Як зробити друковані плати у домашніх умовах. Виготовлення друкованих плат лутом. Необхідні інструменти та хімія

Розглянемо процес виготовлення друкованих плат у домашніх умовах конкретному прикладі. Потрібно зробити дві плати. Одна – перехідник з одного типу корпусу на інший. Друга – заміна великої мікросхеми з корпусом BGA на дві менші, з корпусами TO-252, з трьома резисторами. Розміри плат: 10x10 та 15x15 мм. Існує кілька варіантів виготовлення друкованих плат у домашніх умовах. Найпопулярніші – за допомогою фоторезиста та за «прасно-лазерною технологією».

Інструкція з виготовлення друкованих плат у домашніх умовах

Вам знадобиться

• персональний комп'ютер із програмою для трасування друкованих плат;
• лазерний принтер;
• щільний папір;
• склотекстоліт;
• праска;
• ножівка;
• кислоти для травлення плати.

1 Підготовка проектудрукованої плати

Готуємо проект друкованої плати. Я користуюсь програмою DipTrace: зручно, швидко, якісно. Розроблено нашими співвітчизниками. Дуже зручний і приємний інтерфейс користувача, на відміну від загальновизнаного PCAD. Безкоштовна для невеликих проектів. Бібліотеки корпусів радіоелектронних компонентів, у тому числі 3D моделі. Є конвертація у формат PCAD PCB. Багато вітчизняних фірм вже почали приймати проекти у форматі DipTrace.

Проект друкованої плати

У програмі DipTrace є можливість побачити майбутнє творіння в обсязі, що зручно та наочно. Ось що має вийти у мене (плати показані в різних масштабах):

2 Розміткасклотекстоліту

Спочатку розмічаємо текстоліт та випилюємо заготовку для друкованих плат.

3 Виведення проектуна лазерному принтері

Виводимо проект на лазерному принтері у дзеркально відбитому вигляді у максимально можливій якості, не скупаючись на тонер. Шляхом довгих експериментів було обрано найкращий папір для цього - щільний матовий папір для принтерів. Можна спробувати використовувати фотопапір або купити спеціальний термопапір.

4 Перенесення проектуна склотекстоліт

Почистимо та знежиримо заготівлю плати. Якщо немає знежирювача, можна пройтися мідною фольгою склотекстоліту звичайною гумкою. Далі за допомогою праски «приварюємо» тонер із паперу до майбутньої друкованої плати. Я тримаю 3-4 хвилини під невеликим натиском, до пожовтіння паперу. Нагрів ставлю максимальне. Зверху кладу ще один аркуш паперу для рівномірного прогріву, інакше зображення може «плисти».

Важливий момент тут – рівномірність прогріву та натиску та час нагріву. Якщо недотримати праску, відбиток змиється при травленні, і доріжки будуть роз'їдені кислотою. Якщо перетримати, то поряд розташовані провідники можуть злитися один з одним.

5 Знімаємо папіріз заготівлі

Після цього кладемо заготовку з прилиплим до неї папером у воду. Можна не чекати, поки текстоліт охолоне. Фотопапір швидко намокає, і за хвилину-дві можна акуратно зняти верхній шар.

У місцях, де велика кількість наших майбутніх струмопровідних доріжок, папір прилипає до плати особливо сильно. Її поки що не чіпаємо. Даємо платі ще кілька хвилин відмокнути. Тепер залишки паперу знімаються за допомогою гумки або тертя пальцем. Повинна вийти гарна чиста заготовка з чітко надрукованим малюнком.

Знімаємо залишки паперу із заготівлі друкованої плати

6 Підготовка платидо травлення

Виймаємо заготівлю. Просушуємо. Якщо десь доріжки вийшли не дуже чіткими, можна зробити їх яскравішим тонким маркером для CD або лаком для нігтів, наприклад (дивлячись чим ви збираєтесь цькувати плату).

Потрібно домогтися, щоб усі доріжки вийшли чіткими, рівними та яскравими. Це залежить від:

• рівномірності та достатності прогріву заготівлі праскою;
• акуратності при знятті паперу;
• якості підготовки поверхні текстоліту;
• успішного підбору паперу.

Поекспериментуйте з різними видамипапери, різним часомнагрівання, різними видами очищення поверхні склотекстоліту, щоб знайти найбільш оптимальний за якістю варіант. Підібравши прийнятне поєднання цих умов, надалі ви зможете швидше та якісніше виготовляти друковані плати вдома.

7 Травленнядрукованої плати

Кладемо заготовку, що вийшла, з надрукованими на ній майбутніми доріжками-провідниками в кислоту, наприклад, в розчин хлорного заліза. Ми ще поговоримо про інші види травлення. Травимо години 1,5 або 2. Поки чекаємо, накриємо ванну кришкою: випари досить їдкі і токсичні.

8 Промивкадрукованої плати

Дістаємо з розчину готові плати, промиваємо, сушимо. Тонер від лазерного принтера чудово змивається з плати за допомогою ацетону. Як видно, навіть найтонші провідники шириною понад 0,2 мм вийшли цілком добре. Залишилося зовсім небагато.

8 Лудіннядрукованої плати

Лудимо виготовлені друковані плати. Змиваємо бензином або спирто-бензиновою сумішшю залишки флюсу.

Залишилося тільки випиляти плати та змонтувати радіоелементи!

Висновки

При певній вправності "лазерно-прасний метод" підходить для виготовлення нескладних друкованих плат у домашніх умовах. Чітко виходять провідники від 0,2 мм і товщі. Часу на підготовку, експерименти з підбором типу паперу та температури праски, травлення та лудіння йде приблизно від 2 до 5 годин. Коли ви знайдете оптимальне поєднання, затрачуване виготовлення плати час становитиме менше 2 годин. Це набагато швидше, ніж замовляти плати у фірмі. Грошові витрати також є мінімальними. Загалом для простих бюджетних радіоаматорських проектів метод рекомендується до використання.

