Виготовлення високоякісних друкованих плат в «домашніх» умовах

  1. Вступ з відступом
  2. Що ж ми маємо сьогодні?
  3. фоторезист
  4. просвітитель
  5. проявник фоторезиста
  6. Розчини травлення міді
  7. Хімія для змивки фоторезиста
  8. Отже, робимо друковану плату
  9. Створення високоякісного фотошаблона
  10. Підготовка поверхні ПП до нанесення фоторезиста
  11. Нанесення фоторезиста на поверхню заготовки
  12. Дублення фоторезиста на поверхні заготовки
  13. Вирівнювання верхнього і нижнього фотошаблонів на поверхнях заготовки
  14. Експозиція (засвітка)
  15. Прояв експонованої заготовки
  16. Промивання заготовки від лугу і залишків відшарованому засвеченного фоторезиста
  17. Повторне дублення фоторезиста
  18. Перевірка якості прояви
  19. травлення
  20. Видалення вже непотрібного фоторезиста
  21. свердління отворів
  22. Лудить міді на ПП
  23. Нанесення захисної маски
  24. Все, двостороння друкована плата з маскою готова
  25. додаткова інформація
  26. саморобні фоторезисти
  27. хімічне лудіння

Таїті! .. Таїті! ..
Чи не були ми ні на якому Таїті!
Нас і тут непогано годують!
© Кот з мультика

Вступ з відступом

Як в побутових і лабораторних умовах робили плати раніше? Способів було кілька - наприклад:

  1. малювали майбутні провідники рейсфедер;
  2. гравірували і різали різаками;
  3. наклеювали скотч або ізоляційну стрічку, потім малюнок вирізали скальпелем;
  4. виготовляли найпростіші трафарети з подальшим нанесенням малюнка за допомогою аерографа.

Відсутні елементи домальовували рейсфедер і ретушували скальпелем.

Це був тривалий і трудомісткий процес, що вимагає від «Рисователь» неабияких художніх здібностей і акуратності. Товщина ліній насилу укладалася в 0,8 мм, точність повторення була ніяка, кожну плату потрібно було малювати окремо, що сильно стримувало випуск навіть дуже маленької партії друкованих плат (далі - ПП).

Що ж ми маємо сьогодні?

Прогрес не стоїть на місці. Часи, коли радіоаматори малювали ПП кам'яними сокирами на шкурах мамонтів, канули в лету. Поява на ринку загальнодоступною хімії для фотолітографії відкриває перед нами зовсім інші перспективи виробництва ПП без металізації отворів в домашніх умовах.

Коротко розглянемо хімію, яка використовується сьогодні для виробництва ПП.

фоторезист

Можна використовувати рідкий або плівковий. Плівковий в даній статті розглядати не будемо внаслідок його дефіцитності, складнощів прикочування до ПП і більш низької якості одержуваних на виході друкованих плат.

Після аналізу пропозицій ринку я зупинився на POSITIV 20 в якості оптимального фоторезиста для домашнього виробництва ПП.

призначення:
POSITIV 20 - фоточутливий лак. Використовується при дрібносерійному виготовленні друкованих плат, гравюр на міді, при проведенні робіт, пов'язаних з перенесенням зображень на різні матеріали.
властивості:
Високі експозиційні характеристики забезпечують хорошу контрастність переносяться зображень.
застосування:
Застосовується в областях, пов'язаних з перенесенням зображень на скло, пластики, метали та ін. При дрібносерійному виробництві. Спосіб застосування зазначений на балоні.
Характеристики:
Колір синій
Щільність: при 20 ° C 0,87 г / см3
Час висихання: при 70 ° C 15 хв.
Витрата: 15 л / м2
Максимальна фоточутливість: 310-440 нм

Детальніше про POSITIV 20 можна почитати тут .

В інструкції до фоторезистом написано, що зберігати його можна при кімнатній температурі і він не схильний до старіння. Категорично не згоден! Зберігати його потрібно в прохолодному місці, наприклад, на нижній полиці холодильника, де зазвичай підтримується температура + 2 ... + 6 ° C. Але ні в якому разі не допускайте негативних температур!

Якщо використовувати фоторезисти, що продаються «на розлив» і не мають світлонепроникної упаковки, потрібно подбати про захист від світла. Зберігати потрібно в повній темряві і температурі + 2 ... + 6 ° C.

просвітитель

Аналогічно, найбільш підходящим просвітителем я вважаю постійно використовуваний мною TRANSPARENT 21.

