Травлення друкованої плати дешевий спосіб. Травлення плат перекисом водню та лимонною кислотою

Таїті!.. Таїті!..
Не були ми ні на якому Таїті!
Нас і тут добре годують!
© Кіт з мультика

Вступ із відступом

Як у побутових та лабораторних умовах робили плати раніше? Способів було кілька, наприклад:

малювали майбутні провідники рейсфедерами;
гравірували та різали різаками;
наклеювали скотч або ізоленту, потім малюнок вирізали скальпелем;
виготовляли найпростіші трафарети з наступним нанесенням малюнка за допомогою аерографа.

Елементи, що бракували, домальовували рейсфедерами і ретушували скальпелем.

Це був тривалий і трудомісткий процес, що вимагав від «рисувальника» незвичайних художніх здібностей та акуратності. Товщина ліній важко укладалася в 0,8 мм, точність повторення була ніяка, кожну плату потрібно було малювати окремо, що сильно стримувало випуск навіть дуже маленької партії. друкованих плат(далі ПП).

Що ми маємо сьогодні?

Прогрес не стоїть на місці. Часи, коли радіоаматори малювали ПП кам'яними сокирами на шкурах мамонтів, канули в лету. Поява над ринком загальнодоступної хімії для фотолітографії відкриває маємо зовсім інші перспективи виробництва ПП без металізації отворів у домашніх умовах.

Коротко розглянемо хімію, яку сьогодні використовують для виробництва ПП.

Фоторезист

Можна використовувати рідкий або плівковий. Плівковий у цій статті розглядати не будемо внаслідок його дефіцитності, складнощів прикочування до ПП та нижчої якості одержуваних на виході друкованих плат.

Після аналізу пропозицій ринку я зупинився на POSITIV 20 як оптимальний фоторезист для домашнього виробництва ПП.

Призначення:
POSITIV 20 - фоточутливий лак. Використовується при дрібносерійному виготовленні друкованих плат, гравюр на міді, при проведенні робіт, пов'язаних із перенесенням зображень на різні матеріали.
Властивості:
Високі експозиційні характеристики забезпечують хорошу контрастність зображень, що переносяться.
Застосування:
Застосовується в областях, пов'язаних з перенесенням зображень на скло, пластики, метали тощо при дрібносерійному виробництві. Спосіб застосування вказаний на балоні.
Характеристики:
Колір синій
Щільність: 20°C 0,87 г/см 3
Час висихання: при 70 ° C 15 хв.
Витрата: 15 л/м2
Максимальна фоточутливість: 310-440 нм

В інструкції до фоторезиста написано, що зберігати його можна при кімнатній температуріі він не схильний до старіння. Категорично не згоден! Зберігати його потрібно в прохолодному місці, наприклад, на нижній полиці холодильника, де зазвичай підтримується температура +2 +6 °C. Але в жодному разі не допускайте негативних температур!

Якщо використовувати фоторезисти, що продаються на розлив і не мають світлонепроникної упаковки, потрібно потурбуватися про захист від світла. Зберігати потрібно у повній темряві та температурі +2°+6°C.

Просвітник

Аналогічно, найбільш підходящим просвітителем я вважаю постійно використовуваний мною TRANSPARENT 21.

Призначення:
Дозволяє безпосередньо переносити зображення на поверхні, вкриті світлочутливою емульсією POSITIV 20 або іншим фоторезистом.
Властивості:
Надає прозорість паперу. Забезпечує пропускання ультрафіолетових променів.
Застосування:
Для швидкого перенесення контурів малюнків та схем на підкладку. Дозволяє значно спростити процес репродукування і скоротити час. ые витрати.
Характеристики:
Колір: прозорий
Щільність: 20°C 0,79 г/см 3
Час висихання: при 20 ° C 30 хв.
Примітка:
Замість звичайного паперу з просвітником можна використовувати прозору плівку для струменевих або лазерних принтерів в залежності від того, на чому друкуватимемо фотошаблон.

Проявник фоторезиста

Існує багато різних розчинів для прояву фоторезисту.

Радять виявляти за допомогою розчину «рідке скло». Його хімічний склад: Na 2 SiO 3 *5H 2 O. Ця речовина має величезну кількість переваг. Найбільш важливим є те, що в ньому дуже важко перетримати ПП ви можете залишити ПП на не фіксований точно час. Розчин майже не змінює своїх властивостей при перепадах температури (немає ризику розпаду при збільшенні температури), також має дуже великий термін зберігання - його концентрація залишається постійною не менше кількох років. Відсутність проблеми перетримки в розчині дозволить збільшити його концентрацію зменшення часу прояви ПП. Рекомендують змішувати 1 частину концентрату зі 180 частинами води (трохи більше 1,7 г силікату в 200 мл води), але можна зробити більш концентровану суміш, щоб зображення виявлялося приблизно за 5 секунд без ризику руйнування поверхні при перетримці. При неможливості придбання силікату натрію використовуйте вуглекислий натрій (Na 2 3 ) або вуглекислий калій (K 2 3 ).

Не пробував ні перше, ні друге, тому розповім, чим виявляю без жодних проблем уже кілька років. Я використовую водний розчин каустичної соди. на 1 літр холодної води 7 грамів каустичної соди. Якщо немає NaOH, застосовую розчин KOH, удвічі збільшивши концентрацію лугу в розчині. Час прояву 30-60 секунд при правильній експозиції. Якщо через 2 хвилини малюнок не проявляється (або проявляється слабо), і починає змиватися фоторезист із заготівлі — значить, неправильно вибрано час експозиції: потрібно збільшувати. Якщо, навпаки, швидко проявляється, але змиваються і засвічені ділянки, і незасвічені або занадто велика концентрація розчину, або низька якість фотошаблону (ультрафіолет вільно проходить крізь «чорне»): потрібно збільшувати щільність друку шаблону.

Розчини травлення міді

Зайву мідь із друкованих плат стравлюють за допомогою різних травників. Серед людей, які займаються цим вдома, найчастіше поширені персульфат амонію, перекис водню + соляна кислота, розчин мідного купоросу+ кухонна сіль.

Я завжди цькую хлорним залізом у скляному посуді. При роботі з розчином потрібно бути обережним і уважним: при попаданні на одяг та предмети залишаються іржаві плями, які важко видаляються слабким розчином лимонної (сік лимона) або щавлевої кислоти.

Концентрований розчин хлорного заліза підігріваємо до 50-60°C, в нього занурюємо заготовку, скляною паличкою з ватним тампоном на кінці акуратно і без зусилля водимо по ділянках, де гірше стравлюється мідь, цим досягається більш рівне травлення по всій площі ПП. Якщо примусово не вирівнювати швидкість, збільшується необхідна тривалість травлення, а це з часом призводить до того, що на ділянках, де мідь вже стравилася, починається травлення доріжок. Зрештою, маємо зовсім не те, що хотіли отримати. Дуже бажано забезпечити безперервне перемішування травильного розчину.

Хімія для змивки фоторезиста

Чим найпростіше змити вже непотрібний фоторезист після травлення? Після багаторазових спроб і помилок я зупинився на звичайному ацетоні. Коли його немає, змиваю будь-яким розчинником для нітрофарб.

Отже, робимо друковану плату

З чого розпочинається високоякісна друкована плата? Правильно:

Створення високоякісного фотошаблону

Для його виготовлення можна скористатися практично будь-яким сучасним лазерним чи струменевим принтером. Враховуючи, що ми використовуємо в рамках цієї статті позитивний фоторезист, там, де на ПП повинна залишитися мідь, принтер повинен малювати чорним. Де не повинно бути міді Принтер нічого не повинен малювати. Дуже важливий моментпід час друку фотошаблона: потрібно встановити максимальний полив барвника (у налаштуваннях драйвера принтера). Чим чорнішими будуть зафарбовані ділянки, тим більше шансів отримати чудовий результат. Колір не потрібний, достатньо чорного картриджа. З тієї програми (розглядати програми не будемо: кожен вільний вибирати сам від PCAD до Paintbrush), в якій малювався фотошаблон, друкуємо на звичайному аркуші паперу. Чим вища роздільна здатність друку і чим папір більший, тим вищою буде якість фотошаблону. Рекомендую не нижче 600 dpi, папір не повинен бути сильно щільним. Під час друку враховуємо, що тією стороною листа, на яку наноситься фарба, шаблон кластиметься на заготовку ПП. Якщо зробити інакше, краї у провідників ПП будуть розмиті, нечіткі. Даємо просохнути фарбі, якщо це був струменевий принтер. Далі просочуємо папір TRANSPARENT 21, даємо просохнути і фотошаблон готовий.

Замість паперу та просвітника можна і навіть дуже бажано використовувати прозору плівку для лазерних (при друкуванні на лазерному принтері) або струменевих (для струминного друку) принтерів. Врахуйте, що у цих плівок сторони нерівнозначні: лише одна робоча. Якщо використовувати лазерний друк, вкрай рекомендую зробити «сухий» прогін листа плівки перед печаткою просто проженіть лист через принтер, імітуючи друк, але нічого не друкуючи. Навіщо це потрібно? Під час друку ф'юзер (пічка) прогріє аркуш, що неминуче призведе до його деформації. Як наслідок - помилка в геометрії ПП на виході. При виготовленні двосторонніх ПП це загрожує розбіжністю шарів з усіма витікаючими А за допомогою «сухого» прогону ми прогріємо лист, він деформується і буде готовий до друку шаблону. Під час друку лист вдруге пройде крізь грубку, але деформація при цьому буде значно меншою перевірено неодноразово.

