Ярослав Меньшиков

ООО "ЯРОСТАНМАШ"
 
Главная
 
Фрезерный станок с ЧПУ
  Общее описание станка
  Электрическая часть
  Шаговые двигатели
 
Электроника
Средства измерения:
  Лабораторный датчик тока 150А
  Анализатор элементов питания
  Электронный термометр
Приборы:
  Генератор трехфазных импульсов
  USB-программатор для Algorithm Builder
  USB-программатор Prottoss AVR910
  Лабораторный преобразователь частоты
  Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов из блока питания компьютера
Часы:
  Электронные часы для ВАЗ-2106
  Большие домашние электронные часы
Разное:
  Контроллер дворников SSANGYONG REXTON
  Контроллер управления кроватью медицинской "Волна"
 
Аудиотехника
  Активный сабвуфер
 
Техника
  Электровелосипед
  Токарный станок Корвет-403 с комплектом уникальной оснастки
 
Тестирование
  Тест пальчиковых батареек формата АА (R6, LR6)
  Тест мизинчиковых батареек формата AAA (R03, LR03)
  Тест батареек - малых бочонков - формата C (R14, LR14)
  Тест батареек - больших бочонков - формата D (R20, LR20)
 
Технологии
  Изготовление качественных печатных плат в домашних условиях
  Как ровно отрезать стеклянную банку?
 
Фотографии
  Лабораторный блок питания DAZHENG PS-305D
 
Продам
  Отечественные радиодетали из личных запасов
 
Разное
  Как устроена ТЭЦ?
  Парковочное зеркало на Фольксваген Транспортер
 
Полезные сайты
  Сварочный инвертор - это просто
  Микроконтроллеры PIC на русском языке
 

   Изготовление качественных печатных плат в домашних условиях (пошаговая инструкция в картинках).

 

Печатные платы

 

   Здравствуйте друзья!

   На этой странице я расскажу Вам о том, каким способом успешно пользуюсь для изготовления печатных плат в домашних условиях вот уже несколько лет.

   СОВЕТ. Перед тем, как взяться за дело, пожалуйста, прочитайте сначала эту страницу хотя бы один раз полностью, от начала и до конца.

   Ну что ж, начнем.

   Итак, чтобы сделать плату, сначала необходимо разработать ее проект. Раньше для этого я брал шариковую ручку и специальную тетрадку в клеточку, в которой у меня были все мои проекты будущих печатных плат, и упорно, "от руки", рисовал эскиз будущей печатной платы:

 

 Эскиз печатной платы

 

Если во время этого процесса появлялись идеи как улучшить уже нарисованное или возникали ошибки, рисунок перерисовывался на новом месте и так до тех пор, пока не получался идеальный, с моей точки зрения, эскиз будущей печатной платы

 

 Эскизы печатной платы

 

   Далее все как у всех: заготовка, шкурка, лак, рейсфедер, травилка…

   К счастью теперь у меня есть компьютер, чему до сих пор я остаюсь рад несказанно!

   Для разработки проекта радиотехнической части будущего устройства я использую программу P-CAD 2001 (знаю, давно уже есть и более новые версии, и, возможно, более лучшие программы, однако возможностей данной версии мне пока вполне хватает). Надо сказать, что полноценно использовать эту программу для "сквозного проектирования", т. е. от разработки схемы устройства до автоматической разработки готовой платы на основе этой схемы я до сих пор так и не научился. До сих пор я использую разные части этой программы по-отдельности. Так, для разработки схемы будущего устройства используется программа P-CAD 2001 Schematic:

 

 P-CAD SCH

 

   В ней у меня имеется заготовленная библиотека символьных обозначений отдельных компонентов, которая при необходимости мною быстро пополняется.

   Для разработки проекта самой печатной платы используется программа P-CAD 2001 PCB, для которой у меня также имеется собственная библиотека чертежей различных радиокомпонентов:

 

P-CAD PCB

 

   Обычно, я начинаю разрисовывать и схему будущего устройства, и его печатную плату одновременно, вопреки тем, кто привык сначала полностью сделать только схему, а затем уж по этой готовой схеме "разводить" печатную плату. Такой способ работы очень удобен при разработке устройств на микроконтроллерах – дело в том, что в большинстве своем ноги (выводы) микроконтроллера взаимозаменяемы между собой (за исключением некоторых особых случаев). Поэтому я "развожу" часть платы около микроконтроллера так, как это удобно с точки зрения именно самой платы (чтобы дорожки платы, по возможности, не пересекались, выглядели красиво и были, при этом, по возможности, более короткими), а затем, по уже разведенному участку платы, рисую этот же участок в схеме.