призначення:
Дозволяє безпосередньо переносити зображення на поверхні, покриті світлочутливої ​​емульсією POSITIV 20 або іншим фоторезистом.
властивості:
Надає прозорість папері. Забезпечує пропускання ультрафіолетових променів.
застосування:
Для швидкого перенесення контурів малюнків і схем на підкладку. Дозволяє значно спростити процес репродукування і скоротити временн и е витрати.
Характеристики:
Колір: прозорий
Щільність: при 20 ° C 0,79 г / см3
Час висихання: при 20 ° C 30 хв.
Примітка:
Замість звичайного паперу з просвітителем можна використовувати прозору плівку для струменевих або лазерних принтерів - в залежності від того, на чому будемо друкувати фотошаблон.

проявник фоторезиста

Існує багато різних розчинів для прояву фоторезиста.

Радять проявляти за допомогою розчину «рідке скло». Його хімічний склад: Na2SiO3 * 5H2O. Ця речовина має величезним числом достоїнств. Найбільш важливим є те, що в ньому дуже важко перетримати ПП - ви можете залишити ПП на нефіксовані точно час. Розчин майже не змінює своїх властивостей при перепадах температури (немає ризику розпаду при збільшенні температури), також має дуже великий термін зберігання - його концентрація залишається постійною не менше пари років. Відсутність проблеми перетримки в розчині дозволить збільшити його концентрацію для зменшення часу прояви ПП. Рекомендують змішувати 1 частина концентрату з 180 частинами води (трохи більше 1,7 г силікату в 200 мл води), але можливо зробити більш концентровану суміш, щоб зображення виявлялося приблизно за 5 секунд без ризику руйнування поверхні при перетримці. При неможливості придбання силікату натрію використовуйте вуглекислий натрій (Na2СO3) або вуглекислий калій (K2СO3).

Також рекомендують побутове засіб для прочищення сантехніки - «Кріт».

Чи не пробував ні перше, ні друге, тому розповім, ніж проявляю без будь-яких проблем вже кілька років. Я використовую водний розчин каустичної соди. На 1 літр холодної води - 7 грамів каустичної соди. Якщо немає NaOH, застосовую розчин KOH, вдвічі збільшивши концентрацію лугу в розчині. Час прояви - 30-60 секунд при правильній експозиції. Якщо після закінчення 2 хвилин малюнок не проявляється (або проявляється слабо), і починає змиватися фоторезист з заготовки - значить, неправильно вибрано час експозиції: потрібно збільшувати. Якщо, навпаки, швидко проявляється, але змиваються і засвічені ділянки, і незасвічені - або занадто велика концентрація розчину, або низька якість фотошаблона (ультрафіолет вільно проходить крізь «чорне»): потрібно збільшувати щільність друку шаблону.

Розчини травлення міді

Зайву мідь з друкованих плат стравлюють за допомогою різних травителей. Серед людей, що займаються цим удома, часто поширені персульфат амонію, перекис водню + соляна кислота, розчин мідного купоросу + кухонна сіль.

Я завжди цькування хлорним залізом в скляному посуді. При роботі з розчином потрібно бути обережним і уважним: при попаданні на одяг і предмети залишаються іржаві плями, які з труднощами видаляються слабким розчином лимонної (сік лимона) або щавлевої кислоти.

Концентрований розчин хлорного заліза підігріваємо до 50-60 ° C, в нього занурюємо заготовку, скляною паличкою з ватним тампоном на кінці акуратно і без зусиль водимо по ділянках, де гірше стравливается мідь, - цим досягається більш рівне травлення по всій площі ПП. Якщо не вирівнювати примусово швидкість, збільшується необхідна тривалість травлення, а це з часом призводить до того, що на ділянках, де мідь вже стравити, починається подтравливания доріжок. У підсумку маємо зовсім не те, що хотіли отримати. Дуже бажано забезпечити безперервне перемішування травильного розчину.

Хімія для змивки фоторезиста

Чим простіше всього змити вже непотрібний фоторезист після травлення? Після багаторазових спроб і помилок я зупинився на звичайному ацетоні. Коли його немає - змиваю будь-яким розчинником для нітрофарб.