Якщо ПП нескладна, можна намалювати її вручну в дуже зручній програмі з русифікованим інтерфейсом Sprint Layout 3.0R (~650 КБ).

на підготовчому етапіМалювати не дуже громіздкі електричні схеми дуже зручно в русифікованій програмі sPlan 4.0 (~450 КБ).

Так виглядають готові фотошаблони, надруковані на принтері Epson Stylus Color 740:

Друкуємо лише чорним, з максимальним поливом барвника. Матеріал - прозора плівка для струменевих принтерів.

Підготовка поверхні ПП до нанесення фоторезиста

Для виробництва ПП використовуються листові матеріали із нанесеною мідною фольгою. Найпоширеніші варіанти з товщиною міді 18 і 35 мкм. Найчастіше для виробництва ПП в домашніх умовах використовуються листові текстоліт (пресована з клеєм тканина в кілька шарів), склотекстоліт (те ж саме, але як клею використовуються епоксидні компаунди) і гетинакс (пресований папір з клеєм). Рідше - сіттал і полікор (високочастотна кераміка - в домашніх умовах застосовується вкрай рідко), фторопласт (органічний пластик). Останній також застосовується виготовлення високочастотних пристроїв і, маючи дуже хороші електротехнічні характеристики, може використовуватися скрізь, але його застосування обмежує висока ціна.

Насамперед необхідно переконатися в тому, що заготівля не має глибоких подряпин, задирок і зворушених корозією ділянок. Далі бажано до дзеркала відполірувати мідь. Поліруємо не особливо старанно, інакше зітремо і без того тонкий шар міді (35 мкм) або, принаймні, досягнемо різної товщини міді на поверхні заготовки. А це, у свою чергу, призведе до різної швидкості витравлення: швидше стравиться там, де тонше. Та й тонший провідник на платі не завжди добре. Особливо, якщо він довгий і по ньому тектиме пристойний струм. Якщо мідь на заготівлі якісна, без гріхів, достатньо знежирити поверхню.

Нанесення фоторезиста на поверхню заготівлі

Маємо плату на горизонтальній або злегка нахиленої поверхні і наносимо склад з аерозольної упаковки з відстані приблизно 20 см. Пам'ятаємо, що найважливіший ворог при цьому - пил. Кожна частка пилу на поверхні заготівлі - джерело проблем. Щоб створити однорідне покриття, розпорошуємо аерозоль безперервними зигзагоподібними рухами, починаючи з верхнього лівого кута. Не використовуйте аерозоль у надлишкових кількостях, оскільки це викликає небажані патьоки і призводить до утворення неоднорідного покриття за товщиною, що вимагає більш тривалого часу експозиції. Влітку за високої температури довкілляможе знадобитися повторна обробка, або необхідно розпорошувати аерозоль з меншої відстані для зменшення втрат від випаровування. При розпиленні не нахиляйте балон сильно - це призводить до підвищеної витрати газу-пропелента і як наслідок - аерозольний балон припиняє роботу, хоча в ньому залишається фоторезист. Якщо ви отримуєте незадовільні результати при аерозольному нанесенні фоторезиста, використовуйте центрифужне покриття. У цьому випадку фоторезист наноситься на плату, закріплену на столі, що обертається, з приводом 300-1000 оборотів в хвилину. Після закінчення покриття покриття плата не повинна піддаватися впливу сильного світла. За кольором покриття можна приблизно визначити товщину нанесеного шару:

світло-сірий синій 1-3 мікрони;
темно-сірий синій 3-6 мікрон;
синій 6-8 мікрон;
темно-синій більше 8 мікрон.

На міді колір покриття може мати зелений відтінок.

Чим тонше покриття на заготівлі, тим кращий результат.

Я завжди наношу фоторезист на центрифузі. У моїй центрифузі швидкість обертання 500-600 об/хв. Кріплення повинне бути простим, затискач проводиться тільки по торцях заготовки. Закріплюємо заготовку, запускаємо центрифугу, бризкаємо на центр заготовки і спостерігаємо, як фоторезист тонким шаром розтікається поверхнею. Відцентровими силами надлишки фоторезиста будуть скинуті з майбутньої ПП, тому дуже рекомендую передбачити захисну стінку, щоб не перетворити робоче місцеу свинарник. Я використовую звичайну каструлю, в днищі якої центром зроблено отвір. Через цей отвір проходить вісь електродвигуна, на якій встановлена площадка кріплення у вигляді хреста з двох алюмінієвих рейок, якими «бігають» вуха затискача заготовок. Вуха виготовлені з алюмінієвих куточків, затисканих на рейці гайкою типу «баранчик». Чому алюміній? Маленька питома маса і, як наслідок, менше биття у разі відхилення центру маси обертання від центру обертання осі центрифуги. Чим точніше відцентрувати заготівлю, тим менше будуть биття за рахунок ексцентриситету маси і тим менше зусиль потрібно жорсткого кріплення центрифуги до основи.

Фоторезист завдано. Даємо йому просохнути протягом 15-20 хвилин, перевертаємо заготовку, наносимо шар на другий бік. Даємо ще 15-20 хвилин на сушіння. Не забуваємо про те, що потрапляння прямого сонячного світла та пальців на робочі сторони заготовки неприпустимі.

Дублення фоторезиста на поверхні заготівлі

Поміщаємо заготовку в духовку, доводимо плавно температуру до 60-70°C. За цієї температури витримуємо 20-40 хвилин. Важливо, щоб поверхонь заготівлі ніщо не торкалося – допустимі лише торкання торців.

Вирівнювання верхнього та нижнього фотошаблонів на поверхнях заготівлі

На кожному з фотошаблонів (верхній і нижній) повинні бути мітки, за якими на заготовці потрібно зробити 2 отвори для суміщення шарів. Чим далі один від одного мітки, тим вища точність поєднання. Зазвичай я їх ставлю на діагоналі шаблонів. За цими мітками на заготовці за допомогою свердлильного верстата строго під 90° свердлимо два отвори (чим тонше отвори, тим точніше суміщення я використовую свердло 0,3 мм) і поєднуємо по ним шаблони, не забуваючи про те, що шаблон повинен прикладатися до фоторезисту тією стороною, на яку було зроблено друк. Притискаємо шаблони до заготівлі тонким склом. Скло краще використовувати кварцові вони краще пропускають ультрафіолет. Ще кращі результати дає оргскло (плексиглас), але воно має неприємну властивість дряпатися, що неминуче позначиться на якості ПП. При невеликих розмірах ПП можна використовувати прозору кришку упаковки компакт-диска. Через відсутність такого скла можна використовувати і звичайне віконне, збільшивши час експозиції. Важливо, щоб скло було рівним, забезпечуючи рівне прилягання фотошаблонів до заготівлі, інакше неможливо отримати якісні краї доріжок на готовій ПП.

Заготовка з фотошаблоном під оргсклом. Використовуємо коробку з-під компакт-диска.

Експозиція (засвітлення)

Час, потрібний для експонування, залежить від товщини шару фоторезиста та інтенсивності джерела світла. Лак-фоторезист POSITIV 20 чутливий до ультрафіолетових променів, максимум чутливості посідає ділянку з довжиною хвилі 360-410 нм.

Найкраще експонувати під лампами, діапазон випромінювання яких знаходиться в ультрафіолетовій області спектру, але якщо такої лампи у вас немає можна використовувати і звичайні потужні лампирозжарювання, збільшивши час експозиції. Не починайте засвічення до моменту стабілізації освітлення від джерела необхідно, щоб лампа прогрілася протягом 2-3 хвилин. Час експозиції залежить від товщини покриття і зазвичай становить 60-120 секунд при розташуванні джерела світла на відстані 25-30 см. Використовувані пластини скла можуть поглинати до 65% ультрафіолету, тому в таких випадках необхідно збільшувати час експозиції. Найкращі результатидосягаються при використанні прозорих плексигласових пластин. При застосуванні фоторезиста з тривалим терміном зберігання час експонування може знадобитися збільшити вдвічі. фоторезисти схильні до старіння!

Приклади використання різних джерелсвітла:

Лампи УФ-випромінювання

Кожну сторону експонуємо по черзі, після експозиції даємо вистояти заготівлі 20-30 хвилин у затемненому місці.

Прояв експонованої заготівлі

Проявляємо в розчині NaOH (каустична сода) ¦ докладніше дивіться на початку статті при температурі розчину 20-25°C. Якщо до 2 хвилин прояву немає малий очас експозиції. Якщо проявляється добре, але змиваються і корисні ділянкиВи перемудрили з розчином (надто велика концентрація) або занадто великий час експозиції при даному джерелі випромінювання або фотошаблон низької якості недостатньо насичений чорний колір, що друкується, дозволяє ультрафіолету засвічувати заготівлю.

При прояві я завжди дуже дбайливо, без зусиль «катаю» ватним тампоном на скляній паличці по тих місцях, де повинен змитися засвічений фоторезист, це прискорює процес.

Промивання заготовки від лугу і залишків засвіченого фоторезиста, що відшарувався.

Я роблю це під водопровідним краном – звичайною водопровідною водою.

