1. Технологія ручного способу нанесення доріжок друкованої плати
2. вирізання заготовки
3. свердління отворів
4. Нанесення топографічного малюнка
5. Технологія нанесення малюнка друкованої плати за допомогою лазерного принтера
6. Підготовка паперового шаблону для перенесення малюнка на друковану плату
7. Перенесення малюнка з паперу на стеклотекстолит
8. Травлення друкованої плати
9. Рецепти травильних розчинів
10. Травильний розчин з перекису водню і лимонної кислоти
11. Травильний розчин на основі хлорного заліза
12. Травильний розчин на основі перекису водню і соляної кислоти
13. Травильний розчин на основі мідного купоросу
14. Технологія травлення друкованих плат
15. Підготовка друкованої плати до монтажу радіодеталей

Друкована плата - це діелектричне підставу, на поверхні і в об'ємі якого нанесені струмопровідні доріжки відповідно до електричної схеми. Друкована плата призначена для механічного кріплення і електричного з'єднання між собою методом пайки висновків, встановлених на неї електронних і електротехнічних виробів.

Операції з вирізання заготовки з склотекстоліти, свердління отворів і травлення друкованої плати для отримання струмопровідних доріжок в незалежності від способу нанесення малюнка на друковану плату виконуються за однаковою технологією.

Технологія ручного способу нанесення
доріжок друкованої плати

підготовка шаблону

Папір, на якій малюється розводка друкованої плати зазвичай тонка і для більш точного свердління отворів, особливо в разі використання ручної саморобної дрилі, щоб свердло не вело в сторону, потрібно зробити її більш щільною. Для цього потрібно приклеїти малюнок друкованої плати на більш щільний папір або тонкий щільний картон з допомогу будь-якого клею, наприклад ПВА або Момент.

Далі щільний папір вирізається по контуру приклеєного малюнка і шаблон для свердління готовий.

вирізання заготовки

Підбирається заготівля фольгованого склотекстоліти відповідного розміру, шаблон друкованої плати прикладається до заготівлі і вимальовується по периметру маркером, м'яким простим олівцем або нанесенням ризики гострим предметом.

Далі стеклотекстолит ріжеться по нанесеним лініях за допомогою ножиць по металу або випилюється ножівкою по металу. Ножицями відрізати швидше, і немає пилу. Але треба врахувати, що при різанні ножицями стеклотекстолит сильно згинається, що кілька погіршує міцність приклеювання мідної фольги і якщо буде потрібно перепайка елементів, то доріжки можуть відшаруватися. Тому якщо плата велика і з дуже тонкими доріжками, то 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 отворів під радіодеталі.

свердління отворів

Свердлити отвори найкраще за допомогою спеціального міні дриля твердосплавним свердлом діаметром 0,7-0,8 мм. Якщо міні дриля в наявності немає, то можна просвердлити отвори малопотужної дрилем простим свердлом. Але при роботі універсальної ручним дрилем кількість переламані свердел буде залежати від твердості Вашої руки. Одним свердлом точно не обійдетеся.

Якщо свердло затиснути не вдається, то можна його хвостовик обернути декількома шарами паперу або одним шаром наждачним шкурки. Можна на хвостовик намотати щільно виток до витка тонкої металевої зволікання.

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

Нанесення топографічного малюнка

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

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

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

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

Нанесення малюнка починають з контактних майданчиків, які малюють балеринки. Для цього потрібно відрегулювати зазор розсувних губок рейсфедера балеринки до необхідної ширини лінії і для установки діаметра кола внести корективи 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, так як вона повільно висихає і дозволяє спокійно працювати. Фарбу марки НЦ теж можна застосовувати, але працювати з нею складно, так як вона швидко сохне. Фарба повинна добре лягати і не розтікатися. Перед малюванням красу потрібно розвести до рідкої консистенції, додаючи в неї потроху при інтенсивному перемішуванні відповідний розчинник і пробуючи малювати на обрізаннях склотекстоліти. Для роботи з фарбою найзручніше її налити у флакон від манікюрного лаку, в закрутки якого встановлена ​​пензлик, стійка до розчинників.

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

При правильному налаштуванні рейсфедера і потрібної консистенції фарби навколо отворів на друкованій платі виходять окружності ідеально круглої форми. Коли балеринка починає погано малювати, з зазору рейсфедера тканиною віддаляються залишки підсохлої фарби і рейсфедер заповнюється свіжою. щоб змалювати всі отвори на цій друкованій платі колами знадобилося всього дві заправки рейсфедера і не більше двох хвилин часу.