У домашніх умовах. Новачку складно орієнтуватися ще у світі, де потрібно багато всього зробити просту плату, тому спробую коротко і зрозуміло розповісти як зробити плату не витратно і простенько. Отже, приступимо до покрокової інструкції.

Інструкція з виготовлення друкованих плат

Малюнок плати

Фольгований текстоліт

Хлорне залізо у продажу

Хлорне залізо у кристалах

Ванночка для травлення

Ванночка для травлення плат

Готова саморобна плата

• 1. Потрібно для майбутньої плати текстоліт, або склотекстоліт.
• 2. Вирізаємо акуратно, попередньо розмітивши потрібні розміриз шматка, з невеликими припусками, я роблю приблизно більше заготовку на 1 см, так краще притискати особливо малі плати потім, плюс ще частина піде на розпилювання, шліфування та інше.
• 3. Після того як потрібний шматок відрізаний, беремо більшу наждачку і проходимося їй по краях, щоб не було зазубин, які заважали б притисканням.
• 4. Шліфуємо дрібною наждачкою саму поверхню фольги акуратно щоб блищала.
• 5. Проходимо і змиваємо мідний пил після шліфування розчинником 646 .
• 6. Чекаємо поки висохне від попереднього процесу, роздруковуємо на лазерному принтері на глянцевому папері те що з програми попередньо намалювавши доріжки і макети які потрібні.
• 7. Перевіряємо те, що надрукували, друкувати треба з великою роздільною здатністю принтера, яке тільки можливо, і з вимкненої економії тонера.
• 8. Прикладаємо заготівлю, я приклеюю краю паперовим малярним скотчем, і прасуємо з гарним зусиллям хвилини 2-3 розігрітою праскою з температурою 180-220 градусів залежно від того, яку температуру плавлення має тонер.
• 9. Чекаємо поки охолоне, не чіпаємо взагалі нічого - охолонути має само собою повільно. Не треба класти плату в морозилку, під вентилятор, за вікно, у воду, тонер повинен висохнути як і належить і тільки так надійно схопитися. Тут потрібен час, зазвичай це 10-15 хвилин і треба запастися терпінням.
• 10. Беремо ванну відповідних розмірів, наливаємо звичайну прохолодну воду приблизно половину, кладемо всю цю справу з папером після остигання, чекаємо пару хвилин і починаємо знімати і відтирати папір, діяти треба акуратно, все роблю руками без підручних засобів.
• 11. Беремо таку ж ванну з пластику, не металу точно, хлорне залізо (1-2 ложки на 200-300 грам води) розбавляємо підігрітою водою 40-50 градусів чекаємо поки суміш розмішається як слід і перестане активно міхуриться.
• 12. Плату канцелярським двостороннім скотчем приклеюємо до шматочка пінопласту від пакувального матеріалу, відправляємо в плавання трохи похитнувши і добре давши промокнути, щоб трохи притонула, і чекаємо, тут треба деякий час.
• 13. Поки розчин свіжий, травиться друкована плата зазвичай 15-30 хвилин, після чого плату витягуємо, коли доріжки будуть форми як у програмі, звідки друкували - і промиваємо під краном від залишків хлорного заліза.
• 14. Беремо ватку і ацетон - знімаємо тонер, який покривав доріжки, добре прочищаємо їм, щоб не залишилося і сліду.
• 15. Шліфуємо хустку дрібною наждачкою від оксидів і миємо ще раз розчинником.
• 16. Все, можна покрити розчином ЛТІ-120і приступити до лудіння.
• 17. Після того як плата залужена, даємо їй охолонути і робимо свердловку.
• 18. Проводимо шліфування зворотного боку, обрізання країв і надаємо естетично красивий і потрібний виглядта форму платі.

Що таке друкована плата

Друкарська плата (англ. printed circuit board, PCB, або printed wiring board, PWB) - пластина з діелектрика, на поверхні та/або в обсязі якої сформовані електропровідні ланцюги електронної схеми. Друкована плата призначена для електричного та механічного з'єднаннярізних електронних компонентів. Електронні компоненти на друкованій платі з'єднуються своїми висновками з елементами малюнку, що проводить зазвичай пайкою.

На відміну від навісного монтажу, На друкованій платі електропровідний малюнок виконаний з фольги, повністю розташованої на твердій ізолюючій основі. Друкована плата містить монтажні отвори та контактні майданчики для монтажу похідних або планарних компонентів. Крім того, у друкованих платах є перехідні отвори для електричного з'єднанняділянок фольги, що розташовані на різних шарах плати. З зовнішніх сторін на плату зазвичай нанесені захисне покриття («паяльна маска») та маркування (допоміжний малюнок та текст згідно з конструкторською документацією).

Залежно кількості шарів з електропровідним малюнком, друковані плати поділяють на:

односторонні (ОПП): є лише один шар фольги, наклеєної на один бік аркуша діелектрика.

двосторонні (ДПП): два шари фольги.

багатошарові (МПП): фольга не тільки на двох сторонах плати, але й внутрішніх шарахдіелектрика. Багатошарові друковані плати виходять склеюванням кількох односторонніх чи двосторонніх плат.

У міру зростання складності проектованих пристроїв та щільності монтажу збільшується кількість шарів на платах.