Повторне дублення фоторезиста

Поміщаємо заготовку в духовку, плавно піднімаємо температуру і при температурі 60-100 ° C витримуємо 60-120 хвилин малюнок стає міцним і твердим.

Перевірка якості прояву

Короткочасно (на 5-15 секунд) занурюємо заготовку в підігрітий до температури 50-60 ° C розчин хлорного заліза. Швидко промиваємо проточною водою. У місцях, де немає фоторезиста, починається інтенсивне травлення міді. Якщо десь випадково залишився фоторезист, акуратно видаляємо його механічно. Зручно це робити звичайним або офтальмологічним скальпелем, озброївшись оптикою (окуляри для паяння, лупа агодинникаря, лупа ана штативі, мікроскоп).

Травлення

Травимо у концентрованому розчині хлорного заліза з температурою 50-60°C. Бажано забезпечити безперервну циркуляцію травильного розчину. Місця, що погано стравлюються, акуратно «масуємо» ватним тампоном на скляній паличці. Якщо хлорне залізо свіжоприготовлене, час травлення зазвичай не перевищує 5-6 хвилин. Промиваємо заготовку проточною водою.

Плата витруєна

Як приготувати концентрований розчин хлорного заліза? Розчиняємо в злегка (до 40 ° C) підігрітій воді FeCl 3 до тих пір, поки не перестане розчинятися. Фільтруємо розчин. Зберігати потрібно в затемненому прохолодному місці в герметичній неметалевій упаковці. скляні пляшкинаприклад.

Видалення вже непотрібного фоторезиста

Змиваємо фоторезист з доріжок ацетоном або розчинником для нітрофарб та нітроемалей.

Свердління отворів

Діаметр точки майбутнього отвору на фотошаблоні бажано підбирати таким, щоб згодом було зручно свердлити. Наприклад, при необхідному діаметрі отвору 0,6-0,8 мм діаметр точки на фотошаблоні повинен бути близько 0,4-0,5 мм в такому випадку свердло буде добре центруватися.

Бажано використовувати свердла, покриті карбідом вольфраму: свердла з швидкорізальних сталей дуже швидко зношуються, хоча сталь можна застосовувати для свердління одиночних отворів великого діаметру (більше 2 мм), так як свердла з напиленням карбіду такого вольфраму занадто дорогі. При свердлінні отворів діаметром менше 1 мм краще використовувати вертикальний верстат, інакше ваші свердла швидко ламаються. Якщо свердлити ручним дрилем, неминучі перекоси, що ведуть до неточної стикування отворів між шарами. Рух зверху вниз на вертикальному свердлильному верстаті найоптимальніший з точки зору навантаження на інструмент. Карбідні свердла виготовляють з жорстким (тобто свердло точно відповідає діаметру отвору) або з товстим (іноді називають "турбо-") хвостовиком, що має стандартний розмір(Зазвичай, 3,5 мм). При свердлінні свердлами з карбідним напиленням важливо жорстко закріпити ПП, так як такий свердло під час руху вгору може підняти ПП, перекосити перпендикулярність і вирвати фрагмент плати.

Свердла маленьких діаметрів зазвичай вставляють або в цанговий патрон (різних розмірів), або в трикулачковий патрон. Для точної фіксації закріплення в трикулачковому патроні не самий кращий варіант, і маленький розмірсвердла (менше 1 мм) швидко робить жолобки в затискачах, втрачаючи хорошу фіксацію. Тому для свердла діаметром менше 1 мм краще використовувати цанговий патрон. Про всяк випадок придбайте додатковий набір, що містить запасні цанги для кожного розміру. Деякі недорогі свердла виробляють із пластиковими цангами - викиньте їх і купіть металеві.

Для отримання прийнятної точності необхідно правильно організувати робоче місце, тобто, по-перше, забезпечити гарне освітленняплати під час свердління. Для цього можна використовувати галогенну лампу, прикріпивши її на штативі для можливості вибирати позицію (висвітлювати праву сторону). По-друге, підняти робочу поверхню приблизно на 15 см вище за стільницю для кращого візуального контролю над процесом. Непогано було б видаляти пил та стружку в процесі свердління (можна використовувати звичайний пилосос), але це не обов'язково. Потрібно відзначити, що пил від скловолокон, що утворюється при свердлінні, дуже колкий і при попаданні на шкіру викликає її подразнення. І, нарешті, при роботі дуже зручно користуватися ножним вмикачем свердлильного верстата.

Типові розміри отворів:

перехідні отвори 0,8 мм і менше;
інтегральні схеми, резистори тощо. 0,7-0,8 мм;
великі діоди (1N4001) 1,0 мм;
контактні колодки, тримери до 1,5 мм.

Намагайтеся уникати отворів діаметром менше 0,7 мм. Завжди тримайте не менше двох запасних свердел 0,8 мм і менше, тому що вони завжди ламаються саме в той момент, коли вам терміново потрібно зробити замовлення. Свердла 1 мм і більше набагато надійніше, хоча і для них непогано мати запасні. Коли вам потрібно виготовити дві однакові плати, то для економії часу їх можна свердлити одночасно. При цьому необхідно дуже акуратно свердлити отвори в центрі контактного майданчика біля кожного кута ПП, а для великих плат отвори, розташовані близько від центру. Покладіть плати одна на одну і, використовуючи центруючі отвори 0,3 мм у двох протилежних кутах і штифти як кілочки, закріпіть плати відносно один одного.

При необхідності можна зенкувати отвори свердлами більшого діаметра.

Лудіння міді на ПП

Якщо потрібно обдурити доріжки на ПП, можна скористатися паяльником, м'яким низькоплавким припоєм, спиртоканіфольним флюсом та обплетенням коаксіального кабелю. При великих обсягах лудять у ванних кімнатах, наповнених низькотемпературними припоями з додаванням флюсів.

Найбільш популярним і простим розплавом для лудіння є легкоплавкий сплав «Розі» (олово 25%, свинець 25%, висмут 50%), температура плавлення якого 93-96°C. Плату за допомогою щипців поміщають під рівень рідкого розплаву на 5-10 секунд і, вийнявши, перевіряють, чи мідна поверхня покрита рівномірно. За необхідності операцію повторюють. Відразу ж після виймання плати з розплаву його залишки видаляють або за допомогою гумового ракелю, або різким струшуванням у напрямку, перпендикулярному площині плати, утримуючи ту в затиску. Іншим способом видалення залишків сплаву «Розі» є нагрівання плати в термошафі та струшування. Операція може проводитися повторно досягнення монотовщинного покриття. Щоб запобігти окисленню гарячого розплаву, ємність для лудіння додають гліцерин, так щоб його рівень покривав розплав на 10 мм. Після закінчення процесу плата відмивається від гліцерину у проточній воді. Увага!Дані операції передбачають роботу з установками та матеріалами, що знаходяться під дією високої температури, тому для запобігання опіку необхідно користуватися захисними рукавичками, окулярами та фартухами.

Операція лудіння сплавом олово-свинець протікає аналогічно, але більше висока температурарозплаву обмежує сферу застосування даного способуза умов кустарного виробництва.

Не забудьте після лудіння очистити плату від флюсу та ретельно знежирити.

Якщо у вас велике виробництво можна використовувати хімічне лудіння.

Нанесення захисної маски

Операції з нанесенням захисної маски точно повторюють усе, що було написано вище: наносимо фоторезист, сушимо, дубимо, центруємо фотошаблони масок, експонуємо, виявляємо, промиваємо і ще раз дубимо. Звісно ж, пропускаємо кроки з перевіркою якості прояву, травленням, видаленням фоторезиста, лудінням та свердлінням. В самому кінці дубимо маску протягом 2 годин при температурі близько 90-100 ° C вона стане міцною і твердою, як скло. Утворена маска захищає поверхню ПП від зовнішнього впливу та оберігає від теоретично можливих замикань під час експлуатації. Також вона грає не останню роль при автоматичному паянні не дає «сісти» припою на сусідні ділянки, замикаючи їх.

Все, двостороння друкована плата з маскою готова

Мені доводилося таким чином робити ПП із шириною доріжок та кроком між ними до 0,05 мм (!). Але це вже ювелірна робота. А без особливих зусильможна робити ПП із шириною доріжки та кроком між ними 0,15-0,2 мм.

На плату, показану на фотографіях, я маску не наносив не було такої необхідності.

Друкована плата у процесі монтажу на неї компонентів

А ось і сам пристрій, для якого робилася ПП:

Це стільниковий телефонний міст, що дозволяє в 2-10 разів знизити вартість послуг мобільного зв'язку заради цього варто возитися з ПП;). ПП з розпаяними компонентами знаходиться у підставці. Раніше там було звичайне зарядний пристрійдля акумуляторів мобільного телефону.

додаткова інформація

Металізація отворів

У домашніх умовах можна виконати навіть металізацію отворів. Для цього внутрішня поверхня отворів обробляється 20-30% розчином азотнокислого срібла (ляпис). Потім поверхня очищається ракелем і плата сушиться на світлі (можна використовувати УФ-лампу). Суть цієї операції у цьому, що під впливом світла азотнокисле срібло розкладається, і платі залишаються вкраплення срібла. Далі проводиться хімічне осадження міді з розчину: сірчанокисла мідь (мідний купорос) 2 г, їдкий натр 4 г, нашатирний спирт 25-процентний 1 мл, гліцерин 3,5 мл, формалін 10-процентний 8-1 вода 100 мл. Термін зберігання приготованого розчину дуже малий - готувати потрібно безпосередньо перед застосуванням. Після осадження міді промивають плату і сушать. Шар виходить дуже тонким, його товщину необхідно збільшити до 50 мкм гальванічним способом.

