тонкости обработки платы. Как самостоятельно изготовить печатную плату в домашних условиях Чем вытравливать платы в домашних условиях
Трудно от хлорного железа отмыть раковину или отстирать кухонное полотенце. Трудно объяснить жене дыру от кислоты на штанах. Я в последнее время перешёл на самый дешёвый и чистый способ травления печатных плат. Спасибо неизвестному химику, который впервые в интернете описал этот способ. К сожалению, не помню, где и кто он.
Позднее видел многократно похожие рецепты на разных сайтах в Сети, решил добавить и на Датагор эту шпаргалку, чтобы всегда под рукой и в соответствующем разделе. Этот способ травления плат отлично подходит как для начинающих радиолюбителей, так и для аксакалов.
Чтобы нахимичить травильный раствор нам потребуются безопасные и доступные зелья
☂️ Обратите внимание, воды в рецепте нет!
⚖️ Этого количества раствора хватает на вытравливание ≈100 см²
медной фольги стандартной толщины 35 мкм.
Как использовать рецепт?
Всё это необходимо смешать перед использованием в стеклянной или пластиковой посуде. Количество ингредиентов можно пропорционально изменять, аВремя травления около 20 минут при комнатной температуре, зависит от площади платы. Увеличение температуры не приводит к значительному увеличению активности, поэтому, я считаю, что подогревать не нужно.
Важно перемешивать травящий раствор для доступа свежего раствора и смывания продуктов реакции.
Раствор по этому рецепту руки и одежду не разъедает и раковину не пачкает. Изначально раствор прозрачный, а по мере использования приобретает цвет «морской волны», зеленовато-голубоватый.
Фотка в процессе, прислал на Датагор Beso (Минск):
«Действительно, травит быстро, травит чисто, и, что немаловажно,
травит дешевле, чем хлорным железом”
Для коррекции недостатков ЛУТ подходит перманентный маркер, маркер с краской (paint marker) или лак для ногтей.
Раствор не хранится, всегда лучше травить в свежеприготовленной смеси .
Мой вариант травления в ведёрке из-под какой-то еды.
Очень экономно расходуется раствор.
А ещё в Сети предлагают вариант с заменой лимонной кислоты на 70% уксусную. Я считаю, что делать так можно только в самом крайнем случае, т. к. получаем вонь и работу с более опасной средой.
Качественный монтаж – залог надежной и долгой работы того или иного устройство. В этой статье постараюсь кратко и детально пояснить весь процесс создания печатных плат. Метод ЛУТ – самый доступный из всех существующих, многие наверное слышали название, а многим оно хорошо знакомо, поскольку больше половины людей, увлеченные электроникой используют именно эту технологию для создания печатных плат в домашних условиях.
Все, что вам нужно для создания довольно качественных печатных плат в домашних условиях, это – лазерный принтер, утюг – желательно именно отечественный и разумеется кусочек фольгированного стеклотекстолита.
При этом многие советуют печатать шаблон на фотобумаге, но лично никогда фотобумагу не использовал (да и лазерного принтера у меня нет, приходится в каждый раз бегать до ближайшего интернет клуба), в моем случае обычная бумага формата А4.
После этой операции нужно подготовить плату, а для этого первым делом нужно подрезать стеклотекстолит под размеры своей платы, затем тщательно очистить поверхность фольги мелкой шкуркой до блеска, затем промыть фольгу растворителем или ацетоном. После этого сразу же приступаем к процессу.
Разогреваем наш утюг. Изначально я посоветовал применить именно отечественные, причина довольно проста – у фирменных утюгов дно не гладкое, да и вес у них не очень, а отечественный – то, что надо. Шаблон ровно укладываем на плату так, чтобы тонер смотрел на сторону фольги, затем аккуратно начинаем утюжить плату.
Утюжить нужно в течении 90 секунд (лично так делаю), после чего вырубаем утюг и даем плате остыть в течении одной-двух минут, затем подносим сосуд с водой и бросаем туда плату на несколько минут, после чего аккуратно НЕ ЦАРАПАЯ НОГТЯМИ с помощью пальцев снимаем бумагу.
В итоге получается почти готовый полуфабрикат, в местах, где тонер прилип нехорошо или вообще отсутствует – можно покрыть обычным лаком для ногтей или маникюром. Для этого берем лак, зубочистку и дорисовываем плату. Даем маникюру или лаку выдохнуть в течении 15-30 минут (зависит от конкретного лака). Дальше нужно готовиться к последнему этапу – травлению, об этом и поговорим далее…
После того, как шаблон нанесен на поверхность фольгированного стеклотекстолита, пора приступить к процессу травления платы – этот этап самый легкий. Кто-то для травления использует медный купорос, другие хлорное железо, в моих краях это все роскошь, поэтому приходиться использовать альтернативный метод травления печатных плат.
Для начала немного про ингредиенты. Все, что нам нужно, это чайная ложка поваренной соли, лимонная кислота (2 пакета по 40Гр), и перекись водорода – 3% раствор.
Где все это достать? Поваренная соль может быть украдена с собственной кухни, перекись водорода продается в бутылках по 100мг в любой аптеке (нам нужны 2 бутылки), ну а лимонная кислота может быть приобретена в любом продуктовом магазине.
Дальше нужно поискать подходящий сосуд – пластиковый, стеклянный или эмалированный. В этом сосуде перемешиваем все наши составные и добавляем к раствору 20-50мл обыкновенной воды из под крана. В конце остается бросить нашу плату в раствор.
Спустя 40-60 минут плата будет протравлена. Недостаток данного раствора в том, что его хватит на 2-3 платы с размером в пачку сигарет, по сути почти одноразовый раствор, но зато доступный всем.
Все, что остается дальше – сами знаете лучше меня – высверливание отверстий под компоненты, лудение дорожек (если есть желание, но советую, слой олово спасает медные дорожки от окисления) и конечный монтаж электронных компонентов.
Метод ЛУТ позволяет получить довольно качественные дорожки с толщиной до 0,3-0,5мм, следовательно, с его помощью можно создавать печатные монтажные платы почти промышленного качества, но если делаете плату скажем для поверхностного монтажа (в случае сборки цифровых устройств того или иного рода), где задействованы процессоры и интегральные микросхемы с многочисленными мелкими выводами, то метод ЛУТ не самый лучший вариант, тогда приходит на помощь более современный и высококачественный метод создания печатных плат – фоторезист.
Таити!.. Таити!..
Не были мы ни на каком Таити!
Нас и тут неплохо кормят!
© Кот из мультика
Вступление с отступлением
Как в бытовых и лабораторных условиях делали платы раньше? Способов было несколько например:
- рисовали будущие проводники рейсфедерами;
- гравировали и резали резаками;
- наклеивали скотч или изоленту, потом рисунок вырезали скальпелем;
- изготавливали простейшие трафареты с последующим нанесением рисунка с помощью аэрографа.
Недостающие элементы дорисовывали рейсфедерами и ретушировали скальпелем.
Это был длительный и трудоемкий процесс, требующий от «рисователя» недюжинных художественных способностей и аккуратности. Толщина линий с трудом укладывалась в 0,8 мм, точность повторения была никакая, каждую плату нужно было рисовать отдельно, что сильно сдерживало выпуск даже очень маленькой партии печатных плат (далее ПП ).
Что же мы имеем сегодня?
Прогресс не стоит на месте. Времена, когда радиолюбители рисовали ПП каменными топорами на шкурах мамонтов, канули в лету. Появление на рынке общедоступной химии для фотолитографии открывает перед нами совсем иные перспективы производства ПП без металлизации отверстий в домашних условиях.
Коротко рассмотрим химию, используемую сегодня для производства ПП.
Фоторезист
Можно использовать жидкий или пленочный. Пленочный в данной статье рассматривать не будем вследствие его дефицитности, сложностей прикатывания к ПП и более низкого качества получаемых на выходе печатных плат.
После анализа предложений рынка я остановился на POSITIV 20 в качестве оптимального фоторезиста для домашнего производства ПП.
Назначение:
POSITIV 20 фоточувствительный лак. Используется при мелкосерийном изготовлении печатных плат, гравюр на меди, при проведении работ, связанных с переносом изображений на различные материалы.
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хорошую контрастность переносимых изображений.
Применение:
Применяется в областях, связанных с переносом изображений на стекло, пластики, металлы и пр. при мелкосерийном производстве. Способ применения указан на баллоне.
Характеристики:
Цвет: синий
Плотность: при 20°C 0,87 г/см 3
Время высыхания: при 70°C 15 мин.
Расход: 15 л/м 2
Максимальная фоточувствительность: 310-440 нм
В инструкции к фоторезисту написано, что хранить его можно при комнатной температуре и он не подвержен старению. Категорически не согласен! Хранить его нужно в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, где обычно поддерживается температура +2
+6°C.
Но ни в коем случае не допускайте отрицательных температур!
Если использовать фоторезисты, продаваемые «на розлив» и не имеющие светонепроницаемой упаковки, требуется позаботиться о защите от света. Хранить нужно в полной темноте и температуре +2 +6°C.
Просветитель
Аналогично, наиболее подходящим просветителем я считаю постоянно используемый мной TRANSPARENT 21.
Назначение:
Позволяет непосредственно переносить изображения на поверхности, покрытые светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Свойства:
Придает прозрачность бумаге. Обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей.
Применение:
Для быстрого переноса контуров рисунков и схем на подложку. Позволяет значительно упростить процесс репродуцирования и сократить временны е затраты.
Характеристики:
Цвет: прозрачный
Плотность: при 20°C 0,79 г/см 3
Время высыхания: при 20°C 30 мин.
Примечание:
Вместо обычной бумаги с просветителем можно использовать прозрачную пленку для струйных или лазерных принтеров в зависимости от того, на чем будем печатать фотошаблон.
Проявитель фоторезиста
Существует много различных растворов для проявления фоторезиста.
Советуют проявлять с помощью раствора «жидкое стекло». Его химический состав: Na 2 SiO 3 *5H 2 O. Это вещество обладает огромным числом достоинств. Наиболее важным является то, что в нем очень трудно передержать ПП вы можете оставить ПП на не фиксированное точно время. Раствор почти не изменяет своих свойств при перепадах температуры (нет риска распада при увеличении температуры), также имеет очень большой срок хранения его концентрация остается постоянной не менее пары лет. Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП. Рекомендуют смешивать 1 часть концентрата с 180 частями воды (чуть более 1,7 г силиката в 200 мл воды), но возможно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявлялось примерно за 5 секунд без риска разрушения поверхности при передержке. При невозможности приобретения силиката натрия используйте углекислый натрий (Na 2 СO 3) или углекислый калий (K 2 СO 3).
Не пробовал ни первое, ни второе, поэтому расскажу, чем проявляю без каких-либо проблем уже несколько лет. Я использую водный раствор каустической соды. На 1 литр холодной воды 7 граммов каустической соды. Если нет NaOH, применяю раствор KOH, вдвое увеличив концентрацию щелочи в растворе. Время проявления 30-60 секунд при правильной экспозиции. Если по истечении 2 минут рисунок не проявляется (или проявляется слабо), и начинает смываться фоторезист с заготовки значит, неправильно выбрано время экспозиции: нужно увеличивать. Если, наоборот, быстро проявляется, но смываются и засвеченные участки, и незасвеченные либо слишком велика концентрация раствора, либо низкое качество фотошаблона (ультрафиолет свободно проходит сквозь «черное»): нужно увеличивать плотность печати шаблона.
Растворы травления меди
Лишнюю медь с печатных плат стравливают с помощью разных травителей. Среди людей, занимающихся этим дома, зачастую распространены персульфат аммония, перекись водорода + соляная кислота, раствор медного купороса + поваренная соль.
Я всегда травлю хлорным железом в стеклянной посуде. При работе с раствором нужно быть осторожным и внимательным: при попадании на одежду и предметы остаются ржавые пятна, которые с трудом удаляются слабым раствором лимонной (сок лимона) или щавелевой кислоты.
Концентрированный раствор хлорного железа подогреваем до 50-60°C, в него погружаем заготовку, стеклянной палочкой с ватным тампоном на конце аккуратно и без усилия водим по участкам, где хуже стравливается медь, этим достигается более ровное травление по всей площади ПП. Если не выравнивать принудительно скорость, увеличивается требуемая продолжительность травления, а это со временем приводит к тому, что на участках, где медь уже стравилась, начинается подтравливание дорожек. В итоге имеем совсем не то, что хотели получить. Очень желательно обеспечить непрерывное перемешивание травильного раствора.
Химия для смывки фоторезиста
Чем проще всего смыть уже ненужный фоторезист после травления? После многократных проб и ошибок я остановился на обыкновенном ацетоне.
Когда его нет смываю любым растворителем для нитрокрасок.
Итак, делаем печатную плату
С чего начинается высококачественная печатная плата? Правильно:
Создание высококачественного фотошаблона
Для его изготовления можно воспользоваться практически любым современным лазерным или струйным принтером. Учитывая, что мы используем в рамках данной статьи позитивный фоторезист, там, где на ПП должна остаться медь, принтер должен рисовать черным. Где не должно быть меди принтер ничего не должен рисовать. Очень важный момент при печати фотошаблона: требуется установить максимальный полив красителя (в настройках драйвера принтера). Чем более черными будут закрашенные участки, тем больше шансов получить великолепный результат. Цвет не нужен, достаточно черного картриджа. Из той программы (рассматривать программы не будем: каждый волен выбирать сам от PCAD до Paintbrush), в которой рисовался фотошаблон, печатаем на обычном листе бумаги. Чем выше разрешение при печати и чем качественнее бумага, тем выше будет качество фотошаблона.
Рекомендую не ниже 600 dpi, бумага не должна быть сильно плотной. При печати учитываем, что той стороной листа, на которую наносится краска, шаблон будет класться на заготовку ПП. Если сделать иначе, края у проводников ПП будут размытыми, нечеткими. Даем просохнуть краске, если это был струйный принтер. Далее пропитываем бумагу TRANSPARENT 21, даем просохнуть и
фотошаблон готов.
Вместо бумаги и просветителя можно и даже очень желательно использовать прозрачную пленку для лазерных (при печати на лазерном принтере) или струйных (для струйной печати) принтеров. Учтите, что у этих пленок стороны неравнозначны: только одна рабочая. Если будете использовать лазерную печать, крайне рекомендую сделать «сухой» прогон листа пленки перед печатью просто прогоните лист через принтер, имитируя печать, но ничего не печатая. Зачем это нужно? При печати фьюзер (печка) прогреет лист, что неизбежно приведет к его деформации. Как следствие ошибка в геометрии ПП на выходе. При изготовлении двусторонних ПП это чревато несовпадением слоев со всеми вытекающими
А с помощью «сухого» прогона мы прогреем лист, он деформируется и будет готов к печати шаблона.
При печати лист во второй раз пройдет сквозь печку, но деформация при этом будет куда менее значительной проверено неоднократно.
Если ПП несложная, можно нарисовать ее вручную в очень удобной программе с русифицированным интерфейсом Sprint Layout 3.0R (~650 КБ).
На подготовительном этапе рисовать не слишком громоздкие электрические схемы очень удобно в также русифицированной программе sPlan 4.0 (~450 КБ).
Так выглядят готовые фотошаблоны, распечатанные на принтере Epson Stylus Color 740:
Печатаем только черным, с максимальным поливом красителя. Материал прозрачная пленка для струйных принтеров.
Подготовка поверхности ПП к нанесению фоторезиста
Для производства ПП используются листовые материалы с нанесенной медной фольгой. Самые распространенные варианты с толщиной меди 18 и 35 мкм. Чаще всего для производства ПП в домашних условиях используются листовые текстолит (прессованная с клеем ткань в несколько слоев), стеклотекстолит (то же самое, но в качестве клея используются эпоксидные компаунды) и гетинакс (прессованная бумага с клеем).
Реже ситтал и поликор (высокочастотная керамика в домашних условиях применяется крайне редко), фторопласт (органический пластик). Последний также применяется для изготовления высокочастотных устройств и, имея очень хорошие электротехнические характеристики, может использоваться везде и всюду, но его применение ограничивает высокая цена.Прежде всего, необходимо убедиться в том, что заготовка не имеет глубоких царапин, задиров и тронутых коррозией участков. Далее желательно до зеркала отполировать медь. Полируем не особо усердствуя, иначе сотрем и без того тонкий слой меди (35 мкм) или, во всяком случае, добьемся разной толщины меди на поверхности заготовки. А это, в свою очередь, приведет к разной скорости вытравливания: быстрее стравится там, где тоньше. Да и более тонкий проводник на плате не всегда хорошо. Особенно, если он длинный и по нему будет течь приличный ток. Если медь на заготовке качественная, без грехов, то достаточно обезжирить поверхность.
Нанесение фоторезиста на поверхность заготовки
Располагаем плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносим состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см.
Помним, что важнейший враг при этом пыль. Каждая частица пыли на поверхности заготовки источник проблем. Чтобы создать однородное покрытие, распыляем аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах, так как это вызывает нежелательные подтеки и приводит к образованию неоднородного по толщине покрытия, требующего более длительного времени экспозиции. Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо необходимо распылять аэрозоль с меньшего расстояния для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно это приводит к повышенному расходу газа-пропеллента и как следствие аэрозольный баллон прекращает работу, хотя в нем остается еще фоторезист. Если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на вращающемся столе с приводом 300-1000 оборотов в минуту.
После окончания нанесения покрытия плата не должна подвергаться воздействию сильного света. По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину нанесенного слоя:
- светло-серый синий 1-3 микрона;
- темно-серый синий 3-6 микрон;
- синий 6-8 микрон;
- темно-синий более 8 микрон.
На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.
Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше результат.
Я всегда наношу фоторезист на центрифуге. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об/мин. Крепление должно быть простым, зажим производится только по торцам заготовки. Закрепляем заготовку, запускаем центрифугу, брызгаем на центр заготовки и наблюдаем, как фоторезист тончайшим слоем растекается по поверхности. Центробежными силами излишки фоторезиста будут сброшены с будущей ПП, поэтому очень рекомендую предусмотреть защитную стенку, чтобы не превратить рабочее место в свинарник. Я использую обыкновенную кастрюлю, в днище которой по центру сделано отверстие.
Через это отверстие проходит ось электродвигателя, на которой установлена площадка крепления в виде креста из двух алюминиевых реек, по которым «бегают» уши зажима заготовок. Уши сделаны из алюминиевых уголков, зажимаемых на рейке гайкой типа «барашек». Почему алюминий? Маленькая удельная масса и, как следствие, меньше биения при отклонении центра массы вращения от центра вращения оси центрифуги. Чем точнее отцентрировать заготовку, тем меньше будут биения за счет эксцентриситета массы и тем меньше усилий потребуется для жесткого крепления центрифуги к основанию.
Фоторезист нанесен. Даем ему просохнуть в течение 15-20 минут, переворачиваем заготовку, наносим слой на вторую сторону. Даем еще 15-20 минут на сушку. Не забываем о том, что попадание прямого солнечного света и пальцев на рабочие стороны заготовки недопустимы.
Дубление фоторезиста на поверхности заготовки
Помещаем заготовку в духовку, плавно доводим температуру до 60-70°C. При этой температуре выдерживаем 20-40 минут.
Важно, чтобы поверхностей заготовки ничто не касалось допустимы только касания торцов.
Выравнивание верхнего и нижнего фотошаблонов на поверхностях заготовки
На каждом из фотошаблонов (верхний и нижний) должны быть метки, по которым на заготовке нужно сделать 2 отверстия для совмещения слоев. Чем дальше друг от друга метки, тем выше точность совмещения. Обычно я их ставлю по диагонали шаблонов. По этим меткам на заготовке с помощью сверлильного станка строго под 90° сверлим два отверстия (чем тоньше отверстия, тем точнее совмещение я использую сверло 0,3 мм) и совмещаем по ним шаблоны, не забывая о том, что шаблон должен прикладываться к фоторезисту той стороной, на которую была произведена печать. Прижимаем шаблоны к заготовке тонкими стеклами. Стекла предпочтительнее всего использовать кварцевые они лучше пропускают ультрафиолет. Еще лучшие результаты дает оргстекло (плексиглас), но оно имеет неприятное свойство царапаться, что неизбежно скажется на качестве ПП.
При небольших размерах ПП можно использовать прозрачную крышку от упаковки компакт-диска. За неимением таких стекол можно использовать и обычное оконное, увеличив время экспозиции. Важно, чтобы стекло было ровным, обеспечивая ровное прилегание фотошаблонов к заготовке, иначе невозможно будет получить качественные края дорожек на готовой ПП.
Заготовка с фотошаблоном под оргстеклом. Используем коробку из-под компакт-диска.
Экспозиция (засветка)
Время, требуемое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света. Лак-фоторезист POSITIV 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимум чувствительности приходится на участок с длиной волны 360-410 нм.
Лучше всего экспонировать под лампами, диапазон излучения которых находится в ультрафиолетовой области спектра, но если такой лампы у вас нет можно использовать и обычные мощные лампы накаливания, увеличив время экспозиции. Не начинайте засветку до момента стабилизации освещения от источника необходимо, чтобы лампа прогрелась в течение 2-3 минут.
Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета, поэтому в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании прозрачных плексигласовых пластин. При применении фоторезиста с длительным сроком хранения время экспонирования может потребоваться увеличить вдвое помните: фоторезисты подвержены старению!
Примеры использования различных источников света:
Лампы УФ-излучения
Каждую сторону экспонируем по очереди, после экспозиции даем выстояться заготовке 20-30 минут в затемненном месте.
Проявление экспонированной заготовки
Проявляем в растворе NaOH (каустическая сода) подробнее смотрите в начале статьи при температуре раствора 20-25°C. Если до 2 минут проявления нет мало время экспозиции. Если проявляется хорошо, но смываются и полезные участки вы перемудрили с раствором (слишком велика концентрация) или слишком велико время экспозиции при данном источнике излучения или фотошаблон низкого качества недостаточно насыщенный печатаемый черный цвет позволяет ультрафиолету засвечивать заготовку.
При проявлении я всегда очень бережно, без усилий «катаю» ватным тампоном на стеклянной палочке по тем местам, где должен смыться засвеченный фоторезист, это ускоряет процесс.
Промывка заготовки от щелочи и остатков отслоившегося засвеченного фоторезиста
Я делаю это под водопроводным краном обычной водопроводной водой.