Основою друкованої плати служить діелектрик, що найчастіше використовуються такі матеріали, як склотекстоліт, гетинакс. Також основою друкованих плат може бути металева основа, покрита діелектриком (наприклад, анодований алюміній), поверх діелектрика наноситься мідна фольга доріжок. Такі друковані плати застосовують у силовій електроніці для ефективного тепловідведення від електронних компонентів. При цьому металева основа плати кріпиться до радіатора. Як матеріал для друкованих плат, що працюють у діапазоні НВЧ і при температурах до 260 °C, застосовується фторопласт, армований склотканини (наприклад, ФАФ-4Д), та кераміка. Гнучкі плати роблять із поліімідних матеріалів, таких як каптон.

Який матеріал будемо використовувати для виготовлення плат

Найпоширеніші, доступні матеріалидля виготовлення плат - це Гетінакс та Склотекстоліт. Гетинакс-папір просочений бакелітовим лаком, текстоліт скловолокно з епоксидкою. Однозначно використовуватимемо склотекстоліт!

Склотекстоліт фольгований являє собою листи, виготовлені на основі склотканин, просочених сполучною на основі епоксидних смол і фанеровані з двох сторін мідною електролітичною гальваностійкою фольгою товщиною 35 мкм. Гранично допустима температура від -60 до +105ºС. Має дуже високі механічні та електроізоляційні властивості, добре піддається механічної обробкирізким, свердлінням, штампуванням.

Склотекстоліт в основному використовується одно або двосторонній товщиною 1.5мм та з мідною фольгою товщиною 35мкм або 18мкм. Ми будемо використовувати односторонній склотекстоліт товщиною 0.8мм із фольгою товщиною 35мкм (чому буде докладно розглянуто далі).

Методи виготовлення друкованих плат вдома

Плати можна виготовляти хімічним методом та механічним.

При хімічному методі там місцях де мають бути доріжки (малюнок) на платі на фольгу наноситься захисний склад (лак, тонер, фарба тощо.). Далі плата занурюється у спеціальний розчин (хлорне залізо, перекис водню та інші), який «роз'їдає» мідну фольгу, але не діє на захисний склад. Через війну під захисним складом залишається мідь. Захисний склад надалі видаляється розчинником і залишається готова плата.

При механічному методівикористовується скальпель (при ручне виготовлення) або фрезерний верстат. Спеціальна фреза робить борозенки на фользі, в результаті залишаючи острівці з фольгою – необхідний малюнок.

Фрезерні верстати досить дороге задоволенняа також самі фрези дороги і мають невеликий ресурс. Так що цей метод ми не будемо використовувати.

Найпростіший хімічний метод- Ручний. Ризографом лаком малюються доріжки на платі і потім труїть розчином. Цей метод не дозволяє робити складні плати, з дуже тонкими доріжками – тож це теж не наш випадок.

Наступний метод виготовлення плат – за допомогою фоторезиста. Це дуже поширена технологія (на заводі плати робляться саме цим методом) і вона часто використовується в домашніх умовах. В інтернет дуже багато статей та методик виготовлення плат за цією технологією. Вона дає дуже хороші та повторювані результати. Однак це також не наш варіант. Основна причина – досить дорогі матеріали (фоторезист, який до того ж псується згодом), а також додаткові інструменти(УФ ламання засвітки, ламінатор). Звичайно, якщо у вас буде об'ємне виробництво плат удома – то фоторезист поза конкуренцією – рекомендуємо освоїти його. Також варто відзначити, що обладнання та технологія фоторезиста дозволяє виготовляти шовкографію та захисні маски на плати.

З появою лазерних принтерів радіоаматори почали їх використовувати для виготовлення плат. Як відомо, для друку лазерний принтер використовує тонер. Це спеціальний порошок, який під температурою спікається та прилипає до паперу – у результаті виходить малюнок. Тонер стійкий до різних хімічним речовинамЦе дозволяє використовувати його як захисне покриття на поверхні міді.

Отже, наш метод полягає в тому, щоб перенести тонер з паперу на поверхню мідної фольги і потім протравити плату спеціальним розчиномдля отримання малюнка.

У зв'язку з простотою використання даний методзаслужив дуже велике поширення у радіоаматорстві. Якщо ви наберете в Yandex або Google як перенести тонер з паперу на плату, то відразу знайдете такий термін як «ЛУТ» - лазерно-праскова технологія. Плати за цією технологією робляться так: друкується малюнок доріжок у дзеркальний варіант, папір прикладається до плати малюнком до міді, зверху цей папір гладимо праскою, тонер розм'якшується і прилипає до плати. Папір далі розмочується у воді і плата готова.

В інтернет «мільйон» статей про те, як зробити плату за цією технологією. Але дана технологія має багато мінусів, які вимагають прямих рук і дуже довгої прибудови себе до неї. Тобто її треба відчути. Плати не виходять із першого разу, виходять через раз. Є багато удосконалень - використовувати ламінатор (з переробкою - у звичайному не вистачає температури), які дозволяють досягти дуже хороших результатів. Навіть є методи побудови спеціальних термопресів, але це знову вимагає спеціального устаткування. Основні недоліки ЛУТ технології:

перегрів - доріжки розтікаються - стають ширшими

недогрів - доріжки залишаються на папері

папір «присмажується» до плати – навіть при розмоканні складно відходить – у результаті може зашкодити тонер. Дуже багато інформації в інтернеті, який папір вибрати.

Пористий тонер - після зняття паперу в тонері залишаються мікропори - через них плата теж труїться - виходять з'їдені доріжки

повторюваність результату - сьогодні добре, завтра погано, потім добре - стабільного результату досягти дуже складно - потрібна строго постійна температура прогріву тонера, потрібно стабільний тиск притиску плати.

До речі, мені цим методом не вдалося зробити плату. Пробував робити і на журналах, і на крейдованому папері. У результаті навіть плати псував - від перегріву здували мідь.

