Друковані плати в домашніх умовах, Майстер-радіоаматор
Підготовка креслень друкованої плати.
Вручну найзручніше виконувати креслення друкованої плати в масштабі 1:1 на папері від самописців (має клітину зі стороною 2.5 мм, в "кроці" мікросхем), якщо такої немає, то можна "відксерити" шкільний папір "у клітинку" зі зменшенням у 2 разу, у крайньому випадку можна використовувати звичайну міліметрівку. Доріжки з боку паяння потрібно малювати суцільними лініями, а доріжки з боку деталей (у разі двостороннього монтажу) малювати пунктирними лініями. Необхідно відзначити, що елементи повинні бути в дзеркальному відображенні. Центри ніжок елементів відзначаються точками, навколо яких необхідно намалювати пайковий майданчик. Для наступних дій, дуже важливо, якого розміру Ви вибираєте настановні майданчики для елементів (прикро, коли при малюванні плати "в живу" або доріжка між майданчиками не проходить, або після паяння елементи випадають разом із майданчиками). Ширину доріжок слід вибирати виходячи з того, чим ви малюватимете плату, при використанні скляних рейсфедерів приблизно 1.5 мм. Після того як малюнок готовий, потрібно прикласти креслення до поверхні, що світиться (наприклад скло вікна) зворотним боком до себе і обвести пунктирні лінії. Так Ви отримаєте малюнок із боку установки деталей. Далі необхідно вирізати креслення аркуша паперу, але з урахуванням "крилок" для кріплення з кожного боку (близько 15 мм).
Підготовка стелотекстоліту та свердління.
Вирізати за розміром креслення шматок склотекстоліту. Зняти задирки напилком. Накладіть креслення на плату, загніть краї паперу і закріпіть їх на звороті скотчем або (переважно) ізоляційною стрічкою. Далі проводиться процес свердління. Так-так, прямо по кресленню і без кернення. Важливою умовою того, щоб свердло не повело,є його "свіжість". Втім, чого чекати від конкретного свердла, можна зрозуміти, просвердливши пробний отвір на якомусь обрізанні склотекстоліту. Найкраще вирішення цієї проблеми – наявність відповідного свердлильного верстата, хай навіть саморобного. Якщо застосовується "моторчик із свердлом", як правило, краще майбутні отвори "накернити". Всі отвори, включаючи кріпильні, свердляться одним (найменшим) діаметром. Далі необхідно перевірити свердління на "просвіт" оскільки обов'язково знайдуться непросвердлені отвори. Досвердлити. Після цього зі склотекстоліту дуже акуратно знімається креслення плати (небезпеку становлять задирки від свердління). Далі проводиться розсвердлювання кріпильних та інших, великих діаметром, отворів.
Після здійснених операцій проводиться зачистка поверхні плати дрібною шкіркою. Цей процес необхідний для видалення задирок від свердління та для кращого зчеплення фарби малюнка з поверхнею. По можливості не торкайтеся пальцями зачищеної поверхні, щоб не залишалися жирові відбитки. Після зачистки необхідно провести знежирення плати за допомогою спирту (у крайньому випадку ацетоном, але слідкувати за тим, щоб не залишалися білі порошкоподібні розлучення). Після цього торкатися пальцями можна лише торцевих поверхонь.
Нанесення малюнка.
Щодо застосовуваної фарби та технології нанесення доріжок у своїх колах ми, звичайно, чимало сперечалися, але зупинився я на описаному нижче. Викреслення проводиться нітрофарбою, з розчиненим у ній порошком каніфолі (забезпечує на якийсь час після висихання пластичність для коригування і не дає фарбі "відстати" у разі травлення гарячими розчинами). Малювання проводиться скляними рейсфедерами (які у наш час знайти дуже проблематично).Крім того, можливе застосування як фарби, асфальтобітумного лаку, розчиненого до потрібної кондиції ксилолом. Пляшки вистачить надовго. Можливе виготовлення рейсфедерів самому, за відповідного тренування, звичайно. Для цього можна взяти тонкостінну скляну трубку і розтягнувши на полум'ї (над газовою плитою) зламати її посередині. Потім обламаний кінчик "довести" на дрібній шліфувальній шкірці. Далі, розігрівши над тим самим полум'ям, зігнути кінчик до потрібного кута. Складно! Насправді трохи більше 5 хвилин. Також можна використовувати для малювання і одноразові шприци. Лак набирається в одноразовий шприц (1-2 мл) і встановлюється тонка голка. Голку перед установкою необхідно обробити надфілем так, щоб краї були рівні (прибрати гострий кінець). З боку поршня можна вставити ще одну голку для повітря всередину шприца.
