Травление печатных плат: Травление плат перекисью водорода и лимонной кислотой

Содержание

Заметки для мастера - Изготовление печатной платы



 

          Альтернативные пособы травления печатных плат

 

        Для травления фольгированных материалов обычно пользуются растворами хлорного железа или азотной кислоты. Однако эти реактивы не всегда удается приобрести, к тому же они не безопасны.

        Вместе с тем существует более простой способ травления печатных плат с помощью доступных реактивов, которые продаются в хозяйственных магазинах и аптеках. Трехпроцентную перекись водорода смешивают с соляной кислотой (концентрация 10%) в соотношении 1:1, то есть поровну. Химический процесс проводят в неметаллической посуде (пластмассовой, фарфоровой, стеклянной). Причем реакция не сопровождается выделением вредных для человека газов, проходит при комнатной температуре. Окончание травления определяют визуально.

 

Пташник М.

пгт. Шумское,

Тернопольская обл.

 

        Канифоль выручит при изготовлении несложных печатных плат или в случае необходимости на скорую руку собрать простую схему.

        Растворите канифоль в спирте или одеколоне, чтобы масса равномерно стекала с заостренной палочки, которой и нанесите канифольный рисунок на фольгу с подложкой. После полного высыхания «нарисованной» таким образом дорожки погрузите монтажную плату в травильный раствор. После травления останется фольговый узор, покрытый канифолью, благодаря которой, кстати, отпадает и необходимость в дополнительном флюсе.

 

Анашенков Д.

г. Бор,

Горьковская обл.

 

        При изготовлении печатных плат радиолюбители, обычно предпочитают использовать растворы хлорного железа или азотной кислоты, однако большинству домашним умельцам из них трудно доступны. Да и к тому же эти химикаты ядовиты.

        Но существует другой способ, в силу ряда причин не получившего должного распространения – травление печатных плат в растворе поваренной соли с добавлением катализатора, роль которого выполняет медный купорос (вещество, хорошо знакомое садоводам и огородникам).

        Проблема в том, что при травлении в этом растворе по такой же технологии, как и с хлорным железом, процесс идет очень медленно, поверхность платы покрывается пленкой, препятствующей травлению. На ней осаждаются кристаллы.

        Всех этих неприятностей можно избежать, если следовать трем правилам:

1.    Раствор приготовлять только в теплой воде, нагретой до 60 – 80 градусов. Сначала нужно растворить необходимое количество соли (примерно три столовые ложки "с горкой” на пол – литра воды) тщательно перемешать, а потом уже добавить медный купорос (две столовые ложки "с горкой” на пол – литра воды). При этом необходимо использовать пластмассовые ложки, ну и сам раствор нужно размешивать неметаллическим предметом.

2.    Обеспечить подогрев раствора во время травления на уровне 60 – 70 градусов (это можно сделать при помощи мощной лампы накаливания, например на 220В – 200Вт).

         3. Обеспечить вибрацию жидкости (достаточно поставить рядом включенный электродвигатель например, положить рядом, на общий стол, включенную машинку для сверления плат).

          Травление в азотной кислоте.

 

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

        Данный способ является одним из наиболее вредных. Кроме того, что кислотой можно обжечься, при травлении выделяется ядовитый газ – окись азота. Поэтому, такой способ травления вряд ли можно признать пригодным для использовании в условиях квартиры или другого жилого помещения.

 

Снегирев И.

 

          Травление в растворе серной кислоты и перекиси водорода

 

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

        Травление платы в данном растворе происходит в течении 1 – 2 часов.

        Обращаясь с кислотой, нужно соблюдать особую осторожность.

        Способ не будет таким опасным, если вместо концентрированной кислоты использовать готовый электролит для автомобильного аккумулятора. Электролит нужно разбавить в два раза водой и добавить 5 – 6 таблеток перекиси водорода из расчета на стакан воды.

 

Снегирев И.

 

        Травление печатных плат

 

        Травление во всех случаях необходимо производить в неметаллической посуде, например в ванночке для фотопечати. При этом, плата должна быть повернута стороной со стравливаемой фольгой вниз.

        Многие радиолюбители травят платы в пакетах. Нужно взять плотный полиэтиленовый (или фелофановый) пакет без дыр, налить в него раствор и поместить плату вертикально. Затем, пакет можно подвесить на веревку с помощью бельевой прищепки. Плата в нем расположена вертикально, что обеспечивает хорошее травление с обеих сторон. Снизу, желательно подставить какую то посудину, чтобы в случае падения пакета или его повреждения едкая жидкость не вытекла на пол.

 

Снегирев И.


 

 

 

Травление печатной платы

печатную плату обычно выполняется фотолитографическим способом:

  1. Сначала на всю печатную плату наносится электропроводный слой (металлизация).
  2. Затем также по всей поверхности наносится слой фоторезиста, причем возможно использование как негативных , так и позитивных фоторезистов. Позитивный фоторезист в процессе обработки удаляется там, где он был засвечен, а негативный фоторезист остается на поверхности именно в местах засветки.
  3. На следующем этапе фоторезист засвечивается в соответствии со структурой проводящих полосок и их расположением. При использовании позитивного фоторезиста засвечиваются места, в которых слой металла должен быть удален при травлении, а в случае с негативным фоторезистом засвечиваются те участки, где должны располагаться проводящие полоски.
  4. После процесса обработки слой фоторезиста остается на поверхностях последующих проводящих полосок.
  5. Теперь выполняется травление печатной платы. Фоторезист не разрушается совсем или разрушается столь незначительно, что полностью сохраняется расположенный под ним металлический слой. Открывшиеся же после  удаления фоторезиста металлически поверхности подвергаются травлению.
    Может использоваться метод жидкостного химического или плазменного травления . Скорость травления выше при жидкостном методе. Однако, жидкостное химическое травление является изотропным, поэтому происходит подтравливание фоторезиста – металлический слой будущей проводящей полоски в незначительной мере разрушается сбоку под слоем фоторезиста. С соответствующей настройкой параметров травления плазменная обработка может быть как изотропной, так и неизотропной (см. ⇒ Ионное травление IE, ⇒ Реактивное ионное травление RIE), и это позволяет удалять металлический слой по действительно контрастному отпечатку фоторезистной маски.
  6. После травления проводящих полосок сам слой фоторезиста тоже можно удалить плазменным травлением (⇒ Плазменное удаление)

Страница не найдена - Время электроники

Кажется мы ничего не нашли. Может быть вам помогут ссылки ниже или поик?