Повторное дубление фоторезиста
Помещаем заготовку в духовку, плавно поднимаем температуру и при температуре 60-100°C выдерживаем 60-120 минут рисунок становится прочным и твердым.
Проверка качества проявления
Кратковременно (на 5-15 секунд) погружаем заготовку в подогретый до температуры 50-60°C раствор хлорного железа. Быстро промываем проточной водой. В местах, где фоторезиста нет, начинается интенсивное травление меди. Если где-то случайно остался фоторезист, аккуратно механически удаляем его. Удобно это делать обычным или офтальмологическим скальпелем, вооружившись оптикой (очки для пайки, лупа часовщика, лупа на штативе, микроскоп).
Травление
Травим в концентрированном растворе хлорного железа с температурой 50-60°C. Желательно обеспечить непрерывную циркуляцию травильного раствора. Плохо стравливающиеся места аккуратно «массируем» ватным тампоном на стеклянной палочке. Если хлорное железо свежеприготовленное, время травления обычно не превышает 5-6 минут. Промываем заготовку проточной водой.
Плата вытравлена
Как готовить концентрированный раствор хлорного железа? Растворяем в слегка (до 40°C) подогретой воде FeCl 3 до тех пор, пока не перестанет растворяться. Фильтруем раствор. Хранить нужно в затемненном прохладном месте в герметичной неметаллической упаковке в стеклянных бутылках, например.
Удаление уже ненужного фоторезиста
Смываем фоторезист с дорожек ацетоном или растворителем для нитрокрасок и нитроэмалей.
Сверление отверстий
Диаметр точки будущего отверстия на фотошаблоне желательно подбирать таким, чтобы впоследствии было удобно сверлить. Например, при требуемом диаметре отверстия 0,6-0,8 мм диаметр точки на фотошаблоне должен быть около 0,4-0,5 мм в таком случае сверло будет хорошо центроваться.
Желательно использовать сверла, покрытые карбидом вольфрама: сверла из быстрорежущих сталей очень быстро изнашиваются, хотя сталь можно применять для сверления одиночных отверстий большого диаметра (больше 2 мм), так как сверла с напылением карбида вольфрама такого диаметра слишком дорогие. При сверлении отверстий диаметром менее 1 мм лучше использовать вертикальный станок, иначе ваши сверла будут быстро ломаться. Если сверлить ручной дрелью неизбежны перекосы, ведущие к неточной стыковке отверстий между слоями. Движение сверху вниз на вертикальном сверлильном станке самое оптимальное с точки зрения нагрузки на инструмент. Карбидные сверла изготавливают с жестким (т.е. сверло точно соответствует диаметру отверстия) или с толстым (иногда называют «турбо-») хвостовиком, имеющим стандартный размер (обычно, 3,5 мм). При сверлении сверлами с карбидным напылением важно жестко закрепить ПП, так как такое сверло при движении вверх может приподнять ПП, перекосить перпендикулярность и вырвать фрагмент платы.
Сверла маленьких диаметров обычно вставляются либо в цанговый патрон (различных размеров), либо в трехкулачковый патрон. Для точной фиксации закрепление в трехкулачковом патроне не самый лучший вариант, и маленький размер сверла (меньше 1 мм) быстро делает желобки в зажимах, теряя хорошую фиксацию. Поэтому для сверл диаметром меньше 1 мм лучше использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный набор, содержащий запасные цанги для каждого размера. Некоторые недорогие сверла производят с пластиковыми цангами выбросите их и купите металлические.
Для получения приемлемой точности необходимо правильно организовать рабочее место, то есть, во-первых, обеспечить хорошее освещение платы при сверлении. Для этого можно использовать галогенную лампу, прикрепив ее на штативе для возможности выбирать позицию (освещать правую сторону). Во-вторых, поднять рабочую поверхность примерно на 15 см выше столешницы для лучшего визуального контроля над процессом. Неплохо было бы удалять пыль и стружку в процессе сверления (можно использовать обычный пылесос), но это не обязательно. Надо отметить, что пыль от стекловолокон, образующаяся при сверлении, очень колкая и при попадании на кожу вызывает ее раздражение. И, наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным включателем сверлильного станка.
Типичные размеры отверстий:
- переходные отверстия 0,8 мм и менее;
- интегральные схемы, резисторы и т.д. 0,7-0,8 мм;
- большие диоды (1N4001) 1,0 мм;
- контактные колодки, триммеры до 1,5 мм.
Старайтесь избегать отверстий диаметром менее 0,7 мм. Всегда держите не менее двух запасных сверл 0,8 мм и менее, так как они всегда ломаются именно в тот момент, когда вам срочно надо сделать заказ. Сверла 1 мм и больше намного надежнее, хотя и для них неплохо бы иметь запасные. Когда вам надо изготовить две одинаковые платы, то для экономии времени их можно сверлить одновременно. При этом необходимо очень аккуратно сверлить отверстия в центре контактной площадки около каждого угла ПП, а для больших плат отверстия, расположенные близко от центра. Положите платы друг на друга и, используя центрующие отверстия 0,3 мм в двух противоположных углах и штифты в качестве колышков, закрепите платы относительно друг друга.
При необходимости можно зенковать отверстия сверлами большего диаметра.
Лужение меди на ПП
Если нужно облудить дорожки на ПП, можно воспользоваться паяльником, мягким низкоплавким припоем, спиртоканифольным флюсом и оплеткой коаксиального кабеля. При больших объемах лудят в ванных, наполненных низкотемпературными припоями с добавлением флюсов.
Наиболее популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав «Розе» (олово 25%, свинец 25%, висмут 50%), температура плавления которого 93-96°C. Плату при помощи щипцов помещают под уровень жидкого расплава на 5-10 секунд и, вынув, проверяют, вся ли медная поверхность покрыта равномерно. При необходимости операцию повторяют. Сразу же после вынимания платы из расплава его остатки удаляют либо с помощью резинового ракеля, либо резким встряхиванием в направлении, перпендикулярном плоскости платы, удерживая ту в зажиме. Другим способом удаления остатков сплава «Розе» является нагрев платы в термошкафу и встряхивание. Операция может проводиться повторно для достижения монотолщинного покрытия. Чтобы предотвратить окисление горячего расплава, в емкость для лужения добавляют глицерин, так чтобы его уровень покрывал расплав на 10 мм. После окончания процесса плата отмывается от глицерина в проточной воде. Внимание! Данные операции предполагают работу с установками и материалами, находящимися под действием высокой температуры, поэтому для предотвращения ожога необходимо пользоваться защитными перчатками, очками и фартуками.
Операция лужения сплавом олово-свинец протекает аналогично, но более высокая температура расплава ограничивает область применения данного способа в условиях кустарного производства.
Не забудьте после лужения очистить плату от флюса и тщательно обезжирить.
Если у вас большое производство можно использовать химическое лужение.
Нанесение защитной маски
Операции с нанесением защитной маски в точности повторяют все, что было написано выше: наносим фоторезист, сушим, дубим, центруем фотошаблоны масок, экспонируем, проявляем, промываем и еще раз дубим. Само собой, пропускаем шаги с проверкой качества проявления, травлением, удалением фоторезиста, лужением и сверлением. В самом конце дубим маску в течение 2 часов при температуре около 90-100°C она станет прочной и твердой, как стекло. Образованная маска защищает поверхность ПП от внешнего воздействия и предохраняет от теоретически возможных замыканий при эксплуатации. Также она играет не последнюю роль при автоматической пайке не дает «сесть» припою на соседние участки, замыкая их.
Все, двусторонняя печатная плата с маской готова
Мне приходилось таким образом делать ПП с шириной дорожек и шагом между ними до 0,05 мм (!). Но это уже ювелирная работа. А без особых усилий можно делать ПП с шириной дорожки и шагом между ними 0,15-0,2 мм.
На плату, показанную на фотографиях, я маску не наносил не было такой необходимости.
Печатная плата в процессе монтажа на нее компонентов
А вот и само устройство, для которого делалась ПП:
Это сотовый телефонный мост, позволяющий в 2-10 раз снизить стоимость услуг мобильной связи ради этого стоило возиться с ПП;). ПП с распаянными компонентами находится в подставке . Раньше там было обыкновенное зарядное устройство для аккумуляторов мобильного телефона.
Дополнительная информация
Металлизация отверстий
В домашних условиях можно выполнить даже металлизацию отверстий. Для этого внутренняя поверхность отверстий обрабатывается 20-30-процентным раствором азотнокислого серебра (ляпис). Затем поверхность очищается ракелем и плата сушится на свету (можно использовать УФ-лампу). Суть этой операции в том, что под действием света азотнокислое серебро разлагается, и на плате остаются вкрапления серебра. Далее производится химическое осаждение меди из раствора: сернокислая медь (медный купорос) 2 г, едкий натр 4 г, нашатырный спирт 25-процентный 1 мл, глицерин 3,5 мл, формалин 10-процентный 8-15 мл, вода 100 мл. Срок хранения приготовленного раствора очень мал готовить нужно непосредственно перед применением. После осаждения меди плату промывают и сушат. Слой получается очень тонким, его толщину необходимо увеличить до 50 мкм гальваническим способом.
Раствор для нанесения медного покрытия гальваническим способом:
На 1 литр воды 250 г сульфата меди (медный купорос) и 50-80 г концентрированной серной кислоты. Анодом служит медная пластинка, подвешенная параллельно покрываемой детали. Напряжение должно быть 3-4 В, плотность тока 0,02-0,3 A/см 2 , температура 18-30°C. Чем меньше ток, тем медленнее идет процесс металлизации, но тем качественнее получаемое покрытие.
Фрагмент печатной платы, где видна металлизация в отверстии
Самодельные фоторезисты
Фоторезист на основе желатина и бихромата калия:
Первый раствор: 15 г желатина залить 60 мл кипяченой воды и оставить для набухания на 2-3 часа. После набухания желатина поставить емкость на водяную баню при температуре 30-40°C до полного растворения желатина.
Второй раствор: в 40 мл кипяченой воды растворить 5 г двухромовокислого калия (хромпик, порошок ярко-оранжевого цвета). Растворять при слабом рассеянном освещении.
В первый раствор при интенсивном перемешивании влить второй. В полученную смесь пипеткой добавить несколько капель нашатырного спирта до получения соломенного цвета. Фотоэмульсия наносится на подготовленную плату при очень слабом освещении. Плата сушится до «отлипа» при комнатной температуре в полной темноте. После экспонирования плату при слабом рассеянном освещении промыть в теплой проточной воде до удаления незадубленного желатина. Чтобы лучше оценить результат, можно окрасить участки с неудаленным желатином раствором марганцовки.
Усовершенствованный самодельный фоторезист:
Первый раствор: 17 г столярного клея, 3 мл водного раствора аммиака, 100 мл воды оставить для набухания на сутки, затем греть на водяной бане при 80°C до полного растворения.
Второй раствор: 2,5 г бихромата калия, 2,5 г бихромата аммония, 3 мл водного раствора аммиака, 30 мл воды, 6 мл спирта.
Когда первый раствор остынет до 50°C, при энергичном перемешивании влейте в него второй раствор и полученную смесь профильтруйте (эту и последующие операции необходимо проводить в затемненном помещении, солнечный свет недопустим! ). Эмульсия наносится при температуре 30-40°C. Дальше как в первом рецепте.
Фоторезист на основе бихромата аммония и поливинилового спирта:
Готовим раствор: поливиниловый спирт 70-120 г/л, бихромат аммония 8-10 г/л, этиловый спирт 100-120 г/л. Избегать яркого света! Наносится в 2 слоя: первый слой сушка 20-30 минут при 30-45°C второй слой сушка 60 минут при 35-45°C. Проявитель 40-процентный раствор этилового спирта.
Химическое лужение
Прежде всего, плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3 секунды в 5-процентном растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде.
Достаточно просто осуществлять химическое лужение погружением платы в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такой раствор соли олова, в котором потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия. Изменению потенциала в нужном направлении способствует введение в раствор соли олова комплексообразующей добавки тиокарбамида (тиомочевины). Такого типа растворы имеют следующий состав (г/л):
Среди перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Иногда в качестве поверхностно-активного вещества для 1-го раствора предлагается использование моющего средства «Прогресс» в количестве 1 мл/л. Добавление во 2-й раствор 2-3 г/л нитрата висмута приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия (препятствует старению) и многократно увеличивает срок хранения до пайки компонентов у готовой ПП.
Для консервации поверхности применяют аэрозольные распылители на основе флюсующих композиций. Нанесенный на поверхность заготовки лак после высыхания образует прочную гладкую пленку, которая препятствует окислению. Одним из популярных веществ является «SOLDERLAC» фирмы Cramolin. Последующая пайка проводится прямо по обработанной поверхности без дополнительного удаления лака. В особо ответственных случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.
Искусственные растворы для лужения ухудшаются с течением времени, особенно при контакте с воздухом. Поэтому если у вас большие заказы бывают нечасто, то старайтесь приготовить сразу небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количества ПП, а остатки раствора храните в закрытой емкости (идеально подходят бутылки типа используемых в фотографии, не пропускающие воздух). Также необходимо защищать раствор от загрязнения, которое может сильно ухудшить качество вещества.
В заключение хочу сказать, что все же лучше использовать готовые фоторезисты и не заморачиваться с металлизацией отверстий в домашних условиях великолепных результатов все равно не получите.
Огромное спасибо кандидату химических наук Филатову Игорю Евгеньевичу за консультации по вопросам, связанным с химией.
Также хочу выразить признательность Игорю Чудакову
».
Не знаю как вы, а я с лютой ненавистью отношусь к классическим монтажным платам. Монтажка это такая хрень с дырками куда можно вставлять детальки и запаивать, где все соединения делаются посредством проводков. Вроде бы просто, но при этом получается такая каша, что понять в ней что либо весьма проблематично. Поэтому и ошибки и сгоревшие детали, непонятные глюки. Ну ее нафиг. Только нервы портить. Мне гораздо проще нарисовать в моем любимом схемку и тут же вытравить ее в виде печатной платы. С использованием лазеро-утюжного метода все выходит за каких то полтора часа ненапряжной работы. Ну и, конечно же, этот метод отлично подходит для выполнения финального устройства, так как качество печатных плат, получаемых таким методом весьма высоко. А поскольку данный метод весьма непрост для неискушенного, то я с радостью поделюсь своей отработанной технологией, позволяющей получать с первого раза и без каких либо напрягов, печатные платы с дорожками 0.3мм и просветом между ними до 0.2мм . В качестве примера я изготовлю отладочную плату для моего учебного курса, посвященного контроллеру AVR . Принципиальную вы найдете в записи , а
На плате разведена демосхема, а еще навалом медных пятачков, которые тоже можно высверлить и использовать под свои нужды, подобно обычной монтажной плате.
▌Технология изготовления качественных печатных плат в домашних условиях.
Суть метода изготовления печатных плат в том, что на фольгированный текстолит наносится защитный рисунок, который предотвращает травление меди. В результате, после травления, на плате остаются дорожки проводников. Способов нанесения защитных рисунков много. Раньше их рисовали нитрокраской, посредством стеклянной трубочки, потом стали наносить водостойкими маркерами или даже вырезать из скотча и наклеивать на плату. Также для любительского применения стал доступен фоторезист , который наносится на плату, а потом засвечивается. Засвеченные участки становятся растворимы в щелочи и смываются. Но по простоте применения, дешевизне и скорости изготовления все эти методы сильно проигрывают лазеро-утюжному методу (далее ЛУТ ).
Метод ЛУТ основан на том, что защитный рисунок образуется тонером, который посредством нагревания переносится на текстолит.
Так что нам потребуется лазерный принтер, благо они сейчас не редкость. Я использую принтер Samsung ML1520 с родным картриджем. Заправленные картриджи подходят крайне плохо, так как у них недостаточная плотность и равномерность выдачи тонера. В свойствах печати надо выставить максимальную плотность и контрастность тонера, обязательно отключить все режимы экономии — не тот случай.
▌Инструмент и материалы
Помимо фольгированного текстолита нам потребуется еще лазерный принтер, утюг, фотобумага, ацетон, мелкая шкурка, щетка для замши с металлопластиковым ворсом,
▌Процесс
Дальше рисуем рисунок платы в любой удобной для нас софтине и печатаем его. Sprint Layout. Простая рисовалка для плат. Чтобы нормально напечаталось надо слева цвета слоев выставить черным. Иначе получится фигня.
Вывод на печать, две копии. Мало ли, вдруг одну запортачим.
Вот тут заключается главная тонкость технологии ЛУТ из-за которой у многих возникают проблемы с выходом качественных плат и они бросают это дело. Путем множества экспериментов было выяснено, что самый лучший результат достигается при печати на глянцевой фотобумаге для струйных принтеров. Идеальной я бы назвал фотобумагу LOMOND 120г/м 2
Она стоит недорого, продается везде, а главное дает отличный и повторяемый результат, и не пригорает своим глянцевым слоем к печке принтера. Это очень важно, так как я слышал про случаи когда глянцевой бумагой загаживали печь принтера.
Заряжаем бумагу в принтер и смело печатаем на глянцевой стороне . Печатать нужно в зеркальном отображении, чтобы после переноса картинка соответствовала действительности. Сколько раз я ошибался и делал неправильные отпечатки, не пересчитать:) Поэтому первый раз лучше для пробы напечатать на обычной бумаге и проверить, чтобы все было правильно. Заодно и печку принтера прогреете.
После печати картинку ни в коем случае нельзя хватать руками и желательно беречь от пыли . Чтобы ничто не мешало соприкосновению тонера и меди. Далее вырезаем рисунок платы точно по контуру. Без каких либо запасов — бумага жесткая, поэтому все будет хорошо.
Теперь займемся текстолитом. Вырежем сразу же кусок нужного размера, без допусков и припусков. Столько, сколько нужно.
Его надо хорошенько зашкурить. Тщательно, стараясь содрать весь окисел, желательно круговыми движениями. Немного шершавости не повредит — тонер будет лучше держаться. Можно взять не шкурку, а абразивную губку «эффект». Только брать надо новую, не жирную.
Шкурку лучше взять самую мелкую какую найдете. У меня вот такая.
После зашкуривания его надо тщательнейшим же образом обезжирить. Я обычно тырю у жены ватную подушечку и, смочив ее как следует ацетоном, хорошенько прохожусь по всей поверхности. Опять же после обезжиривания ни в коем случае нельзя хватать его пальцами.
Накладываем наш рисунок на плату, естественно тонером вниз. Разогрев утюг на максимум , придерживая бумагу пальцем, хорошенько прижимаем и проглаживаем одну половину. Надо чтобы тонер прилип к меди.
Далее, не допуская сдвижения бумаги, проглаживаем всю поверхность. Давим изо всех сил, полируем и утюжим плату. Стараясь не пропустить ни миллиметра поверхности. Это ответственнейшая операция, от нее зависит качество всей платы. Не бойтесь давить изо всех сил, тонер не поплывет и не размажется, так как фотобумага толстая и отлично защищает его от расползания.
Гладим до тех пор, пока бумага не пожелтеет. Впрочем это зависит от температуры утюга. У меня на новом утюге не желтеет почти, а вот на старом почти обугливалось — результат везде был одинаково хорош.
После можно дать плате немного остыть. А затем, схватив пинцетом, суем под воду. И держим некоторое время в воде, обычно минуты две три.
Взяв щетку для замши, под сильной струей воды, начинаем яростно задирать внешнюю поверхность бумаги. Нам надо покрыть ее множественными царапинами, чтобы вода проникла в глубь бумаги. В подтверждение твоих действий будет проявление рисунка через плотную бумагу.
И вот этой щеткой дрючим плату пока не сдерем верхний слой.
Когда рисунок будет весь явно виден, без белых пятен, то можно начинать аккуратно, скатывать бумагу от центра к краям. Бумага Lomond скатывается великолепно, практически сразу же оставляя 100% тонера и чистую медь.
Скатав пальцами весь рисунок можно зубной щеткой хорошенько продраить всю плату, чтобы вычистить остатки глянцевого слоя и ошметки бумаги. Не бойся, зубной щеткой отодрать хорошо прижаренный тонер практически нереально.
Вытираем плату и даем ей просохнуть. Когда тонер высохнет и станет серым, то будет явно видно где осталась бумага, а где все чисто. Белесые пленочки между дорожками надо убирать. Можно разрушить их иголкой, а можно продрать зубной щеткой под струей воды. Вообще полезно пройтись щеткой вдоль дорожек. Из узких щелей белесый глянец можно вытаскивать с помощью изоленты или малярного скотча. Он липнет не так яростно как обычный и не срывает тонер. А вот остатки глянца отрывает без следа и сразу же.
Под светом яркой лампы внимательно оглядываем слои тонера на разрывы. Дело в том, что при охлаждении он может потрескаться, тогда в этом месте останется узкая трещина. Под светом лампы трещины поблескивают. Эти места стоит подкрасить перманентным маркером для компакт дисков. Даже если есть лишь подозрение, то лучше все же прокрасить. Этим же маркером можно дорисовать и некачественные дорожки, если таковые возникли. Я рекомендую маркер Centropen 2846 — он дает толстый слой краски и, фактически, им можно тупо рисовать дорожки.
Когда плата будет готова, то можно бодяжить раствор хлорного железа.
Техническое отступление, при желании можно его пропустить
Вообще травить можно много в чем. Кто то травит в медном купоросе, кто то в кислотных растворах, а я в хлорном железе. Т.к. продается оно в любом радио магазине, травит быстро и чисто.
Но у хлорного железа есть жуткий недостаток — оно марается просто писец. Попадет на одежду или любую пористую поверхность вроде дерева или бумаги все, считай пятно на всю жизнь. Так что свои фуфайки от Дольче Габаны или валенки от Гуччи нычь подальше в сейф и обматывай скотчем на три рулона. А еще хлорное железо самым жестоким образом разрушает почти все металлы. Особенно быстро аллюминий и медь. Так что посуда для травления должна быть стеклянной или пластиковой.
Я кидаю 250 граммовый пакет хлорного железа в литр воды . И полученным раствором травлю десятки плат, пока не перестанет травить.
Порошок надо сыпать в воду. И следи за тем, чтобы вода не перегревалась, а то реакция идет с выделением большого количества тепла.
Когда порошок весь растворится и раствор приобретет однородную окраску, то можно кидать туда плату. Желательно, чтобы плата плавала на поверхности, медью вниз. Тогда осадок будет сваливаться на дно емкости, не мешая травлению более глубоких слоев меди.