Розчин для нанесення мідного покриття гальванічним способом:
На 1 літр води 250 г сульфату міді (мідний купорос) та 50-80 г концентрованої сірчаної кислоти. Анодом служить мідна пластинка, підвішена деталі, що паралельно покривається. Напруга має бути 3-4 В, щільність струму 0,02-0,3 A/см 2 , температура 18-30°C. Чим менше струм, тим повільніше йде процес металізації, але тим якісніше одержуване покриття.

Фрагмент друкованої платиде видно металізація в отворі

Саморобні фоторезисти

Фоторезист на основі желатину та біхромату калію:
Перший розчин: 15 г желатину залити 60 мл кип'яченої водиі залишити для набухання на 2-3 години. Після набухання желатину поставити ємність на водяну банюпри температурі 30-40°C до розчинення желатину.
Другий розчин: у 40 мл кип'яченої води розчинити 5 г дворомовокислого калію (хромпік, порошок яскраво-жовтогарячого кольору). Розчиняти при слабкому розсіяному висвітленні.
Перший розчин при інтенсивному перемішуванні влити другий. До отриманої суміші піпеткою додати кілька крапель. нашатирного спиртудо одержання солом'яного кольору. Фотоемульсія наноситься на підготовлену плату за дуже слабкого освітлення. Плата сушиться до відлипа при кімнатній температурі в повній темряві. Після експонування плату при слабкому розсіяному освітленні промити теплою проточною водою до видалення незадубленного желатину. Щоб краще оцінити результат, можна пофарбувати ділянки з невидаленим розчином желатином марганцівки.

Удосконалений саморобний фоторезист:
Перший розчин: 17 г столярного клею, 3 мл водного розчину аміаку, 100 мл води залишити для набухання на добу, потім гріти на водяній бані при 80 ° C до повного розчинення.
Другий розчин: 2,5 г біхромату калію, 2,5 г біхромату амонію, 3 мл водного розчину аміаку, 30 мл води, 6 мл спирту.
Коли перший розчин охолоне до 50°C, при енергійному перемішуванні влийте в нього другий розчин і отриману суміш профільтруйте ( цю та наступні операції необхідно проводити в затемненому приміщенні, сонячне світлонеприпустимо!). Емульсія наноситься за температури 30-40°C. Далі як у першому рецепті.

Фоторезист на основі біхромату амонію та полівінілового спирту:
Готуємо розчин: полівініловий спирт 70-120 г/л, біхромат амонію 8-10 г/л, етиловий спирт 100-120 г/л. Уникати яскравого світла!Наноситься в 2 шари: перший шар сушка 20-30 хвилин при 30-45°C другий шар сушка 60 хвилин при 35-45°C. Проявник - 40-відсотковий розчин етилового спирту.

Хімічне лудіння

Перш за все, плату необхідно декапувати, щоб видалити оксид міді, що утворився: 2-3 секунди в 5-відсотковому розчині соляної кислотиз наступним промиванням у проточній воді.

Досить просто здійснювати хімічне лудіння зануренням плати у водний розчин, що містить хлорне олово. Виділення олова на поверхні мідного покриття відбувається при зануренні в такий розчин солі олова, в якому потенціал міді більш електронегативний, ніж матеріал покриття. Зміні потенціалу в потрібному напрямку сприяє введення в розчин солі олова комплексоутворюючої добавки тіокарбаміду (тіомочевини). Такого типу розчини мають наступний склад (г/л):

Серед перерахованих найбільш поширені розчини 1 і 2. Іноді як поверхнево-активна речовина для 1-го розчину пропонується використання миючого засобу «Прогрес» у кількості 1 мл/л. Додавання у 2-й розчин 2-3 г/л нітрату вісмуту призводить до осадження сплаву, що містить до 1,5% вісмуту, що покращує паяність покриття (запобігає старінню) і багаторазово збільшує термін зберігання до паяння компонентів у готової ПП.

Для консервації поверхні застосовують аерозольні розпилювачі на основі композицій, що флюсують. Нанесений на поверхню заготовки лак після висихання утворює міцну гладку плівку, яка перешкоджає окисленню. Однією з найпопулярніших речовин є «SOLDERLAC» фірми Cramolin. Наступне паяння проводиться прямо по обробленій поверхні без додаткового видалення лаку. В особливо відповідальних випадках паяння лак можна видалити спиртовим розчином.

Штучні розчини для лудіння погіршуються з часом, особливо під час контакту з повітрям. Тому якщо у вас великі замовлення бувають нечасто, то намагайтеся приготувати відразу невелику кількість розчину, достатню для лудіння потрібної кількостіПП, а залишки розчину зберігайте в закритій ємності (ідеально підходять пляшки типу, що використовуються у фотографії, що не пропускають повітря). Також необхідно захищати розчин від забруднення, яке може погіршити якість речовини.

На закінчення хочу сказати, що все ж таки краще використовувати готові фоторезисти і не морочитися з металізацією отворів в домашніх умовах - чудових результатів все одно не отримаєте.

Велике дякую кандидату хімічних наук Філатову Ігорю Євгеновичуза консультації з питань, пов'язаних із хімією.
Також хочу висловити вдячність Ігореві Чудакову».

Друкована плата– це діелектрична основа, на поверхні та в обсязі якої нанесені струмопровідні доріжки відповідно до електричною схемою. Друкована плата призначена для механічного кріплення та електричного з'єднанняміж собою методом паяння висновків, встановлених на неї електронних та електротехнічних виробів.

Операції з вирізування заготовки зі склотекстоліту, свердління отворів та травлення друкованої плати для отримання струмопровідних доріжок незалежно від способу нанесення малюнка на друковану плату виконуються за однаковою технологією.

Технологія ручного способу нанесення
доріжок друкованої плати

Підготовка шаблону

Папір, на якому малюється розведення друкованої плати зазвичай тонкий і для більш точного свердління отворів, особливо у разі використання ручного саморобного дриля, щоб свердло не вело убік, потрібно зробити його більш щільним. Для цього потрібно приклеїти малюнок друкованої плати на більш щільний папір або тонкий щільний картон за допомогою будь-якого клею, наприклад, ПВА або Момент.

Вирізування заготовки

Підбирається заготівля фольгованого склотекстоліту відповідного розміру, шаблон друкованої плати прикладається до заготівлі та описується по периметру маркером, м'яким простим олівцем або нанесенням ризику гострим предметом.

Далі склотекстоліт ріжеться за нанесеними лініями за допомогою ножиць по металу або випилюється ножівкою по металу. Ножицями відрізати швидше і немає пилу. Але треба врахувати, що при різанні ножицями склотекстоліт сильно згинається, що дещо погіршує міцність приклеювання мідної фольги і якщо потрібно перепаювання елементів, то доріжки можуть відшаровуватися. Тому якщо плата велика і з дуже тонкими доріжками, краще відрізати за допомогою ножівки по металу.

Приклеюється шаблон малюнка друкованої плати на вирізану заготовку за допомогою клею Момент, чотири краплі якого наносяться по кутах заготовки.

Так як клей схоплюється всього за кілька хвилин, то відразу можна приступати до свердління під радіодеталі.

Свердління отворів

Свердлити отвори найкраще за допомогою спеціального міні свердлувального верстата твердосплавним свердлом діаметром 0,7-0,8 мм. Якщо міні свердлувального верстата немає, то можна просвердлити отвори малопотужним дрилем. простим свердлом. Але при роботі універсальним ручним дрилем кількість переламаних свердел залежатиме від твердості Вашої руки. Одним свердлом точно не обійдетесь.

Якщо свердло затиснути не вдається, то його хвостовик можна обгорнути кількома шарами паперу або одним шаром наждачної шкурки. Можна на хвостовик намотати щільно виток до витка тонкого металевого зволікання.

Після закінчення свердління перевіряється, чи всі просвердлені отвори. Це добре видно, якщо подивитися на друковану плату на просвіт. Як бачимо, пропущених отворів немає.

Нанесення топографічного малюнка

Для того, щоб місця фольги на склотекстоліті, які будуть струмопровідними доріжками, захистити при травленні від руйнування їх необхідно покрити маскою, стійкою до розчинення у водному розчині. Для зручності малювання доріжок їх краще попередньо намітити за допомогою м'якого простого олівця або маркера.

Перед нанесенням розмітки слід обов'язково видалити сліди клею Момент, яким приклеювався шаблон друкованої плати. Так як клей не сильно затвердів, його легко можна видалити, скачати пальцем. Поверхню фольги також потрібно обов'язково знежирити за допомогою ганчірки будь-яким засобом, наприклад, ацетоном або уайт-спиртом (так називається очищений бензин), можна і будь-яким миючим засобомдля миття посуду, наприклад, Феррі.

Після розмітки доріжок друкованої плати можна приступати до їх малюнку. Для малювання доріжок добре підходить будь-яка водостійка емаль, наприклад, алкідна емаль серії ПФ, розведена до відповідної консистенції розчинником уайт-спиртом. Малювати доріжки можна різними інструментами – скляним чи металевим рейсфедером, медичною голкою та навіть зубочисткою. У цій статті я розповім, як малювати доріжки друкованих плат за допомогою креслярського рейсфедера та балеринки, які призначені для креслення на папері тушшю.