В інтернеті чомусь незаслужено мало інформації про ще один метод перенесення тонера - метод холодного хімічного перенесення. Він ґрунтується на тому факті, що тонер не розчиняється спиртом, але розчиняється ацетоном. У результаті, якщо підібрати таку суміш ацетону і спирту, яка тільки розм'якшуватиме тонер - то його можна «переклеїти» на плату з паперу. Цей метод мені дуже сподобався і одразу дав свої плоди – перша плата була готова. Однак, як виявилося потім, я ніде не зміг знайти детальної інформаціїяка давала б 100% результат. Потрібен такий метод, яким плату могла зробити навіть дитина. Але на другий раз плату зробити не вийшло, потім знову і прийшло довго підбирати потрібні інгредієнти.

У результаті після довгих була розроблена послідовність дій, підібрані всі компоненти, які дають якщо не 100%, то 95% хорошого результату. І найголовніше процес настільки простий, що плату може зробити дитина повністю самостійно. Ось цей метод і використовуватимемо. (Звичайно його можна і далі доводити до ідеалу – якщо у вас вийде краще – то пишіть). Плюси даного методу:

всі реактиви недорогі, доступні та безпечні

не потрібні додаткові інструменти (праски, лампи, ламінатори – нічого, хоча ні – потрібна каструля)

немає можливості зіпсувати плату – плата взагалі не нагрівається

папір відходить сам - видно результат перекладу тонера - де переклад не вийшов

немає часу в тонері (вони заклеюються папером) - відповідно немає протравів

робимо 1-2-3-4-5 і отримуємо завжди один і той же результат - майже 100% повторюваність

Перш ніж почати, подивимося, які плати нам потрібні, і що ми зможемо зробити вдома даним методом.

Основні вимоги до виготовлених плат

Ми будемо робити прилади на мікроконтролерах, із застосуванням сучасних датчиків та мікросхем. Мікросхеми стають дедалі менше. Відповідно необхідне виконання таких вимог до плат:

плати повинні бути двома сторонніми (як правило розвести односторонню плату дуже складно, зробити вдома чотиришарові плати досить складно, мікроконтролерам потрібен земляний шар для захисту від перешкод)

доріжки повинні бути товщиною 0.2мм – такого розміру цілком достатньо – 0.1мм було б ще краще – але є ймовірність протравів, відходу доріжок при пайці

проміжки між доріжками – 0.2мм – цього досить практично для всіх схем. Зменшення зазору до 0.1мм може спричинити зливання доріжок і складність у контролі плати на замикання.

Ми не використовуватимемо захисні маски, а також робити шовкографію - це ускладнить виробництво, і якщо ви робите плату для себе, то в цьому немає потреби. Знову ж таки в інтернет багато інформації на цю тему, і якщо є бажання ви можете навести «марафет» самостійно.

Ми не лудитимемо плати, в цьому теж немає необхідності (якщо тільки ви не робите прилад на 100 років). Для захисту ми використовуватимемо лак. Основна наша мета – швидко, якісно, ​​дешево в домашніх умовах зробити плату для приладу.

Отак виглядає готова плата. зроблена нашим методом - доріжки 0.25 та 0.3, відстані 0.2

Як зробити двосторонню плату з двох односторонніх

Одна з проблем виготовлення двосторонніх плат - це поєднання сторін, щоб перехідні отвори збігалися. Зазвичай для цього робиться бутерброд. На аркуші паперу друкується відразу дві сторони. Лист згинається навпіл, на просвіт точно поєднуються сторони за допомогою спеціальних міток. Усередину вкладається двосторонній текстоліт. При методі ЛУТ такий бутерброд пропрасовується праскою і виходить двостороння плата.

Однак, при методі холодного перенесення тонера саме перенесення здійснюється за допомогою рідини. І тому дуже складно організувати процес змочування однієї сторони одночасно з іншою стороною. Це, звичайно, теж можна зробити, але за допомогою спеціального пристосування- Міні преса (тисків). Беруться щільні аркуші паперу – які вбирають рідину для перенесення тонера. Листи змочуються так, щоб рідина не капала, і лист тримав форму. І далі робиться "бутерброд" - змочений лист, лист туалетного паперудля вбирання зайвої рідини, Лист з малюнком, плата двостороння, лист з малюнком, лист туалетного паперу, знову змочений лист. Все це затискається вертикально в лещата. Але ми так робити не будемо, ми зробимо простіше.

На форумах з виготовлення плат проскочила дуже хороша думка – яка проблема робити двосторонню плату – беремо ніж та ріжемо текстоліт навпіл. Так як склотекстоліт - це листковий матеріал, то це не складно зробити при певній вправності:

У результаті однієї двосторонньої плати товщиною 1.5мм отримуємо дві односторонні половинки.

Далі робимо дві плати, свердлимо і все – вони ідеально поєднані. Рівно розрізати текстоліт не завжди виходило, і в результаті прийшла ідея використати одразу тонкий односторонній текстоліт завтовшки 0.8мм. Дві половинки потім можна не склеювати, вони триматимуться за рахунок запаяних перемичок у перехідних отворах, кнопок, роз'ємів. Але якщо це необхідно без проблем, можна склеїти епоксидним клеєм.

Основні плюси такого походу:

Текстоліт товщиною 0,8 мм легко ріжеться ножицями по паперу! Будь-яку форму, тобто дуже легко обрізати під корпус.

Тонкий текстоліт – прозорий – присвітивши ліхтарем знизу можна легко перевірити коректність усіх доріжок, замикання, розриви.