Чтобы плата не тонула, то можно на двусторонний скотч прилепить к ней кусок пенопласта. Я так и сделал. Получилось очень удобно. Шуруп я вкрутил для удобства, чтобы держатсья за него как за рукоятку.
Плату лучше несколько раз макнуть в раствор, причем опускать не плашмя, а под углом, чтобы на поверхности меди не остались пузырьки воздуха, иначе будут косяки. Периодически надо доставать из раствора и следить за процессом. В среднем на травление платы уходит от десяти минут до часа. Все зависит от температуры, крепости и свежести раствора.
Очень резко ускоряется процесс травления если под плату опустить шланчик от аквариумного компрессора и пускать пузырьки. Пузыри перемешивают раствор и мягко выбивают прореагировавшую медь с платы. Также можно покачивать плату или емкость, главное не расплескать, а то не отмоешь потом.
Когда вся медь стравится, то аккуратно вынимаем плату и промываем под струей воды. Дальше смотрим на просвет, чтобы нигде не было соплей и недотрава. Если сопли есть, то кидаем еще минут на десять в раствор. Если дорожки подтравились или возникли разрывы, то значит тонер криво лег и эти места надо будет пропаять медной проволокой.
Если все хорошо, то можно смывать тонер. Для этого нам потребуется ацетон — верный друг токсикомана. Хотя сейчас ацетон купить становится сложней, т.к. какой то придурок из госнаркоконтроля решил, что ацетон это вещество использующееся для приготовления наркотоиков, а значит нужно запретить его свободную продажу. Вместо ацетона вполне подходит 646 растворитель .
Берем кусок бинта и хорошенько смочив его ацетоном начинаем смывать тонер. Сильно давить не надо, главное возякать не слишком быстро, чтобы растворитель успевал впитываться в поры тонера, разьедая его изнутри. На смыв тонера уходит минуты две три. За это время даже зеленые собаки под потолком не успеют появиться, но форточку все же открыть не помешает.
Отмытую плату можно сверлить. Я для этих целей уже много лет использую моторчик от магнитофона, запитанный от 12 вольт. Монстр машина, правда хватает его ресурса примерно на 2000 отверстий, после чего щетки сгорают напрочь. А еще из него нужно выдрать схему стабилизации, подпаяв проводки напрямую к щеткам.
При сверловке нужно стараться держать сверло строго перпендикулярно. Иначе потом хрен ты туда микросхему засунешь. А с двусторонними платами этот принцип становится основным.
Изготовление двусторонней платы происходит также, только тут делаются три реперных отверстия, как можно меньшего диаметра. И после вытравливания одной стороны (другую в это время заклеивают скотчем, чтобы не стравилась) по этим отверстиям совмещают и накатывают вторую сторону. Первую заклеивают наглухо скотчем и травят вторую.
На лицевую сторону можно тем же ЛУТ методом нанести обозначение радиодеталей, для красоты и удобства монтажа. Впрочем, я так не заморачиваюсь, а вот камрад Woodocat из ЖЖ сообщества ru_radio_electr делает так всегда, за что ему большой респект!
В скором времени я, наверное, выдам также и статью по фоторезисту. Метод более замороченный, но в то же время мне им больше прикалывает делать — люблю с реактивами пошаманить. Хотя 90% плат я делаю все же ЛУТом.
Кстати, вот по поводу точности и качества плат изготовленных лазерно утюжным методом. Контроллер P89LPC936 в корпусе TSSOP28 . Расстояние между дорожками 0.3мм, ширина дорожек 0.3мм.
Резисторы на верхней плате типоразмера 1206 . Каково?
Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.
Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.
Технология ручного способа нанесения
дорожек печатной платы
Подготовка шаблона
Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.
Вырезание заготовки
Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.
Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.
Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.
Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.
Сверление отверстий
Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини сверлильного станка твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь.
Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки.
После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет. Как видно, пропущенных отверстий нет.
Нанесение топографического рисунка
Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе. Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера.
Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги также нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.
После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами – стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью.
Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии.
Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой. Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения.
Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм наполняется с помощью кисточки краской. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать. Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием краску нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям.
После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.
При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. чтобы обрисовать все отверстия на этой печатной плате окружностями понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.
Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера. Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки.
Единственное, что дополнительно понадобится, так это плоская линейка, с приклеенными на одной из ее сторон по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка при работе не скользила и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно проходить под ней. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки.
Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.
Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления. В летнее время года – под лучи солнца.
Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению.
Технология нанесения рисунка печатной платы
с помощью лазерного принтера
При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера бумага прокатывается между валиками, один из которых является термопечкой, разогретой до температуры 180-220°C. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Если бумагу опять нагреть до 180-220°C, то тонер опять станет жидким. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.
После того, как файл с рисунком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель. Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.
Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату
Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.
В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.
Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью, нужно выполнить настройку «Свойств принтера», отключив режим экономной печати, а если такая функция не доступна, то выбрать самый грубый тип бумаги, например картон или что то подобное. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.
Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит.
Перенос рисунка с бумаги на стеклотекстолит
Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом. Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Далее этот бутерброд разогревается до температуры 180-220°C и затем охлаждается до комнатной. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате.
Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг. Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера. В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг недостаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей стопроцентный результат.
На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги. Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.
Осталось нагреть сделанный бутерброд до температуры 200°C и остудить. Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.
Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги.
Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами. чтобы избежать подобного явления, лучше печатную плату зажимать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно.
Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично. Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки.
Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.
Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.
Травить печатную плату в домашних условиях лучше всего в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер с печатных дорожек легко удаляется тампоном, смоченным в ацетоне.
Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие дорожки и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.
Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. Получился блок питания и коммутации для электронной системы, дополняющий обыкновенный унитаз функцией биде .
Травление печатной платы
Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический способ. Печатная плата помещается в травильный раствор и за счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.
Рецепты травильных растворов
В зависимости от доступности компонентов радиолюбители применяют один из растворов, приведенных в таблице ниже. Травильные растворы расположены в порядке популярности их применения радиолюбителями в домашних условиях.
| Наименование раствора | Состав | Количество | Технология приготовления | Достоинства | Недостатки |
|---|---|---|---|---|---|
| Перекись водорода плюс лимонная кислота | Перекись водорода (H 2 O 2) | 100 мл | В 3% растворе перекиси водорода растворить лимонную кислоту и поваренную соль | Доступность компонентов, высокая скорость травления, безопасность | Не хранится |
| Лимонная кислота (C 6 H 8 O 7) | 30 г | ||||
| Поваренная соль (NaCl) | 5 г | ||||
| Водный раствор хлорного железа | Вода (H 2 O) | 300 мл | В теплой воде растворить хлорное железо | Достаточная скорость травления, повторное использование | Невысокая доступность хлорного железа |
| Хлорное железо (FeCl 3) | 100 г | Перекись водорода плюс соляная кислота | Перекись водорода (H 2 O 2) | 200 мл | В 3% раствор перекиси водорода влить 10% соляную кислоту | Высокая скорость травления, повторное использование | Требуется высокая аккуратность |
| Соляная кислота (HCl) | 200 мл | ||||
| Водный раствор медного купороса | Вода (H 2 O) | 500 мл | В горячей воде (50-80°С) растворить поваренную соль, а затем медный купорос | Доступность компонентов | Ядовитость медного купороса и медленное травление, до 4 часов |
| Медный купорос (CuSO 4) | 50 г | ||||
| Поваренная соль (NaCl) | 100 г | ||||
Травить печатные платы в металлической посуде не допускается . Для этого нужно использовать емкость из стекла, керамики или пластика. Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.
Травильный раствор из перекиси водорода и лимонной кислоты
Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в ней лимонной кислотой является самым безопасным, доступным и быстро работающим. Из всех перечисленных растворов по всем критериям это лучший.
Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно в 100 мл воды растворить 6 таблеток весом 1,5 грамма.
Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетиках весом 30 или 50 грамм. Поваренная соль найдется в любом доме. 100 мл травильного раствора хватит на удаление медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см 2 . Отработанный раствор не хранится и повторному использованию не подлежит. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее едкого запаха травить печатную плату придется на открытом воздухе.
Травильный раствор на основе хлорного железа
Вторым по популярности травильным раствором является водный раствор хлорного железа. Ранее он был самым популярным, так как на любом промышленном предприятии хлорное железо было легко достать.
Травильный раствор не требователен к температуре, травит достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа в растворе.
Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому из воздуха быстро впитывает воду. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента и такое хлорное железо пригодно для приготовления травильного раствора.
Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно использовать многократно. Подлежит регенерации, достаточно в раствор насыпать железных гвоздей (они сразу покроются рыхлым слоем меди). При попадании на любые поверхности оставляет трудноудаляемые желтые пятна. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже в связи с его дороговизной.
Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты
Отличный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном помешивании вливают в 3% водный раствор перекиси водорода тоненькой струйкой. Вливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении платы нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает. По этой причине травильный раствор с соляной кислотой в домашних условиях использовать не рекомендуется.
Травильный раствор на основе медного купороса
Метод изготовления печатных плат с применение медного купороса обычно используют в случае невозможности изготовления травильного раствора на основе других компонентов из-за их недоступности. Медный купорос является ядохимикатом и широко применяется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. В дополнение время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора 50-80°С и обеспечить постоянную смену раствора у стравливаемой поверхности.
Технология травления печатных плат
Для травления платы в любом из вышеперечисленных травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например от молочных продуктов питания. Если под рукой подходящего размера емкости не оказалось, то можно взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и выстелить ее внутренность полиэтиленовой пленкой. В емкость наливается травильный раствор и на его поверхность аккуратно рисунком вниз кладется печатная плата. За счет сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса плата будет плавать.
Для удобства к центру платы клеем момент можно приклеить пробку от пластиковой бутылки. Пробка одновременно будет служить ручкой и поплавком. Но тут есть опасность, что на плате образуются пузырьки воздуха и в этих местах медь не вытравится.
Чтобы обеспечить равномерное вытравливание меди можно положить печатную плату на дно емкости вверх рисунком и периодически покачивать ванночку рукой. Через некоторое время, в зависимости от травильного раствора, начнут появляться участки без меди, а затем медь растворится полностью на всей поверхности печатной платы.
После окончательного растворения меди в травильном растворе печатную плату извлекают из ванночки и тщательно промывают под струей проточной воды. Тонер удаляется с дорожек ветошью, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется ветошью, смоченной в растворителе, который добавлялся в краску для получения нужной ее консистенции.
Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей
Следующий шаг, это подготовка печатной платы к монтажу радиоэлементов. После снятия с платы краски, дорожки нужно обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и можно легко их сточить. Достаточно всего нескольких проходов абразивом со слабым прижимом.
Далее токоведущие дорожки и контактные площадки печатной платы покрываются спирто-канифольным флюсом и лудятся мягким припоем эклектрическим паяльником. чтобы отверстия на печатной плате, не затягивались припоем, его на жало паяльника нужно брать немного.
После завершения изготовления печатной платы, останется только вставить в предназначенные позиции радиодетали и запаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей нужно обязательно смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то их нужно перед пайкой обрезать бокорезами до длины выступания над поверхностью печатной платы 1-1,5 мм. После окончания монтажа деталей нужно удалить остатки канифоли с помощью любого растворителя – спирта, уайт-спирта или ацетона. Они все успешно растворяют канифоль.
На воплощение этой простой схемы емкостного реле от разводки дорожек для изготовления печатной платы до создания действующего образца ушло не более пяти часов, гораздо меньше, чем на верстку этой страницы.
Путь от схемы до устройства. Часть 3: рисуем маркером • EnableDevice
Во второй части мы наконец-то начали рассматривать фольгированный текстолит. И все бы хорошо, но вот выбранный способ процарапывания дорожек очень трудоемкий. И чем больше размер платы (или их количество), тем сильнее пальцы будут ощущать непрактичность этого способа.
Вообще вся суть изготовления печатных плат заключается в том, чтобы удалить ненужную медь с поверхности текстолита. И было бы здорово, сделать это химическим способом, просто бросив заготовку в раствор, в котором эта ненужная медь просто растворится. И к нашему счастью, таких растворов великое множество.
Наверное, самым популярным раствором для травления печатных плат является хлорное железо, его можно легко приобрести практически в любом магазине радиодеталей. Но этим раствором выбор не ограничивается. Вообще на эту тему есть отличная статья, очень рекомендую для ознакомления: Безопасный общедоступный состав для травления меди в домашних условиях.
Лично я довольно длительное время травил хлорным железом, изредка отвлекаясь на персульфаты и купоросы, но неудобства от хлорного железа (в основном, грязь) все же подтолкнули к выбору другого способа. И вот уже несколько лет я изготавливаю платы при помощи перекиси водорода и лимонной кислоты. Для пробы лимонная кислота была приобретена в продуктовом магазине, а перекись в аптеке, что позволило оценить метод. Результаты более чем устроили, и в дальнейшем был приобретен мешок лимонной кислоты, а перекись стала покупаться канистрами по 5 литров. Раствор всегда свежий, травление чистое и быстрое. Советую присмотреться.
Так, с раствором определились, осталось защитить медь, которая должна остаться на плате. Вообще подручных способов очень много, главное чтобы покрытие было стойким к воздействию раствора. Мы же воспользуемся обычным перманентным маркером. В магазинах радиодеталей очень часто продаются именно такие маркеры для рисования печатных плат, с переклеенными этикетками (разумеется, гораздо дороже).
Наше устройство начинается с заготовки и набора деталей.
Начинаем со сверления заготовки. Отверстия разметим уже привычным способом, наклеив распечатку с расположением элементов.
Далее уже по просверленным отверстиям рисуем дорожки.
Маркеры удобны тем, что имеется возможность выбрать диаметр пишущего узла, что несомненно удобно для разных условий.
А далее – процесс травления. Для этого имеется предназначенная для этого посуда.
Раствор приготовлен и немного подогрет (это значительно ускоряет процесс травления), заготовка заброшена в раствор. Тут же начинается процесс газообразования.
Через несколько минут раствор приобретает голубоватый оттенок, а незащищенная медь начинает растворяться.
После травления заготовка промывается под проточной водой, а маркер стирается спиртом.
Остается запаять детали на свои места, и устройство готово.
- Полноценная плата без необходимости царапать текстолит, зарабатывая мозоли.
- Прямота дорожек непосредственно зависит от прямоты рук.
В следующий раз попробуем сделать процесс изготовления более технологичным.
Как изготовить печатную плату в домашних условиях
Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.
Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.
Технология ручного способа нанесения
дорожек печатной платы
Подготовка шаблона
Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.
Далее плотная бумага вырезается по контуру приклеенного рисунка и шаблон для сверления готов.
Вырезание заготовки
Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.
Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.
Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.
Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.
Сверление отверстий
Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини сверлильного станка твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь.
Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки.
После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет. Как видно, пропущенных отверстий нет.
Нанесение топографического рисунка
Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе. Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера.
Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги также нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.
После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами – стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью.
Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии.
Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой. Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения.
Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм наполняется с помощью кисточки краской. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать. Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием краску нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям.
После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.
При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. чтобы обрисовать все отверстия на этой печатной плате окружностями понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.
Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера. Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки.
Единственное, что дополнительно понадобится, так это плоская линейка, с приклеенными на одной из ее сторон по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка при работе не скользила и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно проходить под ней. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки.
Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.
Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления. В летнее время года – под лучи солнца.
Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению.
Технология нанесения рисунка печатной платы
с помощью лазерного принтера
При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера бумага прокатывается между валиками, один из которых является термопечкой, разогретой до температуры 180-220°C. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Если бумагу опять нагреть до 180-220°C, то тонер опять станет жидким. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.
После того, как файл с рисунком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель. Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.
Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату
Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.
В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.
Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью, нужно выполнить настройку «Свойств принтера», отключив режим экономной печати, а если такая функция не доступна, то выбрать самый грубый тип бумаги, например картон или что то подобное. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.
Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит.
Перенос рисунка с бумаги на стеклотекстолит
Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом. Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Далее этот бутерброд разогревается до температуры 180-220°C и затем охлаждается до комнатной. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате.
Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг. Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера. В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг недостаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей стопроцентный результат.
На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги. Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.
Осталось нагреть сделанный бутерброд до температуры 200°C и остудить. Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.
Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги.
Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами. чтобы избежать подобного явления, лучше печатную плату зажимать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно.
Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично. Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки.
Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.
Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.
Травить печатную плату в домашних условиях лучше всего в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер с печатных дорожек легко удаляется тампоном, смоченным в ацетоне.
Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие дорожки и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.
Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. Получился блок питания и коммутации для электронной системы, дополняющий обыкновенный унитаз функцией биде.
Травление печатной платы
Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический способ. Печатная плата помещается в травильный раствор и за счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.
Рецепты травильных растворов
В зависимости от доступности компонентов радиолюбители применяют один из растворов, приведенных в таблице ниже. Травильные растворы расположены в порядке популярности их применения радиолюбителями в домашних условиях.
Травить печатные платы в металлической посуде не допускается. Для этого нужно использовать емкость из стекла, керамики или пластика. Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.
Травильный раствор из перекиси водорода и лимонной кислоты
Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в ней лимонной кислотой является самым безопасным, доступным и быстро работающим. Из всех перечисленных растворов по всем критериям это лучший.
Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно в 100 мл воды растворить 6 таблеток весом 1,5 грамма.
Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетиках весом 30 или 50 грамм. Поваренная соль найдется в любом доме. 100 мл травильного раствора хватит на удаление медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см2. Отработанный раствор не хранится и повторному использованию не подлежит. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее едкого запаха травить печатную плату придется на открытом воздухе.
Травильный раствор на основе хлорного железа
Вторым по популярности травильным раствором является водный раствор хлорного железа. Ранее он был самым популярным, так как на любом промышленном предприятии хлорное железо было легко достать.
Травильный раствор не требователен к температуре, травит достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа в растворе.
Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому из воздуха быстро впитывает воду. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента и такое хлорное железо пригодно для приготовления травильного раствора.
Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно использовать многократно. Подлежит регенерации, достаточно в раствор насыпать железных гвоздей (они сразу покроются рыхлым слоем меди). При попадании на любые поверхности оставляет трудноудаляемые желтые пятна. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже в связи с его дороговизной.
Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты
Отличный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном помешивании вливают в 3% водный раствор перекиси водорода тоненькой струйкой. Вливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении платы нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает. По этой причине травильный раствор с соляной кислотой в домашних условиях использовать не рекомендуется.
Травильный раствор на основе медного купороса
Метод изготовления печатных плат с применение медного купороса обычно используют в случае невозможности изготовления травильного раствора на основе других компонентов из-за их недоступности. Медный купорос является ядохимикатом и широко применяется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. В дополнение время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора 50-80°С и обеспечить постоянную смену раствора у стравливаемой поверхности.
Технология травления печатных плат
Для травления платы в любом из вышеперечисленных травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например от молочных продуктов питания. Если под рукой подходящего размера емкости не оказалось, то можно взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и выстелить ее внутренность полиэтиленовой пленкой. В емкость наливается травильный раствор и на его поверхность аккуратно рисунком вниз кладется печатная плата. За счет сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса плата будет плавать.
Для удобства к центру платы клеем момент можно приклеить пробку от пластиковой бутылки. Пробка одновременно будет служить ручкой и поплавком. Но тут есть опасность, что на плате образуются пузырьки воздуха и в этих местах медь не вытравится.
Чтобы обеспечить равномерное вытравливание меди можно положить печатную плату на дно емкости вверх рисунком и периодически покачивать ванночку рукой. Через некоторое время, в зависимости от травильного раствора, начнут появляться участки без меди, а затем медь растворится полностью на всей поверхности печатной платы.
После окончательного растворения меди в травильном растворе печатную плату извлекают из ванночки и тщательно промывают под струей проточной воды. Тонер удаляется с дорожек ветошью, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется ветошью, смоченной в растворителе, который добавлялся в краску для получения нужной ее консистенции.
Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей
Следующий шаг, это подготовка печатной платы к монтажу радиоэлементов. После снятия с платы краски, дорожки нужно обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и можно легко их сточить. Достаточно всего нескольких проходов абразивом со слабым прижимом.
Далее токоведущие дорожки и контактные площадки печатной платы покрываются спирто-канифольным флюсом и лудятся мягким припоем эклектрическим паяльником. чтобы отверстия на печатной плате, не затягивались припоем, его на жало паяльника нужно брать немного.
После завершения изготовления печатной платы, останется только вставить в предназначенные позиции радиодетали и запаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей нужно обязательно смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то их нужно перед пайкой обрезать бокорезами до длины выступания над поверхностью печатной платы 1-1,5 мм. После окончания монтажа деталей нужно удалить остатки канифоли с помощью любого растворителя – спирта, уайт-спирта или ацетона. Они все успешно растворяют канифоль.
Подробно о технологии пайки на примерах пайки деталей, о марках припоев и флюсов, устройстве и ремонте паяльников Вы можете узнать из цикла статей раздела «Как паять паяльником».
На воплощение этой простой схемы емкостного реле от разводки дорожек для изготовления печатной платы до создания действующего образца ушло не более пяти часов, гораздо меньше, чем на верстку этой страницы.
Приготовление раствора для травления печатных плат. Травление плат перекисью водорода и лимонной кислотой. В чем минусы
Печатная плата является одной из основных частей любой монтажной схемы. Перед тем, как сделать ту или иную радиолюбительскую конструкцию, радиолюбитель задумывается о том, как создать печатную плату. На сегодняшний день существует множество методов создания плат, которые ничем не будут отличаться от заводских, например, метод ЛУТ с применением лазерного принтера. Однако, он не всем доступен. Использование медного купороса, хлорного железа и других веществ травления труднодоступно для простых обывателей, да и следов грязи эти вещества оставляют достаточно. В данной статье мы рассмотрим, как перекись водорода, лимонная кислота, соль, помогает травить печатные платы, а также ознакомим вас с более чистым и доступным альтернативным методом.
Лимонная кислота и перекись водорода — безопасный и общедоступный состав для травления меди
Для приготовления раствора понадобится:
- Перекись водорода (3%), 100 мл. Приобрести можно в любой аптеке.
- Лимонная кислота, 80 г. Продукт можно купить в любом магазине.
- Поваренная соль, 1 ч. л. Продукт уже должен быть у вас на кухне.
