Способы нанесения рисунка печатных плат
Способов получения рисунков печатной платы существует множество. Можно применять метод нанесения рисунка способом термопереноса, используя тонер лазерного принтера или ксерокса, т.е. прогревая утюгом приложенную к плате бумагу с чертежом.
Другие способы — прорезание дорожек по линейке резаком либо покрытие дорожек слоем лака, фаски или клея. Для рисования платы можно использовать обычный маркер. Как показала практика, рисунок не смывается при травлении платы. Кроме того, можно применить и липкую ленту — скотч. На обезжиренную поверхность платы накладывается липкая лента. Затем скальпелем или специально заточенным резаком вырезаются контуры дорожек и площадок. Лишняя лента аккуратно снимается пинцетом. Рисовать дорожки можно и клеем ПВА. Загустевший клей лучше разводить нашатырным спиртом, а не водой, так как после разведения водой клей расслаивается. После высыхания клей становится прозрачным, а дорожки хорошо видны, так как фольга, покрытая клеем, темнеет. После полного высыхания клея плату можно травить в растворе хлорного железа. Клей при этом не растворяется. После травления клей нужно соскоблить с еще теплой платы, затем плату зашлифовать и хорошо промыть.
Существует еще один состав для рисования дорожек- смесь клея ПВА с водорастворимой тушью черного цвета и хромпика. Этот состав очень быстро высыхает, он контрастный по цвету, его легко наносить обычным пером.
Если на плате необходимо оставить почти всю фольгу, протравив лишь узкие промежутки между контактными площадками, то удобнее использовать в качестве краски для рисования контуров дорожек тушь, в которой растворен сахар. Когда тушь просохнет, вся оставляемая поверхность фольги покрывается асфальтно-битумным лаком.
Для выполнения рисунка печатных плат можно предложить множество приспособлений:
— ученическую ручку с пером;
— иглу одноразового шприца;
— обычный или стеклянный рейсфедер;
— стержень от авторучки;
— обыкновенную заостренную спичку.
Следующий этап в работе — травление. Существуют различные растворы для травления печатных плат — кислотные, электролитические и т.п. Наиболее популярным и безопасным можно считать раствор хлорного железа. Для травления лучше использовать пластмассовую или стеклянную посуду. Процесс травления можно ускорить, если сосуд, в котором проводится травление, покачать или подогреть до температуры 25. 30°С (но не на открытом огне). Кроме того, с помощью аэратора для домашних аквариумов можно ускорить травление плат путем постоянного перемешивания раствора воздушными пузырьками. Использование аэратора сокращает время травления примерно в два раза.
Хлорное железо можно приобрести в порошке или в гранулах. Для приготовления раствора насыпьте порошок в стакан примерно на 3/4 его объема и долейте теплой водой. Раствор готов. Если готового порошка нет, раствор хлорного железа можно получить таким способом. Приготовьте сосуд с соляной кислотой, всыпьте в него измельченную «ржавчину» (в соотношении 5 ч. соляной кислоты на 1 ч. «ржавчины»). Такой раствор будет готов через несколько суток. По мере растворения «ржавчины» ее нужно периодически досыпать в раствор до прекращения реакции — выделения пузырьков газа. После этого раствор профильтруйте. В таком растворе печатная плата травится достаточно быстро. В процессе травления печатных плат раствор хлорного железа теряет свою активность, и скорость травления уменьшается. Активность раствора можно восстановить очень простым способом. В отработанный раствор нужно погрузить несколько больших гвоздей. Излишек меди из раствора осядет на поверхности гвоздей и на дне сосуда. Раствор после этого сливается, гвозди очищаются и снова помещаются в раствор. Таким образом «жизнь» раствора хлорного железа продолжается.
Раствор для травления плат можно приготовить не только на основе хлорного железа. Более доступным может быть раствор медного купороса и поваренной соли. Его приготовить нетрудно. В 0,5 л горячей воды (с температурой порядка 80°С) всыпьте 2 столовые ложки растолченного в порошок медного купороса и 4 столовые ложки поваренной соли. Такой травильный раствор лучше выдержать 2. 3 недели. Его эффективность будет значительно выше, чем свежеприготовленного.
Кроме перечисленных, существуют также растворы на основе кислот. Процесс травления платы в концентрированном растворе азотной кислоты длится всего 5. 7 минут. Хорошие результаты дает применение раствора соляной кислоты с перекисью водорода.