Раніше комп'ютерів не було і всі креслення креслили простими олівцямина ватмані і потім переводили тушшю на кальку, з якою за допомогою копіювальних апаратів робили копії.

Нанесення малюнка починають із контактних майданчиків, які малюють балеринкою. Для цього потрібно відрегулювати зазор розсувних губок рейсфедера балеринки до необхідної ширини лінії та для встановлення діаметра кола виконати регулювання другим гвинтом відсунувши рейсфедер від осі обертання.

Далі рейсфедер балеринки на довжину 5-10 мм наповнюється за допомогою пензлика фарбою. Для нанесення захисного шару на друковану плату найкраще підходить фарба марки ПФ або ГФ, оскільки вона повільно висихає та дозволяє спокійно працювати. Фарбу марки НЦ теж можна застосовувати, але працювати з нею складно, оскільки вона швидко висихає. Фарба повинна добре лягати і не розтікатися. Перед малюванням фарбу потрібно розвести до рідкої консистенції, додаючи в неї потроху інтенсивному перемішуванні відповідний розчинник і пробуючи малювати на обрізках склотекстоліту. Для роботи з фарбою найзручніше її налити у флакон від манікюрного лаку, в закрутці якого встановлений пензлик, стійкий до розчинників.

Після регулювання рейсфедера балеринки та отримання необхідних параметрів ліній можна розпочати нанесення контактних майданчиків. Для цього гостра частина осі вставляється в отвір і основа балеринки провертається по колу.

При правильному налаштуванні рейсфедера та потрібної консистенції фарби навколо отворів на друкованій платі виходять кола ідеально круглої форми. Коли балеринка починає погано малювати, із зазору рейсфедеру тканиною видаляються залишки фарби, що підсохла, і рейсфедер заповнюється свіжою. щоб описати всі отвори на цій друкованій платі колами знадобилося лише дві заправки рейсфедера і не більше двох хвилин часу.

Коли круглі контактні майданчики на платі намальовані, можна розпочинати малювання струмопровідних доріжок за допомогою ручного рейсфедера. Підготовка та регулювання ручного рейсфедеру не відрізняється від підготовки балеринки.

Єдине, що додатково знадобиться, так це плоска лінійка, з приклеєними на одній із її сторін по краях шматочками гуми, товщиною 2,5-3 мм, щоб лінійка при роботі не ковзала і склотекстоліт, не торкаючись лінійки, міг вільно проходити під нею. Найкраще підходить як лінійка дерев'яний трикутник, він стійкий і одночасно може служити при малюванні друкованої плати опорою для руки.

Щоб друкована плата при малюванні доріжок не ковзала, бажано її розмістити на аркуш наждакового паперу, що є двома склепними між собою паперовими сторонами наждачних аркушів.

Якщо при малюванні доріжок і кіл вони зіткнулися, то не варто вживати жодних заходів. Потрібно дати фарбі на друкованій платі підсохнути до стану, коли вона не забруднюватиме при дотику і за допомогою вістря ножа видалити зайву частину малюнка. Щоб фарба швидше висохла плату потрібно розташувати в теплому місці, наприклад, зимовий часна батарею опалення. Влітку - під промені сонця.

Коли малюнок на друкованій платі повністю нанесений та виправлені усі дефекти можна переходити до її травлення.

Технологія нанесення малюнка друкованої плати
за допомогою лазерного принтера

Під час друку на лазерному принтері відбувається перенесення за рахунок електростатики утвореного тонером зображення з фото барабана, на якому лазерний промінь намалював зображення на паперовий носій. Тонер утримується на папері, зберігаючи зображення лише за рахунок електростатики. Для закріплення тонера папір прокочується між валиками, один з яких термопічкою, розігрітою до температури 180-220°C. Тонер розплавляється та проникає в текстуру паперу. Після остигання тонер твердне і міцно утримується на папері. Якщо папір знову нагріти до 180-220 ° C, тонер знову стане рідким. Це властивість тонера і використовується для перенесення зображення струмопровідних доріжок на друковану плату в домашніх умовах.

Після того, як файл з малюнком друкованої плати готовий, необхідно роздрукувати його за допомогою лазерного принтера на паперовий носій. Зверніть увагу, що зображення малюнка друкованої плати для даної технології повинно мати вигляд з боку установки деталей!

Струменевий принтер для цих цілей не підходить, тому що працює на іншому принципі.

Підготовка паперового шаблону для перенесення малюнка на друковану плату

Якщо надрукувати малюнок друкованої плати на звичайному папері для офісної техніки, то через пористу її структуру тонер глибоко проникне в тіло паперу і при перенесенні тонера на друковану плату, більшість його залишиться в папері. На додаток будуть складнощі з видаленням паперу з друкованої плати. Доведеться її довго розмочувати у воді. Тому для підготовки фотошаблону необхідний папір, що не має пористу структуру, наприклад фотопапір, підкладка від плівок, що самоклеяться і етикеток, калька, сторінки від глянцевих журналів.

Як папір для друку малюнка друкованої плати я використовую кальку зі старих запасів. Калька дуже тонка і друкувати шаблон безпосередньо на ній неможливо, вона в принтері замінюється. Для вирішення цієї проблеми, перед печаткою на шматок кальки необхідного розміру по кутах нанести по крапельці будь-якого клею і приклеїти на лист офісного паперу А4. Такий прийом дозволяє роздруковувати малюнок друкованої плати навіть на найтоншому папері або плівці. Для того, щоб товщина тонера малюнка була максимальною, перед друком, потрібно виконати налаштування «Властивостей принтера», відключивши режим економного друку, а якщо така функція не доступна, то вибрати грубий тип паперу, наприклад картон або щось подібне. Цілком можливо з першого разу хороший відбиток не вийде, і доведеться трохи поекспериментувати, підібравшидруку лазерного принтера. В отриманому відбитку малюнка доріжки та контактні майданчики друкованої плати повинні бути щільними без перепусток та змащування, оскільки ретуш на даному технологічному етапімарна.

Залишилося обрізати кальку за контуром і шаблон для виготовлення друкованої плати буде готовий і можна приступати до наступного кроку, перенесення зображення на склотекстоліт.

Перенесення малюнка з паперу на склотекстоліт

Перенесення малюнка друкованої плати є найвідповідальнішим етапом. Суть технології проста, папір, стороною надрукованого малюнка доріжок друкованої плати прикладається до мідної фольги склотекстоліту і з великим зусиллям притискається. Далі бутерброд розігрівається до температури 180-220°C і потім охолоджується до кімнатної. Папір відривається, а малюнок залишається на друкованій платі.

Деякі умільці пропонують переносити малюнок з паперу на друковану плату, використовуючи електропраску. Я пробував такий спосіб, але результат виходив нестабільним. Важко забезпечити одночасно нагрівання тонера до потрібної температури та рівномірний притиск паперу до всієї поверхні друкованої плати при затвердінні тонера. В результаті малюнок переноситься не повністю і залишаються прогалини у малюнку доріжок друкованої плати. Можливо, праска недостатньо нагрівалася, хоча регулятор був виставлений на максимальне нагрівання праски. Розкривати праску та переналаштовувати терморегулятор не хотілося. Тому я скористався іншою технологією, менш трудомісткою та забезпечує стовідсотковий результат.

На вирізану у розмірі друкованої плати та знежирену ацетоном заготівлю фольгованого склотекстоліту приклеїв по кутах кальку з надрукованим на ній малюнком. На кальку зверху поклав, для рівномірнішого притиску, п'ять листків офісного паперу. Отриманий пакет поклав на лист фанери і зверху накрив таким же розміром. Весь цей бутерброд затиснув із максимальною силою у струбцинах.

Залишилося нагріти зроблений бутерброд до температури 200 ° C і остудити. Для нагрівання ідеально підходить електродуховка із регулятором температури. Достатньо помістити створену конструкцію в шафу, дочекатися набору заданої температури і через півгодини витягти плату для охолодження.

Якщо електродуховки немає, то можна скористатися і газовою духовкою, відрегулювавши температуру ручкою подачі газу по вбудованому термометру. Якщо термометра немає або він несправний, то можуть допомогти жінки, що підійде положення ручки регулятора, при якому печуть пироги.

Так як кінці фанери покоробило, про всяк випадок затис їх додатковими струбцинами. щоб уникнути подібного явища, краще друковану плату затискати між металевими листами завтовшки 5-6 мм. Можна просвердлити в їх кутах отвори та затискати друковані плати, стягувати пластини за допомогою гвинтів із гайками. М10 буде достатньо.

Через півгодини конструкція охолонула достатньо, щоб затвердів тонер, плату можна витягати. При першому погляді на витягнуту друковану плату стає зрозуміло, що тонер перейшов з кальки на плату відмінно. Калька щільно і рівномірно прилягала лініями друкованих доріжок, кільцям контактних майданчиків і літерами маркування.

Калька легко відірвалася практично від усіх доріжок друкованої плати, залишки кальки було видалено за допомогою вологої тканини. Але все ж не обійшлося без прогалин у кількох місцях на друкованих доріжках. Таке може статися внаслідок нерівномірності друку принтера або бруду, що залишився, або корозії на фользі склотекстоліту. Пробіли можна зафарбувати будь-якою фарбою, манікюрним лаком або заретушувати маркером.