   Для тех устройств, которые выполняются в стандартных (другими словами, уже имеющихся в наличии) корпусах, разработку печатной платы разумно начинать с определения ее габаритов и крепежных отверстий для этого корпуса. Правда, ряд своих самодельных устройств я делал в самодельных же корпусах, причем размер корпуса, зачастую, определялся размерами получившихся печатных плат.

   Конечная цель разработки проекта печатной платы – получить чертеж "дорожек" платы, который можно распечатать на принтере. В принципе, для этого вовсе не обязательно пользоваться именно P-CAD-ом. Одну из своих первых печатных плат, выполненных мною по предлагаемой Вам технологии, я нарисовал с помощью стандартной Windows-овской рисовалки Paint

 

Эскиз печатной платы в Paint

 

   Затем долгое время пользовался AutoCAD-ом – программой для разработки конструкторских проектов и чертежей, но как потом оказалось, P-CAD все-таки, несравнимо более удобен.

   ПРИМЕЧАНИЕ. Диаметры ВСЕХ отверстий в проекте будущей печатной платы следует установить равным 0.4мм, независимо от того, какого диаметра эти отверстия должны быть в действительности. Данное мероприятие позволит в последующем легко центровать сверло на заготовке при сверлении этих отверстий.

   Итак, проект будущей печатной платы готов к печати. Еще раз проверим его соответствие схеме (ведь именно по схеме мы будем затем подбирать детали и налаживать устройство). Для этого я обычно распечатываю схему, и внимательно глядя на изображение проекта печатной платы на мониторе, вычеркиваю ручкой те участки и те элементы на бумажной схеме, которые точно совпадают и не вызывают сомнений. К концу этой процедуры вся бумажная схема оказывается обведена ручкой. Теперь, еще раз, внимательно посмотрим на схему, не нарушена ли в ней где-либо логика работы устройства, нет ли в ней не замеченных "косяков".

   К слову сказать, еще ни разу мне не удалось с первого раза сделать устройство, в котором во время сборки или при наладке не обнаружилось бы ни одного "косяка" (хотя со второго раза удавалось почти всегда). Иногда, "косяки" носили фатальный характер (так, например, планарная микросхема "не с той стороны" платы, т.е. зеркально отображенная, номера выводов при этом, естественно, не совпадают). Приходилось даже заново переделывать уже готовые печатные платы. И в большинстве случаев этого можно было избежать, если еще раз просто внимательно посмотреть и проверить готовый проект печатной платы ДО начала ее изготовления.

   В качестве заготовки будущей печатной платы берем односторонний или двусторонний фольгированный стеклотекстолит нужной толщины (в Москве его легко приобрести в сети магазинов "ЧИП и ДИП" или на Митинском радиорынке).

   ПРИМЕЧАНИЕ. Двусторонний фольгированный стеклотекстолит берем для изготовления двусторонних печатных плат.

 

 Фольгированный стеклотекстолит

 

   Распечатываем чертеж будущей печатной платы на листе обычной бумаги и по нему вырезаем заготовку, с припуском примерно 5мм с каждого края.

 

Размеры заготовок печатных плат

 

   Для резки стеклотекстолита удобно пользоваться ножницами по металлу

 

Вырезаем заготовки...

 

   Теперь вспоминаем дурацкую рекламу чистящих средств, которые "не царапают поверхность". Такую рекламу можно увидеть с вероятностью 99% по телевизору, включив его на любой "народной" программе и посмотрев всего 10 минут. Поэтому, я больше не смотрю телевизор – надоело бестолково тратить свое время на просмотр тупой рекламы.

   Так вот, в данном конкретном случае нам лучше взять чистящее средство, которое как раз НЕ не царапает поверхность!

   Снова вспоминаем рекламу из телевизора: "Просто песня чистоты! Пемолюкс!". Вот это как раз нам подходит. Берем чистящий порошок "Пемолюкс"

 

Пемолюкс

 

   или ему подобный, и натираем им заготовку будущей печатной платы (со стороны фольги) до блеска и еще в 2 раза лучше. Руками медную поверхность при этом не трогаем, чтобы не оставить следов жира.

 

Посыпаем заготовку пемолюксом... И трем... Трем, трем, трем...

 

   Затем хорошо промываем под струей воды, опять таки не трогая медную поверхность,

 

Промываем струей воды...

 

   стряхиваем воду и сушим размашистыми движениями рук (заготовка должна быть в руках при этом), или феном, или просто положив в спокойное, но не пыльное место. Я в последнее время использую для сушки заготовок печатных плат компрессор – очень хорошая вещь – струя воздуха под давлением 5 атмосфер - результат "сушки" почти моментальный и никаких разводов (хотя небольшие разводы, в общем-то, не страшны).

 

Стряхиваем воду, сушим...

 

   С этого момента начинается самое интересное.

