до 12 минут. В противном случае травление может быть неудачным.

Шаг 3: Визуализация

Обязательно используйте перчатки при выполнении этого шага, так как проявитель вреден для кожи человека.Используйте распылитель, чтобы распылить проявитель на печатную плату. Проявителю нужно время для реакции, нужно подождать около 30 секунд, прежде чем смахнуть его с доски. При чистке важно контролировать свою силу, слишком большая сила может разрезать линию на доске. Чистка завершена, как только все цепи будут четко отображены. Пожалуйста, не считайте само собой разумеющимся, что чем больше проявителя вы распыляете, тем четче будет изображение. Как говорится, немного ветер зажигает, много тушит огонь.Если используется слишком много проявителя, цепи могут быть полностью очищены.

Шаг 4: травление печатной платы

Изначально травитель представляет собой упаковку из белого порошка. Вы можете смешать его с 650 мл воды, чтобы он стал жидким. Во-первых, вы можете наполнить большую пластиковую тарелку кипяченой водой (100 ° C), а затем положить маленькую пластиковую тарелку с травителем внутри на поверхность горячей воды. Горячая вода используется для нагрева травителя. Максимальная температура, которую может выдержать травитель, составляет 65 ° C.Хотя температура воды составляет 100 ° C, температура, передаваемая травителю, будет правильной, поскольку способность воды рассеивать тепло достаточно велика, а площадь воды достаточно велика, а тепло передается пластиком.

Затем вы можете положить доску в травитель. Встряхните, чтобы протравить быстро. Изготовление печатной платы выполняется после фрезерования меди.

Фактически, травитель можно использовать для многих печатных плат, и мы рекомендуем вам переработать остаток травителя для следующего использования.Если объем травителя меньше 650 см3, вы можете добавить воду, но убедитесь, что общий объем не превышает 650 см3.

Когда травитель теряет свою эффективность, вам следует подумать о возрождении. Эффективность можно определить, когда цвет травителя станет темно-синим и в нем не образуются пузырьки с печатной платой. Для реанимации можно использовать своего рода агент для восстановления отработанного щелока.