После окончания процесса травления плата вынимается из раствора, тщательно промывается в проточной воде, просушивается, и только потом снимается краска — ацетоном, уайт-спиритом или другими подобными растворителями. Затем дорожки очищаются от налета грязи и окислов. Убедиться в том, что чистота дорожек достаточна, очень легко с помощью отражения света настольной лампы от проводников. В лучах света очень хорошо видно, что и где «чернит». Всю эту «черноту» необходимо подчистить и смыть. Можно вместо ацетона или растворителей использовать обыкновенную кухонную пасту для мытья посуды. Паста надежно очищает дорожки. При этом радиолюбитель избавлен от вдыхания вредных испаре-нщ ацетона или растворителей. Можно очистить дорожки и резинкой-ластиком.
Дорожки платы можно залудить следующим образом:
— смазать их спиртоканифольным флюсом (15% канифоли, 85% этилового спирта);
— отрезок оплетки от экранированного провода пропитать этим же фпюсом;
— паяльником через оплетку «втирать» припой в фольгу. Можно ограничиться залу-живанием только контакных площадок.
При лужении печатной платы существует опасность отслоения печатных проводников от материала платы при перегреве или при неправильно подобранной скорости движения паяльника. Чтобы избежать этого, рекомендуется для лужения использовать низкотемпературный сплав (сплав Вуда). Плату опускают в кипящую воду, в которую добавлена уксусная или лимонная кислота. После этого натирают плату кусочком сплава. Покрытие получается ровным и блестящим. После лужения плату необходимо хорошо промыть моющим средством и просушить.
При приготовлении флюса можно использовать не только спирт, но и нитрораствори-тепи 646,647 и им подобные. Фпюс следует наносить кисточкой на облуживаемые части фольги.
Закончив лужение проводников, нужно удалить остатки флюса и лишний припой, проверить качество готовой ппаты, а затем приступить к установке на нее радиоэлементов.
1 .Шепипов А. Способ изготовления плат. — Радио, 1987, N10, С.46.
2. Садыков В. Рисуем плату. — Радиолюбитель, 1994, N3.C.47.
3.Павлова Е. Изготовление печатной платы. — Радио, 1995, N8, С.47.
4. Коваленко С. Методика изготовления и монтажа электронных устройств в домашних условиях. — РадюАматор, 1996, N2, С.27.
5. Зызюк. Как изготовлять печатные платы. — РадюАматор, 1997, N12. С.50-51.
Источник
Изготовление печатных плат
«Карандашный» метод
Изготовление печатных плат методом травления для радиолюбителей не является чем-то новым, но начинающие любители электроники порой сталкиваются с проблемой изготовления качественной печатной платы для своих самодельных радиоустройств.
Стоит заметить, что обычно новички стремятся изготовить какую-либо несложную схему, с небольшим количеством радиоэлементов и низкой плотностью монтажа.
Основной сложностью при изготовлении печатной платы остаётся процесс формирования устойчивого к травлению слоя, который не позволяет раствору хлорного железа вступить в реакцию с будущими медными проводниками.
Сейчас в ходу так называемая лазерно-утюжная технология, которая позволяет изготавливать очень качественные печатные платы. Но для этого метода нужно соответствующее оборудование и материалы. Например, лазерный принтер, специальная бумага и прочие мелочи.
Но можно ли обойтись минимумом инструментов для производства простой с точки зрения размеров и плотности монтажа печатной платы? Да! Читайте далее.
«Карандашная» технология изготовления печатных плат.
Суть данной технологии заключается в использовании корректирующего карандаша. Данный карандаш служит для исправления помарок и корректировки ошибок при письме. Но этот же карандаш можно с лёгкостью использовать и для нанесения рисунка проводников на поверхность фольгированного стеклотекстолита или гетинакса.
Корректирующий карандаш
В широкой продаже есть также «замазка» – аналог корректирующего карандаша, в котором есть специальная кисточка и маленький тюбик с белой корректирующей жидкостью. Карандаш же замечателен тем, что он позволяет наносить рисунок в виде тонкой дорожки, шириной около 2 миллиметров, что в большинстве случаев вполне пригодно для нанесения рисунка печатной платы.
Процесс изготовления печатной платы «карандашным» методом.
Покажу наглядно весь процесс нанесения устойчивого к травлению слоя на заготовку при изготовлении печатной платы для усилителя на микросхеме TDA2822.
Для начала понадобиться рисунок (разводка) соединительных дорожек, который необходимо перенести на поверхность фольгированного текстолита, стеклотекстолита либо гетинакса. Рисунок можно нарисовать самому, а можно взять готовый из описания устройства, которое планируется собрать. Далее можно поступить таким образом. Если есть принтер – подойдёт любой – распечатываем рисунок на листе бумаги. Затем вырезаем шаблон.