Для перевірки придатності маркера для ретушування друкованої плати потрібно намалювати ним на папері лінії та папір змочити водою. Якщо лінії не розпливуться, то маркер для ретуші підходить.

Труїти друковану плату в домашніх умовах найкраще в розчині хлорного заліза або перекису водню з лимонною кислотою. Після травлення тонер із друкованих доріжок легко видаляється тампоном, змоченим в ацетоні.

Потім свердляться отвори, лудяться струмопровідні доріжки та контактні майданчики, запаюються радіоелементи.

Такий вигляд набула друкована плата із встановленими на ній радіодеталями. Вийшов блок живлення та комутації для електронної системи, що доповнює звичайний унітаз функцією біде.

Травлення друкованої плати

Для видалення мідної фольги з незахищених ділянок фольгованого склотекстоліту при виготовленні друкованих плат у домашніх умовах радіоаматори зазвичай використовують хімічний спосіб. Друкована плата поміщається в травильний розчин та за рахунок хімічної реакції мідь, незахищена маскою, розчиняється.

Рецепти травильних розчинів

Залежно від доступності компонентів радіоаматори застосовують один із розчинів, наведених у таблиці нижче. Травильні розчини розташовані у порядку популярності їх застосування радіоаматорами в домашніх умовах.

Найменування розчину	склад	Кількість	Технологія приготування	Переваги	Недоліки
Перекис водню плюс лимонна кислота	Перекис водню (H 2 O 2)	100 мл	У 3% розчині перекису водню розчинити лимонну кислоту та кухонну сіль	Доступність компонентів, висока швидкість травлення, безпека	Не зберігається
	Лимонна кислота (C 6 H 8 O 7)	30 г
	Поварена сіль (NaCl)	5 г
Водний розчин хлорного заліза	Вода (H 2 O)	300 мл	У теплій воді розчинити хлорне залізо	Достатня швидкість травлення, повторне використання	Невисока доступність хлорного заліза
Водний розчин хлорного заліза	Хлорне залізо (FeCl 3)	100 г	У теплій воді розчинити хлорне залізо	Достатня швидкість травлення, повторне використання	Невисока доступність хлорного заліза
Перекис водню плюс соляна кислота	Перекис водню (H 2 O 2)	200 мл	У 3% розчин перекису водню влити 10% соляну кислоту	Висока швидкість травлення, повторне використання	Потрібна висока акуратність
Перекис водню плюс соляна кислота	Соляна кислота (HCl)	200 мл	У 3% розчин перекису водню влити 10% соляну кислоту	Висока швидкість травлення, повторне використання	Потрібна висока акуратність
Водний розчин мідного купоросу	Вода (H 2 O)	500 мл	У гарячій воді (50-80 ° С) розчинити кухонну сіль, а потім мідний купорос	Доступність компонентів	Отруйність мідного купоросу та повільне травлення, до 4 годин
	Мідний купорос (CuSO 4)	50 г
	Поварена сіль (NaCl)	100 г

Труїти друковані плати в металевому посуді не допускається. Для цього потрібно використовувати ємність зі скла, кераміки чи пластику. Утилізувати відпрацьований травильний розчин допускається у каналізацію.

Травильний розчин з перекису водню та лимонної кислоти

Розчин на основі перекису водню з розчиненою в ній лимонною кислотою є безпечним, доступним і швидко працюючим. З усіх перерахованих розчинів за всіма критеріями це найкращий.

Перекис водню можна придбати у будь-якій аптеці. Продається у вигляді рідкого 3% розчину або таблеток під назвою гідроперит. Для отримання рідкого 3% розчину перекису водню з гідропериту потрібно 100 мл води розчинити 6 таблеток вагою 1,5 грама.

Лимонна кислота у вигляді кристалів продається в будь-якому продуктовому магазині, розфасована в пакетиках вагою 30 або 50 г. Поварена сіль знайдеться у будь-якому будинку. 100 мл травильного розчину вистачить видалення мідної фольги товщиною 35 мкм з друкованої плати площею 100 см 2 . Відпрацьований розчин не зберігається та повторному використанню не підлягає. До речі, лимонну кислоту можна замінити на оцтову, але через її їдкий запах труїти друковану плату доведеться на відкритому повітрі.

Травильний розчин на основі хлорного заліза

Другим за популярністю травильним розчином є водний розчин хлорного заліза. Раніше він був найпопулярнішим, тому що на будь-якому промисловому підприємстві хлорне залізо було легко дістати.

Травильний розчин не вимогливий до температури, труїть досить швидко, але швидкість травлення знижується в міру витрачання хлорного заліза в розчині.

Хлорне залізо дуже гігроскопічне і тому з повітря швидко вбирає воду. У результаті дні банки з'являється жовта рідина. Це не впливає на якість компонента і таке хлорне залізо придатне для приготування травильного розчину.

Якщо використаний розчин хлорного заліза зберігати в герметичній тарі, його можна використовувати багаторазово. Підлягає регенерації, достатньо розчин насипати залізних цвяхів (вони відразу покриються пухким шаром міді). При попаданні на будь-які поверхні залишає жовті плями, що важко видаляються. В даний час розчин хлорного заліза для виготовлення друкованих плат застосовують рідше у зв'язку з його дорожнечею.

Травильний розчин на основі перекису водню та соляної кислоти

Відмінний травильний розчин забезпечує високу швидкість травлення. Соляну кислоту при інтенсивному помішуванні вливають у 3% водний розчин перекису водню тоненькою цівкою. Вливати перекис водню у кислоту неприпустимо! Але через наявність у травильному розчині соляної кислоти при травленні плати потрібно дотримуватись великої обережності, оскільки розчин роз'їдає шкіру рук і псує все, на що потрапляє. З цієї причини травильний розчин із соляною кислотою в домашніх умовах використовувати не рекомендується.

Травильний розчин на основі мідного купоросу

Метод виготовлення друкованих плат із застосуванням мідного купоросу зазвичай використовують у разі неможливості виготовлення травильного розчину на основі інших компонентів через їх недоступність. Мідний купорос є отрутохімікатом і широко застосовується для боротьби зі шкідниками. сільському господарстві. На додаток час травлення друкованої плати становить до 4 годин, при цьому необхідно підтримувати температуру розчину 50-80°С і забезпечити постійну зміну розчину біля поверхні, що наливається.

Технологія травлення друкованих плат

Для травлення плати в будь-якому з перерахованих вище травильних розчинів підійде скляний, керамічний або пластиковий посуд, наприклад від молочних продуктів харчування. Якщо під рукою відповідного розміру ємності не виявилося, то можна взяти будь-яку коробку із щільного паперу або картону відповідного розміру і вистелити її начинку поліетиленовою плівкою. У ємність наливається травильний розчин і його поверхню акуратно малюнком вниз кладеться друкована плата. За рахунок сил поверхневого натягу рідини та невеликої ваги плата плаватиме.

Для зручності до центру плати клеєм момент можна приклеїти пробку від пластикова пляшка. Корок одночасно буде служити ручкою та поплавком. Але тут є небезпека, що на платі утворюються бульбашки повітря і в цих місцях мідь не витравиться.

Щоб забезпечити рівномірне витравлення міді, можна покласти друковану плату на дно ємності вгору малюнком і періодично похитувати ванну рукою. Через деякий час, залежно від травильного розчину, почнуть з'являтися ділянки без міді, а потім мідь повністю розчиниться на всій поверхні друкованої плати.

Після остаточного розчинення міді в травильному розчині друковану плату виймають із ванни і ретельно промивають під струменем проточної води. Тонер видаляється з доріжок ганчіркою, змоченою в ацетоні, а фарба добре видаляється ганчіркою, змоченою в розчиннику, який додавався в фарбу для отримання потрібної консистенції.

Підготовка друкованої плати до монтажу радіодеталей

Наступним кроком є підготовка друкованої плати до монтажу радіоелементів. Після зняття з плати фарби доріжки потрібно обробити круговими рухамидрібним наждачним папером. Захоплюватися не потрібно, тому що мідні доріжки тонкі і можна їх легко сточити. Достатньо всього кількох проходів абразивом зі слабким притиском.

Далі струмопровідні доріжки та контактні майданчики друкованої плати покриваються спирто-каніфольним флюсом і лудяться м'яким припоєм електричним паяльником. щоб отвори на друкованій платі не затягувалися припоєм, його на жало паяльника потрібно брати небагато.

Після завершення виготовлення друкованої плати, залишиться лише вставити у призначені позиції радіодеталі та запаяти їх висновки до майданчиків. Перед паянням ніжки деталей потрібно обов'язково змочити спирто-каніфольним флюсом. Якщо ніжки радіодеталей довгі, їх потрібно перед пайкою обрізати бокорізами до довжини виступання над поверхнею друкованої плати 1-1,5 мм. Після закінчення монтажу деталей потрібно видалити залишки каніфолі за допомогою будь-якого розчинника – спирту, уайт-спирту або ацетону. Вони успішно розчиняють каніфоль.

На втілення цієї простої схеми ємнісного реле від розведення доріжок для виготовлення друкованої плати до створення зразка, що діє, пішло не більше п'яти годин, набагато менше, ніж на верстку цієї сторінки.