   Теперь нам необходим фоторезист. Фоторезист – это специальное вещество, жидкость, темно-синего цвета, с характерным запахом, похожим на запах нитрокраски. Он наноситься на медь заготовки будущей печатной платы и после высыхания образует светочувствительный слой – если некоторое время освещать одни участки этого слоя и не освещать другие, то после, посредством некоторых химических процессов, те участки, которые были освещены, с заготовки платы можно будет удалить. Те же участки, которые освещены не были – останутся на заготовке. Но об этом чуть ниже.

 

 

   Фоторезист можно приобрести в магазине или в специализированных торговых фирмах. Так, например, в Москве фоторезист можно приобрести, опять таки в сети магазинов "ЧИП и ДИП", но там он продается за безумные деньги (судя по соотношению цена – количество) и будучи расфасован в аэрозольных баллончиках. Аэрозольный баллончик – с одной стороны удобно, покрасил и все, быстро и просто… Но! Как показывает практика, результат такой покраски зачастую не удовлетворительный и приходится переделывать. И кроме того, больше половины фоторезиста, который отнюдь не дешев, уходит на покраску не самой заготовки платы, а пространства вокруг нее.

   К счастью, я однажды купил такой фоторезист в железной банке. Стоила такая банка гораздо дороже, чем любой аэрозольный баллон в магазине "ЧИП и ДИП", но если рассчитать удельную стоимость (цена - количество) – получается значительно дешевле:

 

Банка с фоторезистом Банка с фоторезистом Банка с фоторезистом

 

   Данная банка храниться у меня уже несколько лет в темном месте и еще не израсходована даже на половину (в темном месте – потому что фоторезист светочувствителен и должен храниться в темноте, иначе – быстро испортится).

   Для удобства, часть фоторезиста из этой банки я отлил в баночку из-под горчицы

 

Баночка с фоторезистом

 

   и храню ее в холодильнике (не потому что там холодно, а потому что там темно, и всегда под руками)

 

Холодильник ЗИЛ

 

   (кстати, это холодильник "ЗИЛ"; он рассчитан на работу от сети 127В и работает уже более 50-ти лет (теперь через трансформатор), претерпев на 30-ом году своей жизни замену холодильного агрегата).

   ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Работать с фоторезистом необходимо в темноте. Нет, не совсем уж в темноте. Даже если в помещении будет гореть одна лампочка накаливания на 60Вт где-нибудь в углу – это нормально. Даже если на улице будет пасмурная погода, и окна НЕ занавешены шторами – это тоже нормально (хотя лучше, все-таки, полузанавешены). Но вот работать при ярком солнечном или электрическом освещении категорически не стоит.

 

Освещенность

 

   Итак, наша задача – нанести фоторезист на медную поверхность заготовки платы равномерным тонким слоем. Сделать это очень просто – надо налить немного фоторезиста на эту поверхность (я для этого использую медицинский шприц) и немного наклоняя заготовку в разные стороны добиться растекания фоторезиста по всей поверхности заготовки. Излишки сливаются обратно в банку. При этом по краям скапливаются фоторезистные "наплывы", но ведь мы сделали заготовку на 5мм больше с каждой стороны, и теперь эти "наплывы" нам не страшны. Зато, остальная часть заготовки будущей печатной платы оказывается равномерно покрыта тонким слоем фоторезиста.

 

Готовимся наность фоторезист... Наносим фоторезист... Растекаем фоторезист... Сливаем излишки фоторезиста... Промокаем излишки фоторезиста...

 

   СОВЕТ. Перед нанесением фоторезиста надо убедиться, что на заготовке нет частиц крупной пыли, волос или прочего мусора. Проще всего удалить все это, если сильно дунуть на заготовку, однако, необходимо постараться, чтобы при этом заготовка не оказалась забрызгана слюнями (здесь мне опять-таки очень помогает компрессор). В случае, если на заготовке печатной платы будет присутствовать крупная пыль, волосы или прочий мусор, при нанесении фоторезиста он стечется вокруг этих загрязнений и в дальнейшем в этих местах возможено образование брака.

   При изготовлении двусторонней печатной платы фоторезист наносим с двух сторон заготовки. Время между нанесением фоторезиста на первую и вторую стороны составляет несколько минут. При этом, на первой стороне фоторезист уже успевает высохнуть настолько, что перестает растекаться, и заготовку печатной платы можно располагать в пространстве удобным образом для нанесения фоторезиста с другой стороны, не боясь, что покрытие с первой стороны при этом испортится.

   После нанесения фоторезист сохнет как обычная краска - 24 часа при комнатной температуре (сушить следует в темноте), или всего полчаса при температуре порядка 70ºС.