Важно! Этого объема хватит для травления 100 см2 меди толщиной 35 мкм.
Прежде чем приготовить смесь:
- Нарисуйте и напечатайте плату.
- Вырежьте кусок текстолита.
- Перенесите тонер на текстолит.
- Оставьте отмокать.
Теперь приступайте к приготовлению раствора:
- Возьмите стеклянный или пластиковый сосуд (только не металлический).
- Подогрейте перекись. Для этого закрытую баночку со средством поставьте на водяную баню и оставьте до тех пор, пока температура не выровняется.
- Вылейте перекись в сосуд (разбавлять не нужно, так как она и так 3%).
- В емкость с перекисью засыпьте лимонную кислоту.
- Размешайте ее.
- Потихоньку добавляйте соль.
В итоге должна получиться прозрачная жидкость.
Важно! Пока раствор не остыл, опустите туда плату дорожками вниз.
Время протравки примерно 40-50 минут. Сам процесс во многом зависит от температуры смеси. В процессе травления она становится сначала зеленым, а когда вся кислота прореагирует и станет солью — перекрасится в голубой или синий цвет.
- Если раствор пенится (пузырится), то перекись водорода, лимонная кислота и соль взяты в неправильных пропорциях. В частности, скорей всего вы перебрали с солью. Добавьте в смесь немного перекиси и воды.
- Соль при изготовлении раствора не жалейте, так как она играет роль катализатора, и в процессе травления практически не расходуется.
- Примерно через 20 минут травления, достаньте и осмотрите плату на предмет подтравов, так как после того, как стравится фольга, может начать подтравливаться материал под рисунком или слоем тонера.
- Чем больше гидроперита, тем быстрее пройдет процесс. Но учтите, что раствор не хранится, и повторно его использовать нельзя, значит — если перекиси будет много, то она будет просто перерасходована. Избыток гидроперита можно определить по обильному пузырению во время травления.
- Чтобы понять, готова ли плата, не доставая ее, следите за раствором. Если он перестал шипеть и пузыриться, то либо травить больше нечего, либо средство выдохлось. Достаньте и проверьте.
- Тонер смывайте ацетоном.
- Если после смывки тонера плату опустить в остатки смеси, то дорожки меди станут розовыми и избавятся от окислов. Лудить такую обработанную плату намного быстрее и проще.
Достоинства домашнего метода:
- Высокая скорость травления.
- Процесс протекает при комнатной температуре.
- Доступность.
- Простота приготовления.
- Самый дешевый метод травления меди.
- Раствор из перекиси водорода, лимонной кислоты и соли безопасен — как для тела, так и для одежды.
- Лимонная кислота и перекись водорода не оставляют грязных пятен.
Недостаток
Средний цитрат меди малорастворим, а значит — может выпасть в осадок, в том числе и на поверхность травления. Чтобы предотвратить проблему, не экономьте лимонную кислоту.
Если есть желание сделать ту или иную радиолюбительскую конструкцию, сначала радиолюбитель задумывается о создании . Конечно, сейчас есть множество методов создания плат, которые ничем не отличаются от заводских, например с применением лазерного принтера, но он не всегда доступен, как в моем случае. Не везло и с традиционной химией для травления плат, поэтому основную часть конструкций делались либо навесным монтажом, либо на макетной плате. Медный купорос, хлорное железо и другие аналогичные вещества травления почти не реально было раздобыть. И вот, в один прекрасный день, добрые люди посоветовали простой способ травления. Сразу были приобретены нужные ингредиенты, все вместе стоило менее доллара. Метод понравился настолько, что было решено написать отдельную статью. Она, думаю, будет полезна начинающим радиолюбителям. А для химического состава нам понадобятся:1) 3%-ый раствор перекиси водорода 100гр (куплен в аптеке за 0,2$, продаются в бутылках по 100мг, именно столько и нужно).
2) Лимонная кислота 80-100гр (куплена в продуктовом магазине 2 пачки по 40 гр – 0,3$).
Смешаем все вместе, никакой опасной реакции не будет, далее хорошенько перемешиваем деревянной или пластмассовой палочкой до полного растворения твердых ингредиентов.
Ну вот собственно и все – состав готов. Плата полностью травится максимально за 1.5 часа, а в итоге никаких вредных газов не выделяется, но советую травить на свежем воздухе, поскольку запах все-же есть. Пример готовой платы, вытравленной перекисью, показан на следующем фото:
Таким простым способом можно травить платы любой сложности, метод чистый и безопасный, пачкаться буквально нечем. Для испытаний и наглядной демонстрации протравил кусок фольгированного текстолита, а затем плату к усилителю. Автор – АКА (Артур Касьян).
Обсудить статью ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА
И лимонной кислотой – рецепт, пользующийся особой популярностью у радиолюбителей. Это не только быстрый, но и безопасный способ получить готовое для паяния элементов будущего прибора полотно.
Как травили платы в прошлом?
Раньше, чтобы сделать требовалось приложить немало усилий. Сначала схема разводилась на бумаге, потом в заготовке проделывали отверстия, после чего переносили дорожки на фольгированный текстолит или гетинакс, используя при этом лакокрасочные изделия. После высыхания покрытия его отдирали, а плату погружали в емкость с лугом для вытравливания.
Труднее всего было травить плату. Так как для этих целей использовали луг на основе В радиокружке такое средство не было дефицитным, а вот дома приходилось искать альтернативу, в качестве которой чаще всего выступал медный купорос.
Обработка платы несла в себе еще один секрет: плата травилась неравномерно. Некоторые дорожки разъедались, а местами поверхность недотравливалась. Все из-за неопытности умельцев или многократного использования лужного раствора.
Современные методы обработки плат
Травление платы перекисью водорода и не новинка. Многие слышали о таком методе и раньше. Выбрав такой вариант подготовки платы, вы откроете для себя не одно преимущество по сравнению с травлением в хлорном железе. Например, качество обработки, безопасность и экологичность перекиси в сочетании с окислителем.
Рецепт обработки платы дома
Все, что необходимо для того, чтобы выполнить травление платы перекисью водорода и лимонной кислотой, вы найдете в своей аптечке и на кухне или без проблем сможете приобрести. Еще одно неоспоримое преимущество обработки плат таким способом – стоимость ингредиентов для создания раствора. Вот и еще одно преимущество водородной смеси – она обойдется намного дешевле хлорного железа.
Компонентный состав
- 3%-я – 100 мл.
- Кислота лимонная – 30 грамм.
- Поваренная соль – 5 грамм (в качестве вспомогательного компонента прохождения реакции).
- Вода (в случае надобности).
Важно! Раствора, приготовленного в такой пропорции, хватит, чтобы вытравить медную фольгу толщиною в 35 мкм и площадью 100 кв. см.
Подготовка платы
- Нарисуйте и напечатайте плату.
- Вырежьте необходимых размеров кусок текстолита.
- Перенесите тонер на текстолит и оставьте отмокать, после чего удалите.
Как приготовить раствор?
- Подогрейте перекись водорода: поставьте бутылочку на водяную баню и дождитесь, пока температуры двух веществ не выровняются.
- Возьмите чашку. Подойдет любая, только не металлическая.
- Перелейте разогретую перекись в чистую сухую посудину и всыпьте лимонную кислоту.
- Тщательно перемешайте смесь.
- Помешивая, добавляйте соль, которая в растворе играет роль катализатора.
Как правильно травить плату?
Чтобы травление платы перекисью водорода и лимонной кислотой прошло быстрее, можете воспользоваться двумя контейнерами. Просто поместите меньшую емкость с лугом в контейнер большего размера и налейте в нее горячую воду. Это ускорит и усилит процесс.
Травление платы в р-ре перекиси водорода выполняют так: плату помещают в луг стороной, на которой нарисованы дорожки, вниз, чтобы продукты распада легко опускались на дно емкости. Чтобы реакция проходила более равномерно, раствор нужно время от времени слегка помешивать. Весь процесс занимает не более 10 минут.
По завершении травки плату необходимо нейтрализовать и промыть под проточной водой.
Такой метод обработки платы полностью безопасен. Делать платы теперь можно и на работе, и дома, и в офисе, а работать с небезопасными реагентами при этом совсем не обязательно.
Важно! Если раствор сильно пенится, то соли вы всыпали слишком много. Подлейте еще перекиси, иначе реакция пройдет чересчур активно, дорожки могут быть повреждены.
Если в процессе реакции вы вытянете плату и взглянете на нее, то не сможете заметить отличий, по сравнению с тем, как проходит травление печатной платы в хлорном железе, их просто нет. Главное отличие – быстро проходящая реакция и менее опасный процесс для человека.
Как понять, что плата уже вытравилась?
В водородно-кислой среде реакция проходит по формуле: Cu+ h4Cit +h3O2→ H +2h3O. Травление печатной платы в перекиси водорода можно считать завершенным, если в растворе прекратились какие-либо реакции: он больше не шипит и не пузырится.
Готовую плату очищают и промывают водой. Тонер или краску стирают ацетоном. После чего плату тщательно протирают и обезжиривают.
Важно! Проверяйте дорожки на целостность после обработки платы. Поврежденная схема не будет работать.
Как вы могли убедиться, травление платы перекисью водорода в домашних условиях не только возможно, но и безопасно. Не составит труда найти необходимые компоненты для приготовления травящего состава, а сам процесс займет не более 15 минут. Сегодня любой радиолюбитель, благодаря простым и точным советам, сможет поэкспериментировать дома без нанесения вреда себе и окружающим.
Недавно открыл для себя в Интернете новый метод травления печатных плат, отличающийся от классических методов травления, к тому же этот метод не имеет свойственных традиционным хлорному железу и персульфату аммония недостатков. Хлорное железо с его неотмывающимися пятнами на одежде и в результате с испорченными вещами, возможно не устраивало давно и многих. Также и персульфат аммония, не у каждого есть дома отдельный стол для травления – пайки, скорее всего большинство травят, как и я, в ванной комнате. Иногда, в результате неосторожных действий с персульфатом аммония и попадания капель на одежду, образуются со временем небольшие дырочки, вещи становятся испорченными.Кто-то может сказать, меня устраивает персульфат из-за своей скорости травления, так вот, новый метод травления позволяет протравливать платы, думаю с не меньшей скоростью. Вчера протравил плату за полчаса, рисунок был начерчен на скорую руку маркером, самые узкие дорожки были в 1 мм шириной, подтравов замечено не было. Фото платы ниже, правда после того как залудил и спаял все детали на плату, просто чтобы показать, что даже узкие дорожки получаются без подтравов, этого думаю достаточно. Но сразу хочу заметить, что рисунок переведенный на печатную плату методом ЛУТ (лазерно-утюжной технологией ) сохраняется лучше, у людей по отзывам при протравке этим методом даже узкие дорожки шириной в 1 мм получаются стабильно хорошо.
Теперь перейдем к делу. На плату размерами 35*25, которую травил, истратил следующие ингридиенты: бутылочку аптечной перекиси водорода 50 мл, стоимостью 3 рубля и 1 пакетик 10 грамм пищевой лимонной кислоты , стоимостью 3,5 рубля, соль чайная ложка (используется как катализатор) разумеется бесплатно, подойдет любая какая есть у вас на кухне, даже йодированная. Точные пропорции здесь не обязательны, делаем примерно такой раствор: выливаем перекиси водорода, столько чтобы плату скрыло на 5 мм, добавляем 10 грамм (в моем случае пакетик) лимонной кислоты и ложим чайную ложку соли .
Воды добавлять не надо, жидкость используется та, которая есть в перекиси. Если планируется травить плату больших размеров, то увеличиваем количество ингридиентов в тех пропорциях, относительно перикиси водорода, как было указано выше, также чтобы плату скрыло на 5 мм. К концу травления раствор окрасится в голубоватый цвет. Во время травления плату шевелим в емкости, потому что на плате будут скапливаться пузырьки газа, мешающие травлению.
Ближе к концу травления извлекаем пинцетом плату из раствора и осматриваем. Если рисуем рисунок маркером, то рекомендую рисовать в несколько слоёв, чтобы избежать небольших подтравов на узких дорожках, но такой же эффект даст нам и хлорное железо и персульфат аммония. Оставшийся от травления раствор можно вылить в канализацию, пропустив после большое количество воды. Хранить раствор для повторного использования, думаю никто не будет, всегда проще сделать новый раствор при необходимости, чем ждать дольше при протравке со старым раствором.
Экономия времени и денег в сравнении со старыми методами, думаю очевидна всем. Также можно пользоваться концентрированной перекисью продающейся в магазинах для парикмахеров или таблетками гидроперита , но здесь соотношение ингридиентов придется каждому подбирать самому, так как с ними не экспериментировал. Выкладываю, как обещал фото платы, протравленной этим методом, делал плату правда на скорую руку.
Ещё немного про такую полезную вещь, как вертикальные ванны . Если требуется равномерное и качественное двусторонее травление – удобны именно вертикальные ванны с перемешиванием раствора. Перемешивание делается введением в ванну трубочку от аквариумного аэратора. Также у вертикальной ванны минимальна площадь испарения. Кроме того, не будет налипающей грязи, если раствор старый и замусорен. Желаю удачных травлений без подтравов. С вами был AKV .
Обсудить статью ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Травление перекисью водорода. Делюсь рецептом.
Это редактированный репост из моего ЖЖДля травления нам понадобится 37% перекись водорода (опционально) или в крайнем случае 3% аптечная, лимонная кислота, соль поваренная и горячая вода или микроволновка (если перекись аптечная). Из средств индивидуальной защиты – перчатки и обязательно плотно прилегающие очки (можно для плаванья), для защиты глаз.
После неудачного первого опыта травления 37% перекисью водорода со вскипанием электролита, красными глазами и кашлем (читать тут) были сделаны выводы и концентрации были изменены.
Мой печальный опыт с вскипанием электролита был очень полезен. И я взял на заметку несколько моментов:
- Травление в горячем растворе идёт ну очень быстро. Так быстро, что стоит риска вскипания.
- Надо иметь возможность слить или охладить раствор.
- Раствор безумно пенится, а это мегаплюс – т.к. бульбулятор не требуется, он происходит естественно.
- Надо быть умнее и внимательнее.
В общем, в этот раз я сделал весьма строго. Во-первых ёмкость поместил в ведро, чтобы в случае вскипания – никуда не убежало. Во-вторых, сделал не крутой кипяток, а примерно температуры когда начинают появлятся первые пузырьки, но не кипит. Воды было 1,7 литра. 100 грамм 37% перекиси (обращаю внимание, что общая концентрация даже ниже, чем с аптечной), 2 полных столовых ложки лимонной кислоты (досыпал потом ещё 2), столовая ложка поваренной соли.
Адовы бульки
Результат не заставил себя долго ждать. Плата была 10х15 см (размер стандартной фотографии). Я бросил всё, увидел, что бурлит, всыпал ещё чуть кислоты (бурлить стало сильнее, после второй ложки ничего уже не поменялось). И отошёл на кухню испить водички. Вернулся, а плата уже протравленна!
Результат
Итого! Скорость травления около 2-3 минут! Раствор не вскипел и не убежал (был менее горячим и меньше концентрация перекиси). После вытаскивания платы раствор продолжал бурлить и жить своей жизнью.
В общем, резюмируя:
- Травить надо в малых концентрациях, но очень горячим раствором. Для аптечной перекиси – разогревать ОТКРЫТОЙ в микроволновке.
- Надо иметь возможность либо быстро охладить раствор (влив в него холодной воды), либо утилизировать его, вылив в раковину. Поэтому не годится использование низкой посуды, типа тарелок! Только с высокими бортами.
- За раствором надо следить, либо делать такие адские приспособы, типа моих
- Травить ТОЛЬКО в вертикальной таре!
В общем, советую пользоваться перекисью водорода для травления. Травит быстро, чисто и доступно. Одежду не пачкает. Если что, пятна все протираются уксусом.
З.Ы. Скорость травления очень актуальна, при травлении таких небольших деталей!
Травление меди в домашних условиях
Медно-хлоридный раствор травления
В последнее время в виду доступности химических реактивов, почему то все начинают забывать дедовские способы травления печатных плат. А ведь самый простой и надежный травитель в то время, был медный купорос с солью. Хлорное железо было трудно достать и все пользовались именно этим способом.
Помню как сам лично намешав почти полведра какой то непонятной жижи, кипятил раствор и травил в нем печатную плату около двух часов. Это было мучение, но результат достигался. Потом эта жижа с медным купоросом отправлялась в утиль, так как я на то время не знал что с ней делать.
Идут годы, накапливается опыт и я решил попробовать забытый способ травления медным купоросом и попробовать регенерировать его после истощения для повторного использования.
Приготовление раствора травления
Для приготовления 200 мл раствора нам понадобится 30 грамм медного купороса и 60 грамм поваренной соли (NaCl). Чистота этих реактивов не важна, можно использовать любые, какие найдете.
Взвешиваем 30 грамм медного купороса и 60 грамм соли, растворяем медный купорос в 50 мл кипятка, соль в 150 мл кипятка. Если нужно приготовить 1 литр раствора, то нужно все умножить на 5.
После полного растворения солей, смешиваем их путем вливания раствора поваренной соли в раствор медного купороса. В итоге получаем зеленый раствор хлорида меди объемом раствора 230 мл.
Приготовление соляной кислоты
Дальше в раствор нужно добавить соляной кислоты. Приготовить ее несложно, берем поваренную соль и растворяем ее в аккумуляторном электролите. Соль нужно брать с избытком, в данном случае было взято 150 грамм соли на 450 мл электролита.
Хорошо перемешиваем в закрытой емкости и оставляем это дело дня на два или три в тепле изредка перемешивая путем встряхивания баклажки. Соль вся не растворится, это нормально, так и должно быть. Если у вас растворилась вся соль, то нужно обязательно подсыпать еще соли, чтобы на дне был избыток не растворившейся соли.
Прошло указанное время, переливаем раствор соляной кислоты в другую емкость. Хочу еще уточнить, раствор соляной кислоты надо сделать заранее, а не тогда, когда вы соберетесь делать раствор травления на медном купоросе (чтобы не ждать).
Добавляем соляную кислоту в раствор травления
Для того что бы раствор работал правильно, его нужно подкислить соляной кислотой. Для этого добавляем туда 50 мл заранее приготовленной солянки. На фото почти пустая бутылка и может сложится обманчивое мнение, что я вылил туда все содержимое. Нет, бутылка опустела в результате других опытов, не обращайте на это внимания.
Если все сделано правильно, то цвет должен быть зеленого цвета, что говорит о наличии нужного количества хлорида меди в растворе.
Тестируем раствор травления
Тестировать будем на обычном текстолите и на имитации печатной платы с нанесенным фоторезистом. Также посмотрим ускоренное видео процесса и времени травления.
Травим фольгированный текстолит
Берем кусочек фольгированного текстолита, толщина меди 18 мкм и подвешиваем его в раствор, температура 50 градусов.
Постоянно помешивая ложкой, видим результат травления через 8 минут, 10 минут и 12 минут. Если положить плату в раствор и ничего не делать, то она может пролежать там столько угодно долго и не протравится. При постоянном помешивании слой меди 18 мкм стравился за 12 минут. Меня этот результат более чем устраивает.
Травим печатаную плату с фоторезистом
Наносим фоторезист на плату, засвечиваем, проявляем. На фото шаблон с дорожками от 0,1 мм до 0,3 мм. Травим плату в растворе при температуре 60 градусов (ушло 14 минут при постоянном покачивании).
Внешний вид сверху и на просвет. С поставленной задачей раствор справился, фоторезист не отлетел, тонкие дорожки не съело в виду малой величины бокового подтравливания.
Видео процесса травления
В этом видео показан ускоренный процесс травления двух кусков текстолита. Толщина меди, один 18 мкм, второй 36 мкм. Текстолит с толщиной меди 18 мкм стравился примерно за 9 минут, 36 мкм за 18 минут, начальная температура раствора 60 градусов.
Фото текстолита до и после травления.
Емкость по меди травящего раствора
Разница разная информация, сколько можно вытравить плат в данном растворе. Не будем опираться на противоречивые данные и проверим это сами.
Для этого возьмем медную проволоку, взвесим и опустим в травящий раствор. Затем, после некоторого времени проверим, сколько весит проволока и тем самым определим емкость по меди данного травителя.
Кусочек проволоки весом 10,64 грамма опускаем в свежий раствор травления и оставляем его там на 12 часов (на ночь). После пройденного времени, взвешиваем проволоку, вес 3,41 грамм.
Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/travlenie-pechatnyh-plat-kuporosom
Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.
Расчет количества стравленной меди
Как мы помним, раствора у нас было 230 мл. Этот объем принял в себя 10,64 – 3,41 = 7,23 грамма меди.
Далее считаем какое количество примет травитель объемом 1 литр. Для этого 1000 / 230 = 4,34. Умножаем это число на количество стравленной меди из теста 4,34 * 7,23 = 31,37 грамм.
Из всех выше перечисленных расчетов, получается, что объем по меди у купоросного травителя равен 31 грамм на литр. Уменьшим эту величину до 28 гр/л для запаса.
Сколько можно вытравить печатных плат
Для того чтобы рассчитать, нужно знать, сколько весит 1 Дм2 меди фольгированного текстолита. Из разных онлайн калькуляторов определяем, 1 Дм2 меди толщиной 18 мкм весит 1,5 грамма (примерно).
Делим объем по меди раствора на вес в 1 Дм2, 28 / 1,5 = 18 Дм2 (примерно). Из чего следует, что в 1 литре медно-хлоридной травилки можно вытравить одну одностороннюю плату размером 45х40 см или одну двустороннюю размером 30х27 см, при условии, что толщина меди равна 18 мкм. Но так как медь при травлении платы стравливается не вся (дорожки же у нас остаются), то реально вытравить можно платы большего размера, все зависит от плотности топологии печатной платы.
Регенерация раствора травления
Признаком истощенности раствора является вялое травление даже при большой температуре и цвет раствора, напоминающий цвет использованного хлорного железа. Что делать, выливать? Нет, поступим другим способом, регенерируем раствор.
Для этого нам понадобится соляная кислота и аптечная перекись водорода. Сначала в раствор наливаем соляную кислоту (ту, самодельную) примерно 20% от объема раствора. В нашем случае я налил 50 мл, это примерно 20% от 230 мл травилки.
После добавляем понемногу перекись водорода и постоянно перемешиваем раствор. Как только он позеленеет, прекращаем добавлять перекись, в моем случае ее ушло 100 мл.