Всім привіт! У цій статті я розповім про найпростіший і найдешевший спосіб травлення плат у домашніх умовах. Для цього нам знадобиться:

Перекис водню 100 мл 3%
Лимонна кислота 30 г
Сіль 3 г

Як бачимо, всі компоненти доступні для кожного. Перекис водню купуємо в аптеці, лимонну кислоту та сіль у продуктовому магазині. Все обійдеться досить дешево – не дорожче за 100 рублів.

Лимонна кислота та перекис водню

Тепер приступаємо до підготовки розчину. Для цього потрібно знайти якусь пластикову ємність за розміром плати. Я використав звичайний пластиковий лоток.

Лотки із пластику

Наливаємо в лоток перекис водню, потім висипаємо лимонну кислоту та сіль. Все перемішуємо. Можна вважати, що розчин готовий. Перед тим як опускати плату в розчин, потрібно перевірити, чи все з нею добре. А саме як нанесено доріжки. Для цього беремо шаблон, який був нанесений на плату та саму плату та порівнюємо малюнок. Якщо є місця, де доріжки обриваються, потрібно взяти маркер чи лак та намалювати їх. Головне щоб маркер був незмивний. Це можна перевірити так: на ньому має бути напис: permanent marker. Раджу звернути на це особливу увагу, тому що якщо це буде звичайний маркер, нічого не вийде.

Маркер для малювання доріжок

Плата намальована маркером

Після огляду плати опускаємо їх у рідину. Відразу нічого не станеться, щоб плата швидко труїлася, потрібно нагріти розчин. Для цього беремо каструлю з водою і акуратно опускаємо в ній лоток, щоб у нього не набралася вода. І все це ставимо гріти на плиту. Коли розчин нагріється (градусів 50), піде реакція, це можна буде побачити виділення бульбашок.

Травлення друкованої плати

Сам процес травлення займає близько 15-20 хвилин, а якщо не нагрівати, може затягтися і більше години. Коли побачите, що всі доріжки протруїлися, акуратно дістаємо плату та миємо під краном. Розчин виливаємо, тому що він більше не працюватиме.

Залуджування та свердління плат

У результаті ми отримуємо досить хорошу друковану плату, на фото плата не зовсім вийшла через те, що погано був нанесений шаблон. Якщо ви зробите все правильно, у вас буде краще.

Складання деталей на плату

Готовий пристрій із цією платою (вгадайте, що це)

Як бачимо це найдешевший і найдоступніший спосіб травлення плат. Єдиний недолік те, що розчин одноразовий, тобто щоразу потрібно робити новий розчин. Всім удачі. Кирило.

Обговорити статтю ПРОСТОЙ І ДЕШЕВИЙ СПОСІБ ТРАВЛЕННЯ ДРУКОВАНИХ ПЛАТ

Чим витравити друковану плату.

Для тих, хто тільки починає займатися радіоаматорським конструюванням, або просто не знає, яким чином можна виготовити друковану плату, у цій статті ми наведемо кілька варіантів травлення за допомогою хімічних реактивів.

Відразу хочемо відзначити, що більшість радіоаматорів для травлення плат використовують хлорне залізо, розглянемо цей варіант, а також кілька альтернатив, але при цьому ми не будемо зупинятися на травленні із застосуванням соляної та азотної кислот, та багатьох інших небезпечних чи заморочених методах. Розглянемо лише варіанти, які можна застосувати в домашніх умовах, і швидко. Отже, давайте по порядку.

Варіант травлення 1.
Хлорне залізо.

Зазвичай, на упаковці виробник пише, у якому співвідношенні готується розчин хлорного заліза. Як правило, це 1: 3 (один до трьох), тобто в 100 г води розчиняється 30 ... 40 г кристалів хлорного заліза. Час травлення плати залежить від концентрації розчину, а також від температури розчину, в підігрітому розчині (градусів до 60-ти) травлення протікає набагато швидше. Труїти необхідно в пластмасовій або скляній ванночці, та й для приготування розчину краще використовувати пластикову ложку.

На просторах інтернету нам потрапила інформація, як приготувати розчин хлорного заліза самостійно. Для цього 15 грам дрібної залізної тирси засипають у 250 мл 10% соляної кислоти (стакан), настоюють розчин протягом декількох днів, поки він не набуде коричневого забарвлення. Коли настоїться – можна приступати до травлення.

Плата у ванну для травлення поміщається стороною, що травиться вниз. Для того щоб плата не поринала на саме дно, багато радіоаматорів приклеюють на двосторонній скотч до верхньої сторони плати шматочок пінопласту. Якщо необхідно витравити двосторонню плату, помістіть її у ванну або банку вертикально. Таким чином, мідь, що розчиняється, буде легше осідати на дно ємності, і процес травлення буде швидше.

Не допускайте попадання розчину хлорного заліза на одяг, він буде зіпсований, а плями, швидше за все, не відчистяться.

Варіант травлення плат 2.
Мідний купорос + кухонна сіль.

Як ви, напевно, знаєте, мідний купорос є кристалами блакитного кольору, придбати можна в господарських магазинах, або магазинах для садівників, загалом, не дефіцит. Сіль - звичайна велика із продуктового магазину.

Крім солі і купоросу нам знадобиться ще якийсь невеликий залізний предмет (пластинка із заліза, цвях, або ще щось), який при травленні ми помістимо в розчин поруч із платою. У тонкощі хімічних процесівми вдаватися не будемо, відзначимо тільки те, що цей процес протікає з утворенням безлічі комплексних солей, а залізний предмет, поміщений у розчин під час травлення, вступає в цю реакцію і при цьому витрачається. Розчин готується з однієї частини мідного купоросу та двох частин кухонної солі.

Тобто на дві столові ложки з гіркою мідного купоросу кладемо чотири столові ложки з гіркою кухонної солі, заливаємо півтори склянки гарячої води (градусів 70), перемішуємо до повного розчинення кристалів, і розчин для травлення готовий. Заздалегідь не робіть суміш кристалів купоросу та солі, спочатку розчиняйте один компонент, а потім інший.

Час травлення приблизно 40 хвилин.
Навіть якщо не використовувати залізний предмет при травленні, плата також витравиться.
Якщо після травлення на платі залишилися сині плями, їх можна легко прибрати оцтом.

Варіант травлення плат 3.
Перекис водню + лимонна кислота + кухонна сіль.

Рецепт цього розчину для травлення плат простий, в 100 г звичайної аптечної 3% перекису водню розчиняємо приблизно 30 г лимонної кислоти і 5 г кухонної солі. Перемішуємо до повного розчинення всіх сипких інгредієнтів і розчин готовий до застосування.

Загострюємо вашу увагу – воду в розчин лити не потрібно. І останнє, цей розчин не зберігається і повторно не використовується. Приготовленої в такий спосіб кількості вистачить витравити приблизно 100 кв. см мідної фольги із товщиною 35 мкм. Для подальшого травлення готується розчин наново.

Сподіваємося з цих трьох варіантів ви напевно виберете найбільш вам підходящий, виходячи з того, що у вас зараз є під руками.

Коли є лазерний принтер, радіоаматорами застосовується технологія виготовлення друкованих плат, яка називається ЛУТ. Однак такий прилад є далеко не в кожному будинку, оскільки навіть у наш час він коштує досить дорого. Ще є технологія виготовлення із застосуванням фоторезистивної плівки. Однак для роботи з нею теж потрібний принтер, але вже струйний. Вже простіше, але сама плівка коштує досить дорого, а радіоаматору-початківцю спочатку краще витратити наявні кошти на хорошу паяльну станцію та інше приладдя.
Чи можна виготовити друковану плату прийнятної якості в домашніх умовах без принтера? Так. Можна, можливо. Причому, якщо все зробити, як описано в матеріалі, знадобиться зовсім небагато грошей і часу, а якість буде дуже високому рівні. У всякому разі електричний струм«побіжить» такими доріжками з великим задоволенням.

Перелік необхідних інструментів та розхідників

Почати варто з підготовки інструментів, пристроїв та витратних матеріалів, без яких просто не можна обійтися. Для реалізації бюджетного способу виготовлення друкованих плат у домашніх умовах знадобиться таке:

Програмне забезпечення розробки рисунка.
Прозора поліетиленова плівка.
Вузький скотч.
Маркер.
Фольгований склотекстоліт.
Наждачний папір.
Спирт.
Непотрібна зубна щітка.
Інструмент для свердління отворів діаметром від 07 до 12 мм.
Хлорне залізо.
Пластикова ємність для травлення.
Пензлик для малювання фарбами.
Паяльник.
Припій.
Рідкий флюс.

Пройдемося стисло по кожному пункту, оскільки є деякі нюанси, дійти до яких можливо лише досвідченим шляхом.
Програм для розробки друкованих плат існує сьогодні величезна кількість, але для радіоаматора-початківця самим простим варіантомбуде Sprint Layout. Нескладно освоїти інтерфейс, користуватися можна безкоштовно, є величезна бібліотека, що включає поширені радіокомпоненти.
Поліетилен необхідний переносу малюнка з монітора. Краще взяти більш жорстку плівку, наприклад, від старих обкладинок для шкільних книг. Для її кріплення до монітора підійде будь-який скотч. Краще взяти вузький – простіше відклеюватиме (монітору ця процедура не шкодить).
На маркерах варто зупинитися докладніше, оскільки це хвора тема. Для перенесення малюнку на поліетилен, в принципі, підійде будь-який варіант. А ось для малювання за фольгованим склотекстолітом потрібен спеціальний маркер. Але тут є маленька хитрість, як заощадити, і не купувати досить дорогі спеціальні маркери для малювання друкованих плат. Справа в тому, що ці вироби за своїми властивостями абсолютно ні чим не відрізняються від звичайних маркерів, які продаються в 5-6 разів дешевше в будь-якому канцелярському магазині. Але маркер повинен обов'язково мати напис "Permanent". Інакше нічого не вийде.