   К счастью, духовка в моей кухонной плите обогревается электричеством, не смотря на то, что верхняя часть плиты работает на газе. И то и то, надо сказать, чрезвычайно удобно. Эта электрическая духовка, при определенном положении ручки терморегулятора, способна довольно хорошо поддерживать температуру в районе 65…75ºС (данный факт был проверен с помощью ртутного термометра; нужное положение ручки терморегулятора я отметил специальным штрихом)

 

Сушим заготовки в духовке...

 

   ПИМЕЧАНИЕ. Лампочка подсветки из духовки была заранее мною заботливо удалена.

   Берем покрытую фоторезистом заготовку, размещаем в духовке и сушим ее там минут 40. Окошечко духовки занавешиваем плотной тканью, или чем-нибудь загораживаем, чтобы внутрь не проникал свет:

 

Закрываем духовку от света...

 

   А пока заготовка будущей печатной платы сохнет, возвращаемся к компьютеру и приступаем к изготовлению фотошаблона.

   Для этого потребуется лазерный принтер и специальная прозрачная пленка, предназначенная для печати на лазерных принтерах

 

Готовимся к печати фотошаблонов...

 

   Почему именно лазерный принтер?

   Некоторое время я успешно пользовался струйным принтером Canon S450. Печатал я не на пленке, а на кальке – это такая тонкая белая бумага, используемая ранее в чертежном деле. И именно эту кальку я успешно использовал в качестве фотошаблона, и все работало отлично, не смотря на то, что эта калька далеко не выглядит прозрачной в тех местах, где она должна прозрачной быть. Однако, при нанесении принтером чернил на кальку, она промокает и разбухает, что вызывает ее вспучивание. При больших закрашенных чернилами участках калька вспучивается настолько сильно, что головка принтера, проезжающая над вспухшими участками задевает их, и начинает размазывать уже нанесенные чернила. Получается брак. Хотя для изготовления небольших печатных плат или печатных плат с небольшими закрашенными чернилами областями, этот способ вполне подходит.

   Однажды я приобрел прозрачную пленку для печати на струйных принтерах, и попробовал использовать ее вместо кальки, но результат получился неудовлетворительным, так как на данной пленке капельки чернил из принтера оставались именно маленькими круглыми капельками, и не растекались на некоторую площадь, как на кальке. При этом, те области, которые должны быть НЕ прозрачными, были черными лишь "на глаз", но при ближайшем рассмотрении "на свет" представляли лишь множество отдельных мелких черных точек и были вполне прозрачными. Возможно, при использовании других струйных принтеров или другой пленки результат будет лучше. Не знаю. Но у меня было именно так.

   К сожалению, и лазерный принтер далеко не безупречен. Во-первых, он сильно нагревает пленку, что вызывает ее деформацию. В относительных размерах эта деформация не велика, но в абсолютных может испортить весь результат. Во-вторых, "черные" области, напечатанные лазерным принтером также далеко не такие черные, какими кажутся. Если посмотреть на яркий свет, можно увидеть следующее: тонкие линии по краю у "черной" области действительно черные, а сама "черная" область полупрозрачна:

 

Результат печати лазерного принтера

 

   Для борьбы с этим недостатком я придумал следующее – напечатаем одно и тоже изображение на трех пленках, затем наложим их друг на друга и точно совместим, чтобы изображения совпали. Тогда, те места, что были полупрозрачными, становятся действительно "черными" настолько, что результат получается вполне приемлемый. Правда, в данном случае первый обозначенный недостаток лазерных принтеров (деформация пленки при нагревании) имеет решающее влияние на качество изготовления такого "строенного" фотошаблона. Даже при небольшом отличии в условиях печати отдельных изображений они получаются разного размера, и совместить их точно становится невозможно.

Поэтому, как показала практика, не удается напечатать эти три отдельных изображения сразу на одном листе пленки. После вырезания их из этого одного листа пленки и попытки их совмещения, часто можно наблюдать, что размеры изображений не совпадают между собой.

   Данную проблему можно побороть, если взять три отдельных одинаковых листа прозрачной пленки и одни лист обычной бумаги. Запускаем изображение "дорожек" платы на печать 4 (четыре! а не три) раза, в принтер вкладываем три листа пленки и один лист бумаги, так, чтобы изображение на бумаге было напечатано в первую очередь:

 

Укладка пленки и бумаги для печати

 

   Первый лист (тот, который из обычной бумаги) служит только для разогрева принтера и далее в производственном процессе более никак не участвует. Зато, условия печати остальных трех листов (но уже листов прозрачной пленки) будут практически одинаковы.

   "Выданные" принтером листы пленки не стоит сразу хватать. Лучше подождать одну минутку, пока они полежат рядом друг с другом и остынут все вместе. Затем лишь только брать их.