Паяти одну сторону простіше - не заважають компоненти на іншій стороні і легко можна контролювати спайки висновків мікросхем - з'єднати сторони можна в самому кінці

Свердлити треба вдвічі більше отворів і отвори можуть мало не збігтися

Трохи втрачається жорсткість конструкції, якщо не склеювати плати, а склеювати не дуже зручно.

Односторонній склотекстоліт товщиною 0.8мм важко купити, переважно продається 1.5мм, але якщо не вдалося дістати, то можна розкроїти ножем товстіший текстоліт.

Перейдемо до деталей.

Необхідні інструментита хімія

Нам знадобляться такі інгредієнти:

Тепер коли все це є, робимо кроки.

1. Компонування шарів плати на аркуші паперу для друку за допомогою InkScape

Автоматичний цанговий набір:

Ми рекомендуємо перший варіант - він дешевший. Далі необхідно до мотора припаяти дроти та вимикач (краще кнопку). Кнопку краще розмістити на корпусі, щоб зручніше було швидко вмикати та вимикати моторчик. Залишається підібрати блок живлення, можна взяти будь-який блок живлення на 7-12в струмом 1А (можна і менше), якщо такого блоку живлення немає, то може підійти зарядка USB на 1-2А або батарейка Крона (тільки треба пробувати - не всі зарядки люблять мотори, мотор може не запуститься).

Дриль готовий, можна свердлити. Але тільки необхідно свердлити строго під кутом 90 градусів. Можна спорудити міні-верстат - в інтернет є різні схеми:

Але є просте рішення.

Кондуктор для свердління

Щоб свердлити рівно під 90 градусів, достатньо виготовити кондуктор для свердління. Ми робитимемо ось такий:

Виготовити його дуже легко. Беремо квадратик будь-якого пластику. Кладемо наш дриль на стіл або іншу рівну поверхню. І свердлимо в пластиці потрібним свердлом отвір. Важливо забезпечити рівне горизонтальне усунення дриля. Можна притулити моторчик до стіни або рейки та пластик теж. Далі великим свердлом розсвердлити отвір під цангу. Зі зворотного боку розсвердлити або зрізати шматок пластику, щоб було видно свердло. На низ можна приклеїти поверхню, що не ковзає, - папір або гумку. Такий кондуктор треба зробити під кожне свердло. Це забезпечить ідеально точне свердління!

Такий варіант теж підійде зрізати зверху частину пластику і зрізати куточок знизу.

Ось як проводиться свердління за його допомогою:

Затискаємо свердло так, щоб воно стирчало на 2-3мм при повному зануренні цанги. Ставимо свердло на місце де треба свердлити (при травленні плати у нас буде залишатися мітка де свердлити у вигляді міні отвору в міді - в Kicad ми спеціально ставили галку для цього, так що свердло буде само вставати туди), притискаємо кондуктор і вмикаємо мотор - отвір готове. Для підствітки можна використовувати ліхтарик, поклавши його на стіл.

Як ми вже писали раніше, свердлити можна тільки отвори з одного боку - там де підходять доріжки - другу половину можна досвердлити вже без кондуктора по напрямному першому отвору. Це трохи заощаджує сили.

8. Лудіння плати

Навіщо лудити плати – переважно для захисту міді від корозії. Основний мінус лудіння - перегрів плати, можливе псування доріжок. Якщо у вас немає паяльної станції- Однозначно - не лудіть плату! Якщо вона є, то мінімальний ризик.

Можна лудити плату сплавом РОЗЕ в окропі, але він дорого коштує і його складно дістати. Лудити краще звичайним припоєм. Щоб зробити це якісно, ​​дуже тонким шаромтреба зробити просте пристосування. Беремо шматочок обплетення для випаювання деталей і одягаємо її на жало, прикручуємо дротом до жалу, щоб вона не зіскочила:

Плату покриваємо флюсом - наприклад ЛТІ120 і обплетення теж. Тепер в оплетку набираємо олово і їй водимо по платі (фарбуємо) - виходить відмінний результат. Але в міру використання обплетення розкладається і на платі починають залишатися мідні ворскінки - їх обов'язково треба прибрати, а то буде замикання! Побачити це дуже легко посвітивши ліхтарем на звороті плати. При такому методі добре використовувати або потужний паяльник(60ват) або сплав РОЗЕ.

У результаті, плати краще не лудити, а покривати лаком в самому кінці-наприклад PLASTIC 70, або простий акриловий лак, куплений в автозапчастинах KU-9004:

Тонкий тюнінг методу перенесення тонера

У методі є два моменти, які піддаються тюнінгу, і можуть не вийти одразу. Для їх налаштування, необхідно в Kicad зробити тестову плату, доріжки квадратної спіралі різної товщини, від 0.3 до 0.1 мм і з різними проміжками, від 0.3 до 0.1 мм. Краще відразу роздрукувати кілька таких зразків на одному аркуші та провести підстроювання.

Можливі проблеми, які ми усуватимемо:

1) доріжки можуть змінювати геометрію – розтікатися, стає ширше, зазвичай дуже не значно, до 0.1мм – але це не добре

2) тонер може погано прилипати до плати, відходити під час зняття паперу, погано триматися на платі

Перша та друга проблема взаємопов'язані. Вирішую першу, ви приходите до другої. Потрібно знайти компроміс.

Доріжки можуть розтікатися з двох причин - надто великий вантаж притиску, занадто багато ацетону у складі отриманої рідини. Насамперед треба спробувати зменшити вантаж. Мінімальний вантаж – близько 800гр, нижче зменшувати не варто. Відповідно вантаж кладемо без жодного притиску - просто ставимо зверху і все. Обов'язково має бути 2-3 шари туалетного паперу для гарного всмоктування зайвого розчину. Ви повинні домогтися того, що після зняття вантажу папір повинен бути білим, без фіолетових патьоків. Такі патьоки говорять про сильне розплавлення тонера. Якщо відрегулювати вантажем не вийшло, доріжки все одно розпливаються, то збільшуємо частку рідини для зняття лаку в розчині. Можна збільшити до 3 частини рідини та 1 частину ацетону.