Так как объем раствора увеличился на 150 мл, то нужно подкорректировать количество соли NaCl. В 200 мл раствора при приготовлении раствора мы клали 60 грамм соли, в 150 мл травилки нужно положить 200/150 = 1,33. 60/1.33 = 45 грамм.
В растворе соляной кислоты ее содержится примерно 15 грамм в 50 мл (мы ее уже добавили). 45 – 15 = 30 грамм соли нужно добавить в раствор, что я и сделал. В итоге у нас уже 400 мл травильного состава.
После 3 регенераций, в раствор нужно добавить медный купорос, из расчета 10 грамм на 100 мл добавленной жидкости. Затем опять 3 регенерации без купороса, только соль и снова купорос и тд.
Например у нас был 1 литр, после 3 восстановлений, объем прибавился до 2 литров, значит нужно будет добавить 10 * 10 = 100 грамм купороса (соль NaCL нужно добавлять при каждом восстановлении, не забывайте).
Примечание: Конечно лучше регенерировать концентрированной соляной кислотой и 30% перекисью водорода из расчета 10 мл кислоты и 20 мл перекиси на 1 литр. В этом случае не придется корректировать количество соли и медного купороса. Только после 10 регенераций можно добавить купорос и соль, количество зависит от прибавленного объема травилки (описано выше).
Тестируем восстановленный медно-хлоридный раствор травления
Нагреваем раствор до 50 градусов (если вы делаете регенерацию пред травлением, то раствор нагревается от взаимодействия с перекисью и можно дополнительно не греть) и опускаем текстолит. Через 11 минут, медь толщиной 18 мкм с платы стравилась полностью. Хочу сделать акцент, раствор постоянно при этом перемешивался (все эти 11 минут).
Регенерируем раствор травления гидроперитом
Можно регенерировать гидроперитом. Для этого добавляем 20% раствора соляной кислоты от общего объема истощённой жидкости и после этого добавляем гидроперит из расчета 2,5 таблетки на 100 мл раствора.
Если гидроперит сильно шипит, это говорит нам о том, что соляной кислоты добавили мало, нужно подлить еще (шипеть должно, но не сильно, должно быть еле видно). Затем восстановленный раствор добавляем к общему и получилось уже около 460 мл. Это получается как “волшебный горшочек”, с каждым разом прибавляется, прибавляется.
Этот способ дороже, так как на 1 литр травителя, для восстановления нужно добавить 25 таблеток или 3 пачки по 8 таблеток, что дороже, чем добавлять аптечную перекись.
Плюсы минусы медно-хлоридного (купоросного) раствора травления
Минусы
- Раствор нужно греть
- Маленький объем по меди
Плюсы
- Доступность всех реактивов используемых в растворе
- Возможность регенерации
- Малое боковое подтравливание
- Низкая цена (потрачено/вытравлено с учетом регенерации)
- Нет резких запахов
- Большая скорость травления при условии интенсивного перемешивания
Заключение
В заключении хотел спросить вас, травите ли вы платы медным купоросом? Если да, то сколько времени занимает у вас этот процесс? Что вы делаете с раствором после того как он отработал, выливаете, восстанавливаете?
Не стесняйтесь, пишите в комментариях, никто не укусит.
Всем восстановленного раствора и ровных дорожек.
Статью написал: Admin Whoby.Ru
Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.
Эффективное травление меди перекись лимонная кислота
Травление меди перекись лимонная кислота — при помощи таких нехитрых и доступных в быту природных продуктов как перекись водорода, лимонная кислота и поваренная соль можно очень эффективно выполнять химическое травление медной фольги на печатной плате.
В радиолюбительской практике при изготовлении печатных плат для электронных устройств в домашних условиях, именно такой метод травления я бы назвал наиболее предпочтительнее. Причем химическая реакция происходит намного быстрее, чем у традиционных реагентов обычно применяемых в таких случаях, например: хлорное железо.
Конечно можно поэкспериментировать и вместо лимонной кислоты взять к примеру уксусную, либо другую, которая не окисляется при соединении с перекисью водорода. Возможно также химический процесс мало чем будет отличаться от выше описанного. Но как то не комфортно в помещении возится с химикатами имеющие острый запах. Поэтому лучше все же использовать лимонную кислоту, к тому же не составляет никакого труда в ее приобретении, она имеется в любом продуктовом магазине и в разведенном состоянии практически не имеет запаха и безвредна. Стоит отметить, травление меди перекись лимонная кислота имеет еще один положительный момент — «Лимонка» создает очень прочный комплекс с медной фольгой, а это значит, что совершенно исключается любое воздействие элементов реакции на скорость!! Если есть необходимость увеличить скорость травления, то можно добавить раствор натрия хлорида, в быту это обычная поваренная соль.
Отличительные достоинства раствора
- Чрезвычайно скоростное травления
- Не образует грязных разводов после травления
- Химический процесс происходит при средней комнатной температуре
- Все реактивы имеются в свободной продаже: перекись водорода всегда есть в аптеке, лимонная кислота в любом магазине продуктов, ну а соль имеется у каждой хозяйке
- Приготовленный раствор из компонентов перекиси и лимонной кислоты абсолютно безвреден для кожного покрытия человека и его одежды
- Совершенно очевидно, что данный метод травления печатных плат самый мало затратный!
Есть и некоторые недостатки, как известно без них ничего не бывает
Цитрат меди практически не растворяется и может образоваться в виде осадка, и что не желательно на поверхности платы. Чтобы избежать таких моментов не стоит экономить на лимонной кислоте.
Оптимальный рецепт приготовления раствора для травления:
Взять 100 мл перекиси водорода и добавить в нее 30г лимонной кислоты и грамм 5-6 обычной соли, затем тщательно все перемешать. Этого количества раствора вполне достаточно для травления печатных плат площадью 100 см2.
Кстати в процессе изготовления раствора соль тоже не нужно жалеть. Как говорят «кашу маслом не испортишь», так как она выполняет функцию катализатора, то за все время травления она практически не убывает. Перекись водорода должна оставаться такой, как есть, то есть без дополнительного ее разбавления во избежания снижения концентрации.
Если процент перекиси водорода в растворе окажется завышенным, то тогда и травление пойдет быстрее, но добавляйте без фанатизма, так как это раствор вы про запас не оставите — он не подлежит хранению и не годится для повторного использования. Определить слишком большой процент перекиси в растворе очень просто — начнется интенсивное выделение пузырьков во время травления. Тем не менее добавление к уже готовому раствору лимонной кислоты и перекиси водорода возможно, но все таки рекомендуется изготовить новый раствор.
Можно попробовать заменить лимонную кислоту уксусной, но думаю что вам не слишком понравится с ней работать, ввиду резкого запаха и медленным травлением.
Небольшая памятка для тех кто впервые пробует:
— чтобы сделать раствор для травления, необходимо иметь пластиковую или стеклянную емкость.
— подогревать раствор нужно только в горячей воде, но никак не на открытом огне.
— использованные растворы ядовиты из-за высокой концентрации меди.
— протравленную печатную плату необходимо обработать шести процентным уксусом и промыть в проточной воде.
Недельку назад пришла такая мыслишка, что медный купорос в очередной раз меня выручает. На самом деле последние месяца три, я травлю платы, исключительно раствором медного купороса и поваренной соли и не огорчен результатом. Или выбора просто нет, я живу в 40 км от города Керчь и съездить просто за хлорным железом нет ни желания ни времени, а медный купорос и соль есть всегда.
Мои близкие выращиваю фруктовые деревья и обрабатывают кору раствором извести и медного купороса от разных жуков, то есть доступ к медному купоросу свободен, а поваренная соль есть в каждой кухне
Так вот крайний раз я травил плату размером 105мм*143мм в течении 2х часов. Печатная плата из двухстороннего советского текстолита. Этот текстолит не современный текстолит, на нем напылен такой слой меди, что зачищать его не наждачной бумагой, а наждаком нужно.
Хотелось бы вкратце рассказать о своем рецепте травления раствором медного купороса
Для изготовления раствора необходимо 500г воды кипятка, 3ст.л с горкой медного купороса и 6ст.л поваренной соли, так же с горкой. Перемешать компоненты в банке, пока не растворятся полностью и содержимое банки выливаем в травильную ванночку. У меня это обычная тарелка из под «дошерака», она идеально подходит для моих плат.
Медный купорос с солью перед перемешиванием Готовый раствор на медном купоросе
Следом опускаю подготовленную печатку в раствор так, что бы травимый слой меди находился в толще раствора вниз дорожками. Ванночку выношу на солнышко и ложу на лист железа, мне кажется щас жарко от солнышка и лист отлично греет раствор, что способствует быстрому травлению платы. Кстати статья как изготовить плату
Скину несколько фото, сделанных в процессе
Мой «суповой набор» для травления плат. Ванночка, остатки раствора и зубная счетка для ускорения процесса травления
На этой фотке видно как четко легла плата в ванночку, в таком положении травление проходит быстрее
Ну и результат 2-х часового ожидания
Вот так через два часа плата была готова к сверлению. Когда нет хлорного железа, медный купорос отлично выручает.
Пока все.
Травление дорожек на печатной плате. Простой и дешёвый способ травления печатных плат
Недавно открыл для себя в Интернете новый метод травления печатных плат, отличающийся от классических методов травления, к тому же этот метод не имеет свойственных традиционным хлорному железу и персульфату аммония недостатков. Хлорное железо с его неотмывающимися пятнами на одежде и в результате с испорченными вещами, возможно не устраивало давно и многих. Также и персульфат аммония, не у каждого есть дома отдельный стол для травления – пайки, скорее всего большинство травят, как и я, в ванной комнате. Иногда, в результате неосторожных действий с персульфатом аммония и попадания капель на одежду, образуются со временем небольшие дырочки, вещи становятся испорченными.Кто-то может сказать, меня устраивает персульфат из-за своей скорости травления, так вот, новый метод травления позволяет протравливать платы, думаю с не меньшей скоростью. Вчера протравил плату за полчаса, рисунок был начерчен на скорую руку маркером, самые узкие дорожки были в 1 мм шириной, подтравов замечено не было. Фото платы ниже, правда после того как залудил и спаял все детали на плату, просто чтобы показать, что даже узкие дорожки получаются без подтравов, этого думаю достаточно. Но сразу хочу заметить, что рисунок переведенный на печатную плату методом ЛУТ (лазерно-утюжной технологией ) сохраняется лучше, у людей по отзывам при протравке этим методом даже узкие дорожки шириной в 1 мм получаются стабильно хорошо.
Теперь перейдем к делу. На плату размерами 35*25, которую травил, истратил следующие ингридиенты: бутылочку аптечной перекиси водорода 50 мл, стоимостью 3 рубля и 1 пакетик 10 грамм пищевой лимонной кислоты , стоимостью 3,5 рубля, соль чайная ложка (используется как катализатор) разумеется бесплатно, подойдет любая какая есть у вас на кухне, даже йодированная. Точные пропорции здесь не обязательны, делаем примерно такой раствор: выливаем перекиси водорода, столько чтобы плату скрыло на 5 мм, добавляем 10 грамм (в моем случае пакетик) лимонной кислоты и ложим чайную ложку соли .
Воды добавлять не надо, жидкость используется та, которая есть в перекиси. Если планируется травить плату больших размеров, то увеличиваем количество ингридиентов в тех пропорциях, относительно перикиси водорода, как было указано выше, также чтобы плату скрыло на 5 мм. К концу травления раствор окрасится в голубоватый цвет. Во время травления плату шевелим в емкости, потому что на плате будут скапливаться пузырьки газа, мешающие травлению.
Ближе к концу травления извлекаем пинцетом плату из раствора и осматриваем. Если рисуем рисунок маркером, то рекомендую рисовать в несколько слоёв, чтобы избежать небольших подтравов на узких дорожках, но такой же эффект даст нам и хлорное железо и персульфат аммония. Оставшийся от травления раствор можно вылить в канализацию, пропустив после большое количество воды. Хранить раствор для повторного использования, думаю никто не будет, всегда проще сделать новый раствор при необходимости, чем ждать дольше при протравке со старым раствором.
Экономия времени и денег в сравнении со старыми методами, думаю очевидна всем. Также можно пользоваться концентрированной перекисью продающейся в магазинах для парикмахеров или таблетками гидроперита , но здесь соотношение ингридиентов придется каждому подбирать самому, так как с ними не экспериментировал. Выкладываю, как обещал фото платы, протравленной этим методом, делал плату правда на скорую руку.
Ещё немного про такую полезную вещь, как вертикальные ванны . Если требуется равномерное и качественное двусторонее травление – удобны именно вертикальные ванны с перемешиванием раствора. Перемешивание делается введением в ванну трубочку от аквариумного аэратора. Также у вертикальной ванны минимальна площадь испарения. Кроме того, не будет налипающей грязи, если раствор старый и замусорен. Желаю удачных травлений без подтравов. С вами был AKV .
Обсудить статью ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Как подготовить к производству плату, сделанную в Eagle
Подготовка к производству состоит из 2 этапов: проверка технологических ограничений (DRC) и генерация файлов в формате Gerber
DRC
У каждого производителя печатных плат существуют технологические ограничения на минимальную ширину дорожек, зазоры между дорожками, диаметры отверстий, и т.п. Если плата не соответствует этим ограничениям, производитель отказывается принимать плату к производству.
При создании файла печатной платы устанавливаются технологические ограничения по умолчанию из файла default.dru из каталога dru. Как правило, эти ограничения не соответствуют ограничениям реальных производителей, поэтому их нужно изменить. Можно настроить ограничения непосредственно перед генерацией файлов Gerber, но лучше сделать это сразу после создания файла платы. Для настройки ограничений нажимаем кнопку DRC
Зазоры
Переходим на вкладку Clearance, где задаются зазоры между проводниками. Видим 2 секции: Different signals и Same signals . Different signals – определяет зазоры между элементами, принадлежащим разным сигналам. Same signals – определяет зазоры между элементами, принадлежащим одному и тому же сигналу. При перемещении между полями ввода картинка меняется, показывая смысл вводимого значения. Размеры можно задавать в миллиметрах (mm) или в тысячных долях дюйма (mil, 0.0254 мм).
Расстояния
На вкладке Distance определяются минимальные расстояния между медью и краем платы (Copper/Dimension ) и между краями отверстий (Drill/Hole )
Минимальные размеры
На вкладке Sizes для двухсторонних плат имеют смысл 2 параметра: Minimum Width – минимальная ширина проводника и Minimum Drill – минимальный диаметр отверстия.
Пояски
На вкладке Restring задаются размеры поясков вокруг переходных отверстий и контактных полщадок выводных компонентов. Ширина пояска задается в процентах от диаметра отверстия, при этом можно задать ограничение на минимальную и максимальную ширину. Для двухсторонних плат имеют смысл параметры Pads/Top , Pads/Bottom (контактные площадки на верхнем и нижнем слое) и Vias/Outer (переходные отверстия).
Маски
На вкладке Masks задаются зазоры от края контактной площадки до паяльной маски (Stop ) и паяльной пасты (Cream ). Зазоры задаются в процентах меньшего размера площадки, при этом можно задать ограничение на минимальный и максимальный зазор. Если производитель плат не указывает специальных требований, можно оставить на этой вкладке значения по умолчанию.
Параметр Limit определяет минимальный диаметр переходного отверстия, которое не будет закрыто маской. Например если узазать 0.6mm то переходные отверстия диаметром 0.6мм и менее будут закрыты маской.
Запуск проверки
После установки ограничений, переходим на вкладку File . Можно сохранить установки в файл, нажав кнопку Save As… . В дальнейшем для других плат можно быстро загрузить установки (Load… ).
Нажатием кнопки Apply установленные технологические ограничения применяются к файлу печатной платы. Это влияет на слои tStop, bStop, tCream, bCream . Также для переходных отверстий и контактных площадок выводных компонентов будет изменен размер, чтобы удовлетворить ограничениям, заданным на вкладке Restring .
Нажатие кнопки Check запускает процесс контроля ограничений. Если плата удовлетворяет всем ограничениям, в строке статуса программы появится сообщение No errors . Если плата не проходит контроль, появляется окно DRC Errors
В окне содержится список ошибок DRC, с указанием типа ошибки и слоя. При двойном щелчке на строке область платы с ошибкой будет показана в центре главного окна. Типы ошибок:
слишком маленький зазор
слишком маленький диаметр отверстия
пересечение дорожек с разными сигналами
фольга слишком близко к краю платы
После исправления ошибок нужно снова запустить контроль, и повторять эту процедуру до тех пор, пока не будут устранены все ошибки. Теперь плата готова к выводу в файлы Gerber.
Генерация файлов в формате Gerber
Из меню File выбрать CAM Processor . Появится окно CAM Processor .
Совокупность параметров генерации файлов называется заданием. Задание состоит из нескольких секций. Секция определяет параметры вывода одного файла. По умолчанию в поставке Eagle имеется задание gerb274x.cam, но оно иммет 2 недостатка. Во-первых, нижние слои выводятся в зеркальном отображении, во-вторых не выводится файл сверловки (для генерации сверловки нужно будет выполнить еще одно задание). Поэтому рассмотрим создание задания “с нуля”.
Нам нужно создать 7 файлов: границы платы, медь сверху и снизу, шелкография сверху, паяльная маска сверху и снизу и сверловка.
Начнем с границ платы. В поле Section вводим имя секции. Проверяем, что в группе Style установлены только pos. Coord , Optimize и Fill pads . Из списка Device выбираем GERBER_RS274X . В поле ввода File вводится имя выходного файла. Удобно поместить файлы в отдельный каталог, поэтому в этом поле введем %P/gerber/%N.Edge.grb . Это означает каталог, в котором расположен исходный файл платы, подкаталог gerber , исходное имя файла платы (без расширения .brd ) с добавленным в конце .Edge.grb . Обратите внимание, что подкаталоги не создаются автоматически, поэтому перед генерацией файлов нужно будет создать подкалог gerber в каталоге проекта. В полях Offset вводим 0. В списке слоев выбираем только слой Dimension . На этом создание секции закончено.
Для создания новой секции нажимаем Add . В окне появляется новая вкладка. Устанавливаем параметры секции как описано выше, повторяем процесс для всех секций. Разумеется, для каждой секции должен быть выбран свой набор слоев:
медь сверху – Top, Pads, Vias
медь снизу – Bottom, Pads, Vias
шелкография сверху – tPlace, tDocu, tNames
маска сверху – tStop
маска снизу – bStop
сверловка – Drill, Holes
и имя файла, например:
медь сверху – %P/gerber/%N.TopCopper.grb
медь снизу – %P/gerber/%N.BottomCopper.grb
шелкография сверху – %P/gerber/%N.TopSilk.grb
маска сверху – %P/gerber/%N.TopMask.grb
маска снизу – %P/gerber/%N.BottomMask.grb
сверловка – %P/gerber/%N.Drill.xln
Для файла сверловки устройство вывода (Device ) должно быть EXCELLON , а не GERBER_RS274X
Следует иметь в виду, что некоторые производители плат принимают только файлы с именами в формате 8.3, то есть не более 8 символов в имени файла, не более 3 символов в расширении. Это следует учитывать при задании имен файлов.
Получаем следующее:
Затем открываем файл платы (File => Open => Board ). Убедитесь, что файл платы был сохранен! Нажимаем Process Job – и получаем набор файлов, которые можно отправить производителю плат. Обратите внимание – кроме собственно Gerber файлов будут также сгенерированы информационные файлы (с раширениями .gpi или .dri ) – их отправлять не нужно.
Можно также вывести файлы только из отдельных секций, выбирая нужную вкладку и нажимая Process Section .
Перед отправкой файлов производителю плат полезно просмотреть то, что получилось, с помощью программы просмотра Gerber. Например, ViewMate для Windows или для Linux. Еще бывает полезно сохранить плату в PDF (в редакторе платы File->Print->кнопка PDF) и закинуть этот файл производителю вместе с герберами. А то они ведь тоже люди, это поможет им не ошибиться.
Технологические операции, которые необходимо выполнять при работе с фоторезистом СПФ-ВЩ
1. Подготовка
поверхности.
а) зачистка шлифованным порошком («Маршалит»), размер М-40, промывка
водой
б) декапирование 10% раствором серной кислоты (10-20 сек), промывка
водой
в) сушка при T=80-90 гр.Ц.
г) проверка – если в течение 30 сек. на поверхности остается
сплошная пленка – подложка готова к работе,
если нет – повторить все сначала.
2. Нанесение фоторезиста.
Нанесение фоторезиста производится на ламинаторе с Tвалов =80 гр.Ц.
(см. инструкцию работы на ламинаторе).
С этой целью горячая подложка (после сушильного шкафа) одновременно
с плёнкой из рулона СПФ направляется в зазор между валов, причем
полиэтиленовая (матовая) плёнка должна быть направлена к медной
стороне поверхности. После прижима пленки к подложке начинается
движение валов, при этом полиэтиленовая пленка снимается, а слой
фоторезиста накатывается на подложку. Лавсановая защитная пленка
остается сверху. После этого пленка СПФ обрезается со всех сторон по
размеру подложки и выдерживается при комнатной температуре в течение
30 минут. Допускается выдержка в течение от 30 минут до 2 суток в
темноте при комнатной температуре.
3. Экспонирование.
Экспонирование через фотошаблон производят на установках СКЦИ или
И-1 с УФ-лампами типа ДРКТ-3000 или ЛУФ-30 с вакуумным разрежением
0,7-0,9 кг/см2. Время экспонирования (для получения рисунка)
регламентируется самой установкой и подбирается экспериментально.
Шаблон должен быть хорошо прижат к подложке! После экспонирования
заготовка выдерживается в течение 30 минут (допускается до 2 часов).
4. Проявление.
После экспонирования проводится процесс проявления рисунка. С этой
целью с поверхности подложки снимается верхний защитный слой –
лавсановая пленка. После этого заготовка опускается в раствор
кальцинированной соды (2%) при T=35 гр.Ц. Через 10 секунд начинают
процесс снятия незасвеченной части фоторезиста с помощью
поролонового тампона. Время проявления подбирают опытным путем.
Затем подложку вынимают из проявителя, промывают водой, декапируют
(10 сек.) 10%-ным раствором h3SO4 (серная кислота), снова водой и
сушат в шкафу при T=60 гр.Ц.
Полученный рисунок не должен отслаиваться.
5. Полученный рисунок.