   Теперь изображения для фотошаблона будущей печатной платы следует вырезать с запасом примерно в 3…5см (Внимание! "см", а не "мм") с какой-либо одной определенной стороны, и с запасом примерно 1см со всех остальных сторон:

 

"Треть" фотошаблона

 

   Если изображение печатной платы занимает лишь малую часть от общего размера листа прозрачной пленки, оставшиеся после вырезания изображений части этих трех пленок следует сложить вместе и положить на хранение. В следующий раз их можно будет снова использовать для тех же целей, но только снова все три вместе.

   Итак, вырезанные с запасом по 3…5см с одной стороны изображения фотошаблона, необходимо совместить между собой. Для этой цели от одного из трех изображений отрезаем примерно 1см с того самого определенного края (этот 1см берется из 3…5см запаса), от второго из трех изображений отрезаем примерно 2см с того же края. Третье изображение остается без изменений.

   Теперь, изображение "-1см" накладываем на "необрезанное" изображение, совмещаем и прижимаем по углам какими-либо тяжелыми предметами.

 

Прижимаем очередную "треть" фотошаблона...

 

   Берем узкий (шириной 1.5…2см) скотч, отрезаем от него полоску необходимой длины с некоторым запасом, таким, чтобы было, за что ухватиться пальцами, и, НЕ натягивая ее, склеиваем ею два совмещенных изображения по линии отреза "-1см". Если полоску скотча натянуть – после приклеивания она будет стремиться сжаться и может деформировать фотошаблон.

 

Склеиваем фотошаблон...

 

   Все то же самое проделываем затем с третьим изображением ("-2см"). Итак, фотошаблон готов:

 

Фотошаблон Фотошаблоны

 

    Если необходимо сделать двустороннюю печатную плату, все то же самое проделываем для изображения "дорожек" второй стороны. Основная "хитрость" заключается в том, что изображение обратной стороны платы в данном случае НЕ следует печатать в зеркально отображенном виде. Следует его печатать в той же проекции, что и фотошаблон первой стороны (так, как оно выглядит на мониторе). В этом случае условия печати, а значит и условия деформации пленки в лазерном принтере для фотошаблонов первой и второй стороны также будут практически одинаковыми, что является решающим фактором для их последующего соответствия друг другу. Кроме того, при вырезании изображений из пленки для случая двусторонних печатных плат оставляем запас примерно по 3…5см с КАЖДОЙ стороны.

    Также, при изготовлении двусторонних печатных плат возникает вопрос: как центровать фотошаблоны с разных сторон платы между собой? Этот вопрос легко решить, если взять толстый (ТОЛСТЫЙ, а не широкий!) двусторонний скотч и склеить с его помощью из наших двух фотошаблонов специальный "кармашек", в который мы затем вложим заготовку. В этом случае при совмещении фотошаблонов заготовки платы между ними еще нет, и их совмещению и центрированию друг относительно друга ничто не мешает.

   Теперь нам потребуются 2 стекла, между которыми мы будем зажимать нашу заготовку будущей печатной платы вместе с фотошаблоном. В качестве таких стекол я использую два стекла от книжной полки. Стекла должны быть чистыми.

   Берем одно стекло. Располагаем горизонтально. Сверху на него кладем заготовку печатной платы фоторезистом вверх:

 

Укладываем заготовку...

 

   На заготовку платы накладываем фотошаблон правильной стороной.

   ВНИМАНИЕ! Еще раз внимательно смотрим на фотошаблон у нас в руках и на проект печатной платы на мониторе. И кладем фотошаблон на заготовку ПРАВИЛЬНОЙ стороной!

   Несколько раз у меня были случаи, что по невнимательности или из-за спешки я накладывал фотошаблон обратной стороной. При этом изображение "дорожек" на плате получается зеркально отображенным и в ряде случаев (например, при использовании планарных микросхем) плату приходилось переделывать заново.

 

Укладываем фотошаблон...

 

   Затем кладем на все это второе стекло и скрепляем все бельевыми прищепками:

 

Сжимаем все прищепками...

 

    Для случая двусторонних печатных плат, кладем заготовку платы в заготовленный заранее кармашек из фотошаблонов, и затем кармашек с заготовкой зажимаем между двумя стеклами вышеописанным способом.

   Теперь нам необходим мощный источник света для облучения нашей "сборки". Я для этого применяю специальный прибор для загара – он содержит ртутную дуговую лампу, которая дает много ультрафиолетового света – что является как раз очень желательным в нашем славном деле:

 

Прибор для загара

 

   "Сборку" из стекол и заготовки будущей печатной платы устанавливаем на расстоянии 30…40см от лампы, включаем ее и оставляем в таком виде на 13 минут. А 12 можно? Можно. А если 15? Тоже можно. Но я обычно отмеряю примерно 13 минут. Как показала практика, в данных конкретных условиях результат, при этом, получается вполне хорошим.