Архивы
Архивы Выберите месяц Апрель 2021 Март 2021 Февраль 2021 Январь 2021 Декабрь 2020 Ноябрь 2020 Октябрь 2020 Сентябрь 2020 Август 2020 Июль 2020 Июнь 2020 Май 2020 Апрель 2020 Март 2020 Февраль 2020 Январь 2020 Декабрь 2019 Ноябрь 2019 Октябрь 2019 Сентябрь 2019 Август 2019 Июль 2019 Июнь 2019 Май 2019 Апрель 2019 Март 2019 Февраль 2019 Январь 2019 Декабрь 2018 Ноябрь 2018 Октябрь 2018 Сентябрь 2018 Август 2018 Июль 2018 Июнь 2018 Май 2018 Апрель 2018 Март 2018 Февраль 2018 Январь 2018 Декабрь 2017 Ноябрь 2017 Октябрь 2017 Сентябрь 2017 Август 2017 Июль 2017 Июнь 2017 Май 2017 Апрель 2017 Март 2017 Февраль 2017 Январь 2017 Декабрь 2016 Ноябрь 2016 Октябрь 2016 Сентябрь 2016 Август 2016 Июль 2016 Июнь 2016 Май 2016 Апрель 2016 Март 2016 Февраль 2016 Январь 2016 Декабрь 2015 Ноябрь 2015 Октябрь 2015 Сентябрь 2015 Август 2015 Июль 2015 Июнь 2015 Май 2015 Апрель 2015 Март 2015 Февраль 2015 Январь 2015 Декабрь 2014 Ноябрь 2014 Октябрь 2014 Сентябрь 2014 Август 2014 Июль 2014 Июнь 2014 Май 2014 Апрель 2014 Март 2014 Февраль 2014 Январь 2014 Декабрь 2013 Ноябрь 2013 Октябрь 2013 Сентябрь 2013 Август 2013 Июль 2013 Июнь 2013 Май 2013 Апрель 2013 Март 2013 Февраль 2013 Январь 2013 Декабрь 2012 Ноябрь 2012 Октябрь 2012 Сентябрь 2012 Август 2012 Июль 2012 Июнь 2012 Май 2012 Апрель 2012 Март 2012 Февраль 2012 Январь 2012 Декабрь 2011 Ноябрь 2011 Октябрь 2011 Сентябрь 2011 Август 2011 Июль 2011 Июнь 2011 Май 2011 Апрель 2011 Март 2011 Февраль 2011 Январь 2011 Декабрь 2010 Ноябрь 2010 Октябрь 2010 Сентябрь 2010 Август 2010 Июль 2010 Июнь 2010 Май 2010 Апрель 2010 Март 2010 Февраль 2010 Январь 2010 Декабрь 2009 Ноябрь 2009 Октябрь 2009 Сентябрь 2009 Август 2009 Июль 2009 Июнь 2009 Май 2009 Апрель 2009 Март 2009 Февраль 2009 Январь 2009 Декабрь 2008 Ноябрь 2008 Апрель 2008 Март 2008 Февраль 2008 Январь 2008 Декабрь 2007 Ноябрь 2007 Октябрь 2007 Сентябрь 2007

Травление печатных плат в растворе персульфата аммония

В интернете описано достаточного много способов, как можно вытравить печатную плату в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. При этом незаслуженно забывается ещё один способ травления – в растворе персульфата аммония. Он сочетает в себе высокую скорость травления, невысокую стоимость ингредиентов, удобство в проведении процесса. Персульфат аммония можно купить в магазинах радиодеталей, стоит он примерно так же, как и хлорное железо.

Он представляет собой белый порошок с лёгким химическим запахом.

Итак, как же вытравить плату в растворе персульфата аммония?


Шаг 1. Подготавливаем плату, с которой необходимо стравить медь. Дорожки можно рисовать несмываемым маркером, лаком для ногтей, либо переводить рисунок с компьютера при помощи ЛУТ, фоторезиста. Я пользуюсь лазерно-утюжной технологией.

Шаг 2. Замешиваем раствор для травления. В инструкции на баночке с химикатом указаны пропорции «250 г персульфата на 500 мл воды», однако при таких пропорциях скорость травления получается очень низкой, а расход огромным. Опытным путём я установил, что скорость травления получается максимальной, если размешивать 1 часть персульфата на 8-10 частей воды (1 : 8-10). Расход порошка при этом получается совсем небольшим. Также не помешает добавить в раствор немного поваренной соли, это положительно скажется на скорости травления. Брать персульфат аммония нужно пластиковой либо деревянной ложкой, никакого металла. Ёмкость также должна быть пластиковой.

Особенность травления плат в персульфате аммония состоит в том, что раствор должен иметь температуру более 40-ка градусов, иначе реакция не будет протекать вовсе. Поэтому воду нужно брать достаточно тёплую, чтобы она не успела остыть, пока плата травится. Перебарщивать в температурой воды также не стоит, могут отойти дорожки. Подогревать плату можно и во время процесса травления, например, на водяной бане либо с помощью самодельной электроплитки, как это делаю я.