Отже, робимо друковану плату

З чого починається високоякісна друкована плата? правильно:

Створення високоякісного фотошаблона

Для його виготовлення можна скористатися практично будь-яким сучасним лазерним або струменевим принтером. З огляду на, що ми використовуємо в рамках даної статті позитивний фоторезист, - там, де на ПП повинна залишитися мідь, принтер повинен малювати чорним. Де не повинно бути міді - принтер нічого не винен малювати. Дуже важливий момент при друку фотошаблона: потрібно встановити максимальний полив барвника (в настройках драйвера принтера). Чим більше чорними будуть зафарбовані ділянки, тим більше шансів отримати чудовий результат. Колір не потрібен, достатньо чорного картриджа. З тієї програми (розглядати програми не будемо: кожен вільний вибирати сам - від PCAD до Paintbrush), в якій малювався фотошаблон, друкуємо на звичайному аркуші паперу. Чим вище дозвіл при друці і чим якісніше папір, тим вищою буде якість фотошаблона. Рекомендую не нижче 600 dpi, папір не повинна бути сильно щільною. При друку враховуємо, що тією стороною листа, на яку наноситься фарба, шаблон буде класти на заготовку ПП. Якщо зробити інакше, краю у провідників ПП будуть розмитими, нечіткими. Даємо просохнути фарбі, якщо це був струменевий принтер. Далі просочуємо папір TRANSPARENT 21, даємо просохнути і ... фотошаблон готовий.

Замість паперу і просвітителя можна і навіть дуже бажано використовувати прозору плівку для лазерних (при друку на лазерному принтері) або струменевих (для струминного друку) принтерів. Врахуйте, що у цих плівок боку нерівнозначні: тільки одна робоча. Якщо будете використовувати лазерний друк, вкрай рекомендую зробити «сухий» прогін листа плівки перед друком - просто виженете лист через принтер, імітуючи друк, але нічого не друкуючи. Навіщо це потрібно? При друку фьюзер (грубка) прогріє лист, що неминуче призведе до його деформації. Як наслідок - помилка в геометрії ПП на виході. При виготовленні двосторонніх ПП це загрожує розбіжністю шарів з усіма наслідками, що випливають ... А за допомогою «сухого» прогону ми прогріємо лист, він деформується і буде готовий до друку шаблону. При друку лист вдруге пройде крізь піч, але деформація при цьому буде куди менш значною - перевірено неодноразово.

Якщо ПП нескладна, можна намалювати її вручну в дуже зручною програмою з русифікованим інтерфейсом - Sprint Layout 3.0R (~ 650 КБ).

На підготовчому етапі малювати не дуже громіздкі електричні схеми дуже зручно в також русифікованої програмі sPlan 4.0 (~ 450 КБ).

Так виглядають готові фотошаблони, роздруковані на принтері Epson Stylus Color 740:

Друкуємо тільки чорним, з максимальним поливом барвника. Матеріал - прозора плівка для струменевих принтерів.

Підготовка поверхні ПП до нанесення фоторезиста

Для виробництва ПП використовуються листові матеріали з нанесеною мідною фольгою. Найпоширеніші варіанти - з товщиною міді 18 і 35 мкм. Найчастіше для виробництва ПП в домашніх умовах використовуються листові текстоліт (пресована з клеєм тканину в декілька шарів), склотекстоліт (те ж саме, але в якості клею використовуються епоксидні компаунди) і гетинакс (пресована папір з клеєм). Рідше - сіттал і поликор (високочастотна кераміка - в домашніх умовах застосовується вкрай рідко), фторопласт (органічний пластик). Останній також застосовується для виготовлення високочастотних пристроїв і, маючи дуже хороші електротехнічні характеристики, може використовуватися по всіх усюдах, але його застосування обмежує висока ціна.

Перш за все, необхідно переконатися в тому, що заготовка не має глибоких подряпин, задирів і займаних корозією ділянок. Далі бажано до дзеркала відполірувати мідь. Поліруємо не особливо стараючись, інакше зітремо і без того тонкий шар міді (35 мкм) або, у всякому разі, доб'ємося різної товщини міді на поверхні заготовки. А це, в свою чергу, призведе до різної швидкості витравлення: швидко випустити там, де тонше. Та й більш тонкий провідник на платі - не завжди добре. Особливо, якщо він довгий і по ньому буде текти пристойний струм. Якщо мідь на заготівлі якісна, без гріхів, то досить знежирити поверхню.

Нанесення фоторезиста на поверхню заготовки

Володіємо плату на горизонтальній або злегка нахиленої поверхні і наносимо склад з аерозольної упаковки з відстані приблизно 20 см. Пам'ятаємо, що найважливіший ворог при цьому - пил. Кожна частинка пилу на поверхні заготовки - джерело проблем. Щоб створити однорідне покриття, розпилюємо аерозоль безперервними зигзагоподібними рухами, починаючи з верхнього лівого кута. Чи не застосовуйте аерозоль в надмірних кількостях, так як це викликає небажані патьоки і призводить до утворення неоднорідного по товщині покриття, що вимагає більш тривалого часу експозиції. Влітку при високій температурі навколишнього середовища може знадобитися повторна обробка, або необхідно розпорошувати аерозоль з меншого відстані - для зменшення втрат від випаровування. При застосуванні не нахиляйте балон сильно - це призводить до підвищеної витрати газу-пропеллента і як наслідок - аерозольний балон припиняє роботу, хоча в ньому залишається ще фоторезист. Якщо ви отримуєте незадовільні результати при аерозольному нанесенні фоторезиста, використовуйте Центрифужний покриття. В цьому випадку фоторезист наноситься на плату, закріплену на обертовому столі з приводом 300-1000 оборотів в хвилину. Після закінчення нанесення покриття плата не повинна піддаватися впливу сильного світла. За кольором покриття можна приблизно визначити товщину нанесеного шару:

  • світло-сірий синій - 1-3 мікрона;
  • темно-сірий синій - 3-6 мікрон;
  • синій - 6-8 мікрон;
  • темно-синій - більше 8 мікрон.

На міді колір покриття може мати зеленуватий відтінок.

Чим тонше покриття на заготівлі, тим краще результат.

Я завжди наношу фоторезист на центрифузі. У моїй центрифузі швидкість обертання 500-600 об / хв. Кріплення повинно бути простим, затиск проводиться тільки по торцях заготовки. Закріплюємо заготівлю, запускаємо центрифугу, бризкає на центр заготовки і спостерігаємо, як фоторезист найтоншим шаром розтікається по поверхні. Відцентровими силами надлишки фоторезиста будуть скинуті з майбутньою ПП, тому дуже рекомендую передбачити захисну стінку, щоб не перетворити робоче місце в свинарник. Я використовую звичайну каструлю, в днище якій по центру зроблено отвір. Через цей отвір проходить вісь електродвигуна, на якій встановлено майданчик кріплення у вигляді хреста з двох алюмінієвих рейок, за якими «бігають» вуха затиску заготовок. Вуха зроблені з алюмінієвих куточків, затискаємо на рейці гайкою типу «баранчик». Чому алюміній? Маленька питома маса і, як наслідок, менше биття при відхиленні центру маси обертання від центру обертання осі центрифуги. Чим точніше відцентрувати заготовку, тим менше будуть биття за рахунок ексцентриситету маси і тим менше зусиль потрібно для жорсткого кріплення центрифуги до основи.

Фоторезист завдано. Даємо йому просохнути протягом 15-20 хвилин, перевертаємо заготовку потрібно нанести шар на другу сторону. Даємо ще 15-20 хвилин на сушку. Не забуваємо про те, що потрапляння прямого сонячного світла і пальців на робочі боку заготовки неприпустимі.

Дублення фоторезиста на поверхні заготовки

Розміщуємо заготовку в духовку, плавно доводимо температуру до 60-70 ° C. При цій температурі витримуємо 20-40 хвилин. Важливо, щоб поверхонь заготовки ніщо не стосувалося - допустимі тільки торкання торців.

Вирівнювання верхнього і нижнього фотошаблонів на поверхнях заготовки

На кожному з фотошаблонів (верхній і нижній) повинні бути мітки, за якими на заготівлі потрібно зробити 2 отвори - для поєднання шарів. Чим далі один від одного мітки, тим вище точність суміщення. Зазвичай я їх ставлю по діагоналі шаблонів. За цими мітками на заготівлі за допомогою дриля строго під 90 ° свердлимо два отвори (чим тонше отвори, тим точніше поєднання - я використовую свердло 0,3 мм) і поєднуємо по ним шаблони, не забуваючи про те, що шаблон повинен прикладатися до фоторезистом тим боком, на яку була проведена друк. Притискаємо шаблони до заготівлі тонкими стеклами. Скло краще всього використовувати кварцові - вони краще пропускають ультрафіолет. Ще кращі результати дає оргскло (плексиглас), але воно має неприємну властивість дряпатися, що неминуче позначиться на якості ПП. При невеликих розмірах ПП можна використовувати прозору кришку від упаковки компакт-диска. Через брак таких стекол можна використовувати і звичайне віконне, збільшивши час експозиції. Важливо, щоб скло було рівним, забезпечуючи рівне прилягання фотошаблонів до заготівлі, інакше неможливо буде отримати якісні краю доріжок на готової ПП.

Експозиція (засвітка)

Час, необхідний для експонування, залежить від товщини шару фоторезиста і інтенсивності джерела світла. Лак-фоторезист POSITIV 20 чутливий до ультрафіолетових променів, максимум чутливості припадає на ділянку з довжиною хвилі 360-410 нм.