   ПРИМЕЧАНИЕ. В помещении, кроме данной лампы, других сильных источников света желательно не иметь.

 

Освещаем заготовку через фотошаблон...

 

   У Вас нет прибора для загара? Не страшно! Вместо него возможно использовать обычную лампу "Ильича" (лампочку накаливания), желательно возможно большей мощности. В моей практике есть опыт применения для этой цели лампы накаливания мощностью 500Вт от прожектора. Правда, при использовании такой лампы, время облучения потребовалось увеличить примерно до 25 минут, что было определено экспериментально.

    При изготовлении двусторонней печатной платы "сборку" из стекол и заготовки следует облучить сначала с одной, затем с другой стороны. Сторону, обратную облучаемой, желательно прикрыть чем-нибудь не прозрачным, например плотной тканью или куском картонки. Сделать это нужно, чтобы защитить другую сторону заготовки платы от рассеянного света, отраженного от стен помещения и предметов мебели.

После облучения вынимаем заготовку из "сборки".

 

 

   Теперь нам потребуется раствор едкой щелочи (едкого натра) (NaOH) в воде в соотношении 7 грамм кристаллов щелочи на 1 литр воды (так предписывает инструкция по использованию фоторезиста).

   Где взять едкий натр? Пойти в хозяйственный магазин и купить средство для прочистки канализационных труб "Крот":

 

"Крот"

 

   Это, собственно, и есть раствор едкого натра, о чем свидетельствует этикетка:

 

Этикетка "Крота" Этикетка "Крота"

 

   Правда, не в чистом виде, а со всякими добавками, однако, как показывает практика, добавки делу не мешают.

   Само средство "Крот" довольно концентрировано, поэтому его необходимо разбавить водой в соотношении примерно 1 часть "Крота" на 15…25 частей воды.

   Полученный раствор наливаем в ванночку, в качестве которой можно успешно применить упаковку от "заморских" фруктов:

 

 Ванночки от "заморских" фруктов

 

   В этот раствор помещаем плату. И смотрим. Через некоторое время (пару минут, примерно), те части фоторезиста, которые были облучены (области между "дорожек"), растворяются в растворе едкого натра. Те же области, что находились под "черными" участками фотошаблона и потому облучены не были, данным раствором не растворяются (точнее, сразу не растворяются).

 

Травим фоторезист... Травим фоторезист...

 

   Оставлять заготовку платы в данном растворе слишком надолго не следует – иначе растворится ВЕСЬ фоторезист.

   После растворения фоторезиста на тех участках, где он быть не должен, вынимаем заготовку из раствора и промываем под струей воды (вынимать можно руками, раствор щелочи довольно слабый и за короткое время Ваши руки не успеют в нем раствориться).

 

Вытравленный фоторезист Вытравленный фоторезист

 

   С этого момента, освещение рабочего места может быть любым (по яркости). Сохранять заготовку в темноте более не нужно.

   Теперь сливаем раствор "Крота" из ванночки в подходящую банку или бутылку (например, пластиковую бутылку из под кока-колы). Он нам еще может пригодиться для изготовления других печатных плат.

   Внимательно осматриваем нашу заготовку под яркой лампой, возможно с лупой, кому необходимо. Не исключено, что на изображении из фоторезиста будут мелкие дефекты, часто в виде царапин или выеденных точек (не путать с точками под отверстия!). Такие дефекты можно отредактировать (подкрасить) несмываемым водостойким маркером (например, маркером для подписывания CD/DVD-дисков):

 

Корректируем погрешности...

 

   Теперь берем раствор хлорного железа (в воде). Порошок хлорного железа можно купить в магазине радиодеталей (в Москве опять таки, например, в сети все тех же магазинов "ЧИП и ДИП" или на Митинском радиорынке). Для приготовления раствора размешиваем порошок в воде. Чем выше концентрация – тем лучше.

   Раствор хлорного железа наливаем все в ту же ванночку и опускаем в него заготовку печатной платы медью вниз. При этом, класть заготовку на самое дно категорически не следует – под нее не будет затекать свежий раствор и процесс травления не пойдет. Лучше, если удастся уголками заготовки воткнуться в стенки ванночки (еще раз поблагодарим производителей "заморских" фруктов, на этот раз за то, что они делают свои ванночки из мягкого материала). "Верх изыска" – аккуратно положить заготовку на поверхность раствора (медью вниз), так, чтобы она оставалась на плаву за счет сил поверхностного натяжения раствора.