Фольгований склотекстоліт можна брати будь-хто. Краще, якщо він буде товстішим. Початківцям з таким матеріалом працювати набагато простіше. Для його очищення знадобиться наждачний папір зернистістю близько 1000 одиниць, а також спирт (є в будь-якій аптеці). Останній розхідник можна замінити на рідину для зведення лаку для нігтів, яка є в будь-якому будинку, де живе жінка. Однак цей засіб досить неприємно пахне і довго вивітрюється.
Для свердління плати краще мати спеціальну міні-дриль або гравер. Однак можна піти і дешевшим шляхом. Достатньо купити цанговий або кулачковий патрон під маленькі свердла та пристосувати його до звичайного побутового дриля.
Хлорне залізо можна замінити іншими хімічними засобамивключаючи ті, які вже напевно є у вашому будинку. Наприклад, підійде розчин лимонної кислоти у перекисі водню. Інформацію про те, як готуються альтернативні хлорному залізу склади для травлення плат, без проблем можна знайти у Мережі. Єдине, на що варто звернути увагу, це на ємність для такої хімії – вона має бути пластиковою, акриловою, скляною, але не металевою.
Про паяльник, припій та рідкий флюс докладніше говорити не варто. Якщо радіоаматор дійшов питання виготовлення друкованої плати, то з цими речами він вже напевно знайомий.

Розробка та перенесення малюнка плати на шаблон

Коли всі перераховані вище інструменти, пристосування і витратні матеріали підготовлені, можна братися за розробку плати. Якщо пристрій, що виготовляється, не унікальний, то набагато простіше буде скачати його проект з Мережі. Підійде навіть звичайний рисунок у форматі JPEG.

Хочете піти складнішим шляхом – малюйте плату самостійно. Цей варіант часто буває неминучим, наприклад, в ситуаціях, коли у вас немає в наявності точно таких радіодеталей, які потрібні для складання оригінальної плати. Відповідно, замінюючи компоненти аналогами, під них доводиться виділяти місце на склотекстоліті, підганяти отвори та доріжки. Якщо проект унікальний, то платню доведеться розробляти з нуля. Для цього і потрібне вищезгадане програмне забезпечення.
Коли макет плати готовий, його залишається лише перенести на прозорий шаблон. Поліетилен фіксується прямо на моніторі за допомогою скотчу. Далі просто перекладаємо малюнок – доріжки, контактні п'ятачки і так далі. Для цих цілей найкраще використовувати той самий перманентний маркер. Він не стирається, не розмазується, і добре видно.

Підготовка фольгованого склотекстоліту

Наступним етапом йде підготовка склотекстоліту. Спочатку потрібно відрізати його за розмірами майбутньої плати. Робити це краще із невеликим запасом. Для розкривання фольгованого склотекстоліту можна використовувати одні з кількох способів.
По-перше, матеріал добре ріжеться за допомогою ножівки по металу. По-друге, якщо у вас є гравер з відрізними колами, зручно буде використовувати його. По-третє, склотекстоліт можна відрізати за розміром канцелярським ножем. Принцип розкривання такий самий, як і при роботі зі склорізом – у декілька проходів наноситься лінія відрізу, потім матеріал просто відламується.

Тепер обов'язково потрібно очистити мідний шар склотекстоліту від захисного покриття та оксиду. Найкращого способу, Чим обробка наждачним папером, для вирішення цього завдання немає. Зернистість береться від 1000 до 1500 одиниць. Ціль – отримати чисту блискучу поверхню. До дзеркального блиску зачищати мідний шар не варто, тому що дрібні подряпини від наждакового паперу збільшують адгезію поверхні, що знадобиться далі.
На завершення залишається лише очистити фольгу від пилу та слідів ваших пальців. Для цього використовується спирт або ацетон (рідина для зняття лаку). Після обробки до мідної поверхні руками не торкаємось. Для подальших маніпуляцій захоплюємо склотекстоліт за межі.

Поєднання шаблону та склотекстоліту

Тепер нашим завданням є суміщення отриманого на поліетилені малюнка з підготовленим склотекстолітом. Для цього плівка накладається на потрібне місце та позиціонується. Залишки завертаються на зворотний бік і кріпляться за допомогою того ж скотчу.

Свердління отворів

Перед свердлінням рекомендується будь-яким способом закріпити склотекстоліт із шаблоном на поверхні. Це дозволить досягти більшої точності, а також виключить раптове прокручування матеріалу під час проходу свердла наскрізь. Якщо у вас є свердлильний верстат для такої роботи, описана проблема взагалі не виникне.

Свердлити отвори у склотекстоліті можна на будь-якій швидкості. Хтось працює на малих оборотах, хтось на більших. Досвід показує, що самі свердла служать набагато довше, якщо їх експлуатувати на низьких швидкостях. Так їх складніше зламати, погнути та пошкодити заточування.
Отвори свердляться прямо через поліетилен. Орієнтирами служитимуть майбутні контактні п'ятачки, намальовані на шаблоні. Якщо цього вимагає проект, то своєчасно змінюємо свердла під потрібний діаметр.

Малювання доріжок

Далі шаблон знімається, але не викидається. До мідного покриття, як і раніше, намагаємося не торкатися руками. Для малювання доріжок використовуємо маркер, обов'язково перманентний. Його добре видно по сліду, що він залишає. Малювати краще за один прохід, оскільки після застигання лаку, який є у складі перманентного маркера, виправляти робити буде дуже важко.

Як орієнтир використовуємо той самий шаблон з поліетилену. Можна також малювати перед комп'ютером, звіряючись з оригінальним макетом, де є маркування та інші позначки. Якщо є можливість, краще використовувати кілька маркерів з наконечниками різної товщини. Це дозволить якісніше промалювати і тонкі доріжки, і великі полігони.

Після нанесення малюнка обов'язково чекаємо деякий час, необхідний остаточного затвердіння лаку. Можна навіть підсушити феном. Від цього залежатиме якість майбутніх доріжок.

Травлення та очищення доріжок від маркера

Тепер найцікавіше – травлення плати. Тут є кілька нюансів, про які мало хто згадує, але вони суттєво впливають на якість результату. Насамперед готуємо розчин хлорного заліза згідно з рекомендаціями на упаковці. Зазвичай порошок розбавляється водою у співвідношенні 1:3. І тут перша порада. Зробіть розчин більш насиченим. Це допоможе прискорити процес, і намальовані доріжки не відваляться, перш ніж витравиться все необхідне.

Відразу ж порада друга. Ванночку з розчином рекомендується занурити в гарячу воду. Можна нагріти її у металевому посуді. Підвищення температури, як відомо ще із шкільної програми, значно прискорює хімічну реакцію, Якою травлення нашої плати і є. Скорочення часу процедури нам на руку. Нанесені маркером доріжки досить нестабільні, і що менше вони киснуть у рідини, то краще. Якщо за кімнатної температури плата в хлорному залозі труїться близько години, то теплої воді цей процес скорочується до 10 хвилин.
На завершення ще одна порада. У процесі травлення, хоч і так прискорений з допомогою підігріву, рекомендується постійно рухати плату, і навіть зчищати продукти реакції щіточкою для малювання. Поєднуючи всі вищеописані маніпуляції цілком можливо витравити зайву мідь всього за 5-7 хвилин, що є просто чудовим результатом для цієї технології.

Наприкінці процедури плату потрібно ретельно промити під проточною водою. Потім просушуємо її. Залишається тільки змити сліди від маркера, які все ще закривають наші доріжки та п'ятачки. Робиться це тим самим спиртом чи ацетоном.

Лудіння друкованих плат

Перед лудінням ще раз обов'язково проходимося по мідному шару наждачним папером. Але тепер робимо це дуже обережно, щоб не пошкодити доріжки. Найпростіший і найдоступніший спосіб лудіння – традиційний, за допомогою паяльника, флюсу та припою. Також можна використовувати сплави Розе або Вуда. Також існує на ринку так зване рідке олово, яке може спростити завдання.
Але всі ці нові технології вимагають додаткових витрат та деякого досвіду, тому для першого разу підійде класичний метод лудіння. На очищені доріжки наноситься рідкий флюс. Далі набирається припій на жало паяльника і розподіляється по міді, що залишилася після травлення. Тут важливо прогріти доріжки, інакше припій може не приклеїтися.

Якщо у вас все ж таки є сплави Розе або Вуда, то їх можна використовувати і не за технологією. Вони просто чудово плавляться паяльником, легко розподіляються по доріжках, не збиваються в грудки, що для радіолюбителя-початківця буде тільки плюсом.

Висновок

Як видно з вищеописаного, бюджетна технологія виготовлення друкованих плат у домашніх умовах справді доступна та недорога. Не потрібен ні принтер, ні праска, ні фоторезистивна плівка. Використовуючи всі вищеописані поради, ви легко зможете виготовляти найпростіші електронні, не вкладаючи в це великих грошей, що дуже важливо на перших етапах заняття радіоаматорством.