Найкраще експонуваті під лампами, спектр випромінювання якіх знаходиться в ультрафіолетовій області спектра, но если такой лампи у вас немає - можна використовуват и звічайні потужні лампи розжарювання, збільшівші годину Експозиції. Чи не починаєм засвічення до моменту стабілізації освітлення від джерела - необходимо, щоб лампа прогрілася в течение 2-3 хвилин. Час Експозиції Залежить від Товщина покриття и зазвічай становіть 60-120 секунд при розташуванні джерела світла на відстані 25-30 см. Вікорістовувані пластини скла могут поглінаті до 65% ультрафіолету, тому в таких випадка необходимо збільшуваті годину Експозиції. Кращі результати досягаються при вікорістанні Прозоров плексігласовій пластин. При застосуванні фоторезиста з тривалим терміном зберігання час експонування може знадобитися збільшити вдвічі - пам'ятайте: фоторезисти схильні до старіння!

Приклади використання різних джерел світла:

Джерело світла Час Відстань Примітка ртутна лампа Philips HPR125 3 хв. 30 см покриття з кварцового скла товщиною 5 мм ртутна лампа 1000W 1,5 хв. 50 см покриття з кварцового скла товщиною 5 мм ртутна лампа 500W 2,5 хв. 50 см покриття з кварцового скла товщиною 5 мм кварцова лампа 300W 3-4 хв. 30 см покриття з кварцового скла товщиною 5 мм сонячне світло 5-10 хв. літо, в полудень, безхмарно покриття з кварцового скла товщиною 5 мм лампи Osram-Vitalux 300W 4-8 хв. 40 см покриття з кварцового скла товщиною 8 мм

Кожну сторону експонуємо по черзі, після експозиції даємо вистоятися заготівлі 20-30 хвилин в затемненому місці.

Прояв експонованої заготовки

Проявляємо в розчині NaOH (каустична сода) - докладніше дивіться на початку статті - при температурі розчину 20-25 ° C. Якщо до 2 хвилин прояви немає - малий про час експозиції. Якщо виявляється добре, але змиваються і корисні ділянки - ви перемудрили з розчином (занадто велика концентрація) або занадто велике час експозиції при даному джерелі випромінювання або фотошаблон низької якості - недостатньо насичений друкується чорний колір дозволяє ультрафіолету засвічувати заготовку.

При прояві я завжди дуже дбайливо, без зусиль «ката» ватним тампоном на скляній паличці по тих місцях, де повинен змитися засвічений фоторезист, - це прискорює процес.

Промивання заготовки від лугу і залишків відшарованому засвеченного фоторезиста

Я роблю це під водопровідних краном - звичайною водопровідною водою.

Повторне дублення фоторезиста

Розміщуємо заготовку в духовку, плавно піднімаємо температуру і при температурі 60-100 ° C витримуємо 60-120 хвилин - малюнок стає міцним і твердим.

Перевірка якості прояви

На короткий час (на 5-15 секунд) занурюємо заготовку в підігрітий до температури 50-60 ° C розчин хлорного заліза. Швидко промиваємо проточною водою. У місцях, де фоторезиста немає, починається інтенсивне травлення міді. Якщо десь випадково залишився фоторезист, акуратно механічно видаляємо його. Зручно це робити звичайним або офтальмологічним скальпелем, озброївшись оптикою (окуляри для пайки, луп а годинникаря, луп а на штативі, мікроскоп).

травлення

Травимо в концентрованому розчині хлорного заліза з температурою 50-60 ° C. Бажано забезпечити безперервну циркуляцію травильного розчину. Погано стравлювати місця акуратно «масажуємо» ватним тампоном на скляній паличці. Якщо хлорне залізо свіжоприготовлене, час травлення зазвичай не перевищує 5-6 хвилин. Промиваємо заготовку проточною водою.

Як готувати концентрований розчин хлорного заліза? Розчиняємо в злегка (до 40 ° C) підігрітій воді FeCl3 до тих пір, поки не перестане розчинятися. Фільтруємо розчин. Зберігати потрібно в затемненому прохолодному місці в герметичній неметалевої упаковці - в скляних пляшках, наприклад.

Видалення вже непотрібного фоторезиста

Змиваємо фоторезист з доріжок ацетоном або розчинником для нітрофарб і нітроемалей.

свердління отворів

Діаметр точки майбутнього отвору на фотошаблонах бажано підбирати таким, щоб згодом було зручно свердлити. Наприклад, при необхідному діаметрі отвору 0,6-0,8 мм діаметр точки на фотошаблонах повинен бути близько 0,4-0,5 мм - в такому випадку свердло буде добре Центрованим.