Перед тим, як почати малювати доріжки друкованого монтажу, необхідно викреслити монтажні майданчики для паяння елементів. Наносяться вони за допомогою скляного рейсфедера або гостро заточеного сірника навколо кожного отвору діаметром приблизно 3 мм. Далі потрібно дати їм висохнути. Після цього потрібно обрізати їх за допомогою циркуля до потрібного діаметра (я застосовую маленький циркуль-вимірювач з різьбовим фіксатором відстані (хай вибачать мені це вирази креслярі-професіонали, ніколи не знав його справжню назву), одна з голок якого обточена під плоский різець). Далі обрізані надлишки підчищаються шилом чи скальпелем. Насправді я використовую для цих процедур перероблену шкільну готівку. В результаті виходять рівні круглі майданчики одного діаметра, які залишається тільки з'єднати доріжками, згідно з накресленим раніше кресленням друкованої плати. Далі після просушування малюється друга сторона. Після чогопроводиться коригування доріжок та помилок за допомогою скальпеля. Причому слід зазначити, щоб вирівняти край доріжки, потрібно спочатку обрізати край по лінійці (краще за металеву), а потім видалити надлишки видряпанням. Якщо підчищати доріжку відразу, то в залежності від ступеня пересушеності фарби можна отримати "сколи" ще гірше початкових. Перевірте відповідність малюнка на платі з малюнком на кресленні.
Виготовлення речовини, що травить.
Існують різні склади для травлення, фольгованого матеріалу під час виготовлення друкованих плат.
Для форсованого (протягом 4-6 хв) травлення можна використовувати наступний склад (у масових частинах): 38%-на соляна кислота щільністю 1,19 г/см 3 , 30%-ний пероксид (перекис) водню-пергідроль. Якщо перекис водню матиме концентрацію 16-18%, то на 20 масових частин кислоти беруть 40 частин пероксиду і стільки ж води. Спочатку змішують із водою перекис, а потім додають кислоту. Друковані провідники та контактні майданчики слід захищати кислотостійкою фарбою, наприклад, нітроемаллю НЦ-11.
У склянці холодної води розчиняють 4-6 таблеток перекису водню та обережно додають 15-25 мл концентрованої сірчаної кислоти. Для нанесення малюнка друкованої плати на фольгований матеріал можна скористатися клеєм БФ-2. Час травлення у цьому розчині приблизно 1 год.
У 500 мл гарячої (приблизно 80 ° С) води розчиняють чотири столові ложки кухонної солі до двох ложок потовченого в порошок мідного купоросу. Розчин набуває темно-зеленого забарвлення. Готовий до застосування відразу після остигання (при термостійкій фарбі, див вище, необов'язково). Розчину вистачає для зняття 200 см 3 фольги. Час травлення близько 8 год. Якщо малюнок друкованої плати виконаний досить теплостійкоюфарбою або лаком, температуру розчину можна довести приблизно до 50 ° С, і тоді інтенсивність травлення збільшиться.
Розчиняють 350 г хромового ангідриду в 1л гарячої води (60-70 ° С), потім додають 50 г кухонної солі. Після того, як розчин охолоне, приступають до травлення. Час травлення 20-60 хв. Якщо розчин додати 50 г концентрованої сірчаної кислоти, то травлення буде більш інтенсивним.
200 мл теплої води розчиняють 150 г хлорного заліза в порошку.
Приготування хлорного заліза.
Якщо немає хлорного заліза в готовому вигляді (у порошку), його можна приготувати самому. Для цього необхідно мати 9%-ну соляну кислоту і дрібну залізну тирсу. На 25 об'ємних частин кислоти беруть одну частину залізної тирси. Тирса засипають у відкритий посудину з кислотою і залишають на кілька днів. По закінченні реакції розчин стає світло-зеленого кольору, а через 5-6 днів. Забарвлення змінюється на жовто-буру-розчин хлорного заліза готовий до застосування. Для виготовлення хлорного заліза можна використовувати порошкоподібний залізний сурик. При цьому одну об'ємну частину концентрованої соляної кислоти потрібно 1,5—2 частини сурика. Компоненти змішують у скляному посуді, додаючи сурик невеликими порціями. Після припинення хімічної реакції на дно випадає осад та розчин хлорного заліза. Готовий до застосування
Травлення та обробка плати.
Травлення треба проводити в пластмасовому (фото кювету) або фарфоровому (тарілку) посуді. Якщо плата невеликих розмірів, її зручно цькувати в тарілці. Глибока тарілка вибирається так, щоб платня не лягала повністю на дно, а кутами спиралася на стінки тарілки. Тоді між платою та дном буде простір, заповнений розчином. Під час травлення плату необхідно перевертати та помішуватирозчин. Якщо вам потрібно швидко протруїти плату, підігрійте розчин до 50-70 градусів. Якщо плата великих розмірів, то в отвори кріплення (по кутах) вставте сірники так, щоб вони виступали на 5-10 мм з обох сторін. Можна вставляти мідний дріт, але тоді буде більше насичення розчину міддю. Травіть у фото кюветі, помішуючи і перевертаючи плату. Працюючи з розчином хлорного заліза необхідно бути обережними. Розчин практично неможливо змити з одягу та предметів. При попаданні на шкіру промийте содовим розчином. Фарфорова тарілка легко відмивається від розчину і може застосовуватись надалі за прямим призначенням. Після закінчення травлення злийте розчин у пластмасову пляшку, він вам ще знадобиться. Плату промийте в проточній холодній воді. Під тонким струменем води зніміть лак за допомогою безпечного леза (зчищати). Висушену плату необхідно підчистити скальпелем від зайвих з'єднань і лаку, що розплився. Якщо доріжки близько одна до одної, то можна розширити просвіт скальпелем. Після цього плата вкотре обробляється дрібною шкіркою.