Шаг 3. Опускаем плату в тёплый подготовленный раствор. Процесс травления начинается сразу же. Не помешает периодически покачивать плату в растворе, перемешивая его. Преимуществом персульфата аммония является то, что его раствор, в отличие от хлорного железа, остаётся прозрачным, можно наблюдать за ходом процесса не вынимая плату. Кроме того, при травлении в персульфате почти не выделяется пузырьков газа, как в растворе перекиси водорода, дорожки не отрываются, а плата не всплывает на поверхность.




Спустя 20 минут плата полностью вытравилась, теперь остаётся лишь снять тонер, просверлить отверстия, залудить. Таким образом, этот способ травления является хорошей альтернативой популярному хлорному железу и перекиси водорода.


Преимущества:
  • Высокая скорость травления.
  • Прозрачность раствора.
  • Отсутствие пузырьков.

Недостатки:
  • Необходимость подогревать раствор.
  • Персульфат аммония достаточно редкий товар в магазинах.

Процесс регенерации травящего раствора компании ELO-CHEM

Процесс травления печатных плат и регенерация травящего раствора фирмы ELO-CHEM

Процесс травления печатных плат обычно неотделим от некоторых проблем, связанных с образованием большого количества отходов, возникновением в процессе травления опасных и сложных с точки зрения утилизации соединений. Немецкая компания ELO-CHEM предложила технологию травления без подобных недостатков — травящий раствор регенерируется практически бесконечно (один раствор может работать в травильной машине до трех лет).

Процесс регенерации травящего раствора компании ELO-CHEM, реализованный на установке EZ-3000, содержит два цикла, протекающих физически раздельно друг от друга:

  • В первом цикле происходит постоянное восстановление травильного раствора (регенерация 1).
  • Во втором цикле происходит электролитическое восстановление меди из отработанного травильного раствора (регенерация 2).
Регенерация травильного раствора

Во время травления происходит химический процесс восстановления двухвалентного тетрааминового комплекса меди до одновалентного. Металлическая медь окисляется и растворяется в щелочном растворе. Одновалентные ионы меди благодаря подаче кислорода проходят процесс повторного окисления до двухвалентных ионов меди, что позволяет использовать относительно небольшое количество травильного раствора в замкнутом цикле.

Необходимый для процесса окисления кислород поступает в травильную установку с воздухом при помощи двух инжекторных насосов. Оборудование устроено таким образом, что воздух сначала пропускается через электролизер, в котором он увлекает за собой образовавшиеся во время электролиза газы — кислород и аммиак.

Применяемый компанией ELO-CHEM специальный травильный раствор CTS-Recycling-Etch принципиально соответствует известным травильным веществам на основе аммиака. Однако используемый обычно хлорид меди заменен здесь на сульфат меди. Хотя это и влечет за собой уменьшение скорости травления, но дает возможность осуществления прямого электролиза травильного вещества, во время которого не выделяется газообразный хлор. Потеря скорости почти полностью компенсируется благодаря присадке ELO-Fast 40.

Регенерация травильного вещества — электролиз меди

В модуле регенерации установки EZ-3000 часть травильного раствора, содержащего одновалентные ионы меди, направляется к модулю электролиза. Там медь осаждается на катоде и снижает уровень содержания меди в растворе. Осаженную с помощью электролиза медь можно легко извлечь с электродов в виде листа металлической меди после автоматического выключения модуля регенерации. Образовавшиеся на аноде газы (кислород и аммиак) удаляются из электролизера и подаются обратно в травильный раствор для поддержания процесса обратного окисления меди.

Оба цикла отделены друг от друга в пространственном отношении и протекают независимо друг от друга. Однако, процессы травления и регенерации меди логически связаны между собой.

Координация циклов посредством измерения плотности

Совместное протекание регенерации I и II координируется двумя измерителями плотности. Устройство измерения плотности регенерации I контролирует плотность травильного раствора на данный момент времени. Как только заданное значение плотности в травильной машине повышается, автоматически включается регенерация II (электролиз).

Второе устройство измерения плотности контролирует уровень концентрации меди в травильном растворе в электролизере. Уровень концентрации меди во время электролиза снижается. Если значение плотности в электролизере стало ниже заданного, то открывается магнитный клапан, который пропускает травильный раствор из травильной машины в электролизер. Вследствие этого уровень концентрации меди в электролизере снова становится выше заданного значения. Травильный раствор, который был подан, немного повышает уровень жидкости в электролизере, отчего восстановленный травильный раствор переливается из электролизера в травильную машину. Перелитый обратно травильный раствор снижает уровень содержания меди в травильной машине.

Совместное протекание процессов измерения плотности, повышение уровня концентрации меди в электролизере и разбавление травильного вещества в травильной машине происходит до тех пор, пока идет процесс регенерации всей меди из отработанного раствора травления. Если констатируется, что установленное значение плотности в травильной машине стало ниже заданного, электролиз автоматически выключается. Итак, электролиз происходит только тогда, когда это необходимо для ликвидации повышенного уровня концентрации меди в травильной машине.

Установка регенерации меди EZ-3000 фирмы ELO-CHEM состоит из следующих частей:

  • Модуль регенерации травильного раствора: циркуляционный насос, 2 инжекторных насоса, устройство измерения плотности, устройство контроля значения уровня рН и фильтрация — байпас.
  • Модуль регенерации меди: электролизер с циркуляционным насосом, система подачи охлаждающей воды с регулированием температуры, система контроля уровня, система измерения тока электролизера, предохранительный термостат для травильного раствора и контактные выводы для электродов, предохранительный выключатель на крышке электролизера, система вытяжки газов и устройство для обогрева во время пауз в работе.
  • Шкаф управления: Шкаф управления содержит блок управления, трансформатор и выпрямитель. В него встроены индикаторы для контроля температуры травильного раствора в электролизере, значения уровня рН и тока электролиза, а также расположены световые индикаторы, предназначенные для контроля процесса и отображения неисправностей.