Бажано використовувати свердла, покриті карбідом вольфраму: свердла з швидкорізальних сталей дуже швидко зношуються, хоча сталь можна застосовувати для свердління одиночних отворів великого діаметра (більше 2 мм), так як свердла з напиленням карбіду вольфраму такого діаметру занадто дорогі. При свердлінні отворів діаметром менше 1 мм краще використовувати вертикальний верстат, інакше ваші свердла будуть швидко ламатися. Якщо свердлити ручним дрилем - неминучі перекоси, що ведуть до неточної стикуванні отворів між шарами. Рух зверху вниз на вертикальному свердлильному верстаті найоптимальніше з точки зору навантаження на інструмент. Карбідні свердла виготовляють з жорстким (тобто свердло точно відповідає діаметру отвору) або з товстим (іноді називають «турбо-») хвостовиком, що має стандартний розмір (зазвичай, 3,5 мм). При свердлінні свердлами з карбідним напиленням важливо жорстко закріпити ПП, так як таке свердло при русі вгору може підняти ПП, перекосити перпендикулярність і вирвати фрагмент плати.

Свердла маленьких діаметрів зазвичай вставляються або в цанговий патрон (різних розмірів), або в трикулачні патрон. Для точної фіксації закріплення в трикулачні патроні - не найкращий варіант, і маленький розмір свердла (менше 1 мм) швидко робить жолобки в затискачах, втрачаючи хорошу фіксацію. Тому для свердел діаметром менше 1 мм краще використовувати цанговий патрон. Про всяк випадок придбайте додатковий набір, який містить запасні цанги для кожного розміру. Деякі недорогі свердла роблять з пластиковими цангами - викиньте їх і купите металеві.

Для отримання прийнятної точності необхідно правильно організувати робоче місце, тобто, по-перше, забезпечити гарне освітлення плати під час свердління. Для цього можна використовувати галогенну лампу, прикріпивши її на штативі для можливості вибирати позицію (висвітлювати праву сторону). По-друге, підняти робочу поверхню приблизно на 15 см вище стільниці для кращого візуального контролю над процесом. Непогано було б видаляти пил і стружку в процесі свердління (можна використовувати звичайний пилосос), але це не обов'язково. Треба відзначити, що пил від скловолокна, що утворюється під час свердління, дуже кілка і при попаданні на шкіру викликає її подразнення. І, нарешті, при роботі дуже зручно користуватися ножним вмикачем дриля.

Типові розміри отворів:

  • перехідні отвори - 0,8 мм і менше;
  • інтегральні схеми, резистори і т.д. - 0,7-0,8 мм;
  • великі діоди (1N4001) - 1,0 мм;
  • контактні колодки, тримери - до 1,5 мм.

Намагайтеся уникати отворів діаметром менше 0,7 мм. Завжди тримайте не менше двох запасних свердел 0,8 мм і менше, так як вони завжди ламаються саме в той момент, коли вам терміново треба зробити замовлення. Свердла 1 мм і більше набагато надійніше, хоча і для них непогано б мати запасні. Коли вам треба виготовити дві однакові плати, то для економії часу їх можна свердлити одночасно. При цьому необхідно дуже акуратно свердлити отвори в центрі контактної площадки біля кожного кута ПП, а для великих плат - отвори, розташовані близько від центру. Покладіть плати один на одного і, використовуючи центр отвору 0,3 мм в двох протилежних кутках і штифти в якості кілочків, закріпіть плати відносно один одного.

При необхідності можна зенковать отвори свердлами більшого діаметра.

Лудить міді на ПП

Якщо потрібно облудить доріжки на ПП, можна скористатися паяльником, м'яким низькоплавких припоєм, спіртоканіфольним флюсом і опліткою коаксіальногокабелю. При великих обсягах лудять в ванних, наповнених низькотемпературними припоями з додаванням флюсів.

Найбільш популярним і простим розплавом для лудіння є легкоплавкий сплав «Розе» (олово - 25%, свинець - 25%, вісмут - 50%), температура плавлення якого 93-96 ° C. Плату за допомогою щипців поміщають під рівень рідкого розплаву на 5-10 секунд і, вийнявши, перевіряють, чи вся мідна поверхня покрита рівномірно. При необхідності операцію повторюють. Відразу ж після виймання плати з розплаву його залишки видаляють або за допомогою гумового ракеля, або різким струшуванням в напрямку, перпендикулярному площині плати, утримуючи ту в затиску. Іншим способом видалення залишків сплаву «Троянді» є нагрів плати в термошкафу і струшування. Операція може проводитися повторно для досягнення монотолщінного покриття. Щоб запобігти окисленню гарячого розплаву, в ємність для лудіння додають гліцерин, так щоб його рівень покривав розплав на 10 мм. Після закінчення процесу плата відмивається від гліцерину в проточній воді. Увага! Дані операції передбачають роботу з установками і матеріалами, що знаходяться під дією високої температури, тому для запобігання опіку необхідно користуватися захисними рукавичками, окулярами і фартухами.