Друга проблема, якщо немає порушення геометрії, говорить про недостатню вагу вантажу або малу кількість ацетону. Почати знову ж таки варто з вантажу. Більше 3кг сенсу немає. Якщо тонер погано тримається на платі, то треба збільшити кількість ацетону.

Ця проблема здебільшого виникає, коли ви змінюєте рідину для зняття лаку. На жаль, це не постійний і не чистий компонент, але на інший його замінити не вдалося. Пробував замінити його спиртом, але, мабуть, виходить не однорідна суміш і тонер прилипає якимись вкрапленнями. Також рідина для зняття лаку може містити ацетон, тоді її потрібно буде менше. Загалом такий тюнінг вам треба буде провести один раз, поки не закінчиться рідина.

Плата готова

Якщо ви не відразу запаюватимете плату, то її необхідно захистити. Найпростіший спосіб зробити це – покрити спиртоканіфольним флюсом. Перед паянням це покриття треба буде зняти, наприклад, ізопропіловим спиртом.

Альтернативні варіанти

Ви також можете здійснити плату:

Додатково зараз набирає популярність сервіс виготовлення плат на замовлення - наприклад Easy EDA . Якщо необхідна складніша плата (наприклад 4-х шарова) - це єдиний вихід.

Детальна розповідь про популярну "лазерно-прасну" технологію виготовлення друкованих плат, її особливості та нюанси.

Друковані плати в радіотехніці використовуються дуже давно. У разі виробництва є різне устаткування, що дозволяє випускати плати у масовому масштабі. Подібні плати раніше випускалися методами офсетного друку, чому й одержали назву «друкованих».

У домашніх умовах або заводських електролабораторіях, що займаються ремонтом електрообладнання подібні плати доводилося малювати вручну різними лаками. Інструменти для малювання застосовувалися найрізноманітніші, від просто гостро заточеного сірника до голок від шприца та скляних рейсфедерів.

Продуктивність подібної праці була низька, та й якість залишала бажати кращого. Якщо ж потрібно виготовити кілька однакових плат, то вже друга малювалася без особливого натхнення, а наступні за нею оптимізму не додавали.

Зараз комп'ютерні технологіїпроникли у всі сфери людської діяльності, у тому числі й у радіоаматорство. Друкарські плати малювати вручну тепер уже не доводиться, хіба що дуже прості, які можна навіть вирізати ножем. Але про все по порядку.

Насамперед, друковану платунеобхідно спроектувати відповідно до принципової електричної схеми. Подібна робота виконується на комп'ютері за допомогою спеціальних програм. Найбільш прості та доступні програми Sprint-Layout. Вони безкоштовні, і їх можна завантажити в Інтернеті. Їхній інтерфейс інтуїтивно зрозумілий і користування програмою труднощів не викликає.

У версіях програм, починаючи з третьої, можлива вставка малюнка і його обведення лініями друкованих доріжок. Ця функція дозволяє виготовляти плати на сторінках журналів. Картинка з журналу, якщо її просто роздрукувати, необхідної якості зазвичай не дає.

Після того, як друкована плата спроектована та перевірена, її слід перенести на заготівлю майбутньої друкованої плати. І саме на цьому етапі слід виявити уважність та акуратність.

Насамперед слід розповісти, як друкувати і на чому. Це два основні питання, від яких залежить кінцевий результат.

Рисунок плати друкується на лазерному принтері при відключенні всіх економних режимів, що дозволяє нанести на папір максимально товстий шар тонера. Це сприяє покращенню перенесення тонера на заготівлю друкованої плати. Нині подібна технологія називається «лазерно-прасною».

Загальний зміст її досить простий: малюнок міститься на заготівлю (фольгований склотекстоліт), звичайно малюнком до фольги, після чого прогладжується звичайною праскою. Тонер, розплавляючись, переноситься на фольгу, залишаючи у ньому малюнок плати. Після цього папір розмочується у воді, а плата труїться як завжди в розчині хлорного заліза.

Тепер про тонкощі та деталі всього процесу.

Насамперед на чому друкувати? Коли ця технологія була відома лише з чуток, вважалося, що друкувати малюнок треба на папері найнижчої якості. Такий папір, тонкий і бурий, призначався для друкарських машинок. Відмочити цей папір було просто неможливо, тому пропонувалося спочатку розчиняти його, здається, соляною кислотою. Папір розчинявся погано, а разом із ним і частина малюнка.

Тоді більшість дослідників, мабуть, друкували подібні картинки на державних принтерах, тому були пропозиції робити роздруківки навіть на побутовій. алюмінієвої фольги, якихось плівках і ще не пам'ятаю на чому.

Насправді все виявилося значно простіше: найкраще підходить крейдований папір із глянсових журналів. При цьому малюнки та фотографії на сторінках на якість не впливають. Єдине, що слід досвідченим шляхом підібрати журнал, що дає найкращу якість. Деякі журнали намелювані настільки, що пригладжуються до фольги навіть без тонера.

Кордони плати на роздруківці краще вказати за допомогою «хрестів», (така опція є у програмі), ніж у рамці. Рамка може потягнути за собою папір у процесі пригладжування та спотворити малюнок.

Буває, малюнок пригладжується добре не з першого разу, тому на одному аркуші паперу треба надрукувати кілька його екземплярів. Кількість малюнків на аркуші встановлюється у програмі.