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

Єдине, що додатково знадобиться, так це плоска лінійка, з приклеєними на одній з її сторін по краях шматочками гуми, товщиною 2,5-3 мм, щоб лінійка при роботі не ковзала і стеклотекстолит, не торкаючись лінійки, міг вільно проходити під нею. Найкраще підходить в якості лінійки 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 лист наждачного паперу, що представляє собою два склепних між собою паперовими сторонами наждакових листа.

Якщо при малюванні доріжок і околиць вони стикнулися, то не варто вживати ніяких заходів. Потрібно дати фарбі на друкованій платі підсохнути до стану, коли вона не буде бруднити при дотику і за допомогою вістря ножа видалити зайву частину малюнка. Щоб фарба швидше висохла плату потрібно розташувати в теплому місці, наприклад в зимовий час на батарею опалення. У літню пору року - під промені сонця.

Коли малюнок на друкованій платі повністю завдано і виправлені всі недоліки можна переходити до її травленню.

Технологія нанесення малюнка друкованої плати
за допомогою лазерного принтера

При друку на лазерному принтері відбувається перенос за рахунок електростатики утвореного тонером зображення з фото барабана, на якому лазерний промінь намалював зображення, на паперовий носій. Тонер утримується на папері, зберігаючи зображення, тільки за рахунок електростатики. Для закріплення тонера папір прокочується між валиками, один з яких є термопечкой, розігрітій до температури 180-220 ° C. Тонер розплавляється і проникає в текстуру паперу. Після охолодження тонер твердне і міцно утримується на папері. Якщо папір знову нагріти до 180-220 ° C, то тонер знову стане рідким. Це властивість тонера і використовується для перенесення зображення струмоведучих доріжок на друковану плату в домашніх умовах.

Після того, як файл з малюночком друкованої плати готовий, необхідно його роздрукувати за допомогою лазерного принтера на паперовий носій. Зверніть увагу, зображення малюнка друкованої плати для даної технології має мати вигляд з боку установки деталей! Струменевий принтер для цих цілей не підходить, так як 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 пористої її структури, тонер глибоко проникне в тіло паперу і при перенесенні тонера на друковану плату, велика частина його залишиться в папері. На додаток будуть складнощі з видаленням паперу з друкованої плати. Доведеться її довго розмочувати у воді. Тому для підготовки фотошаблона необхідна папір, яка має пористу структуру, наприклад фотопапір, підкладка від самоклеючих плівок і етикеток, калька, сторінки від глянцевих журналів.

Як паперу для друку малюнка друкованої плати я використовую кальку зі старих запасів. Калька дуже тонка і друкувати шаблон безпосередньо на ній неможливо, вона в принтері заминається. Для вирішення цієї проблеми, потрібно перед друком 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 самій тонкому папері або плівці. Для того, щоб товщина тонера малюнка була максимальною, перед друком, потрібно виконати настройку «Властивостей принтера», відключивши режим економного друку, а якщо така функція не доступна, то вибрати самий грубий тип паперу, наприклад картон або щось подібне. Цілком можливо з першого разу хороший відбиток не вийде, і доведеться трохи поекспериментувати, підібравши найкращий режим друку лазерного принтера. В отриманому відбитку малюнка доріжки і контактні площадки друкованої плати повинні бути щільними без пропусків і змазування, так як ретуш на даному технологічному етапі марна.

Залишилося обрізати кальку по контуру і шаблон для виготовлення друкованої плати буде готовий і можна приступати до наступного кроку, переносу зображення на стеклотекстолит.

Перенесення малюнка з паперу на стеклотекстолит

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

Деякі умільці пропонують переносити малюнок з паперу на друковану плату, використовуючи електропраска. Я пробував такий спосіб, але результат виходив нестабільним. Складно забезпечити одночасно нагрів тонера до потрібної температури і рівномірний притиск паперу до всієї поверхні друкованої плати при затвердінні тонера. В результаті малюнок переноситься в повному обсязі і залишаються прогалини в малюнку доріжок друкованої плати. Можливо, праска не достатньо нагрівався, хоча регулятор був виставлений на максимальний нагрів праски. Розкривати праска і перенастроювати терморегулятор не хотілося. Тому я скористався іншою технологією, менш трудомісткою і забезпечує сто відсотковий результат.

На вирізану в розмір друкованої плати і знежирену ацетоном заготовку фольгованого склотекстоліти приклеїв по кутах кальку з надрукованим на неї малюнком. На кальку зверху поклав, для більш рівномірного притиску, п'ять листочків офісного паперу. Отриманий пакет поклав на лист фанери і зверху накрив листом такого ж розміру. Весь цей бутерброд затиснув з максимальною силою в струбцинах.