Операція лудіння сплавом олово-свинець протікає аналогічно, але більш висока температура розплаву обмежує область застосування даного способу в умовах кустарного виробництва.

Хочу поділитися ще одним способом лудіння за допомогою сплаву «Розу», також перевіреним на практиці. Звичайна водопровідна вода наливається в консервну банку або невелику мисочку, додається трохи лимонної кислоти або оцту, ставиться на плиту. У киплячу воду поміщається плата, висипається кілька застиглих крапель сплаву «Розу», які тут же плавляться в киплячій воді, і ваткою, намотаною на довгий пінцет або паличку (щоб не обпектися парою), акуратно розмазуються по доріжках. По завершенні процесу вода зливається, а застиглі залишки сплаву складаються в якусь ємність до наступного використання.

Не забудьте після лудіння очистити плату від флюсу і ретельно знежирити.

Якщо у вас велике виробництво - можна використовувати хімічну лудіння.

Нанесення захисної маски

Операції з нанесенням захисної маски в точності повторюють все, що було написано вище: наносимо фоторезист, сушимо, дубім, центруем фотошаблони масок, експонуємо, проявляємо, промиваємо і ще раз дубім. Само собою, пропускаємо кроки з перевіркою якості прояви, травленням, видаленням фоторезиста, лудінням і свердлінням. В самому кінці дубім маску протягом 2 годин при температурі близько 90-100 ° C - вона стане міцною і твердою, як скло. Освічена маска захищає поверхню ПП від зовнішнього впливу і оберігає від теоретично можливих замикань при експлуатації. Також вона грає не останню роль при автоматичної пайку - не дає «сісти» припою на сусідні ділянки, замикаючи їх.

Все, двостороння друкована плата з маскою готова

Мені доводилося таким чином робити ПП з шириною доріжок і кроком між ними до 0,05 мм (!). Але це вже ювелірна робота. А без особливих зусиль можна робити ПП з шириною доріжки і кроком між ними 0,15-0,2 мм.

На плату, показану на фотографіях, я маску не завдавав - не було такої необхідності.

А ось і сам пристрій, для якого робилася ПП:

Це стільниковий телефонний міст, що дозволяє в 2-10 разів знизити вартість послуг мобільного зв'язку - заради цього варто було возитися з ПП;). ПП з розпаяними компонентами знаходиться в підставці . Раніше там було звичайне зарядний пристрій для акумуляторів мобільного телефону.

додаткова інформація

металізація отворів

У домашніх умовах можна виконати навіть металлизацию отворів. Для цього внутрішня поверхня отворів обробляється 20-30-процентним розчином азотнокислого срібла (ляпіс). Потім поверхню очищається ракелем і плата сушиться на світлі (можна використовувати УФ-лампу). Суть цієї операції в тому, що під дією світла азотнокисле срібло розкладається, і на платі залишаються вкраплення срібла. Далі проводиться хімічне осадження міді з розчину: сірчанокисла мідь (мідний купорос) - 2 г, їдкий натр - 4 г, нашатирний спирт 25-відсотковий - 1 мл, гліцерин - 3,5 мл, формалін 10-відсотковий - 8-15 мл, вода - 100 мл. Термін зберігання приготовленого розчину дуже малий - готувати потрібно безпосередньо перед застосуванням. Після осадження міді плату промивають і сушать. Шар виходить дуже тонким, його товщину необхідно збільшити до 50 мкм гальванічним способом.

Розчин для нанесення мідного покриття гальванічним способом:
На 1 літр води 250 г сульфату міді (мідний купорос) і 50-80 г концентрованої сірчаної кислоти. Анодом служить мідна пластинка, підвішена паралельно покривається деталі. Напруга має бути 3-4 В, щільність струму - 0,02-0,3 A / см2, температура - 18-30 ° C. Чим менше струм, тим повільніше йде процес металізації, але тим якісніше одержуване покриття.

саморобні фоторезисти

Фоторезист на основі желатину і біхромату калію:
Перший розчин: 15 г желатину залити 60 мл кип'яченої води і залишити для набухання на 2-3 години. Після набухання желатину поставити ємність на водяну баню при температурі 30-40 ° C до повного розчинення желатину.
Другий розчин: в 40 мл кип'яченої води розчинити 5 г двухромовокислого калію (хромпик, порошок яскраво-оранжевого кольору). Розчиняти при слабкому розсіяному освітленні.
У перший розчин при інтенсивному перемішуванні влити другий. В отриману суміш піпеткою додати кілька крапель нашатирного спирту до отримання солом'яного кольору. Фотоемульсія наноситься на підготовлену плату при дуже слабкому освітленні. Плата сушиться до «відлипу» при кімнатній температурі в повній темряві. Після експонування плату при слабкому розсіяному освітленні промити в теплій проточній воді до видалення незадубленного желатину. Щоб краще оцінити результат, можна забарвити ділянки з невидаленого желатином розчином марганцівки.