   Почему медью вниз, а не вверх? Дело в том, что продукты реакции тяжелее раствора и опускаются вниз, освобождая место свежей порции раствора. Процесс пойдет быстро. Если заготовку будущей печатной платы расположить в растворе хлорного железа медью вверх, продукты реакции напротив, будут оседать на поверхности заготовки и мешать доступу свежего раствора. Процесс будет идти медленно, а результат может быть не качественным.

   Время вытравливания платы зависит от концентрации раствора и составляет от 20 минут до нескольких часов.

   Во время травления желательно несколько раз вынуть заготовку платы из раствора, посмотреть на нее и убедиться в качестве травления (например, иногда бывает, что под плату "забираются" пузырьки воздуха; в этих местах раствор не контактирует с поверхностью меди, и она под этими пузырьками не вытравливается).

 

Травим медь...

 

   По окончании травления, когда вся ненужная медь будет растворена, заготовку вынимаем, отмываем под водой, а раствор хлорного железа сливаем в подходящую бутылку для повторного использования в следующий раз. Обратите внимание: на следующей фотографии видны продукты реакции, осевшие на дно:

 

Продукты реакции травления меди

 

   Кстати, раствор хлорного железа, при необходимости, можно заменить другим раствором. "Другой" раствор приготовляется из кристаллов медного купороса и обычной столовой поваренной соли. Для этого сначала приготовляется насыщенный раствор медного купороса в воде. "Насыщенный" – значит такой, при котором кристаллы медного купороса уже больше в нем не растворяются (раствор имеет характерный сине-голубой цвет). Затем приготовляется такой же раствор из соли (тоже насыщенный) (цвет – прозрачный). Теперь необходимо смешать оба раствора между собой примерно в равных пропорциях. Полученный раствор становиться ярко-зеленого цвета. В нем-то и можно травить платы. Однако, у такого раствора есть ряд недостатков. Во-первых, платы в нем травятся значительно дольше, чем в растворе хлорного железа, во-вторых, на его поверхности, на открытом воздухе, образуются пленки кристаллов, и при вынимании заготовки будущей печатной платы из этого раствора / опускании в него, эти пленки местами оседают не поверхности заготовки и мешают дальнейшему нормальному травлению в этих местах.

   Как бы то ни было, после травления  обильно промыв заготовку водой, протираем ее тряпкой насухо.

   Далее берем ватку с ацетоном (или спиртом) и протираем ею заготовку со стороны "дорожек". При этом с заготовки смываются остатки фоторезиста – более он нам не нужен, и мы получаем заготовку, уже почти похожую на настоящую плату:

 

Смываем фоторезист...

 

   Теперь обрезаем лишние "поля" (ведь при вырезании заготовки мы сделали ее с запасом по 5мм с каждой стороны):

 

Обрезаем "поля"...

 

   Края заготовки шлифуем на ровном точильном бруске под струей воды. Вода необходима для немедленного удаления пыли:

 

Шлифуем края...

 

   Получаем вытравленные заготовки плат:

 

Вытравленные платы

 

   Далее, необходимо проделать отверстия под компоненты и крепеж. Как раз теперь нам очень пригодятся те самые вытравленные в меди точки в центрах контактных площадок, которые получились под изображениями отверстий на фотошаблоне диаметром 0.4мм.

   Для целей сверления отверстий я использую самодельный сверлильный станочек, сделанный на основе электромоторчика от видеомагнитофона "Электроника" (у которого видеокассеты сверху загружаются). На валу моторчика установлен цанговый патрон, в который зажимаются сверла разного диаметра.

 

Сверлильный станочек Сверлильный станочек

 

   Заготовку можно сверлить обычными сверлами по металлу (подходящего диаметра), однако такие сверла быстро тупятся (ведь наша заготовка выполнена из СТЕКЛОтекстолита). Одного такого сверла реально хватает всего на пару сотен отверстий.

 

"Обычные" сверла

 

   Гораздо более долговечны победитовые сверла. Их ресурс в десятки раз превышает ресурс обычных сверел, отверстия после сверления имеют ровные края. Правда, эти сверла очень редко бывают в продаже (в последний раз я покупал их "с рук" у какого-то мужичка на Митинском радиорынке, и более в продаже их нигде не видел), а также довольно дороги (по сравнению с обычными). Кроме того, победитовые сверла малого диаметра целиком изготовляются из твердосплавного материала и потому чрезвычайно хрупки – малейший перекос, и они ломаются.

 

Победитовые сверла

 

    При сверлении двусторонних плат бывает, что сверло, выходя с обратной стороны заготовки, отрывает медные контактные площадки от самой основы платы (от стеклотекстолита), если эти контактные площадки достаточно маленькие (что, обычно, так и бывает). Чтобы побороть этот нежелательный эффект, необходимо сначала просверлить все отверстия с одной стороны печатной платы примерно на половину толщины заготовки, затем перевернуть ее и досверлить все отверстия с другой стороны, теперь уже насквозь.