Лудіння плати.
Про корисність цієї процедури можна не писати. В іншому випадку можна зупинитися і на попередній. Далі поверхні плати покриваються пензликом рідким каніфольним флюсом. Лудіння проводиться очищеною від проводів лудженою екранною обплетенням (білого кольору). Попередньо обплетення просочується каніфоллю і в невеликій кількості припоєм (можна, звичайно, і сплавом Розі, але це вже екзотика). Далі обплетення притискається до поверхні доріжки паяльником і поступово рівномірно (підбирається експериментально) проводиться по довжині доріжки. Якщо всі умови виконані правильно, то в результаті Ви отримаєте рівну білу білу доріжку. Після того, як всі доріжки на всіх сторонах оброблені,провадиться промивка плати спиртом. Промивання ацетоном небажане, тому що припій з ацетоном дає з часом струмопровідне хімічне з'єднання у вигляді білого нальоту по краях майданчиків та доріжок, а при достатній щільності монтажу є небезпека непотрібних гальванічних зв'язків. Після промивання проводиться свердління (очищення) отворів для встановлення р/компонентів.
Оплата готова до монтажу.
Друкарські плати за допомогою лазерного принтера.
Ще один спосіб нанесення малюнка на п/п за допомогою лазерного принтера.
Виготовлення п/п за допомогою лазерного принтера та праски процес досить стомлюючий, але дає досить хороший результат, якщо трохи потренуватися.
1. Акуратно клеїмо аркуш факсового паперу (глянцевою стороною вгору) на аркуш звичайної (для компенсації нестачі жорсткості факсівки). Навіщо? Необхідно попередньо прогнати папір через печі принтера/лазера - для усадки. Для спокійного протягування через тракт досить термопапір просто пропрасувати праскою з чутливої сторони.2. Папір - взяти основу від самоклейки, або термопапір для факсу однозначно термопапір, причому підготовлену - спочатку листи випрасувати гарячою праскою до плоского стану (при цьому вони стануть темно-коричневим, потім синювато-сірим), в такому вигляді скласти їх для майбутнього вживання. перед виведенням плати прогнати лист через принтер - н-р, надрукувавши порожню сторінку. мінімальний розмір листа -
6*12 см для HP 5/6L.3. Друкувати – на максимумі жирності, дзеркально. друк та переклад на заготівлю можуть бути з різницею до тижня, більше не пробував (це для тих у кого вдома лазера немає).4. Заготівлю взяти із запасом по 3-5 мм із кожного боку. фольгу - злегка зашкурити нульовкою та протерти. не повинно бути будь-яких шкідливихнальотів типу білого осаду від денатурату Використовую ізопропіловий спирт або бензин "калоша" (aka "для запальничок").5. Праска – з нормальною, гладкою поверхнею. розігріти заздалегідь. Температуру - для воску треба ретельніше підбирати (у мене показометр на "позов.шовк"), інакше почне просочення переноситися. для термопаперу – можна і вище.6. Пили і всякої дрібниці - не повинно бути, ні на фользі, ні на папері.7. Зробити бутерброд - на рівну товсту фанеру (правда, у мене 3-х міліметрівка) покласти шматок щільного картону, заготівлю плати, здути пил, малюнок, для термопаперу (вона ж тонка) - ще й шматок у міру щільного паперу, гаряча праска.8. Починаєш елозити праскою, притискаючи з силою
5..10 кг/кв. Єлозиж хвилини дві, щоб прихопилося.9. Дуже злегка нахиливши праску, кілька хвилин прикочуєш окремі доріжки. Тут дуже важливо і не роздавити доріжки, і при цьому приварити їх. Іноді треба опускати праску на всю площину, щоб решта не остигала. На термопапері виразно видно різницю у приварених та дефектних шматках.10. Ну ще хвилину прасуєш для очищення совісті і прибираєш праску. Бутерброд остигає та спучуються ділянки паперу між доріжками. Охолодження не чекаємо, плату відразу під струмінь окропу.11. Тепер плату - під струмінь води та шматочком мокрого поролону починаєш прати папір. Великими шматками або з сухої фольги здирати її не можна. З поролону треба частіше прибирати грудки паперу. Беремо папір за куточок та зриваємо. Потім пальцем / ганчіркою / поролоном знімаємо залишки.12. Новим шматочком губки стираєш ворс (наскільки вийде), дивишся вологий малюнок під лупою. якщо дефектів багато, або вони розташовані в незручних місцях – див п.1, з варіацією параметрів.13.Зворотний бік заклеїти смугами широкого скотчу, труїмо. Можна навіть у киплячому FeCl3