Заготівлю для плати слід вирізати не рівно розміром, а так, щоб по краях залишався запас 6...10 мм. Він зрізається після того, як плата буде готова. Це необхідно для того, щоб крайні доріжки малюнку вийшли добре. Не зрозуміло чому саме ці доріжки пригладжуються погано. Тому гострі кромки фольги слід притупити, знявши невеликі фаски.

Перед тим, як пригладжувати малюнок праскою, заготовку слід зачистити наждачним паперомтак, щоб поверхня фольги набула матового відтінку. Після цього поверхню знежирити ацетоном чи бензином.

Потім покласти папір малюнком на рівну поверхню, і вже на нього фольгою вниз, орієнтуючи по хрестах, заготівлю плати. Для фіксації заготовки краю паперу підігнути всередину пакета, що вийшов. При пригладжуванні пакет покласти, звичайно, папером нагору.

Звичайну праску для прасування білизни слід розігріти до 200 градусів. Температуру можна проконтролювати авометра або підбирати дослідним шляхом.

Пригладжування робити спочатку всією площиною праски для розігріву плати, а ближче до кінця процесу пригладжувати папір ребром праски. Щоб крейдований папір не прилипав до праски на початку пригладжування можна під праску покласти звичайний чистий папір. Під заготовку, що пригладжується, краще підкласти картонну папку для паперів або журнал. Це дозволить платі дещо прогинатися, що унеможливить вплив нерівностей, як самої плати, так і робочого столу.

Після пригладжування весь пакет слід остудити, прикладаючи іншу праску, тільки холодну, щоб малюнок краще зафіксувався на платі.

Після цих процедур пригладжений папір слід відмочити у теплій 50…60 градусів воді. Коли папір достатньо розмокне, його слід обережно зняти. Залишки паперу, що прилипли до плати, видалити, протираючи пальцем, як переказні картинки.

Після того, як буде отримано відбиток гарної якостіЗаготівлю слід як звичайно протруїти в розчині хлорного заліза. Після травлення малюнок видаляється ацетоном чи бензином.

Програма Sprint-Layout дозволяє намалювати у контактних майданчиках отвори для деталей. Ці отвори слід робити діаметром щонайменше 0,7…0,8 мм. Тоді фольга в них протрується до текстоліту і не потрібно кернити отвори: свердло центруватиметься в цих отворах. Точність свердління така, що навіть мікросхеми в 40 вивідних корпусах «сідають» на свої місця без жодного підгинання ніжок.

Борис Аладишкін

У цій нотатці я розберу популярні способи створення друкованих плат самостійно в домашніх умовах: ЛУТ, фоторезист, ручне малювання. А також за допомогою яких програм краще малювати ПП.

Колись електронні пристрої монтували за допомогою навісного монтажу. Зараз так збирають хіба що лампові аудіопідсилювачі. У масовому ході друкований монтаж, який перетворився вже давно на справжню галузь зі своїми хитрощами, особливостями та технологіями. А хитрощів там чимало. Особливо під час створення ПП для високочастотних пристроїв. (Думаю, що зроблю якось огляд літератури та особливостей проектування розташування провідників ПП)

Загальний принцип створення друкованих плат (ПП) полягає в тому, щоб на поверхню з непровідного струму матеріалу нанести доріжки, які цей струм проводять. Доріжки з'єднують радіодеталі згідно з необхідною схемою. На виході виходить електронний пристрій, Яке можна трясти, носити, іноді навіть мочити без остраху його пошкодити.

У загальних рисахтехнологія створення друкованої плати в домашніх умовах складається з кількох кроків:

1. Вибрати відповідний фольгований склотекстоліт. Чому текстоліт? Його простіше дістати. Та й дешевше виходить. Найчастіше для аматорського устрою цього достатньо.
2. Нанести на текстоліт малюнок друкованої плати
3. Стравити зайву фольгу. Тобто. прибрати зайву фольгу з ділянок плати, у яких немає малюнка провідників.
4. Просвердлити отвори для висновків компонентів. Якщо потрібно просвердлити отвори під компоненти з виводами. Для чіп компонентів цього не потрібно.
5. Залудити струмопровідні доріжки
6. Нанести паяльну маску. Опціонально, якщо хочеш зовні наблизити свою плату до заводських.

Інший варіант - це просто замовити свлю плату на заводі. Зараз безліч компаній надають послуги з виробництва друкованих плат. Отримаєш чудову заводську друковану плату. Розрізнятися з аматорською вони будуть не лише наявністю паяльної маски, а й багатьма іншими параметрами. Наприклад, якщо в тебе двостороння ПП, то на плату буде присутня металізація отворів. Можна вибирати колір паяльної маски тощо. Переваг море, тільки встигай відслиняти гроші!

Крок 0

Перш, ніж виготовляти ПП, вона має бути десь намальована. Можна по-старому намалювати її на міліметровому папері і потім переносити малюнок на заготівлю. А можна скористатися однією із численних програм для створення друкованих плат. Ці програми називаються загальним словом САПР (CAD). З доступних радіоаматору можна назвати DeepTrace (безпл. версія), Sprint Layout, Eagle (можна звичайно знайти і спеціалізовані типу Altium Designer)

За допомогою цих програм можна не лише намалювати ПП, а й підготувати її до виробництва у заводських умовах. Раптом захочеться замовити десятку хустки? А якщо не захочеться, то таку ПП зручно роздрукувати та за допомогою ЛУТ або фоторезиста виготовити самостійно. Але про це нижче.

Крок 1

Отже, заготівлю для ПП умовно можна розділити на дві частини: основа, що не проводить, і покриття, що проводить.