Полученный рисунок (слой фоторезиста) устойчив для травления в:
– хлорном железе
– соляной кислоте
– сернокислой меди
– царской водке (после дополнительного задубливания)
и др. растворах
6. Срок годности фоторезиста СПФ-ВЩ.
Срок годности СПФ-ВЩ 12 месяцев. Хранение осуществляется в темном
месте при температуре от 5 до 25 гр. Ц. в вертикальном положении,
завернутым в черную бумагу.
Здравствуйте дорогие друзья! На часах 5:30 утра, сегодня специально проснулся пораньше чтобы написать что-то полезное. И да, на календаре сегодня 9 Мая, поэтому поздравляю вас с этим великим днем, с Днем Победы!
А Сегодня речь пойдет о растворе для травления печатных плат который поражает своей доступностью и незамысловатостью. Да, сегодня поговорим о том как можно протравить плату с помощью перекиси водорода и лимонной кислоты ну и чутка соли.
Какие растворы для травления существуют
Для травления печатных плат существует множество различных растворов, среди которых есть популярные травильные смеси а есть и не особо популярные.
На мой взгляд наиболее популярный травильный раствор в радиолюбительской среде это хлорное железо. Почему это так я не знаю, может быть это сговор продавцов радиомагазинов которые специально предлагают хлорное железо и тактично умалчивают о альтернативах. А альтернативы есть:
- Травление медным купоросом с солью
- Травление персульфатом аммония
- Травление персульфатом натрия
- Травление перекисью водорода и соляной кислотой
- Травление перекисью водорода и лимонной кислотой
Если у вас есть еще варианты травильных растворов то буду признателен если поделитесь ими в комментариях к этому посту.
В чем минусы травления в хлорном железе
Раствор хлорного железа всем хорош, его не сложно приготовить и процесс травления бычно проходит живенько. При приготовлении очень легко разобраться с концентрацией, что называется «на глаз». Единожды приготовленного раствора хватает на десятки плат. Но в нем есть минусы которые очень мешают:
- Раствор не прозрачный, что затрудняет контроль за процессом. Приходится постоянно доставать плату из травильного раствора.
- Раствор хлорного железа очень сильно пачкает сантехнику. Каждый сеанс травления плат заканчивается процессом отшаркивания сантехники (раковины, ванны и всего с чем может соприкоснуться раствор).
- Очень сильно пачкает одежду. При работе с хлорным железом следует одевать одежду которую будет не жалко выбросить, ведь раствор очень сильно въедается в ткань, так сильно что ее почти не возможно потом отстирать.
- Раствор агрессивно влияет на любой металл имеющийся поблизости, даже при хранении в негерметично таре ближайшие металлические предметы могут покрыться ржавчиной. Как-то закрыс банку с хлорным железом металлической крышкой (крышка была окрашена), через пару месяцев эта крышка превратилась в труху.
Как травить платы в перекиси водорода и лимонной кислоте
Хотя я всегда был приверженцем консервативного пути но несмотря на все плюсы раствора FeCl3 его минусы постепенно толкают на поиск альтернативны травильных смесей. И вот я решил испытать метод травления плат в перекиси водорода и лимонной кислоте.
По дороге домой зашел в продуктовый магазин и помимо продуктов для вкусного ужина захватил 4 пакетика лимонной кислоты по 10г. каждый. Каждый пакетик обошелся мне менее чем 6р.
Зашел в аптеку и купил флакончик перекиси водорода, стоил мне 10р.
Какого либо проекта у меня на данный момент нет поэтому я решил чисто испытать метод, понять в чем вся соль. Нашел в своем загашнике обрезок фольгированного текстолита и перманентным маркером сделал несколько штрихов. Это некая эмитация дорожек и медных полигонов, для опытных работ вполне покатит.
Раствор готовится не сложно но важно соблюдать пропорции. Поэтому в пластиковый лоток выливаем 100 мл перекиси и высыпаем 30г лимонной кислоты, Так как у меня были пакетики по 10г, я высыпал 3 пакетика. Осталось все это дело посолить, кладем 5 г поваренной соли, это где-то 1 ч ложка без горки.
Заметил, что соли можно добавлять даже больше чем этого требуется, это приводит к ускорению процесса. Тщательно перемешиваем. Очень важно, в раствор не нужно подливать воду поэтому для приготовления выбираем такую емкость чтобы раствор покрывал плату, либо увеличиваем количество раствора, соблюдая пропорции.
Кладем в получившийся раствор нашу «печатную плату» и наблюдаем за процессом. Хочу заметить, что раствор получился совершенно прозрачный.
В процессе травления начинают выделяться пузырьки а температура раствора немного увеличивается. Постепенно раствор начинает окрашиваться в зеленоватый цвет — верный признак того, что травление идет полным ходом. В общем весь процесс травления у меня занял менее 15 минут что меня очень порадовало.
Но когда я решил в этом же растворе протравить еще одну плату, размером несколько большим чем эта то все оказалось не настолько позитивно. Плата протравилась ровно на половину и процесс очень сильно замедлился, замедлился на столько, что пришлось завершать процесс в хлорном железе.
Видимо мощи раствора хватает на то время пока идет химическая реакция между перекисью водорода и лимонной кислотой. Процесс можно продлить если подливать и подсыпать требуемые компоненты.
Преимущества травления в перекиси водорода и лимонной кислоте
Из полученного опыта можно сделать выводы что этот метод как и другие имеет свои плюсы и минусы, в нем есть как свои преимущества так и свои недостатки.
Основные преимущества:
- Легкодоступность — все компоненты без проблем находятся в ближайшей аптеке и продуктовом магазине.
- Относительная дешевизна — все компоненты для приготовления раствора стоят не дорого, менее 100р. (на момент написания статьи)
- Прозрачный раствор — получинный раствор получается прозрачный, это упрощает наблюдение и контроль за процессом травления.
- Травление происходит достаточно быстро и не требует подогревания
- Не пачкает сантехнику
В чем минусы
К сожалению, помимо всех преимуществ, в этом методе травления не обошлось без минусов.
Минусы травления в перекиси водорода и лимонной кислоте:
- Одноразовый раствор- раствор годится лишь для однократного применения, т.е. в процессе химической реакции протекающей в нем. В нем не получится протравить множество плат, для каждого раза придется готовить раствор заново.
- Дорого — не смотра на то что все ингридиенты дешевые, в долгосрочной перспективе раствор оказывается дороже того же хлорного желера. Ведь для каждой новой платы раствор придется готовить заново.
Вот в принципе и все недостатки. На мой взгляд этот метод травления плат имеет право на жизнь и он обязательно найдет своих сторонников и почитателей. А в некоторых случаях этот метод может стать единственно возможной альтернативой, например в глухой деревушке с аптекой и магазином продуктов.
А на этом я буду закругляться. За окном уже давно рассвело и пора уже готовить вкусный завтрак.
Я вас еще раз поздравляю с Днем Победы и желаю вам удачи, успехов и мирного неба над головой!
С н/п Владимир Васильев
Чем вытравить печатную плату.
Для тех, кто только начинает заниматься радиолюбительским конструированием, или просто не знает каким образом можно изготовить печатную плату, в этой статье мы приведем несколько вариантов травления при помощи химических реактивов.
Сразу хотим отметить, что большинство радиолюбителей для травления плат используют хлорное железо, рассмотрим этот вариант, а так же несколько альтернатив, но при этом мы не будем останавливаться на травлении с применением соляной и азотной кислот, и многих других небезопасных или замороченных методах. Рассмотрим только те варианты, которые реально можно применить в домашних условиях, и быстро. И так, давайте по порядку.
Вариант травления плат 1.
Хлорное железо.
Обычно на упаковке производитель пишет, в каком соотношении готовится раствор хлорного железа. Как правило, это 1: 3 (один к трем), то есть в 100 граммах воды растворяется 30…40 грамм кристаллов хлорного железа. Время травления платы зависит от концентрации раствора, а так же от температуры раствора, в подогретом растворе (градусов до 60-ти) травление протекает гораздо быстрее. Травить необходимо в пластмассовой или стеклянной ванночке, да и для приготовления раствора лучше использовать пластиковую ложку.
На просторах интернета нам попалась информация, как приготовить раствор хлорного железа самостоятельно. Для этого 15 грамм мелких железных опилок засыпают в 250 мл 10% соляной кислоты (стакан), настаивают раствор в течение нескольких дней, пока он не приобретет коричневую окраску. Когда настоится – можно приступать к травлению.
Плата в ванночку для травления помещается травящейся стороной вниз. Для того чтобы плата не погружалась на самое дно, многие радиолюбители приклеивают на двухсторонний скотч к верхней стороне платы кусочек пенопласта. Если необходимо вытравить двустороннюю плату, поместите ее в ванночку или банку вертикально. Таким образом, растворяемая медь будет легче оседать на дно емкости, и процесс травления будет быстрее.
Не допускайте попадания раствора хлорного железа на одежду, она будет испорчена, а пятна, скорее всего, не отчистятся.
Вариант травления плат 2.
Медный купорос + поваренная соль.
Как вы, наверно, знаете, медный купорос представляет собой кристаллы голубоватого цвета, приобрести можно в хозяйственных магазинах, или магазинах для садоводов, в общем, не дефицит. Соль – обычная крупная из продуктового магазина.
Кроме соли и купороса нам понадобится еще какой-нибудь небольшой железный предмет (пластинка из железа, гвоздь, или что-нибудь еще), который при травлении мы поместим в раствор рядом с платой. В тонкости химических процессов мы вдаваться не будем, отметим только то, что этот процесс протекает с образованием множества комплексных солей, а железный предмет, помещенный в раствор во время травления, вступает в эту реакцию и при этом расходуется. Раствор готовится из одной части медного купороса и двух частей поваренной соли.
То есть на две столовые ложки с горкой медного купороса кладем четыре столовых ложки с горкой поваренной соли, заливаем полтора стакана горячей воды (градусов 70), перемешиваем до полного растворения кристаллов, и раствор для травления готов. Заранее не делайте смесь кристаллов купороса и соли, сначала растворяйте один компонент, а потом другой.
Время травления примерно минут 40.
Даже если не использовать железный предмет при травлении, плата тоже вытравится.
Если после травления на плате остались синеватые пятна, их можно легко убрать уксусом.
Вариант травления плат 3.
Перекись водорода + лимонная кислота + поваренная соль.
Рецепт этого раствора для травления плат простой, в 100 граммах обычной аптечной 3% перекиси водорода растворяем примерно 30 грамм лимонной кислоты и 5 грамм поваренной соли. Перемешиваем до полного растворения всех сыпучих ингредиентов, и раствор готов к применению.
Заостряем ваше внимание – воду в раствор лить не нужно. И последнее, данный раствор не хранится и повторно не используется. Приготовленного таким образом количества хватит вытравить примерно 100 кв. см медной фольги с толщиной 35 мкм. Для дальнейшего травления готовится раствор заново.
Надеемся из этих трех вариантов вы наверняка выберете наиболее вам подходящий, исходя из того, что у вас на данный момент времени есть под руками.
Травление печатных плат в домашних условиях уксусом
Травление печатных плат – еще одна важная тема в мире электроники DIY. Это то, что каждый любитель электроники в конечном итоге пытается пробовать раньше или позже. Даже если это довольно простая процедура, она требует некоторой уверенности в себе (или храбрости), поскольку включает сильнодействующие, вонючие и опасные химические вещества.
Любая процедура травления, о которой вы читаете, может быть описана в 5 различных этапах: проектирование, перенос, травление, сборка и повторное использование или утилизация. Для каждого из этих пяти шагов есть разные варианты, и есть тысячи веб-страниц с инструкциями, рекомендациями, практическими рекомендациями … ну, это еще одна из тех страниц 🙂
Мысли новичка
Сначала немного предыстории: Я новичок в травлении (вот так, выделено жирным шрифтом).Я думаю, что это естественная эволюция от макетных прототипов к проектам полупостоянных или стрип-карт, к травлению ваших собственных схем в домашних условиях и отправке ваших проектов на фабрику по производству печатных плат. Но я был несколько обеспокоен использованием в домашних условиях токсичных, едких, сжигающих кожу кислот, таких как соляная кислота, или экологически вредных травителей, таких как хлорид железа.
Потом я нашел этот пост о травлении дешевой домашней печатной платы уксусом и подумал, что обязательно стоит попробовать. Погуглив, вы можете найти полдюжины очень хороших руководств по этой технике.Я считаю, что у меня нет предыдущего опыта работы с травлением, так что это не будет учебник, подобный «голосу опыта», а одноранговый. Если вы никогда не травили свои печатные платы дома, но хотите попробовать, вы похожи на меня две недели назад. Тогда, возможно, эти слова о том, что я пробовал, и о совершенных мною ошибках, могут быть вам полезны.
Травитель кусающий медьДизайн
Давайте представим, что у вас уже есть макетный проект, и он отлично работает.У вас, вероятно, уже есть схема проекта (вам стоит!), Созданная с помощью Eagle, KiCad, Fritzing или любого из облачных приложений EDA (Upverter, Circuits.io…). Я не буду вдаваться в подробности «какой инструмент лучше?» обсуждения, есть десятки сайтов, сравнивающих их. Какой бы инструмент вы ни использовали, убедитесь, что в нем есть редактор плат или функция проектирования макета платы.
Пользуюсь Eagle. Потому что это тот, с которым у меня больше опыта, и потому что у Sparkfun есть отличные руководства по созданию схем и макетов плат с помощью Eagle.Мне интересно узнать о KiCad и Upverter, и в конце концов я попробую их, но пока я использую Eagle.
Моим основным источником информации по проектированию печатных плат был вышеупомянутый учебник от Sparkfun, так что прочтите его. Это комплексное руководство по проектированию схемы и макета платы с использованием реального кейса, в котором объясняются основы печатной платы, используемые методы и инструменты, а также некоторые полезные советы по программному обеспечению.
Здесь я только подчеркну три момента:
Используйте правило 50 мил. : следы шириной 50 мил и зазоры 50 мил (для нас, ребята из SI, 50 мил – это 50 милдюймов или 1.27 миллиметров). После того, как вы повторили процесс несколько раз, обращая внимание на результаты, вы, вероятно, сможете уменьшить количество следов до 20 или даже 10 мил с помощью домашнего травления. Но 50 – хорошая отправная точка. Ширина следа имеет решающее значение при использовании высоких нагрузок. Этот калькулятор ширины трассы поможет вам определить минимальную ширину трассы для линий с высоким током.
Оставьте достаточно меди вокруг контактных площадок , чтобы припой смог соединиться. Заголовки или диоды используются для более толстых выводов, и вы можете использовать для них более широких кругов , но будьте осторожны, чтобы оставить между ними достаточный зазор, иначе они в конечном итоге создадут медные перемычки.Для подключенных контактных площадок сам след можно использовать для пайки компонента , но у вас также могут быть неподключенные контактные площадки. Использование прямоугольных или эллиптических подушек может помочь. Некоторые компоненты SMD (например, разъемы, операционные усилители и т. Д.) Несложно припаять, и их использование устраняет необходимость сверлить часть меди, поэтому они также могут быть хорошим вариантом.
Если вы будете использовать одностороннюю медную оболочку, попробуйте нарисовать все ваши следы на заднем слое .Это может быть невозможно, в этом случае вам придется соединить дорожки верхнего слоя.
Используйте медные заливки для заземляющих поверхностей . На самом деле это не должно быть заземлено, но это обычное дело. Только если вы используете антенны или высокое напряжение, заземление может быть не очень хорошей идеей. Для домашнего травления у него есть одно большое преимущество: меньше удаляемой меди, а это означает более быстрое травление и меньшее количество остатков.
Перенос
То есть: перенос вашего дизайна на печатную плату. Самый распространенный способ – использовать утюг для переноса тонера, напечатанного на глянцевой бумаге с помощью лазерного принтера, на медное покрытие. Опять же, я никогда им не пользовался, но мне кажется, что в этом методе слишком много неопределенностей: тип бумаги, качество тонера, шероховатость меди, нагрев железа и время. Похоже, вы пройдете через долгий процесс проб и ошибок, пока не сделаете все правильно.
Кажется, проще использовать светочувствительные медные оболочки. Вам понадобится:
- Светочувствительная оболочка размером с ваш дизайн или больше (от 1 до 2 евро для плаката 60×80)
- Прозрачная бумага (это дорого, 80 центов за лист бумаги)
- Лазерный или струйный принтер.
- Положительный светочувствительный проявитель. Поднос
- А (полистирол).
- Защитные очки, респиратор и перчатки.
Распечатайте несколько копий (3-4) вашего дизайна на прозрачной пленке в высококачественном черно-белом цвете.Чтобы получить изображение схемы из Eagle, я использую Eagle ULP от Нильса Спрингоба, чтобы экспортировать слои дна, контактных площадок, переходных отверстий и отверстий в SVG (получить его здесь). Затем я открываю файл в Inkscape, чтобы сделать последние штрихи: преобразовать его в черно-белый, настроить ширину и контактные площадки и добавить рамку вокруг дизайна. Рама будет соответствовать размеру доски. Затем я группирую все это, делаю 3 или 4 копии рядом и отправляю на принтер. У меня нет лазерного принтера, но струйный принтер отлично работает .Три в ряд, готовые к разрезанию и укладке (это версия 1.1)
Обрежьте их по линиям рамки и ** сложите их ** по одному, используя прозрачную ленту, чтобы убедиться, что они выровнены. Цель состоит в том, чтобы УФ-лучи не проходили через темные участки, поэтому чем темнее, тем лучше. Печатная плата на прозрачной пленке со струйным принтером
Вырежьте светочувствительную доску по размеру рамки, которую вы нарисовали на шаге 1.В зависимости от упаковки это может быть легко или нет. Я использовал две разные марки: у одного есть темная наклейка, закрывающая светочувствительную сторону платы, вы можете спокойно разрезать доску с наклейкой. Другой упакован в черный картонный конверт. Если вы хотите его разрезать, вам придется делать это в темноте. Здесь цель, опять же, состоит в том, чтобы уменьшить количество меди для травления. Несколько типов и марок светочувствительной медной оболочки
Теперь идите в темную комнату и приготовьте бутерброд .Мой путь – это лист фанеры, плакированный медью светочувствительной стороной вверх (сначала снимите защитную наклейку, если она есть!), Стопку прозрачных пленок и акриловый лист. Все держалось на месте парой сержантов. Не торопитесь и дважды проверьте ориентацию прозрачных пленок. Поскольку они показывают нижний слой, сторона с печатью должна касаться плаката. Во втором тесте я ошибся со светочувствительной стороной и в итоге получил красивую шелкографию
.Пришло время принять солнечные ванны .Десять минут прямого солнца мне подходят. Конечно, вы можете использовать эти УФ-боксы, но они действительно дорогие, и некоторые люди сообщают, что использование обычной люминесцентной лампы (дневной свет, температура света около 5000K) работает так же хорошо. ВС остается самым дешевым решением, тыс. Руб. Один совет: убедитесь, что солнечные лучи падают перпендикулярно к плакировке , иначе у вас будет некоторая тень из-за прозрачности дальше от плакирования, которая может предотвратить попадание кислоты на медь в зазорах, потенциально создавая короткие пути. в вашей цепи.Если это произойдет, как это случилось со мной, вы можете использовать резак или дремель, чтобы отрезать их. Стопка из четырех пленок уже под солнцем
Тем временем готовит раствор проявителя . Вы можете попробовать самостоятельно приготовить раствор в домашних условиях, используя 1% гидроксид натрия (десять граммов гранул NaOH на наполнитель с чистой водой). Осторожно: гидроксид натрия очень едкий, он может обжечь кожу, и вам будет очень плохо, если он попадет в глаза. Это тот момент, когда на нужно надеть перчатки, респиратор и очки .Некоторые говорят, что качество результата очень зависит от концентрации, поэтому я пошел на безопасную сторону и купил флакон с проявителем (« revelador de placa positiva » на испанском) в том же магазине, где я купил светочувствительные пленки (3,80 €, чтобы получить 3 литра раствора).
10-минутный обратный отсчет закончен, и вы снова в темной комнате в облачении. Теперь поместите его в раствор проявителя и встряхните (в перчатках!). Через несколько секунд начнут появляться следы.Встряхивайте и проверяйте каждые 10 секунд, пока не увидите изменений в контрасте между незащищенными и неоткрытыми зонами покрытия; следы должны быть четкими и четко очерченными. Весь процесс разработки занимает около одной минуты. Если вы используете тонкие следы, будьте осторожны, не позволяйте им слишком долго оставаться в проявителе, иначе они могут быть повреждены.
Удалите проявитель с поверхности покрытия проточной водой. Светочувствительная оболочка сразу после проявления
Теперь у вас есть плакировка, готовая к травлению.Медь в зонах, подверженных воздействию солнечных лучей, будет удалена кислотой на следующем этапе.
Офорт
Вот он, критический и тревожный шаг. Но это действительно просто. Вам понадобится:
- Уксус (уксусная кислота). Я использую очищающий уксус, 7% кислотность, 0,70 € мусор в местном супермаркете)
- Перекись водорода. Легко найти в любой аптеке, я использую 3% перекись в чистой воде, 1,20 € 1/2 литра.
- Соль кухонная.
- Ацетон, жидкость для снятия лака.
- Поднос из полистирола. Думаю, подойдет любой лоток, если уксус не разлагает его.
- Кисть. Я использую зубную щетку.
- Пластиковые щипцы для захвата печатной платы в растворе.
- Снова защитные очки, респиратор и перчатки.
Наденьте очки , респиратор и перчатки на . Хорошо, это не хлористый водород, но это все же кислота, а остаток – ацетат меди, который токсичен для человека и очень токсичен для растений даже в низких концентрациях.
Приготовьте раствор 50-50 уксуса и перекиси водорода в лотке и поместите оболочку в раствор
Отопление раствор очень помогает. Я помещаю ванночку с раствором в большую ванночку с горячей водой, которую меняю каждые 10-15 минут. Некоторые люди предварительно нагревают уксус (один) в микроволновке перед добавлением перекиси. Думаю, вы также можете использовать метод двойного кипячения или, возможно, ячейку Пельтье под лотком, чтобы раствор оставался теплым.
Помогает и кухонная соль . В растворе продолжайте насыпать соль кофейной ложкой, пока шипение не исчезнет само по себе.