Мощность модулей регенерации EZ-3000 компании ELO-CHEM — приблизительно 2, 5 килограмма меди в час. (Мощность установки с несколькими модулями EZ-3000 больше на соответствующую величину.) При очень больших объемах травления целесообразно применение буферной системы, позволяющей равномерно проводить восстановление раствора и обходиться меньшим количеством модулей.

За счет жестко поддерживаемых параметров травления система с травильным раствором на основе сульфата меди заменяет широко распространенные щелочные и кислые растворы травления на основе хлорида меди и позволяет одновременно травить платы, изготавливаемые как по позитивному, так и по негативному методам.

Монтаж установки EZ-3000 прост: система подключается к отстойнику травильной машины и не требует ее дополнительной переделки. Один или несколько модулей EZ-3000 компании ELO-CHEM будут связаны в закрытом цикле с вашей травильной установкой посредством двух трубопроводов. Травильная установка и модули регенерации могут быть отделены друг от друга в пространстве — их можно устанавливать в разных помещениях или на разных этажах.

Таким образом, установка EZ-3000 компании ELO-CHEM позволяет при травлении достигать следующих результатов:

  • использование одного раствора в замкнутом цикле;
  • возможность обработки печатных плат с любым типом пленочного фоторезиста и ПОС на одной травильный установке, благодаря точному поддержанию pH+0,1;
  • возможность получения меди в виде пластин;
  • регенерация травильного раствора с помощью кислорода воздуха;
  • восстановление меди вследствие прямого электролиза травильного раствора;
  • компактный дизайн модульной конструкции;
  • простое подсоединение к существующей установке или к новым травильным установкам;
  • отсутствие отходов;
  • полная автоматизация процесса регенерации.
Вернуться к разделу "Технологии"

Травление печатных плат | Volt-info

После того, как наша печатная плата «нарисована», её нужно вытравить.

Для химического травления плат есть два вида химических реактивов, которые чаще всего используются в практике радиолюбителей:

  • Водный раствор хлорного железа;

  • Водный раствор смеси медного купороса с поваренной солью.

Хлорное железо продаётся практически в любом радиолюбительском магазине. Если в вашей местности таковых магазинов нет, и хлорное железо больше негде достать, используем второй вариант — идём в хозяйственный магазин и покупаем медный купорос и поваренную соль.

Для приготовления необходимого количества смеси по второму варианту, необходимо смешать 1 часть медного купороса и 4 части поваренной соли.

Кристаллы имеющегося реактива растворяем в воде. Практика показала, что чем больше концентрация раствора, тем быстрей проходит травление.

Для травления платы, не имея специального инвентаря и приспособлений, берётся подходящая посудина, наливается в неё подготовленный раствор. К плате привязывается нитка или нечто подобное, что бы мы могли её выудить из раствора по окончании процесса травления. Кроме того, во время травления на поверхности платы будет образовываться осадок. Для ускорения травления платы этот осадок необходимо периодически удалять с поверхности. Делать это можно, побалтывая плату в растворе с помощью той же привязанной к ней нити. Когда процесс закончен — Вы поймёте сами. По завершении на печатной плате отчётливо просматриваются вытравленные области и оставшиеся токоведущие дорожки. После плата тщательно промывается проточной водой. Лак с дорожек стирается подходящим растворителем.

В общем, готово.

Добавлю по опыту, травить плату «голыми руками» немного канительно. Для облегчения, ускорения и повышения качества химического травления платы можно использовать одно простое, но весьма полезное приспособление — ванна для травления.

Способы самостоятельного травления печатных плат

Рецепты растворов и способы травления печатных плат для самодельных радиоэлектронных устройств.

Травление в растворе серной кислоты и перекиси водорода

В воду осторожно вливают концентрированную серную кислоту из расчета 20-30 мл на стакан воды. Затем туда добавляют 5-6 таблеток перекиси водорода. Размешивают неметаллическим предметом до растворения таблеток. Травление платы в данном растворе происходит в течение 1-2 часов. Обращаясь с кислотой нужно соблюдать особую осторожность.

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

Травление в растворе азотной кислоты

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

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

Травление в растворе смеси поваренной соли и медного купороса

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

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

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

Травление происходит в поваренной соли, а медный купорос выступает в качестве катализатора. Травление в таком растворе происходит очень медленно, и может достигать 10 часов. Ускорить процесс можно подогревая ванночку с раствором до температуры 60-70°С, например, с помощью электролампы.

Кроме того, очень неплохо как-то активировить перемешивание жидкости. Можно ванночку укрепить на, допустим, куске фанеры, а фанеру поставить на мягких резиновых ножках. Затем на фанеру возле ванночки прикрепить бор-машинку, в которую вместо сверла вставить согнутый болт или гвоздь. И включить.

Вибрация от бор-машинки с таким эксцентриком будет достаточно активно раскачивать ванночку и ускорит процесс травления в несколько раз.

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

В завершение

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

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

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

Снегирев И. РК-2017-02.

Фритцинг

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

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

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

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

Безопасность

Так как работа связана с опасными химическими веществами и электроинструментом - необходимо принять необходимые меры безопасности:

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

Маскировка

Есть разные способы изготовления маски.Опишем два простых метода:

Метод A: Прямой перенос тонера

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

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

Метод B: Фоторезистивные ламинаты (рекомендуется
, )

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

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

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


Маска печатная на фольге

Размещение маски в рамке УФ-изображения

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


Офорт

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

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

Чтобы избавиться от нежелательной меди, выполните следующие шаги травления:

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


Бурение

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

Поздравляем! Ваша печатная плата готова!