 

Сверлим отверстия...

 

   Отверстия большого диаметра сверлим обычными сверлами обычным сверлильным станком или дрелью.

   После сверления отверстий зачищаем заготовку платы со стороны "дорожек" мелкой наждачной бумагой

 

Шкурим медь...

 

   Пыль сдуваем, и покрываем все медные "дорожки" по всей длине раствором канифоли в спирте. Канифоль защитит медь от окисления и сделают последующую пайку компонентов "легкой и непринужденной"

 

Покрываем раствором канифоли в спирте...

 

   Далее следует напаять радиоэлектронные компоненты. Пайку компонентов удобно производить с применением все того же раствора канифоли в спирте, но большей густоты.

Например, при пайке планарных компонентов место установки компонента обильно смазывается данным раствором канифоли в спирте, с помощью пинцета компонент позиционируется на нужном месте, прижимается зубочисткой и опаивается.

   У Вас ведь уже есть полный набор компонентов для Вашего устройства? Если еще нет, подберите необходимые прямо сейчас, иначе после изготовления печатной платы некоторые компоненты могут оказаться либо слишком большими, либо слишком маленькими, либо совсем другими. В основном, это касается конденсаторов. Так, например, несколько раз я проектировал плату, взяв за образец электролитические конденсаторы (типа К50-35), выпаянные из старых отечественных телевизоров, а придя в магазин радиодеталей получал от продавца современные "буржуйские" конденсаторы на тот же номинал, но гораздо меньшего размера и с меньшим расстоянием между ног. Приходилось пересверливать отверстия в уже готовой плате. То же касается пленочных конденсаторов типа К73-17. "Буржуйские" аналоги на тот же номинал могут иметь не только меньшие размеры, но и совершенно другое расположение выводов. О таких же вещах, как моточные изделия (дроссели, трансформаторы) а также радиаторы, можно даже не заикаться.

   После напайки компонентов проверяем монтаж (чтобы все компоненты были требуемого номинала и стояли на своих местах), включаем, налаживаем работу устройства. После наладки, когда к нашей плате более уже ничего не будет ни отпаиваться, ни припаиваться, промываем плату от канифоли ваткой с ацетоном или спиртом. Ацетон лучше отмывает канифоль, но может также отмыть и маркировку с некоторых компонентов. Чтобы на плате не оставались ошметки от ваты, вату следует завернуть в кусочек ткани или марли

 

Вата с тряпочкой Вата в тряпочке Протираем платы от канифоли Чистые платы

 

   Затем покрываем сторону с "дрожками" лаком, например, цапонлаком. Также можно использовать специальные лаки для плат в аэрозольных баллончиках. И цапонлак и специальный лак в аэрозольных баллончиках можно приобрести в магазине радиодеталей (в Москве опять таки, например, в сети все тех же магазинов "ЧИП и ДИП" или на Митинском радиорынке).

 

Покрываем защитным лаком Покрываем защитным лаком

 

   После высыхания лака плата готова к использованию:

 

Готовые платы Готовые платы

 

   Описанным выше способом можно изготовить платы с точность до 0.25мм (0.25мм ширина "дорожки" и 0.25мм расстояние между соседними "дорожками"). Точность зависит от размеров платы. Чем меньше размер – тем большей точности можно достичь. Верно и обратное – чем больше размер, тем меньше точность. Связано это все с той же пресловутой деформацией прозрачной пленки при печати на лазерном принтере. Несмотря на все принимаемые меры, три изображения для изготовления одного фотошаблона все равно не получаются идеально совпадающими. При больших размерах платы (например, размером чуть меньше листа формата А4) эта ошибка становится столь заметна, что может вызвать (при изготовлении фотошаблона, во время совмещения отдельных изображений) перекрытие узких "дорожек", если эти "дорожки" будут слишком тонкими и расстояния между ними будут слишком узкими.

   В своей практике я стараюсь не делать "дрожки" на плате и зазоры между ними шириной менее 0.4…0.5мм.

 

   Если Вы сочли материалы с этой страницы полезными, если они принесли Вам новые знания и помогли разобраться с некоторыми моментами в радиотехнике - Вы можете выразить благодарность автору этой статьи, переведя немного денег на его

 

   Яндекс-кошелек: 41001208237816

 

   Спасибо за то, что посетили эту страницу!

© 1995-2017 Ярослав Меньшиков

 Материал на страницах этого сайта выложен только для ознакомительных целей.

Любая перепечатка и распространение, использование в коммерческих целях материалов данного сайта возможно только с разрешения и по согласованию с автором.