Чистите покрытие каждые несколько минут, чтобы удалить оксид меди и ацетат меди. Вы заметите, что к концу процесса вы можете удалить оставшийся слой меди, смахнув его щеткой.
Если шипение проходит, добавьте еще соли. Если это по-прежнему не помогает, добавьте еще уксуса и перекиси водорода.Я всегда начинаю с раствора 50-50, но после этого обычно добавляю больше уксуса, чем перекиси. Все еще пытаюсь найти правильное соотношение. Травитель кусающий медь
После удаления всей меди промойте плату проточной водой и сохраните раствор (см. «Утилизация» ниже). Затем удалите резист ватой, смоченной ацетоном, или латунной губкой. Хорошие следы меди после травления и очистки
Процесс очень медленный по сравнению с травлением более сильными кислотами, но вы можете легко протравить плакировку среднего размера в течение часа без сложной оснастки (пузырчатые машины, нагреватели и т. Д.). ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ключ в том, чтобы он продолжал пузыриться:
Сборка
Сверление и пайка казались мне возвращением в комфортную зону. Но я был неправ. Вам лучше иметь очень твердую руку или какой-нибудь вспомогательный инструмент. Сверлильный станок значительно облегчит задачу. У меня его нет, поэтому я страдал из-за того, что я назвал SDT или синдромом танцевального наконечника.
Это лучшее, что я смог сделать в своем первом испытании на сверление.Мое не очень хорошее решение – использовать универсальный режущий комплект 565 от Dremel, оставляя гайку ослабленной для перемещения сверла вверх и вниз.Он все еще движется по горизонтали, но я могу спокойно просверлить медные колодки.
В любом случае вам точно понадобится:
- Сверло с мелкими битами (достаньте три-четыре от 0,5 до 1,5 мм)
- Опять защитные очки и респиратор.
- Припой и бессвинцовый припой
Тут особо нечего сказать. Может быть, несколько советов:
- Вдыхание медной пыли действительно плохо в долгосрочной перспективе. Он может вызывать широкий спектр заболеваний легких и рака.Поэтому всегда используйте маску при сверлении меди. То же самое и с дымом от пайки. По завершении вымойте руки .
- По возможности избегайте ударов хвостовиком сверла по плакировке (там, где она становится шире). Если вы это сделаете, вы получите красивую дыру, похожую на вулкан. Не то, чтобы выбросить вашу печатную плату в мусорное ведро, но, безусловно, некрасиво.
- Убедитесь, что ваши компоненты входят в свои отверстия. Возможно, вам придется расширить некоторые из них. Потребовалось время, чтобы разместить заголовки в их новом доме…
- Я еще не тестировал, но использование флюса (например, Kontakt SK-10) на медной стороне платы перед пайкой должно облегчить процесс, а флюс служит защитным покрытием. Вы также можете очистить его изопропиловым спиртом перед нанесением флюса.
- Имейте под рукой копию схемы и макета платы. Имейте в виду, что нет шелкографии, и когда вы паяете компонент наоборот, всегда неприятно. Конечный результат довольно приятный
Выбытие
Пожалуйста, не сливайте в канализацию .Да, очистные сооружения есть, но это тоже наша ответственность. Ваш первый вариант – повторное использование. Старый раствор еще медленнее, чем свежий, но он все же может откусить немного меди. Когда травление станет бесполезным, его можно утилизировать двумя способами:
Используя пищевую соду (бикарбонат натрия). Добавляйте в раствор пищевую соду, пока он не станет мутным и не станет зеленым. В результате (карбонат меди и ацетат натрия) не растворяется в воде, поэтому он менее вреден для окружающей среды.Затем вы можете запечатать его в пластиковом контейнере и отнести в ближайший пункт утилизации или выбросить в мусорное ведро.
Испарение травителя, оставляющее его под Солнцем. В результате получатся зеленоватые кристаллы ацетата меди, которые можно безопасно выбросить в мусор или даже лучше: сжечь их в костре, чтобы получить красивое зеленое пламя!
Какой бы метод вы ни использовали, манипулируйте раствором и результатами в перчатках.
Выводы
Обучение – это непрерывная работа, которая постоянно продолжается.После первых 3-х итераций я обнаружил фатальную ошибку в оригинальной конструкции: разъем для светодиодной матрицы перевернут. Плата все еще может использоваться с помощью некоторых проводов, чтобы исправить ошибку, но готова новая версия для лотка с уксусом!
Исправление ошибки в разъеме матрицы некоторыми перемычками Версия 1.2 платы АртикулЯ добавляю сюда несколько веб-ссылок на страницы, которые я проверял за последние недели.
«Травление печатных плат в домашних условиях с использованием уксуса» было впервые опубликовано 23 апреля 2014 года Хосе Пересом на сайте tinkerman.Кот под Обучение, Проекты, Учебник и помечен уксусная кислота, ацетон, макет платы, проявитель, дремель, орел, окружающая среда, травление, флюс, перекись водорода, изопропиловый спирт, печатная плата, светочувствительная медь, остатки, соль, бикарбонат натрия, прозрачность, уксус.
Лучшие результаты для печатных плат для домашнего травления
Иногда мне нужно сделать печатную плату дома, а не ждать производителя печатной платы. Некоторое время назад я написал статью о цветных печатных платах, в которую вошли несколько действительно некачественных плат, которые я сделал.Края на доске были оголены, а некоторые буквы и следы были слишком толстыми в кажущихся случайными местах. Эта схема требует ручной коррекции перманентным маркером перед травлением.
Я решил применить небольшой научный процесс, чтобы определить, как постоянно получать высококачественные печатные платы с помощью утюга для одежды и листов для переноса тонера. Конкретно:
- Как очистить и подготовить плиту, плакированную медью
- Какую температуру использовать
- Сколько давления
- Самый быстрый и чистый способ удалить тонер
Тестирование печатной платы CAD Design
Я разработал образец платы в программе для проектирования печатных плат.
Дизайн теста на травление печатной платы
Дизайн тестирования печатной платы включает:
- Различная ширина дорожек от 6 тыс. До 30 тыс.
- Маленькие обычно используемые прокладки для отверстий
- Большой обведенный круг, чтобы заметить неравномерное масштабирование размеров (в результате получается эллипс)
- Контактные площадки с шагом 0,5 мм, используемые в крошечных корпусах QFP
- Разнообразные шрифты для проверки читаемости и заливки
- Ом, символы микро и заземления
- Открытые участки для обнаружения посторонней меди
- Залитые области для обнаружения поднятого тонера и отсутствия меди
- Различное количество зазоров в заполненных областях
- Параллельные линии для контроля равномерности зазора
- Квадратные уголки и крестовины
- Линии с закругленными и прямоугольными концами
Фактический размер платы составляет всего 2 дюйма на 1 дюйм.
Фактический размер конструкции для испытания на травление печатной платы
Доска для резки и шлифования
Из более ранних экспериментов я узнал, что вы можете разрезать плакированные медью доски с помощью ножниц. Например, здоровенный инструмент Midwest Tool and Cutlery MWT-1200 Straight Cut MagSnip идеально режет обычные плиты толщиной 0,062 дюйма, плакированные медью. Одним из преимуществ использования ножниц является то, что пыль не будет повсюду.
Инструмент и столовые приборы Midwest MWT 1200 Straight Cut MagSnip
В этом случае я знал, что мне понадобится несколько десятков плат для тестирования.Чтобы сэкономить время, я решил использовать настольную пилу, чтобы разрезать большую панель печатной платы.
Независимо от того, как вы режете доски, вы должны удалить медные заусенцы с краев. Заусенцы выглядят некрасиво, могут порезаться или порезать губки. Наиболее важно то, что все, что вызывает недостаточную плоскостность, будет мешать процессу переноса тонера. Неровности на краю не только будут препятствовать полному контакту копировальной бумаги с медью, но и давление и тепло от утюга будут применяться неравномерно.
Просто протрите края плакированной медью бумагой с зернистостью 320-400, чтобы получить ровную поверхность.
Какая разница, если шлифовать кромку с медным покрытием
Очистка плат
При резке и шлифовании доска загрязняется пылью и мелкими кусочками меди. При обращении с досками с ваших пальцев и оборудования остается масло. Наконец, если вы не используете только что вскрытый приклад, плакированный медью, медь может потускнеть или потускнеть.
Первый шаг к очистке доски – промыть ее чистой водой для удаления рыхлых загрязнений с поверхности. После этого промойте доску в мыльной воде (средство для мытья посуды) с помощью ткани. Последнее ополаскивание чистой водой удаляет мыло.
Предупреждение: В следующем разделе рассматриваются эксперименты с опасными химическими веществами и их применение. Есть несколько безопасных и эффективных чистящих средств (мыло для посуды, губки для мытья посуды и очищающее средство Soft Scrub), которые следует использовать, если у вас нет опыта работы с химическими веществами. и иметь надлежащее защитное оборудование и окружающую среду.
Поскольку я использовал старые панели, плакированные медью, на моих досках все еще оставалось много пятен и обесцвечивания даже после стирки. Итак, затем я попробовал различные методы лечения.
Результаты очистки медной оболочки (нажмите, чтобы увеличить)
① Первая доска – «контрольная». Это не имеет никакой дополнительной обработки, кроме мыльной стирки и чистого полоскания. Обратите особое внимание на изменение цвета на левой стороне доски, обозначенное синей стрелкой.Эта сторона полностью медной панели была открыта на краю картонной коробки, тогда как остальная часть панели была лучше защищена лежащими на ней листами. Рисунок обесцвечивания первоначально появился на левой стороне всех досок на изображении выше. Разумно сделать вывод, что на досках, все еще содержащих узор (например, ⑤, ⑥, ⑦ и), применялась менее эффективная обработка.
② Мистер Чистый Волшебный Ластик
③ Чистящий порошок Bar Keepers Friend.Обратите внимание на царапины и изменение цвета.
④ Мочалки Scotch Bright. Быстрее порошка, но царапин больше.
⑤ Разбавитель лака Klean Strip
⑥ Средство для удаления флюса MG Chemicals
⑦ Ацетон. Я думаю, мы можем согласиться с тем, что разбавитель лака, средство для удаления флюса и ацетон неэффективны при удалении тяжелых пятен на меди. Однако ацетон определенно удаляет жирные отпечатки пальцев.
⑧ CRC QD Электронный очиститель
⑨ Средство для удаления ржавчины из кальция и извести CLR. Под водой на несколько часов. Производитель указывает, что CLR удалит покрытие с меди, но это, вероятно, желательно для наших целей.
⑩ Бон Ами. Без явных царапин. Мягче, чем другие очищающие средства.
⑪ Evapo Rust. Под водой на несколько часов.
⑫ Хлорид железа.Это была катастрофа. Протерла бумажным полотенцем. Вместо этого я должен был попробовать окунуть в него доску.
⑬ Перекись водорода 3%
⑭ Очиститель сливов (концентрированная серная кислота 93,2%). Большая ошибка! Реакция быстрая и экзотермическая. От тепла кончики пальцев моих нитриловых перчаток растопились. Я не пострадал, потому что проводил эти испытания над раковиной с проточной водой, хорошей вентиляцией, химически стойкими перчатками и защитными очками.Не довольствуйтесь безопасностью, потому что вы «используете небольшое количество химического вещества на небольшой испытательной площадке».
⑮ Easy Off BAM (сульфаминовая кислота
⑯ Уксус (уксусная кислота) и соль. На удивление эффективно. Помните об этом, если у вас закончились предпочтительные методы лечения.
⑰ Медный крем Райта (лимонная кислота). Пришлось немного потрудиться, но выглядит красиво.
⑱ Средство для чистки унитазов Lysol (соляная кислота 9.5%). Я избегал других чистящих средств для унитаза, в состав которых входили дополнительные активные ингредиенты, такие как отбеливатель.
⑲ Мягкий скраб универсального назначения
⑳ Наждачная бумага зернистостью 400. Сильно поцарапанные и неравномерная очистка. Я также попробовал зернистость 1200 (не показана), которая была действительно неравномерной при очистке.
Рекомендации по очистке плит с медным покрытием
Я не пробовал наносить рисунок на каждую из обработанных досок.Итак, я основываю свои результаты на внешнем виде меди.
- Наконец, если вы пытаетесь протравить доску в 2 часа ночи перед соревнованиями по борьбе с роботами, и у вас нет никаких химикатов под рукой, тогда ⑯ уксус и соль – эффективный выбор.
Следующий шаг
На данный момент у нас есть обрезанные и чистые доски. Теперь, как нам передать шаблон проектирования?
Сделайте свой собственный травитель печатной платы
Когда моя пинта коммерческого травителя подошла к концу, я задумался, могу ли я сделать свой собственный.Рекламный материал работает достаточно хорошо, но стоит руки и ноги. Я заплатил 20 долларов за 500 мл (это примерно пинта для вас, неметрические люди). К тому же мне нужно проехать 400 или 250 миль (в зависимости от того, что наступит раньше), чтобы получить его. Поэтому я подумал, может, мне стоит попробовать химию. Как трудно это может быть ? Оказывается, совсем не сложно.
Я видел, как люди пытались протравить следующими четырьмя растворами:
уксус и пероксид
соляная кислота и пероксид
домашний хлорид железа
медная кислота
Белый уксус содержит около 5% уксусной кислоты, и когда он смешивается с равная часть 3% перекиси водорода должна быть эффективным травителем.Это может сработать, если у вас есть несколько дней, чтобы убить. Я попробовал, и через шесть часов все, что мне оставалось продемонстрировать, – это потемневшая медная доска и немного голубого уксуса. Слишком медленно, и это, вероятно, смягчит ваш резист и подрежет дорожки, прежде чем начисто вытравит доску. Так что для меня это не серьезный соперник.
Медная кислота используется многими крупными производителями картона. Это стабильный раствор, который становится прочнее при хранении, и его можно регенерировать, пропустив через него воздух.Звучит неплохо, и если у вас есть подогреваемый резервуар для травления, это может быть для вас. Обратной стороной этого химического вещества является то, что он требует обслуживания для поддержания баланса уровней кислорода и кислоты, чтобы обеспечить разумное время травления. Сделать это тоже довольно просто. У меня нет резервуара, поэтому я пока оставлю медную кислоту в покое. Я включил статью в формате PDF, если вы хотите продолжить ее.
Остается два варианта: приготовить хлорид железа или сделать раствор соляной кислоты и перекиси водорода. Хорошо то, что для обоих методов требуются одни и те же химические вещества, которые легко доступны в хозяйственном магазине.
Вам понадобится следующее:
ВОДОРОХЛОРИНОВАЯ КИСЛОТА 30% продается в хозяйственном магазине как МУРИАТОВАЯ КИСЛОТА 30% или 10 молярная (37% 12 молярных тоже хорошо) для очистки бетона около 15 долларов за галлон
ПЕРОКСИД ВОДОРОДА 3% для чистки порезов, доступных повсюду (купите пинту в Dollar Store)
СТАЛЬНАЯ ШЕРСТЬ или Ржавые гвозди (не блестящие оцинкованные)
ЗАЩИТНЫЕ ОЧКИ и ПЕРЧАТКИ, стеклянная бутылка, пластиковая бутылка и это почти все, что вам нужно.Итак, без дальнейшего прощания, давайте начнем.
КИСЛОТА ВОДОРОДА и ПЕРОКСИД ВОДОРОДА
Этот материал работает как шарм. Это быстрее, чем коммерческий хлорид железа, и намного дешевле. Я использую метод переноса тонера и использую Sharpies для исправления любых мелких ошибок в тонере. Если вам интересно, у меня есть полная страница по этому методу. Этот травитель не растворяет Sharpie так быстро, как хлорид железа. По моему опыту, чем медленнее вы протравливаете, тем больше у вас проблем с растворением резиста и подрезанием следов.
100 мл перекиси и 50 мл соляной кислоты.
Обратной стороной этого замечательного материала является то, что его НЕЛЬЗЯ использовать в помещении. Поверьте мне на слово, никогда в хорошо проветриваемом помещении. Он выделяет пары хлористого водорода и газообразный водород. Водород не представляет особой опасности, если вы не находитесь в закрытом помещении и не курите. Однако пары хлористого водорода разъедают любой металл в комнате, и они довольно токсичны. Подходит для лета, но не для канадской зимы.
Примерно через 2 минуты после травления.
Управление дымом. Я также носил респиратор и очки для этого.
Он нестабилен и выйдет из строя через день или два. Вы должны смешать его и использовать в свежем виде, а затем утилизировать. Если вы делаете доску от случая к случаю или пачку досок, это действительно эффективно. Время травления зависит от температуры. Так что нагрейте его на водяной бане, как хлорное железо. По моему опыту, он протравливается примерно за половину времени, необходимого для травления хлорида железа.Отработанный раствор содержит двухвалентную кислоту, которую можно упарить и использовать в травильной ванне.
Примерно через 3 минуты после травления. Сделано примерно за 3,5 минуты. без подрезов!
Я использую смесь 2: 1 из 3% пероксида и 30% соляной кислоты. Хорошая практика …
Читать далее ”Дешевое травление домашней печатной платы уксусом!
В моем первом посте я опишу, как я протравливаю печатные платы в домашних условиях менее традиционным, но более чистым методом, используя уксус в качестве травителя.Да, уксус! Уксус действует несколько медленнее по сравнению с сильными кислотами, такими как хлорид железа или соляная (соляная) кислота, но он намного безопаснее и менее опасен, и есть простой способ ускорить его. Когда я впервые попробовал это, мне сразу понравилось, и я никогда не оглядывался назад.
Если вы травляете печатные платы в домашних условиях, вам может быть все равно, займет ли травление 45 минут вместо 10. Так почему бы не обменять хлорид железа на уксус! Он вкусен в моих салатах, но почему бы не травить им? Да, это тоже кислота, и она будет реагировать с медью, но медленнее (она также намного более разбавлена, чем железо или соляная кислота).Чтобы ускорить реакцию, мы можем добавить перекись водорода, которая действует как окислитель, и соль, которая действует как катализатор. Вот вам и мой химический опыт!
Уксус стандартной кислотности 5%, который можно купить в местном продуктовом магазине. Стандартная концентрация перекиси водорода составляет 3%, которую также можно найти в местной аптеке. Вы уже можете сказать, что это очень дешево. Бутылка уксуса и немного перекиси водорода даст хороший запас для травления за меньше, чем 3 долларов!
Смесь состоит примерно из 60% уксуса и 40% перекиси водорода с хорошим взбалтыванием обычной соли (я использую кошерную чистую соль, которая имеет более крупные кристаллы, но быстро растворяется, и у меня создается впечатление, что она более эффективна, чем ионизированная соль, но я мог бы ошибаюсь здесь.Не стесняйтесь экспериментировать со смешиванием и дайте мне знать, если вы найдете гораздо более эффективную комбинацию.
Я использую светочувствительные плиты, плакированные медью, которые я подвергаю воздействию прямых солнечных лучей не более 15 минут (вероятно, достаточно 10), но я видел, как некоторые люди использовали обычную лампу CFL (дневной свет, температура света около 5000K). Нет необходимости в модных УФ-световых коробах. Для экспонирования я использую обычные прозрачные пленки, которые печатаю лазером. Одна из проблем – убедиться, что на прозрачной пленке достаточно тонера, иначе УФ-лучи будут просвечивать сквозь светлые пятна тонера, и ваша конечная медная поверхность не будет полностью однородной, смотрите фотографии, чтобы понять, что я имею в виду.Чтобы избежать этой проблемы, я печатаю несколько одинаковых макетов печатной платы на прозрачной пленке, а затем складываю 2/3 вместе с лентой по краям, в результате получается гораздо более непрозрачный негатив. Когда я готов экспонировать, я снимаю защиту с меди в темной комнате (ванной) и приклеиваю прозрачную пленку к той области, которую хочу обнажить. Обычно я предварительно обрезаю медную оболочку примерно до окончательного размера и сохраняю прозрачность такой же, чтобы я мог легко прикрепить ее к медной оболочке. Затем я использую стеклянную поверхность, чтобы надавить на прозрачную пленку на медное покрытие и вынести ее на улицу, чтобы принять солнечные ванны на 10 минут.Рамка для фотографий работает очень хорошо, сохраняя очень ровную прозрачность по отношению к меди и избегая смещения.
После того, как плата обнажилась, я удаляю прозрачную пленку (снова в темноте) и помещаю ее в раствор 10% позитивного проявителя на несколько секунд, пока открытые части не смоются. Вы должны быть очень осторожны, чтобы не допустить, чтобы он слишком долго оставался в проявителе, иначе ваши тонкие следы будут повреждены. Все зависит от того, насколько непрозрачна прозрачность, как долго вы экспонировали доску и т. Д.
Часть экспонирования является наиболее важной, если вы все сделаете правильно и ваши прозрачные пленки будут четкими, вы сможете вытравить очень тонкие следы – вероятно, 10 мил или даже меньше!
Затем идет травление. После того, как доска проявится, поместите ее в предварительно приготовленный раствор перекиси уксуса и соли и добавьте еще соли, если в ближайшее время ничего не произойдет. Обычно для начала реакции достаточно столовой ложки соли. Как только соль растворится, доска должна равномерно пузыриться. Это занимает от 45 минут до часа в зависимости от размера доски и используемого раствора.Он постепенно станет синим по мере того, как медь вытесняется и образует соли меди. Вы можете добавить больше соли или, если хотите ускорить процесс еще больше, поместите весь контейнер в ванну с теплой / горячей водой, что, кажется, очень помогает.
Лучший учитель – это вы сами. Чтобы понять это правильно, нужно поэкспериментировать. Я несколько раз напортачил, когда очень спешил. Просто будьте терпеливы с частью экспонирования, травление в значительной степени справится само. Вам просто нужно проверить это, чтобы избежать чрезмерного травления, если у вас очень мелкие следы.Вы чувствуете себя выполненным, когда печатная плата готова и хорошо выглядит, без беспорядка с хлоридом железа, пятен, расходов и т. Д.
Производство электроники – Fab Academy Тошики Цучияма
1. Краткая информация за неделю
На этой неделе я сделал FabTinyISP, используя Rolland SRM-20.
Что касается группового задания, я отвечал за снятие фаски перед обработкой подложки.
После тестирования FabTiny мы попытались изготовить печатную плату другими способами.
2. Требование о еженедельных назначениях
Групповое присвоение
- Опишите правила проектирования для процесса производства печатных плат: подачи документов, скорости, скорости врезания, глубины резания (следы и контуры) и инструментов.