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

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

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 программного обеспечения CAD, 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 выполнить механическую работу, например, сверлить или резать.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. Шаг первый, перенос вашего дизайна на медь

Хорошо, вы хотите сделать свою собственную печатную плату: начните с покупки плат с медным покрытием, одно- или двустороннее, 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.


Очистите печатную плату 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 жидким мылом 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, отсутствие окисления и 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. перевод. Это также работает для добавления текста или рисования прямых следов. И вы можете комбинировать все эти методы на одной плате.


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

Даже если этот метод работает, и я им давно пользуюсь, он чрезвычайно Занимает много времени, 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).Можно купить печатные платы с фоторезистом, но они дорогие. Время выдержки весьма критично, и вам придется каждый раз 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, в результате чего следы будут слегка видны.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 формата А4. Нарисованная от руки стрелка справа помогает правильно разместить бумагу в лотке принтера; линейка должна проверять, чтобы масштаб был ровно 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 понадобится совсем немного.Наносите клей за пределы полезной площади вашего макета.


После печати дорожек печатной платы это будет выглядеть следующим образом. 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 будет прилипать 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. Древесина 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.


Придавите 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 оставаться 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 на 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 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

Во-первых, 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 для увеличения).

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, используемые 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 необходимый объем с водой прямо в лоток.Я использую обычную водопроводную воду, но если у вас возникнут проблемы, используйте дистиллированную 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 прекращается: 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 вода.


Удаление тонера после травления: опять же просто протирание абразивный диск и немного мыльной воды.(нажмите, чтобы увеличить).

На картинке ниже показан результат процесса травления: красивый и блестящий Печатная плата готова к сверлению 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 ...

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 погнулось.(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 резать печатные платы - это гильотинный пресс: это дорого и может делать только прямые пропилы, но при этом не образует 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. И 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 двух 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 захватывающими 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 лазерной печати прозрачных пленок 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 комплект сверл Mini Drill Bit Kit от Jameco, указанный ниже.Весь процесс занимает меньше часа.

В комплект мини-сверла входят:

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


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

Видео «Сделай сам» по другим схемам от Коллина:

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

Этапы процесса травления печатной платы и видео с практическими рекомендациями

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

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

Процесс травления печатных плат

Протравить небольшое количество простых печатных плат самостоятельно дома - это легко и весело.

1.Преимущества протравливания печатной платы самостоятельно:

  • Нет MOQ - вы можете изготавливать независимо от того, сколько частей печатных плат вы хотите

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

  • Это действительно весело и полезно для любителей

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

2. Некоторые проблемы при травлении:

  • Существует риск травм из-за задействованных химикатов

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

  • У вас могут возникнуть проблемы с утилизацией 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

Мокрое травление печатных плат кислотными и щелочными методами

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

В этой статье мы обсудим следующее:

Что такое травление печатной платы?

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

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

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

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

Методы влажного травления печатных плат

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

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

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

У обоих методов есть свои плюсы и минусы.

Процесс кислотного травления

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

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

Поднутрения травлением

Травление хлоридом меди

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

Максимальная скорость травления из системы хлорида меди достигается за счет комбинации систем хлорид меди-хлорид натрия-HCl. Эта комбинация дает максимальную скорость травления 55 секунд для 1 унции меди при 130 ° F. Следовательно, этот тип травления используется для травления внутренних слоев тонких линий

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

Травление хлоридом железа

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

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

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

Процесс щелочного травления

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

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

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

Прочтите нашу статью: Как добиться идеальной пайки печатной платы

Параметры, определяющие качество травителей

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

  • Baumé
  • Температура
  • Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП)
  • Химические добавки (Свободная кислота)
  • pH

Baumé (Bé)

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

Уравнение для расчета Боме (Bé) травителя

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

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

Температура

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

Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП)

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

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

Добавление химических добавок (свободная кислота)

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

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

Значение pH

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

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

Параметры для различных травителей указаны ниже:

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

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

Непрерывное травление и регенерация

Непрерывное травление - это метод, используемый для промышленного травления печатных плат, который использует автоматизированную контролируемую подачу травителя. Параметры, которые будут контролироваться в таких системах, - это удельный вес или плотность травителя.

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

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

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

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

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

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

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

СКАЧАТЬ РУКОВОДСТВО ПО DFM:

Составьте предложение и закажите печатные платы онлайн с помощью наших инструментов САМООБСЛУЖИВАНИЯ для печатных плат всего за несколько минут.

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

Для этого проекта, в частности, требуются светодиоды, резисторы, переключатель 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 проектировать 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 компонентов будет проходить через 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

Для завершения своего проекта 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 - инженер-электрик, работает в компании Hallam-ICS с 2015 года. Он выпускник Университета штата Северная Каролина и является частью нашей команды в Северной Каролине. Ему действительно нравится принимать вызовы.

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 дугового разряда, ввода в эксплуатацию и проверки.Наши офисы расположены в Массачусетс , Коннектикут , Нью-Йорк , Вермонте и Северная Каролина , и наши проекты охватывают весь мир.


Советы по травлению печатной платы и руководства по травлению печатной платы

Вы до сих пор искали скрытые секреты травления печатных плат? Вы действительно попали в нужное место; мы проведем вас через всю картину офорта.

Как вы, возможно, знаете, травление PCB вращается вокруг метода вычитания, используемого при производстве печатных плат.

В этом руководстве мы подробно расскажем о ручке, кислоте, наборе, растворе, процессе, машине и т. Д., Используемых при травлении печатных плат. После того, как вы успешно изучите это руководство, мы укажем вам идеальное место, где вы можете получить материалы для печатных плат. А теперь перейдем к делу.

Травление печатной платы

1.1 Что такое травление печатной платы?