Вдосконалений саморобний фоторезист:
Перший розчин: 17 г столярного клею, 3 мл водного розчину аміаку, 100 мл води залишити для набухання на добу, потім гріти на водяній бані при 80 ° C до повного розчинення.
Другий розчин: 2,5 г біхромату калію, 2,5 г біхромату амонію, 3 мл водного розчину аміаку, 30 мл води, 6 мл спирту.
Коли перший розчин охолоне до 50 ° C, при енергійному перемішуванні влийте в нього другий розчин і отриману суміш профільтруйте (цю та наступні операції необхідно проводити в затемненому приміщенні, сонячне світло неприпустимий!). Емульсія наноситься при температурі 30-40 ° C. Далі - як в першому рецепті.

Фоторезист на основі біхромату амонію і полівінілового спирту:
Готуємо розчин: полівініловий спирт - 70-120 г / л, біхромат амонію - 8-10 г / л, етиловий спирт - 100-120 г / л. Уникати яскравого світла! Наноситься в 2 шари: перший шар - сушка 20-30 хвилин при 30-45 ° C - другий шар - сушка 60 хвилин при 35-45 ° C. Проявник - 40-відсотковий розчин етилового спирту.

хімічне лудіння

Перш за все, плату необхідно декапировать, щоб видалити утворився оксид міді: 2-3 секунди в 5-процентному розчині соляної кислоти з наступним промиванням у проточній воді.

Досить просто здійснювати хімічне лудіння зануренням плати в водний розчин, що містить хлорне олово. Виділення олова на поверхні мідного покриття відбувається при зануренні в такий розчин солі олова, в якому потенціал міді більш електроотріцателен, ніж матеріал покриття. Зміні потенціалу в потрібному напрямку сприяє введення в розчин солі олова комплексоутворюючої добавки - тіокарбаміда (тіосечовини). Такого типу розчини мають наступний склад (г / л):

1 2 3 4 Двухлористое олово SnCl2 * 2H2O 5,5 5-8 20 10 тіокарбамід CS (NH2) 2 50 35-50 - - Сірчана кислота H2SO4 - 30-40 - - Винна кислота C4H6O6 35 - - - Каустическая сода NaOH - 6 - - Молочнокислий натрій - - 200 - сірчанокислий алюміній-амоній (квасці галун) - - - 300 Температура, ° C 60-70 50-60 18-25 18-25

Серед перерахованих найбільш поширені розчини 1 і 2. Іноді в якості поверхнево-активної речовини для 1-го розчину пропонується використання миючого засобу «Прогрес» в кількості 1 мл / л. Додавання в 2-й розчин 2-3 г / л нітрату вісмуту призводить до осадження сплаву, що містить до 1,5% вісмуту, що покращує паяемости покриття (перешкоджає старінню) і багаторазово збільшує термін зберігання до пайки компонентів у готовій ПП.

Для консервації поверхні застосовують аерозольні розпилювачі на основі флюсуючих композицій. Нанесений на поверхню заготовки лак після висихання утворює міцну гладку плівку, яка перешкоджає окисленню. Одним з популярних речовин є «SOLDERLAC» фірми Cramolin. Подальша пайка проводиться прямо по обробленої поверхні без додаткового видалення лаку. В особливо відповідальних випадках пайки лак можна видалити спиртовим розчином.

Штучні розчини для лудіння погіршуються з плином часу, особливо при контакті з повітрям. Тому якщо у вас великі замовлення бувають нечасто, то намагайтеся приготувати відразу невелику кількість розчину, достатню для лудіння потрібної кількості ПП, а залишки розчину зберігайте в закритій ємності (ідеально підходять пляшки типу використовуваних в фотографії, які не пропускають повітря). Також необхідно захищати розчин від забруднення, яке може сильно погіршити якість речовини.

На закінчення хочу сказати, що все-таки краще використовувати готові фоторезисти і не морочитися з металізацією отворів в домашніх умовах - чудових результатів все одно не отримаєте.



Що ж ми маємо сьогодні?
Навіщо це потрібно?
Чому алюміній?
Як готувати концентрований розчин хлорного заліза?