Заготовка печатной платы и шаблон рисунка соединительных дорожек
Далее приклеиваем бумажный шаблон с рисунком на заготовку из фольгированного текстолита со стороны медной фольги. Перебарщивать с клеем не нужно, необходимо лишь 4-6 капель, чтобы зафиксировать шаблон рисунка на заготовке. Клей можно применять в принципе любой – от обычного ПВА до «Момента». Всё равно, заготовку потом придётся шлифовать.
Далее необходимо просверлить отверстия под установку радиодеталей. Для этого понадобится миниатюрный сверлильный станок и свёрла диаметром 0,8 – 0,9 мм. Перед началом сверления отверстий рекомендуется сделать шилом небольшие углубления в местах сверления. Если этого не сделать, то сверло будет уводить. Стоит отметить, что широко распространённые в продаже свёрла плохо сверлят медную фольгу. Поэтому проделывая небольшие углубления в медной фольге, мы уменьшаем нагрузку на свёрла и облегчаем процесс сверления.
Печатная плата после сверления отверстий
После того, как отверстия просверлены – аккуратно отделяем шаблон от заготовки. Если бумажный шаблон не повреждён, то его лучше сохранить. Далее он нам ещё может понадобиться. Кроме всего прочего, его можно использовать повторно при изготовлении платы для такого же устройства.
Для шлифовки желательно использовать наждачную бумагу или ленту с мелкой зернистостью. От неё на медной фольге не останется глубоких царапин.
Шлифуем заготовку со стороны медной фольги до тех пор, пока поверхность не будет очищена от грязи, окисла и остатков клея. Также шлифовка необходима, чтобы убрать острые медные края у отверстий, образовавшиеся от сверления фольгированного стеклотекстолита.
Производить сверление отверстий рекомендуется до нанесения рисунка дорожек карандашом и последующего травления. Причина проста. При сверлении отверстий можно легко испортить уже готовые соединительные дорожки и «пятаки». Например, при сверлении или шлифовке очень легко повредить медную окантовку вокруг отверстий.
Вот теперь настало время применения корректирующего карандаша. Наносим рисунок будущих проводников на фольгированную поверхность в соответствии с рисунком. Это довольно легко, так как отверстия служат своего рода координатами. Кстати, здесь может понадобиться наш бумажный шаблон, ведь на нём указана трассировка всех соединений.
Заготовка печатной платы после нанесения рисунка дорожек
Форму дорожек можно подкорректировать с помощью лезвия безопасной бритвы, скальпелем. Далее необходимо подготовить раствор хлорного железа. Для травления понадобиться небольшой пластиковый резервуар, но, ни в коем случае не металлический!
Корректировка дорожек
В резервуар для травления заливаем немного тёплой, чуть горячей воды. Температура увеличивает скорость протекания химических процессов, и медь вытравится быстрее. Добавляем в резервуар хлорного железа. При этом следует засыпать порошок хлорного железа медленно и держаться от резервуара на расстоянии. Растворение хлорного железа в воде сопровождается выделением пара и брызг.
В процессе травления время от времени рекомендуется покачивать резервуар либо помешивать раствор с целью очистить реагирующую медную поверхность от нерастворимого осадка, который появляется в результате химической реакции. Процесс травления может занять несколько часов, всё зависит от температуры раствора, концентрации реагирующих веществ, конвекции жидкости в резервуаре, чистоты поверхности заготовки.
Заготовка после травления
После того, как ненужные участки вытравились, печатную плату нужно промыть под струёй воды и очистить медные дорожки от защитного покрытия. Затем заготовку нужно ещё раз отшлифовать до блеска. Далее нужно облудить медные дорожки – покрыть их тонким слоем припоя. Чтобы процесс лужения проводников был быстрее и качественнее, рекомендуется покрыть их нейтральным паяльным флюсом, таким как ЛТИ-120. Также можно применить паяльный жир.
Очищенная печатная плата
Далее с помощью паяльника покрываем дорожки тонким слоем припоя. Если в процессе лужения отверстия под выводы деталей «закрыло» припоем, то берём деревянную зубочистку или остро заточенную спичку. Прогреваем место рядом с отверстием и «прокалываем» зубочисткой отверстие.
Готовая печатная плата
И ещё маленький совет. После того, как монтаж деталей в печатную плату будет произведён, протрите или отмойте места пайки тряпкой (или кусочком ваты), смоченной в растворителе (Уайт-спирите) или изопропиловом спирте, чтобы удалить остатки канифоли в местах пайки. Чтобы процесс пошёл быстрее, сначала очищаем от канифоли те места, где её особенно много обычным пинцетом. А оставшуюся канифоль отмываем растворителем.
Как уже говорилось, данная технология годиться для быстрого изготовления печатных плат с низкой плотностью монтажа радиоэлементов. Но, несмотря на это, с её помощью можно изготавливать огромное количество электронных устройств или небольших совместимых модулей.
Источник