Травление печатной платы просто определяется как избирательное удаление материала с поверхности печатной платы с помощью химического воздействия травителя. Травление обычно влечет за собой удаление медных участков, которые не нужны на готовой печатной плате. Процесс травления можно осуществить, поместив покрытие, которое может экранировать части ламината и тем самым исключить слой меди. Травление печатной платы - это простая и экономичная процедура, которую можно проводить дома или в лаборатории.

1.2 Ручка для травления печатных плат

Ручка для травления печатных плат больше похожа на водонепроницаемую ручку с перманентными чернилами. Чернила, содержащиеся в ручке для травления PBC, обладают свойствами, стойкими к травлению. Ручка имеет нейлоновый наконечник, что позволяет быстро изготавливать печатные платы. Примером может служить его использование на медной печатной плате; Схемы можно нарисовать на простом медном ламинате, а затем протравить в растворах хлористого железа или травителя, дать высохнуть в течение нескольких минут, затем погрузите плату в жидкость для травления, пока вы не убедитесь, что медь растворилась.После травления чернила можно удалить с помощью чистящей жидкости или очистителя печатных плат. После того, как эти процессы были успешно выполнены, печатная плата готова к сверлению и сборке.

1.3 Кислота для травления печатных плат

Химикаты для травления печатных плат, используемые в промышленности

Здесь, в этом разделе, wne пройдет через

1.4 Печатная плата для травления меди

Чтобы избавиться от нежелательной меди с плакированных медью подложек для формирования электронных схем, обсуждаются два метода.Они включают;

Механическое травление : при механическом травлении используются специальный резак и станок для удаления узкой полоски меди на границе каждой контактной площадки и следа. При этом элементы схемы электрически отделены от остальной фольги.

Химическое травление : химическое травление зависит от активности агрессивной жидкости по химическому разложению нежелательной меди для прояснения желаемой схемы.В этом процессе химического травления травление обычно выполняется путем полного погружения платы в химикат; резист травления, используемый для защиты желаемой меди от травителя.

Набор для травления печатной платы

Набор для травления печатной платы состоит из различных инструментов (сочетающих подходящие материалы с химическими веществами), которые можно использовать при изготовлении печатной платы от нуля до завершения. Теперь, когда вы знакомы с основами проектирования печатных плат, начинающим часто бывает трудно выбрать подходящие инструменты для травления для изготовления своей печатной платы.Единственная разница, которую можно сделать с помощью инструментов, - это выбрать лучшее из множества доступных на рынке.

Хотя после объединения инструментов и химикатов это может не дать идеального результата, потому что химические вещества могут быть не в сбалансированном соотношении или материалы могут не подходить друг к другу идеально. Трудно достать маленькие сверла для проделывания отверстий в печатной плате, и по этой причине в комплект для травления печатной платы входят необходимые сверла. В комплект для травления печатных плат некоторых стартеров входит небольшой сверлильный двигатель постоянного тока, который можно использовать для проделывания отверстий.Соотношение количества материала должно быть тщательно выбрано, чтобы избежать ненужных компонентов. Со временем навыки изготовления печатных плат могут быть усовершенствованы.

Раствор для травления печатных плат

Когда мы говорим о самом дешевом и доступном решении для травления печатных плат, мы имеем в виду хлорид железа. Хлорид железа доступен в форме жидкости или в концентрированной форме, которую затем необходимо разбавить. Когда используется этот раствор, погрузите вашу печатную плату в жидкость, подождите немного и проверьте, насколько далеко она зашла.

Хотя нагрев жидкости может оказаться большим подспорьем, это не обязательно. Хлорид железа дешев, но его нельзя использовать повторно, а также он не экологически безопасен. Поэтому после использования важно правильно утилизировать его на свалке.

Другим решением является персульфат аммония, который доступен для травления меди PBC и часто используется для травления печатных плат. Персульфат аммония - это порошкообразное вещество, которое требует добавления воды для превращения его в раствор.Чтобы обеспечить эффективное травление меди, раствор необходимо поддерживать в горячем состоянии; персульфат аммония разлагается при нагревании.

По этой причине необходимо обязательно добавлять новый раствор каждый раз, когда необходимо протравить медь, и следует соблюдать правила безопасного обращения с химическим веществом. Опасный эффект персульфата аммония заключается в том, что он может вызывать раздражение кожи.

Материалы, необходимые для травления персульфатом аммония, включают: Химические очки, перчатки, маска, стеклянные емкости, дистиллированная вода, весы, пластиковая ложка, персульфат аммония, стеклянная палочка для перемешивания.

Процесс травления печатной платы

Процесс травления включает в себя аккуратное нанесение рисунка на металл с помощью материала, который может противостоять растворяющему действию кислоты. Металлы защищены в областях, где применяется этот резист, и протравлены в областях, где они не вызывают выпуклого рисунка. В этой статье для описания процесса травления будет использоваться бумага «прессование и отслаивание» (бумага PNP).

Бумага PNP представляет собой универсальный резист и разновидность синей ацетатной пленки.У бумаги две стороны, одна сторона блестящая, а другая - матовая, матовая сторона используется для переноса узоров или изображений на металл. Рисунок будет передаваться как зеркальное отображение, поэтому, если направление рисунка является существенным или включает в себя буквы, может потребоваться сначала скопировать рисунок, чтобы очистить ацетат, и перевернуть его, чтобы он был перевернут на бумаге PnP.

4.1 Материалы, используемые в качестве резиста

Для сопротивления могут использоваться различные материалы, в том числе:

Черный перманентный маркер и резиновые штампы

Буквы, наклейки на шнурках и т. Д.