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

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

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

Через півгодини конструкція охолола достатньо, щоб тонер затвердів, плату можна отримувати. При першому ж погляді на витягнуту друковану плату стає зрозуміло, що тонер перейшов з кальки на плату відмінно. Калька щільно і рівномірно прилягала по лініях друкованих доріжок, кільцям контактних майданчиків і буквах маркування.

Калька легко відірвалася практично від усіх доріжок друкованої плати, залишки кальки були видалені за допомогою вологої тканини. Але все, ж не обійшлося без пробілів в декількох місцях на друкованих доріжках. Таке може статися в результаті нерівномірності друку принтера або виконання бруду або корозії на фользі склотекстоліти. Прогалини можна зафарбувати будь водостійкою фарбою, манікюрним лаком або заретушувати маркером.

Для перевірки придатності маркера для ретуші друкованої плати, потрібно намалювати ним на папері лінії і папір змочити водою. Якщо лінії НЕ распливутся, значить, маркер для ретуші підходить.

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

Потім свердлити отвори, лудяться струмопровідні доріжки і контактні площадки, запаюються радіоелементи.

Такий вид прийняла друкована плата з встановленими на ній радіодеталями. Вийшов блок живлення і комутації для електронної системи, що доповнює звичайний унітаз функцією біде .

Травлення друкованої плати

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

Рецепти травильних розчинів

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

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

Травильний розчин з перекису водню і лимонної кислоти

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

Перекис водню можна придбати в будь-якій аптеці. Продається у вигляді рідкого 3% розчину або таблеток під назвою гидроперит. Для отримання рідкого 3% розчину перекису водню з гидроперита потрібно в 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 грам. Кухонна сіль знайдеться в будь-якому будинку. 100 мл травильного розчину вистачить на видалення мідної фольги товщиною 35 мкм з друкованої плати площею 100 см2. Відпрацьований розчин не зберігається і повторному використанню не підлягає. До речі, лимонну кислоту можна замінити оцтової, але через її їдкого запаху труїти друкарську 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, так як 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 витрати хлорного заліза в розчині.

Хлорного залізо дуже гигроскопично и тому з Повітря Швидко вбірає воду. В результате на 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, то його можна використовувати багато разів. Чи підлягає регенерації, досить в розчин насипати залізних цвяхів (вони відразу покриються пухким шаром міді). При попаданні на будь-які поверхні залишає трудноудаляємиє жовті плями. В даний час розчин хлорного заліза для виготовлення друкованих плат застосовують рідше в зв'язку з його дорожнечею.

Травильний розчин на основі перекису водню і соляної кислоти

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

Травильний розчин на основі мідного купоросу

Метод виготовлення друкованих плат з застосування мідного купоросу зазвичай використовують у разі неможливості виготовлення травильного розчинів на основі інших компонентів через їх недоступності. Мідний купорос є ядохимикатом і широко застосовується для боротьби з шкідниками в 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 у підбурює поверхні.

Технологія травлення друкованих плат

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

Для зручності до центру плати клеєм момент можна приклеїти пробку від пластикової пляшки. Пробка одночасно буде служити ручкою і поплавком. Але тут є небезпека, що на платі утворюються бульбашки повітря і в цих місцях мідь НЕ витравити.

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

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

Підготовка друкованої плати до монтажу радіодеталей

Наступний крок, це підготовка друкованої плати до монтажу радіоелементів. Після зняття з плати фарби, доріжки потрібно обробити круговими рухами дрібним наждачним папером. Захоплюватися не потрібно, тому що мідні доріжки тонкі і можна легко їх сточити. Достатньо всього декількох проходів абразивом зі слабким притиском.

Далі струмопровідні доріжки і контактні площадки друкованої плати покриваються спирто-каніфольним флюсом и лудяться м'яким припоєм еклектичним паяльником. щоб отвори на друкованій платі, що не затягувалися припоєм, його на жало паяльника потрібно брати трохи.

Після завершення виготовлення друкованої плати, залишиться тільки вставити в призначені позиції радіодеталі і запаяти їх висновки до майданчиків. Перед паянням ніжки деталей потрібно обов'язково змочити спирто-каніфольним флюсом. Якщо ніжки радіодеталей довгі, то їх потрібно перед пайкою обрізати бокорезами до довжини виступанія 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 все успішно розчиняю каніфоль.

Детально про технологію пайки на прикладах пайки деталей, про марках припоев і флюсів, влаштуванні та ремонті паяльників Ви можете дізнатися з циклу статей розділу «Як паяти паяльником» .

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