- документируйте свою работу (в группе или индивидуально)
Индивидуальные задания
- Сделайте внутрисхемный программатор путем фрезерования и набивки печатной платы, протестируйте его, а затем, при необходимости, попробуйте другой процесс изготовления печатной платы.
Результаты обучения
- Описан процесс фрезерования, набивки, устранения дефектов и программирования
- Продемонстрируйте правильные рабочие процессы и при необходимости определите области для улучшения
У вас
- связано со страницей назначения группы
- Документировано, как вы сделали (фрезеровали, набили, припаяли) плату
- Подтверждено, что ваша плата работает.
- Объяснил возникшие проблемы и способы их устранения
- Включен “геройский снимок” вашей доски
3.Ссылка на групповое присвоение
Неделя групповых заданий в Камакура 04
4. Планирование заданий
Групповое задание
(a) Покрытие ・ ・ ・ Юки Ока и Тошики Цучияма
(b) Тестовая резка ・ ・ ・ Хидео ОгуриИндивидуальные задания (1)
(a) резка подложки
(b) припой
(c) программированиеИндивидуальные задания (2)
(а) Изготовление подложек с помощью лазерных резаков
(б) травление
(в) обработка жидких отходов
5.Описание задания
Производство FabbTiny(1) Установка материалов
На спроектированную ранее химическую древесину кладут мусорную тарелку (противень для запекания).
Для фиксации ленты используются малярный скотч и двусторонний скотч.
На нее помещается медная пластина и фиксируется двусторонним скотчем.
(2) Приставка концевых фрез
Во-первых, поскольку принципиальная схема вырезана, она заменена на прямую концевую фрезу 1/64.
Начальная точка оси Z также установлена
(3) Создание данных в модах
Я загрузил изображения трассировки и контура [FabtinyISP] со страницы класса. Я вставил ссылки для скачивания ниже.
Я выполнил поиск в Google по запросу [mit mods] и установил [Mods] (https://mods.cba.mit.edu). Чтобы создать G-код для SRM-20 в модах, выполните описанный ниже процесс.
Прежде всего, щелкните правой кнопкой мыши по экрану, и вы увидите такой интерфейс.Выберите [программы] -> [открыть серверную программу] -> [SRM-20 PCB png].
↓
↓
↓
После этого выберите [модули] -> [открытые серверные модули] -> [сохранение файла] и подключите [фрезерный станок Roland SRM-20] и [сохранить файл].
↓
↓
↓
Вырезанное изображение было прочитано из [читать png] -> [выбрать файл png].
Я сделал параметры со следующими настройками.
файлов трассировки ・ ・ ・ 1/64 – В модуле фрезерного станка Roland SRM-20 Origin
・ x0 (мм) – 0
・ y0 (мм) – 0
・ z0 (мм) – 0… Эти x0, y0, z0 предназначены для установки смещения от начала координат. сохранить в
・ zjopg – 12… Это расстояние по оси Z, на которое фреза будет подниматься между воздушными перемещениями
・ Скорость – 4 или 3 мм / с для новых концевых фрез
отверстий / напильник ・ ・ 1/32 – Отправьте файлы на машину
– В модуле Mill Raster 2D щелкните на Calculate
・ Файл будет автоматически сохранен в папке загрузки.
・ x0 (мм) – 0
・ y0 (мм) – 0
・ z0 (мм) – 0
・ zjopg – 12
・ Скорость – 0,5
Код G был сгенерирован из [2D растр фрезерования] -> [вычислить].
Учебник
(4) Схема резки
Данные резки принципиальной схемы считываются VPanel.
Щелкните [Обработка] (красный кружок) на панели VPanel, чтобы открыть дополнительные настройки.
Существует вероятность того, что это файл данных, который кто-то обработал в последний раз, поэтому щелкните [Удалить все] (красная рамка).。
Данные, созданные ранее, считываются из [Добавить] (синяя часть рамки) и щелкают по [Вывод] (зеленая часть рамки).
↓
Условия резания
(5) нарезка Объекта
Как и раньше, выходные данные считываются и обрабатываются VPanel.
↓
Условия резания
Вот плата, которую я достал.
(6) Очистка
Очистите вырезанный субстрат стальной мочалкой и нейтральным моющим средством.
(7) Флюс
Флюс применяется для улучшения загрузки припоя.
(8) Подготовка деталей
Подготовьте детали, необходимые для создания FabTiny.
Объединение названий частей, места их крепления и самих вещей в записной книжке очень эффективно.
(9) Пайка
Сначала на подложку наносится предварительный припой.
Важно проверить катод детали на полярность.
(10) Подтверждение подачи питания
Подтверждение подачи питания выполняется с помощью мультиметра.
(11) Проверка подключения USB
Подключите FabTiny к разъему USB и проверьте наличие светодиодной подсветки.
Но не горит.
(12) Решение
(A) Улучшенный разъем USB и расположение контактов FabTiny
Концевой материал пластмассы вырезается ножницами и приклеивается к задней поверхности FabTiny для придания толщины.
После прошивки FabTiny больше не качается.
↓
→ блестящий
(B) Припой для восстановления светодиодов
(C) Припой для восстановления резистора
→ блестящий
(D) Заполните припой на USB-контактах
↓
→ Это свет!
Программирование FabTiny
Здесь (ENG) / (JPN) ← Работал в соответствии с этим руководством
Моя MacOS – это Каталина.
(1) Установить CrossPack →
сбой Здесь ← Установите CrossPack
Установка isCrossPack-AVR-20131216.dmg (41730KB)
※ Это начало, начинается трагедия.
Моя MacOS – это Каталина.
Catalystina не позволяет писать в FabTiny при установке Cross Pack.
Для Catalystina необходимо отдельно загрузить последнюю версию avrdude / avr-gcc.
Подробности будут сообщены позже.
(2) Получение и сборка микропрограммы
Здесь ← Загрузите исходный код прошивки отсюда.
Переместите извлеченный файл из [command + shift + H] в иерархию репозитория.
Загрузился в терминал и выполнил команду [make] в иерархии папок прошивки.
Однако появляется [Ошибка].
Файл с именем [fts_firmware.hex] изначально создается в папке после выполнения команды [make].
Загрузите «Silhouette Studio» для Mac отсюда
(3) Решение
(A) Обновление версии Catalina → сбой
[Ошибка] появляется с [Неверный тип ЦП в исполняемом файле].
(B) Сделайте Arduino последней версией → сбой
[Ошибка] появляется с [Неверный тип ЦП в исполняемом файле].
(C) Установите последнюю версию набора инструментов AVR через HomeBrew → Succese
Здесь ← Обращается к руководству по установке Homebrew AVR Toolchain здесь.
Затем выполните команду [make], и файл [fts_firmware.hex] был создан!
Программа для ATtiny45
(1) Редактировать [Makefile]
В настоящее время мы будем использовать ATAVRISP2 для записи в ATty45.
Поскольку [Makefile] предполагает использовать [usbtiny] по умолчанию, эту часть следует переписать на [avrisp2].
(2) Попробуйте [make flash]
Подключите FabTiny к разъему USB 2.0 и подключите контактный разъем к ATA VRRP 2.
Будьте осторожны, чтобы не ошибиться на выводах, к которым вы подключаетесь.
Выполняется мигание на терминале, потому что соединение было успешным.
[Ошибка] появляется с [Неверный тип ЦП в исполняемом файле].
Это та же ошибка, которая произошла при выполнении команды [make].
(3) Решение
(A) Повторное получение и сборка микропрограммы → сбой
Удалите папку [fts_firmware_bdm_v1], снова загрузите прошивку и выполните команду [make].
Затем запустите [VIM (vi)] на терминале и отредактируйте [Создать файл].
(Содержание редактирования такое же, как и раньше)
Выполнить [make flash] после [: wq (= Сохранить и выйти)].
(B) Скачать Xcode → Ошибка
Когда тот же самый MacOS сравнивал студентов Catalina с их собственными ПК, было различие между тем, был ли установлен [Xcode] [Command Line Tool] или нет.
Загрузил Xcode из App Store.
※ Xcode загружался долго.
После загрузки я попытался [сделать прошивку] и снова получил [Ошибка].
(C), что соответствует → отказ
Первый загруженный кросс-пакет может быть плохим.
Я проверил, какой уровень [avrdude] находится на ПК с успехом [makeflash], а ПК с [avrdude] – нет.
– [which avrdude] Результаты на успешном ПК
[/ user / local / bin / avrdude]
– [which avrdude] Результаты на неудачном ПК (моем)
(D) Удаление CrossPacks
Поскольку процесс (C) не решил проблему, мы решили удалить CrossPack.
Выполните [sudo / usr / local / CrossPack-AVR / uninstall] и успешно удалите.
После этого я перезапустил и проверил местоположение в [which avr-gcc] [which avrdude].
→ Успех
(E) Установите последнюю версию CrossPack через homebrew.
Здесь ← Последняя версия CrossPack устанавливается через Homebrew вместе с руководством.
↓
Попробуйте [makeflash]
→ Успех
(4) Выключите предохранитель сброса
После выполнения [makeflash] выполняется [make rstdisbl], чтобы изменить [вывод сброса] ATtiny45 на [вывод GPIO].
Однако он не выполняется и становится [Ошибка].
※ В это время перед выполнением [make rstdisbl] терминал принудительно закрывается.
(5) Решение
(A) Попробуйте [сделать предохранитель] → Ошибка
(B) Вернуть свое поведение после выполнения команды [make]
Удалите файл [fts_firmware.hex], созданный командой [make], и файл [main.O], созданный командой [makeflash].
После повторного выполнения команд [make] и [makeflash] выполняется команда [make rstdisble].
→ Успех
(6) Перемычки мостовые
По окончании написания программы припой перемычки снимается. В то же время деталь, которая может случайно попасть в контакт, удаляется резаком.
↓
(7) Проверка работоспособности USB
Для Mac OS откройте [Системный отчет] в [Об этом Mac].
[Оборудование] → [USB] → Ничего страшного, если в [Дерево USB-устройств] есть に [USBtinyISP].
↓
(8) Создание штыревого соединителя
(9) Тестирование работы FabTiny
Наконец, проверьте, можете ли вы писать программы на другие платы с помощью FabTiny.
Программа, которая уже была записана на плату, имела скорость мигания светодиода 1/1000 секунды.
Измените его на 1/100 секунды, чтобы увидеть, изменится ли свет.
↓
↓
→ Успех !!!
(10) Оценить
MacOS Catalina обеспечивает надежную защиту программного обеспечения, загружаемого или устанавливаемого не из AppStore.
В результате цепочка инструментов AVR не могла нормально работать через Croaa Pack, как в этот раз.
Я обнаружил, что в будущем лучше устанавливать программу через homebrew.
Сделайте FabTiny с помощью лазерного резака и травления
Я сделал Fabtiny с trotec Speedy 100 и экологически чистым травлением.
(1) TestCut
Сначала я применил МДФ и искал параметры, которые можно было снять только с помощью лазерной резки.
В результате [Power: 40 / Speed: 90 / 1000ppi] является наиболее подходящим параметром.
(2) Живопись
Я вырезал внешний диаметр основы с помощью SRM-20 и нанес на нее две разные краски.
Левая сторона – это масляный спрей, используемый в производстве, цвет черный матовый.
Справа – антиотражающий спрей для лазерной обработки.
(3) Лазерная обработка
Когда краска достаточно высохнет, сделайте резку с помощью лазерного резака.
резка [Мощность = 40 / Скорость = 90]
Сначала я работал над антиотражающим спреем для лазерной обработки.
Это отразило довольно много света.
Краска не отслаивалась.
Далее обработал масляный спрей для станка.
Краска здесь красиво сошла.
(4) Очистка
После снятия покрытия используйте моющее средство для очистки основания.
Чистящие средства используются для удаления масляных пятен на кухне.
↓
Не тереть слишком сильно при стирке.
Осторожно вымойте пальцами.
↓
Это результат стирки.
Подложка, промытая масляным цветным спреем слева и антибликовым средством справа.
Левая сторона отшелушена очень красиво, но правая сторона в достаточной степени отклеена и не подлежит очистке.
Сравнение масляных цветных спреев, которые смывали и не промывали.
Черное пятно удалено с промытого субстрата.
(5) Приготовление жидкости для травления
Ингредиенты для травильной жидкости можно приобрести в ближайших супермаркетах и аптеках.
, который я приготовил, был оксидолом, солью и лимонной кислотой.
Смешайте их в пропорции [Оксидол: 25 г / Соль: (1 г) + Лимонная кислота: (4 г) = 5 г], чтобы создать жидкость для травления.
Используемые химические вещества относятся к бытовой химии, а именно: 1. Лимонная кислота для очистки.2. Оксидол, содержащий 3% об. H3O2 (окислитель) и 3. Поваренная соль. Эти химические вещества продаются как бытовая химия, и их можно безопасно утилизировать из-за низкой концентрации.
В основном лимонная кислота связывается с металлической Cu с образованием некоторого вида комплекса Cu-лимон, а затем h3O2 окисляет комплекс Cu-лимон до ионов Cu2 +, следовательно, металлическая Cu растворяется в растворе.
Для поддержания pH раствора используется поваренная соль, поскольку процесс травления зависит от pH.
Единственная проблема – концентрация Cu2 +, в некоторых странах есть правила по концентрации Cu2 + в сточных водах.
Для любителей травление обычно мелкомасштабно, поэтому маловероятно, что его концентрация превысит указанную в нормах.
[Оксидол: 25 г]
[Соль: (1 г)]
[соль: (1 г) + лимонная кислота: (4 г) = 5 г]
↓
Встряхнуть, растереть и хорошо перемешать.
↓
Когда соль и лимонная кислота полностью растворятся, раствор для травления готов.
(6) Офорт
Сначала я поместил в травитель подложку, покрытую антиотражающим средством.
Затем все детали, которые я нарисовал, отклеились.
Судя по всему, краска была водорастворимой.
Затем я поместил маслянистую цветную подложку, покрытую распылением, в травитель.
У меня не было опыта травления, поэтому я приготовил 30-минутные и 40-минутные пакеты и протестировал их.
Хорошо протравлен.
↓
Через полчаса…
Удалите подложку.
Удалите покрытие с помощью средства для снятия краски для ногтей, содержащего ацетон.
↓
Я протравил его полчаса, но времени не хватило, и он включил части, не входящие в цепь.
↓
Я решил оставить вторую сумку на день, потому что не смог сделать это за 30 минут травления.
↓
Когда я на следующий день проверил сумку, я подумал, что травитель изменил цвет до синего, и он был протравлен.
↓
Однако в результате получилось чрезмерное травление. Чтобы определить время травления, я обнаружил, что мне нужно внимательно следить.
Далее я решил не устанавливать время травления с самого начала, а внимательно посмотреть.
Потом, когда было 1х55м, красиво пропала медь, кроме окрашенной части.
Когда я удалил краску с помощью Nail Color Remover, схема вышла красиво.
У меня получилось!
(7) Обработка жидких отходов
Наконец, выполняется очистка жидких сточных вод.
Я приготовил воду, алюминиевую фольгу и пинцет.
Вода необходима для охлаждения тепла, выделяемого при очистке жидких отходов.
Для нанесения меди требуется алюминиевая фольга.
Пинцет необходим для предотвращения прилипания отработанной жидкости к вашим рукам.
Поместите травитель в блюдо.
Поместите алюминиевую фольгу в травитель.
Будьте осторожны, не скручивайте алюминиевую фольгу.
Будьте осторожны, так как алюминиевая фольга может излучать тепло и вызывать кипение жидкости.
↓
↓
Алюминиевая фольга постепенно разрушается.
↓
3 минуты спустя
↓
Когда алюминиевая фольга расплавится, добавьте новую для осаждения меди.
Продолжайте этот процесс, пока алюминиевая фольга, которую вы вставляете, не расплавится.
↓
↓
Работа по осаждению завершена, поскольку алюминиевая фольга больше не плавится.
Я отделил жидкость от осажденной меди.
Растворы, откладывающие медь, являются кислыми, поэтому их разбавляют бикарбонатом натрия перед тем, как выбросить.
Когда бикарбонат натрия помещается в жидкость, в результате химической реакции образуются пузырьки, поэтому бикарбонат натрия выделяется в небольших количествах.
↓
Разбавленные жидкости следует смешать с большим количеством воды перед тем, как их выбросить.
6.Описание важных результатов еженедельного обучения
Я думаю, что преимущество изготовления подложки с помощью лазерного резака состоит в том, что я могу сделать схему более тонкую, чем резак.
Однако недостатком является неравномерность травления.
Это можно решить, когда вы к этому привыкнете, но для новичков это очень сложный способ.
Кроме того, обработка отработанной жидкости после травления является довольно проблематичной, но я чувствовал, что использование раствора и метода обработки с меньшей нагрузкой на окружающую среду расширит диапазон производства.
7. Ссылки на файлы и код
8. Приложение
Edinburgh etch
THE EDINBURGH ETCH
Раствор для травления меди
Раствор кристаллов хлорида железа – лучший травитель с наиболее точным прикусом для медных пластин. Он не выделяет токсичных паров, но даже если он допускает появление мелких морщинок и контролируемый прикус, протравливание глубоких участков занимает много времени.
Когда медные пластины протравливаются в хлористом железе, в местах укусов накапливается осадок.Если не удалить кристаллический остаток, это предотвратит дальнейшее травление пластины. Рекомендуется класть пластины в резервуар лицевой стороной вниз.
Лимонная кислота – это добавка к хлористому железу, которая способна растворять осадок в процессе его образования. Затем можно разместить пластины в лотке для травления лицевой стороной вверх. Кроме того, раствор лимонной кислоты, смешанный с раствором хлорида железа, ускоряет укус железа. Этот новый вид протравы назван Эдинбургским Этчем его изобретателем Фридхардом Кикебеном (художником и исследователем в Эдинбургской мастерской гравюр).
EDINBURGH ETCH ИНГРЕДИЕНТЫ
Лимонная кислота (безводная) выпускается в виде мелкодисперсного порошка.
Хлорид железа доступен в виде желтых гранул или в виде раствора 43 ° Bé (baumé), также маркированного 40%. В случае использования гранул растворите 1 кг хлорида железа в 500 мл воды. Плотность трехвалентного железа можно измерить ареометром (43 ° Bé означает 1,42 г / см3).
Гранулы трехвалентного железа всегда растворяйте в защитных очках и перчатках, так как в процессе образуются пары хлора!
РЕЦЕПТ
4 части раствора хлорида железа + 1 часть раствора лимонной кислоты = Edinburgh Etch.
4 литра раствора хлорида железа + 1 литр горячей воды, смешанной с 300 г порошка лимонной кислоты.
приготовить раствор лимонной кислоты, используя соотношение 3 части воды на 1 часть порошка. Залейте в ведро 1 литр горячей воды. Постепенно добавьте 300 мл порошка лимонной кислоты. Постоянно помешивайте.
Edinburgh Etch лучше всего работает в теплых условиях (от 18 до 30 градусов C).
Более высокая температура увеличивает время травления и увеличивает чувствительность протравы.
Во время травления поддоны или емкости для травления Edinburgh Etch должны быть закрыты, чтобы предотвратить испарение.Когда растворы для травления не используются, их следует хранить в контейнерах.
СВЕЖЕСТЬ РЕШЕНИЯ
Раствор Edinburgh Etch долговечен: используется ежедневно, а иногда остается активным в течение нескольких лет.
Свежесть ванны можно легко проверить: окуните полоску белой бумаги в ванну, чтобы оценить ее цвет: свежий раствор Edinburgh Etch имеет ярко-оранжевый цвет. Использованный раствор становится зеленым. Раствор приобретает темно-черный / зеленовато-оливковый цвет и более густую консистенцию при необходимости утилизации и замены.
L’état de fraîcheur de la solution peut facilement être vérifiée: plonger une bande de papier blanc dans le bain et correver la couleur. Раствор fraîche donnera une couleur orange vif. Une solution usagée donnera une couleur verte. Si la solution de consistance épaisse donne une couleur noir sombre ou vert оливково иль фаут ля remplacer.
НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ И УТИЛИЗАЦИЯ
Идеальный способ избавиться от отработанных травильных растворов – сдать их на предприятие по утилизации химических веществ.Если хлорид железа или раствор Edinburgh Etch были должным образом нейтрализованы подходящим агентом, например карбонатом натрия, и сильно разбавлены, их следует выбросить в канализацию.
Чтобы нейтрализовать раствор Edinburgh Etch или раствор хлорида железа, постепенно добавляйте к нему крепкий раствор карбоната натрия. В результате безвредной реакции шипения образуется углекислый газ. Прежде чем добавлять карбонат натрия, дайте ему отстояться. Когда раствор больше не шипит при добавлении кальцинированной соды, нейтрализация завершается.
Как очистить окисленные печатные платы
Образование, Алоха и большинство
весело вы можете получить в отделке
№1 в мире по отделочным материалам с 1989 года
Вход в систему не требуется: звоните прямо сейчас
2005 г.
На некоторых моих платах (они обычно используются батарейки) видны следы оксида меди.
Как его почистить, не повредив печатную плату?
Я дизайнер электроники – Порту-Алегри, РС, Бразилия
2005
Раньше у меня работало:
1) Замочить в горячем кислотном чистом растворе на 5 мин.@ 125 F
2) Каскадное ополаскивание
3) Замочите в 10% растворе серной кислоты на 2 мин.
4) Ополаскивание деионизированной водой
5) Немедленно высушите горячим воздухом
Если у вас нет в доме каких-либо из этих химикатов, вы можете попробовать 50% белый дистиллированный уксус в деионизированной воде со столовой ложкой соли. Возможно, вам придется использовать штраф 0000 стальная вата
[аффил. ссылка на информацию / продукт в Rockler], если платы сильно окислены, трение в направлении цепей. Обязательно сразу промойте и высушите.
, инженер-технолог – Мэлоун, Нью-Йорк,
, 2005 г.
Привет, Луис,
, вы найдете менее агрессивное травление, если использовать персульфат аммония в концентрации 50-100 грамм / литр или продукт DuPont с аналогичной концентрацией под названием OXONE, который не содержит аммиака.Оба вещества безопаснее в обращении, чем серная кислота. и более мягкое протравливание
с уважением,
Джон Тенисон – Вудс
– Виктория Австралия
2005
Безопасный и хороший раствор – цитрат аммония, 5% pH 9.