Также у нас есть традиционные виды резиста, к ним относятся:

1. лак

2. шеллак

3. Лак для ногтей

4.Лента электрическая

5. краска

6. Контактная бумага

7. асфальт

8. резиновый цемент

Материалы, необходимые для травления печатных плат, будут выделены, и важно отметить, что наличие материалов для работы может привести к более эффективному положительному результату.Материалы включают:

1. Хлорид железа

2.ПнП бумага

3. ножницы по металлу

4. Пила ювелиров

5.Лазерный принтер или копировальный аппарат с углеродным тонером

6. латунь, медь или никель для травления калибра 18, 20 или 22

7. спирт

8. Железо

9.Теплостойкая поверхность

10. Мочалки

11. Черный перманентный маркер

12. наждачная бумага

13.Лак для ногтей

14. покупка печатных плат, разные вещи могут вас запутать. Если вы собираетесь приобрести одностороннюю печатную плату, двустороннюю печатную плату или любой другой тип печатной платы, вы можете связаться с paper

15. нитриловые перчатки

16. Пенопласт, 1 дюйм. толстый

17. Скотч двусторонний

18. Стеклянная тарелка или одноразовый пластиковый контейнер, минимум 6 дюймов (15,2 см) квадрат

19. Защитные очки и респиратор от пыли

20.Апрон

21.Пищевая сода

22. Ацетат

23. Щетка для латуни

4.2 Шаги, связанные с процессом травления печатной платы

1 : Перенесите свой дизайн на бумагу «прессование и отслаивание»

Здесь предпочтительный дизайн переносится на матовую сторону бумаги PNP с помощью копировального аппарата. Копировальный аппарат настроен таким образом, что получается самое темное изображение без смазывания четких участков. Ксерокопированный рисунок или изображение будет служить резистом на металле.Идеальное тепло, необходимое для переноса рисунков или изображений с помощью бумаги PNP, определяется чуть ниже температуры, при которой защитная пленка на бумаге PNP начинает деформироваться или разрушаться под давлением, и в связи с этим важно провести предварительное испытание утюгом, поскольку они различаются по температуре. При переносе выкройки на металл целесообразнее использовать набор утюга на один или два ниже максимума.

2 : Обрезать металл

Часто используется ювелирная пила или ножницы по металлу, чтобы разрезать металл, чтобы он почти соответствовал изображению или дизайну.Убедитесь, что металл ровный, и очистите его поверхность наждачной бумагой или мочалкой. Промойте водой, просушите и протрите поверхность металла спиртом непосредственно перед прикреплением бумаги PNP и убедитесь, что вы держите металл за края при выполнении этой операции.

3 : Нанесите PNP

При резке металла следите за тем, чтобы он не ложился идеально по выкройке, но обязательно оставьте металлическую кайму около 6,5 мм вокруг выкройки. Вырежьте узор или изображение из бумаги PNP и поместите металл на термостойкую поверхность.Поместите бумагу PnP на металл матовой стороной вниз и нагрейте всю поверхность утюгом. Во время этого процесса медная пластина сильно нагревается, открывая изображение через пленочную основу бумаги.

4 : Отделите бумагу PnP от металла

Подождите некоторое время, пока металл не остынет, отделите бумагу PnP от металла и будьте достаточно внимательны, чтобы сделать вывод о том, что узор перенесся правильно; в противном случае верните бумагу PnP на свое место и снова нагрейте, пока вы не будете удовлетворены результат.

5 : Приготовьтесь к травлению

Хотите узнать больше о дефектах и ​​возможных решениях проблем с печатной платой? контактной бумагой, закройте обратную сторону металла и покройте края, чтобы предотвратить их травление. Сопротивление, как лак для ногтей, и т. Д. Можно использовать. Возьмите кусок пенополистирола, также известного как пенополистирол, и прикрепите его к задней части металла с помощью двусторонней ленты. Убедитесь, что помещение хорошо вентилируется, и на протяжении всего процесса вы должны быть в фартуке, защитных очках и перчатках.

6 : Протравить металл

Налейте достаточное количество хлорида железа в пластиковый контейнер для облегчения всплытия металла, осторожно встряхните пластиковый контейнер, накройте контейнер и оставьте металл на несколько часов. Неглубокое травление может быть достигнуто за минуты, обычно за 35-45 минут.

7 : Снимите резист PnP и очистите металл

Избегайте удаления металла с хлористого железа голыми руками, лучше наденьте нитриловые перчатки или пластиковые щипцы при выполнении этого процесса.Чтобы нейтрализовать хлорное железо, погрузите металлическую пластину в раствор из 2 стаканов воды на четверть стакана пищевой соды. Промыть чистой водой и снять ленту. PnP следует удалить с помощью губки для мытья посуды и ацетона, а затем нанести последний удар латунной щеткой и мыльной водой.

Травление печатной платы своими руками

К преимуществам травления печатных плат относится долговечность и относительная простота подключения. В процессе травления медь удаляется с участков платы, за исключением участков, где присутствуют проводные соединения.Первым шагом после получения полного материала является знание того, как проектировать печатную плату. Вы можете спроектировать свою печатную плату с помощью Eagle, выполнить необходимые операции на вашем компьютере (удалить лишние детали с платы.

Выберите параметр слоя и снимите флажки со всех необязательных полей, таких как место, имя, происхождение. Значения. Теперь экспортируйте файл платы как изображение. Для этого откройте доску в орле, а затем перейдите в меню «Файл»> «Экспорт»> «Изображение». Выберите монохромный вариант и сохраните изображение) и распечатайте печатную плату на лазерном принтере.Далее следуют другие операции, такие как травление, сверление и пайка, а затем вы проверяете.

Процесс лазерного травления печатных плат

У вас мало выбора, когда вы делаете печатную плату на заказ; вы можете решить спаять что-нибудь самостоятельно с помощью перфорированной платы или найти время, чтобы довольствоваться печатной платой. Мы обсуждали использование лазера мощностью 40 Вт для выжигания краски, обнаруживая медь, которая теперь удалена. При первом подходе доска покрывается отдельными слоями черной аэрозольной краски, и дается достаточно времени, чтобы она полностью высохла.