Заготівлі для ПП бувають різні, але найчастіше вони відрізняються матеріалом шару, що не проводить. Можна зустріти таку підкладку з гетинаксу, склотекстоліту, гнучка основаз полімерів, композиції целюлозного паперу та склотканини з епоксидною смолоюнавіть металева основа буває. Всі ці матеріали розливаються своїми фізичними та механічними властивостями. І на виробництві матеріал для ПП вибирається виходячи з економічних міркувань та технічних умов.

Для домашніх ПП я рекомендую фольгований склотекстоліт. Легко дістати і прийнятна ціна. Гетинакси напевно дешевші, але особисто я їх терпіти не можу. Якщо ти розбирав хоч один масовий китайський пристрій, то, напевно, бачив з чого там зроблено ПП? Вони ламкі, а при паянні смердять. Нехай китайці це нюхають.

Залежно від пристрою, що збирається, та умов його експлуатації можна вибрати відповідний текстоліт: односторонній, двосторонній, з різною товщиноюфольги (18 мкм, 35 ​​мкм і т.д. і т.п.

Крок 2

Для нанесення малюнка ПП на фольговану основу радіоаматори відпрацювали багато методів. Серед них два найпопулярніші в теперішній час: ЛУТ та фоторезист. ЛУТ - це скорочення від "лезерно прасова технологія". Як і слід з назви знадобляться лазерний принтер, праска та глянсовий фотопапір.

ЛУТ

На фотопапір друкується малюнок у відбитому вигляді. Потім він накладається на фольгований текстоліт. І добре прогрівається праскою. Під впливом температури тонер із глянцевого фотопаперу прилипає до мідної фольги. Після прогрівання плата відмочується у воді та папір акуратно забирається.

На фото вище якраз плата після травлення. Чорний колір струмопровідних доріжок через те, що вони ще покриті затверділим тонером від принтера.

Фоторезист

Це складніша технологія. Але і результат за його допомогою можна отримати якісніший: без протравів, тонші доріжки тощо. Процес схожий на ЛУТ, але малюнок ПП друкується на прозорій плівці. Таким чином виходить шаблон, який можна використовувати багаторазово. Потім на текстоліт наноситься "фоторезист" - чутлива до ультрафіолету плівка або рідина (фоторезист буває різним).

Потім поверх фоторезиста міцно закріплюється фотошаблон з малюнком ПП і потім бутерброд опромінюється ультрафіолетовою лампою чітко відмірений час. Треба сказати, що малюнок ПП на фотошаблоні друкується інвертованим: доріжки прозорі, а темні порожнечі. Робиться це для того, щоб при засвітленні фоторезиста незакриті шаблоном ділянки фоторезиста зреагували на ультрафіолет і стали нерозчинними.

Після засвітки (або експонування, як це називають специ) плата і "виявляється" - засвічені ділянки стають темними, незасвічені - світлими, тому що там фоторезист просто розчинився у проявнику (звичайна кальцинована сода). Потім плата труїться в розчині, а потім фоторезист видаляється, наприклад, ацетоном.

Види фоторезиста

У природі мешкає кілька видів фоторезиста: рідкий, плівка, що самоклеїться, позитивний, негативний. У чому різниця та як вибрати собі відповідний? На мій погляд, у аматорському застосуванні особливої ​​різниці немає. Тут вже як ти призвичаїшся, той вид застосовувати і будеш. Я виділив би лише два основні критерії: ціна і на скільки зручно особисто користуватися тим чи іншим фоторезистом.

Крок 3

Травлення заготовки ПП із нанесеним малюнком. Розчинити незахищену частину фолги з ПП можна безліччю способів: травлення в персульфаті амонію, хлорному залозі, . Мені подобається останній спосіб: швидко, чисто, дешево.

Поміщаємо заготовку в розчин для травлення, чекаємо 10 хвилин, виймаємо, промиваємо, зачищаємо доріжки на платі і переходимо до наступного етапу.

Крок 4

Плату можна залудити або сплавом Розі, або Вуда, просто покрити доріжки флюсом і пройтися по них паяльником з припоєм. Сплави Розе і Вуда - багатокомпонентні легкоплавкі метали. А сплав Вуда ще й містить кадмій. Так, то в домашніх умовах проводити такі роботи слід під витяжкою з фільтром. Ідеально мати простенький димоуловлювач. Ти ж хочеш жити довго та щасливо?:=)

Крок 6

П'ятий крок я пропущу, там зрозуміло. А ось нанесення паяльної маски досить цікавий і не найпростіший етап. Тож давай вивчимо його докладніше.

Паяльна маска використовується в процесі створення ПП для того, щоб захистити доріжки плати від окислень, вологи, флюсів при монтажі компонентів, а також полегшити сам монтаж. Особливо коли використовуються SMD-компоненти.

Зазвичай, щоб захистити доріжки ПП без маски від хім. і хутро впливів радіолюбителі такі доріжки покривають шаром припою. Після лудіння така плата часто виглядає не дуже красиво. Але гірше, що в процесі лудіння можна перегріти доріжки або повісити між ними "соплю". У першому випадку провідник відвалиться, а в другому доведеться видаляти такі несподівані соплі, щоб усунути коротке замикання. Ще одним мінусом є збільшення ємності між такими провідниками.

Насамперед: паяльна маска досить токсична. Всі роботи слід проводити в приміщенні, що добре провітрюється (а краще під витяжкою), а також уникати попадання маски на шкіру, слизові оболонки і в очі.

Не можу сказати, що процес нанесення маски досить складний, але все ж таки вимагає великої кількостікроків. Після обмірковування вирішив, що дам посилання на більш-менш докладний описнанесення паяльної маски, оскільки зараз немає можливості самостійно продемонструвати процес.

Творіть, хлопці, це цікаво =) Створення ПП у наш час схоже не просто на ремесло, а на ціле мистецтво!