Когда лазерный процесс завершен, для его травления используется хлорид железа. Отверстия, образовавшиеся в меди в процессе травления, теперь можно вырезать с помощью лазера. Этот процесс намного быстрее при работе с химическим травителем по сравнению с процессом фоторезиста.

Машина для травления печатных плат

Станок для лазерного травления печатных плат может использоваться для удаления любого ненужного материала с печатной платы в процессе травления. Вы можете сделать это, просто распылите на участки, которые нужно удалить, и с помощью машины для травления печатной платы удалите ненужные участки.

7.1: Станок для лазерного травления печатных плат

Обратите внимание, что большинство лазерных граверов используют для печати векторные файлы. Однако, прежде чем вы начнете печатать, вам нужно придумать правильную схему ваших компонентов и построить трассировки. Затем следует использовать станок для травления печатных плат, чтобы вырезать все, что, по вашему мнению, не является частью следа. Чтобы лазер мог вырезать все остальное, кроме следа, рекомендуется сделать фон черным, если ваша доска белая. Было бы полезно, если бы вы затем нарисовали 1.Линии 5pt, которые представляют собой самые маленькие линии, которые вы можете нарисовать на плате для травления. В случае, если вы делаете двухстороннюю доску, убедитесь, что все выровнено, и постарайтесь действовать эффективно.

Использование лазера дает прекрасные результаты, но вы, возможно, не готовы протравить плату. Убедитесь, что любые остатки краски, оставшиеся на меди, протравлены, иначе они не позволят раствору протравить плату. Чтобы удалить краску, вам может потребоваться смочить ватную палочку изопропилом или этилом и распределить ее по обнаженной меди.Помогает полировать медь и подготавливает ее к травлению. Вы можете использовать растворитель для краски или ксилол, чтобы удалить стойкую черную краску с доски. Это оставляет вам блестящую схему, готовую к травлению.

Теперь у печатных плат есть широкий спектр применения. Следовательно, требуется, чтобы они были соответствующим образом помечены, если вы хотите, чтобы они оставались эффективными. Лазерная маркировка облегчает вашу работу. Он не требует использования химикатов или красок и позволит вам последовательно маркировать доску и упростить травление.

7.2: Машина для автоматического травления печатных плат

Машина для травления печатных плат была изобретена, чтобы помочь в процессе травления путем наиболее эффективного и действенного растворения печатных плат. С этой машиной вам больше не нужно растворять печатную плату вручную, перемещая емкость с растворителем. Для травления печатной платы вручную потребовалось использование HCL и воды. Затем печатную плату следует положить на лоток или в сосуд для травления. К сожалению, этот процесс идет медленно и может привести к авариям и разливам. В некоторых случаях желаемая печатная плата может быть повреждена

Именно на этой основе был изобретен растворитель для печатных плат, который может помочь растворить медь в печатных платах.Машина для травления печатных плат работает, перемещая подготовленный раствор травителя через аэрацию, чтобы ускорить травление печатной платы. Машина работает в зависимости от размера вашей печатной платы. Машина способна травить десять штук печатных плат в час. По сравнению с тем, что может быть достигнуто, а именно 6 печатных плат в час, мы заключаем, что PEM более эффективен и увеличивает производство печатных плат. Кроме того, машина заряжает травильный раствор, который опасен при вдыхании.

7.3: Машина для травления печатных плат своими руками

Сборка ваших травильных машин поможет вам сэкономить деньги и время.Вы можете построить его, используя контейнер для моющего средства длиной 25 см, шириной 13 и высотой 6 см. Затем вам нужно будет использовать нож, чтобы вырезать область, где вам нужно будет разместить печатную плату. Для достижения наилучших результатов вам может потребоваться оставить немного места на краю контейнера. Это важно, так как предотвращает выливание раствора для травления.

Использование этого метода позволяет использовать наименьшее количество хлорида железа. Для печатной платы размером 9 см x 7 см вам понадобится одна чайная ложка хлорида железа, которую следует разбавить 70 мл воды.Он образует травильный раствор, который можно использовать для травления любой печатной платы, если она полностью погружена в воду.

Конструирование системы моторного привода

Это самая сложная часть, но она проста, если вы следуете следующим советам.

Во-первых, все, что вам нужно сделать, это купить деревянный брус у местного оборудования. Отрежьте его до необходимого размера и сделайте опорную балку. Закрепите двигатель на балке и основании. Отрежьте еще один деревянный брус длиной 15 см и прибейте его к краю ящика.Он фиксирует двигатель на месте. Устанавливаемый двигатель должен быть 12 В постоянного тока с умеренной скоростью, которой можно легко управлять. Вам может понадобиться автомобильный стеклоподъемник, чтобы управлять машиной. Используйте винты, чтобы удерживать стеклоподъемник автомобиля и шестерни на месте. Конечный продукт будет выглядеть, как показано ниже.

Затем вы можете добавить таймер и стопорный выключатель, которые позволят вам управлять печатной платой и помочь ей остановиться в заранее заданном положении. Это позволяет вам оставить машину делать свою работу и остановиться в заданное время.

Дисплей процесса травления печатной платы

Заключение

Вроде серьезно! Офорт может стать неприятным, если вы не знаете, как с ним справиться, и я считаю, что с этим руководством вы уже кое-что поняли. Можно протравить сразу несколько схем; схемы могут быть очень компактными, идентичное травление приводит к идентичным схемам, вот некоторые полезные преимущества травления печатной платы. Однако чрезмерное травление может произойти в результате дисбаланса соотношения травления меди, которое требуется по всей плате, но эту проблему можно решить, добавив воровство, чтобы сбалансировать его и уменьшить количество используемого травителя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *