Recept za graviranje ploča. Jednostavan i jeftin način graviranja tiskanih ploča

Nakon što se dizajn tiskane ploče prenese na PCB obložen folijom pomoću , potrebno je urezati tiskanu ploču. Nekoliko recepata za kiseljenje tiskane ploče opisani su pod rezom.

1. Metoda jedan - željezni klorid.

U vodu dodajte željezni klorid u omjeru 1:3. Temeljito promiješati.
Vrijeme jetkanja ovisi o temperaturi otopine, debljini bakra i "svježini" otopine.
U prosjeku od 10 minuta do sat vremena. Kada nanosite tragove tonerom za laserski pisač, nemojte ga zagrijavati iznad 45°C.
Preporuča se ljuljati ploču u otopini.

2. Druga metoda - bakreni sulfat plus kuhinjska sol.

Priprema otopine - 200 ml. tople vode, dvije žlice kuhinjske soli i žlicu bakrenog sulfata. Proces jetkanja može biti prilično dugotrajan.

Sol

Da bi proces jetkanja tekao normalno, preporuča se koristiti značajan višak soli, zagrijati otopinu i protresti ploču u otopini.

3. Jetkanje tiskane ploče u vodikovom peroksidu plus limunska kiselina.

Prilično brza metoda jetkanja tiskane ploče na sobnoj temperaturi, plus dostupnost komponenti.

Sastav otopine:
U 100 ml. Otopite 3% vodikov peroksid s 30 g limunske kiseline i 5 g kuhinjske soli.

Sol se može dati u višku.
Otopina se ne smije razrijeđivati. Što je više peroksida, proces će biti intenzivniji.
Ali moramo uzeti u obzir da je otopina jednokratna i da se ne može pohraniti.

Uvjeti na konkretnom primjeru. Na primjer, trebate napraviti dvije ploče. Jedan je adapter s jedne vrste kućišta na drugu. Drugi je zamjena velikog mikro kruga s BGA paketom s dva manja, s TO-252 paketima, s tri otpornika. Dimenzije ploča: 10x10 i 15x15 mm. Postoje 2 opcije za proizvodnju tiskanih pločica: korištenje fotorezista i metoda "laserskog željeza". Koristit ćemo metodu "laserskog željeza".

Postupak izrade tiskanih pločica kod kuće

1. Priprema dizajna tiskane pločice. Koristim program DipTrace: zgodan, brz, kvalitetan. Razvili naši sunarodnjaci. Vrlo praktično i ugodno korisničko sučelje, za razliku od općeprihvaćenog PCAD-a. Postoji konverzija u PCAD PCB format. Iako su mnoge domaće tvrtke već počele prihvaćati DipTrace format.

U DipTraceu imate priliku vidjeti svoju buduću kreaciju u volumenu, što je vrlo zgodno i vizualno. Ovo je ono što bih trebao dobiti (ploče su prikazane u različitim mjerilima):

2. Najprije označimo tiskanu ploču i izrežemo prazninu za tiskane pločice.

3. Naš projekt prikazujemo u zrcalnoj slici u najvišoj mogućoj kvaliteti, bez štednje na toneru. Nakon mnogo eksperimentiranja, za ovo je odabran debeli mat foto-papir za pisače.

4. Ne zaboravite očistiti i odmastiti prazninu ploče. Ako nemate odmašćivač, gumicom možete prijeći preko bakra stakloplastike. Zatim, pomoću običnog željeza, "zavarimo" toner s papira na buduću tiskanu ploču. Držim 3-4 minute pod laganim pritiskom dok papir lagano ne požuti. Namjestio sam toplinu na maksimum. Stavio sam još jedan list papira na vrh za ravnomjernije zagrijavanje, inače bi slika mogla "lebdjeti". Ovdje je važna ujednačenost zagrijavanja i pritiska.

5. Nakon toga, nakon što se daska malo ohladi, izradak s papirom nalijepljenim na njega stavimo u vodu, po mogućnosti vruću. Foto-papir se brzo smoči i nakon minute ili dvije možete pažljivo ukloniti gornji sloj.

Na mjestima gdje je velika koncentracija naših budućih vodljivih staza, papir se posebno snažno lijepi za ploču. Još ga ne diramo.

6. Pustite da se daska namače još nekoliko minuta. Pažljivo uklonite preostali papir gumicom ili trljajući prstom.

7. Izvadite obradak. Osušite ga. Ako negdje zapisi nisu baš jasni, možete ih posvijetliti tankim CD markerom. Iako je bolje osigurati da sve staze budu jednako jasne i svijetle. To ovisi o 1) ujednačenosti i dovoljnom zagrijavanju obratka glačalom, 2) točnosti prilikom uklanjanja papira, 3) kvaliteti PCB površine i 4) uspješnom odabiru papira. Možete eksperimentirati s posljednjom točkom kako biste pronašli najprikladniju opciju.

8. Stavite dobiveni obradak s otisnutim stazama budućih vodiča u otopinu željezovog klorida. Trovamo 1,5 ili 2 sata dok čekamo, pokrijmo našu "kupku" poklopcem: pare su prilično jetke i otrovne.

9. Gotove ploče izvadimo iz otopine, operemo i osušimo. Toner s laserskog pisača lako se može isprati s ploče pomoću acetona. Kao što vidite, čak su i najtanji vodiči širine 0,2 mm dobro ispali. Ostalo je vrlo malo.

10. Tiskane pločice izrađene metodom “laserskog glačanja” kalajiramo. Preostali fluks isperemo benzinom ili alkoholom.

11. Ostaje samo izrezati naše ploče i montirati radio elemente!

zaključke

Uz određenu vještinu, metoda "laserskog željeza" prikladna je za izradu jednostavnih tiskanih ploča kod kuće. Kratki vodiči od 0,2 mm i širi su sasvim jasno dobiveni. Deblji vodiči ispadaju dosta dobro. Vrijeme za pripremu, pokuse s odabirom vrste papira i temperature pegle, jetkanje i kalajisanje traje otprilike 3-5 sati. Ali to je puno brže od naručivanja ploča od tvrtke. Troškovi gotovine su također minimalni. Općenito, za jednostavne proračunske radioamaterske projekte, metoda se preporučuje za korištenje.

Teško je ukloniti željezni klorid iz sudopera ili pranja Kuhinjski ručnik. Teško je mojoj ženi objasniti rupu od kiseline na mojim hlačama. Ja sam za U zadnje vrijeme prešao na najjeftiniji i najčišći način jetkanja tiskanih ploča. Hvala nepoznatom kemičaru koji je prvi opisao ovu metodu na internetu. Nažalost, ne sjećam se gdje je i tko je.

Kasnije sam više puta vidio slične recepte na različitim stranicama na internetu i odlučio dodati ovu varalicu u Datagor, tako da je uvijek pri ruci iu odgovarajućem odjeljku. Ova metoda jetkanja ploča izvrsna je i za početnike radio amatere i za starije osobe.

Za kemijsku otopinu za jetkanje potrebni su nam sigurni i pristupačni napitci

Kako koristiti recept?

Vrijeme jetkanja cca. 20 minuta na sobnoj temperaturi, ovisi o površini ploče. Povećanje temperature ne dovodi do značajnijeg povećanja aktivnosti pa smatram da zagrijavanje nije potrebno.
Važno je promiješati otopinu za jetkanje kako biste pristupili svježoj otopini i isprali produkte reakcije.

Rješenje prema ovom receptu ne nagriza ruke i odjeću i ne prlja sudoper. U početku je otopina prozirna, ali kako se koristi, dobiva "morski val", zelenkasto-plavkastu boju.

Fotografija u tijeku, poslana Datagoru Beso(Minsk):
“Zaista, truje brzo, truje čisto i, što je važno,
otrovi jeftiniji od željeznog klorida"

Moja verzija kiseljenja u kanti neke vrste hrane.
Rješenje se koristi vrlo ekonomično.

Tahiti!.. Tahiti!..
Nismo bili ni na kakvom Tahitiju!
I ovdje nas dobro hrane!
© Crtani mačak

Uvod s digresijom

Kako su se u prošlosti izrađivale ploče u domaćim i laboratorijskim uvjetima? Bilo je nekoliko načina, npr.

1. budući dirigenti crtali su crteže;
2. gravirano i izrezano rezačima;
3. zalijepili su ga ljepljivom trakom ili trakom, a zatim skalpelom izrezali dizajn;
4. Napravili su jednostavne šablone, a zatim nanijeli dizajn zračnim kistom.

Elementi koji nedostaju dopunjeni su crtaćima i retuširani skalpelom.

Bio je to dug i mukotrpan proces, koji je zahtijevao da "crtač" ima izvanredne umjetničke sposobnosti i točnost. Debljina linija se jedva uklapala u 0,8 mm, nije bilo točnosti ponavljanja, svaka se ploča morala posebno crtati, što je uvelike ograničavalo proizvodnju čak i vrlo male serije tiskane ploče(unaprijediti PP).

Što imamo danas?

Napredak ne stoji mirno. Vremena kada su radioamateri slikali PP kamenim sjekirama na koži mamuta pala su u zaborav. Pojava na tržištu javno dostupne kemije za fotolitografiju otvara potpuno drugačije izglede za proizvodnju PCB-a bez metalizacije rupa kod kuće.

Pogledajmo na brzinu kemiju koja se danas koristi za proizvodnju PP-a.

Fotorezist

Možete koristiti tekućinu ili film. U ovom članku nećemo razmatrati foliju zbog njezine oskudnosti, teškoća u namotavanju na PCB-e i niže kvalitete dobivenih tiskanih pločica.

Nakon analize tržišne ponude, odlučio sam se za POSITIV 20 kao optimalan fotorezist za kućnu proizvodnju PCB-a.

Svrha:
POSITIV 20 fotoosjetljivi lak. Koristi se u maloj proizvodnji tiskanih ploča, bakroreza i pri izvođenju radova vezanih uz prijenos slika na različite materijale.
Svojstva:
Karakteristike visoke ekspozicije osiguravaju dobar kontrast prenesenih slika.
Primjena:
Koristi se u područjima vezanim za prijenos slika na staklo, plastiku, metale itd. u maloj proizvodnji. Upute za uporabu navedene su na bočici.
Karakteristike:
Boja: plava
Gustoća: na 20°C 0,87 g/cm 3
Vrijeme sušenja: na 70°C 15 min.
Potrošnja: 15 l/m2
Maksimalna fotoosjetljivost: 310-440 nm

Upute za fotorezist kažu da se može čuvati na sobnoj temperaturi i da nije podložan starenju. Uopće se ne slažem! Treba ga čuvati na hladnom mjestu, na primjer, na donjoj polici hladnjaka, gdje se temperatura obično održava na +2+6°C. Ali ni pod kojim uvjetima ne dopustite negativne temperature!

Ako koristite fotoreziste koji se prodaju na staklo i nemaju svjetlootpornu ambalažu, potrebno je voditi računa o zaštiti od svjetlosti. Čuva se u potpunom mraku i na temperaturi od +2+6°C.

Prosvjetitelj

Isto tako, smatram da je TRANSPARENT 21, koji stalno koristim, najprikladniji obrazovni alat.

Svrha:
Omogućuje izravan prijenos slike na površine obložene fotoosjetljivom emulzijom POSITIV 20 ili drugim fotorezistom.
Svojstva:
Daje prozirnost papiru. Omogućuje prijenos ultraljubičastih zraka.
Primjena:
Za brzo prenošenje obrisa crteža i dijagrama na podlogu. Omogućuje značajno pojednostavljenje procesa reprodukcije i smanjenje vremena s e troškovi.
Karakteristike:
Boja: prozirna
Gustoća: na 20°C 0,79 g/cm 3
Vrijeme sušenja: na 20°C 30 min.
Bilješka:
Umjesto običnog papira s prozirnicom možete koristiti prozirnu foliju za inkjet ili laserske printere, ovisno o tome na što ćemo tiskati fotomasku.

Razvijač fotorezista

Postoji mnogo različitih rješenja za razvijanje fotorezista.

Savjetuje se razvijanje pomoću rješenja " tekuće staklo" Njegovo kemijski sastav: Na 2 SiO 3 * 5H 2 O. Ova tvar ima ogroman broj prednosti. Najvažnije je da je vrlo teško preeksponirati PP u njemu; Otopina gotovo ne mijenja svoja svojstva s promjenama temperature (nema opasnosti od raspadanja kada se temperatura poveća), a također ima vrlo dug rok trajanja - njegova koncentracija ostaje konstantna najmanje nekoliko godina. Odsutnost problema prekomjerne izloženosti u otopini omogućit će povećanje njegove koncentracije kako bi se smanjilo vrijeme razvoja PP. Preporuča se pomiješati 1 dio koncentrata sa 180 dijelova vode (nešto više od 1,7 g silikata u 200 ml vode), no moguće je napraviti i koncentriraniju smjesu tako da se slika razvije za oko 5 sekundi bez opasnosti od oštećenja površine. oštećenje zbog pretjeranog izlaganja. Ako je nemoguće kupiti natrijev silikat, koristite natrijev karbonat (Na 2 CO 3) ili kalijev karbonat (K 2 CO 3).

Nisam probala ni prvo ni drugo, pa ću vam reći ono što bez problema koristim već nekoliko godina. koristim vodena otopina kaustična soda. Za 1 litru hladna voda 7 grama kaustične sode. Ako nema NaOH, koristim otopinu KOH, udvostručujući koncentraciju lužine u otopini. Vrijeme razvijanja 30-60 sekundi s pravilnom ekspozicijom. Ako se nakon 2 minute uzorak ne pojavi (ili se pojavi slabo), a fotootpor se počne ispirati s obratka, to znači da je vrijeme ekspozicije pogrešno odabrano: morate ga povećati. Ako se, naprotiv, brzo pojavi, ali se i izložena i neeksponirana područja isperu ili je koncentracija otopine previsoka ili je kvaliteta fotomaske niska (ultraljubičasto svjetlo slobodno prolazi kroz "crno"): morate povećati gustoću ispisa predloška.

Otopine za jetkanje bakra

Višak bakra uklanja se s tiskanih ploča pomoću raznih sredstava za jetkanje. Među ljudima koji to rade kod kuće često su uobičajeni amonijev persulfat, vodikov peroksid + klorovodična kiselina, otopina bakrenog sulfata + kuhinjska sol.

Uvijek trujem željeznim kloridom u staklenoj posudi. Kada radite s otopinom, morate biti oprezni i pažljivi: ako dospije na odjeću i predmete, oni će ostati mrlje hrđe, koje je teško ukloniti slabom otopinom limunske (limunovog soka) ili oksalne kiseline.

Koncentriranu otopinu željeznog klorida zagrijemo na 50-60°C, u nju uronimo izradak i pažljivo i bez napora pomičemo staklenu šipku s vatom na kraju po mjestima gdje se bakar teže urezuje, čime se postiže ravnomjernija jetkanje po cijeloj površini PP-a. Ako ne prisilite brzinu da se izjednači, potrebno trajanje jetkanja se povećava, a to na kraju dovodi do činjenice da u područjima gdje je bakar već urezan, počinje jetkanje tragova. Kao rezultat toga, uopće ne dobivamo ono što smo htjeli. Vrlo je poželjno osigurati kontinuirano miješanje otopine za jetkanje.

Kemikalije za uklanjanje fotorezista

Kako najlakše isprati nepotrebni fotootpor nakon jetkanja? Nakon ponovljenih pokušaja i pogrešaka, odlučio sam se za obični aceton. Kad ga nema, isperem ga bilo kojim otapalom za nitro boje.

Dakle, napravimo tiskanu pločicu

Gdje počinje PCB visoke kvalitete? Pravo:

Napravite visokokvalitetni foto predložak

Za izradu možete koristiti gotovo svaki moderni laserski ili inkjet pisač. S obzirom na to da u ovom članku koristimo pozitivni fotorezist, printer bi trebao crtati crno tamo gdje bi bakar trebao ostati na PCB-u. Tamo gdje ne bi trebalo biti bakra, tiskar ne bi trebao ništa crtati. Vrlo važna točka kada ispisujete fotomasku: trebate postaviti maksimalni protok boje (u postavkama upravljačkog programa pisača). Što su obojena područja tamnija, to su veće šanse za postizanje izvrsnog rezultata. Nije potrebna boja, dovoljan je crni uložak. Iz programa (nećemo razmatrati programe: svatko je slobodan izabrati za sebe - od PCAD-a do Paintbrusha) u kojem je iscrtan predložak fotografije ispisujemo na običan list papira. Što je veća rezolucija ispisa i kvalitetniji papir, to je fotomaska ​​bolja. Ne preporučujem nižu od 600 dpi; papir ne smije biti jako debeo. Kod tiska vodimo računa da će stranom lima na koju se nanosi boja šablona biti postavljena na PP blanko. Ako se učini drugačije, rubovi PP vodiča bit će zamagljeni i nejasni. Pustite da se boja osuši ako se radi o inkjet pisaču. Zatim impregniramo papir TRANSPARENTOM 21, pustimo da se osuši i predložak za fotografije je spreman.

Umjesto papira i prosvjetljenja moguće je, pa i vrlo poželjno koristiti prozirnu foliju za laserske (kod ispisa na laserskom pisaču) ili inkjet (za inkjet ispis) pisače. Imajte na umu da ovi filmovi imaju nejednake strane: samo jedna radna strana. Ako koristite laserski ispis, preporučujem suho provlačenje lista filma prije ispisa - jednostavno provucite list kroz pisač, simulirajući ispis, ali ne ispisujući ništa. Zašto je to potrebno? Prilikom ispisa, fuser (pećnica) će zagrijati list, što će neizbježno dovesti do njegove deformacije. Kao posljedica toga, postoji pogreška u geometriji izlazne tiskane ploče. Kod proizvodnje dvostranih PCB-a to je prepuno neusklađenosti slojeva sa svim posljedicama. A uz pomoć "suhog" rada zagrijat ćemo list, deformirati se i biti spreman za ispis predloška. Prilikom ispisa, list će proći kroz pećnicu drugi put, ali će deformacija biti mnogo manje značajna provjeriti nekoliko puta.

Ako je PP jednostavan, možete ga nacrtati ručno u vrlo praktičnom programu s rusificiranim sučeljem Sprint Layout 3.0R (~650 KB).

Na pripremna faza crtati ne previše glomazan električni krugovi vrlo zgodno u također rusificiranom programu sPlan 4.0 (~450 KB).

Ovako izgledaju gotovi predlošci fotografija, ispisani na pisaču Epson Stylus Color 740:

Tiskamo samo u crnoj boji, s maksimalnim dodatkom boje. Materijal prozirne folije za inkjet pisače.

Priprema PP površine za nanošenje fotorezista

Za proizvodnju PP koriste se lisnati materijali s apliciranom bakrenom folijom. Najčešće opcije su debljine bakra od 18 i 35 mikrona. Najčešće se za proizvodnju PP-a kod kuće koriste lisnati tekstolit (tkanina prešana ljepilom u nekoliko slojeva), stakloplastika (isto, ali epoksidni spojevi se koriste kao ljepilo) i getinax (prešani papir s ljepilom). Rjeđe, sittal i polycor (visokofrekventna keramika se izuzetno rijetko koristi kod kuće), fluoroplastika (organska plastika). Potonji se također koristi za izradu visokofrekventnih uređaja i, imajući vrlo dobre električne karakteristike, može se koristiti bilo gdje i svugdje, ali je njegova upotreba ograničena visokom cijenom.

Prije svega, morate biti sigurni da obradak nema duboke ogrebotine, neravnine ili korodirana područja. Zatim je preporučljivo ispolirati bakar do ogledala. Poliramo bez posebne revnosti, inače ćemo izbrisati ionako tanak sloj bakra (35 mikrona) ili ćemo, u svakom slučaju, postići različite debljine bakra na površini izratka. A to će zauzvrat dovesti do različite brzine jetkanje: brže će jetkati gdje je tanje. A tanji vodič na ploči nije uvijek dobar. Pogotovo ako je dug i kroz njega će teći pristojna struja. Ako je bakar na izratku visoke kvalitete, bez grijeha, tada je dovoljno odmastiti površinu.

Nanošenje fotorezista na površinu obratka

Postavljamo ploču na vodoravnu ili blago nagnutu površinu i nanosimo sastav iz aerosolnog pakiranja s udaljenosti od oko 20 cm. Sjetimo se da je najvažniji neprijatelj u ovom slučaju prašina. Svaka čestica prašine na površini obratka je izvor problema. Za stvaranje jednolike prevlake raspršite aerosol kontinuiranim cik-cak pokretima, počevši od gornjeg lijevog kuta. Nemojte koristiti aerosol u prevelikim količinama, jer će to uzrokovati neželjene mrlje i dovesti do stvaranja nejednolike debljine premaza, što zahtijeva dulje vrijeme izlaganja. Ljeti na visokim temperaturama okoliš Možda će biti potrebna ponovna obrada ili će aerosol možda trebati raspršiti s kraće udaljenosti kako bi se smanjili gubici isparavanjem. Prilikom prskanja nemojte previše naginjati bočicu; to dovodi do povećane potrošnje pogonskog plina i kao rezultat toga aerosolna bočica prestaje djelovati, iako u njoj još uvijek ima fotootpornog materijala. Ako ne dobijete zadovoljavajuće rezultate pri nanošenju fotootpornog premaza raspršivanjem, upotrijebite nanošenje centrifuge. U ovom slučaju, fotorezist se nanosi na ploču postavljenu na rotirajući stol s pogonom od 300-1000 okretaja u minuti. Nakon završetka premazivanja ploča se ne smije izlagati jakom svjetlu. Na temelju boje premaza možete približno odrediti debljinu nanesenog sloja:

• svijetlo sivo plava 1-3 mikrona;
• tamno siva plava 3-6 mikrona;
• plava 6-8 mikrona;
• tamnoplava više od 8 mikrona.

Na bakru, boja premaza može imati zelenkastu nijansu.

Što je tanji premaz na izratku, to je bolji rezultat.

Uvijek centrifugiram premaz fotootpora. Moja centrifuga ima 500-600 okretaja u minuti. Pričvršćivanje treba biti jednostavno, stezanje se vrši samo na krajevima obratka. Fiksiramo izradak, pokrećemo centrifugu, prskamo po središtu izratka i gledamo kako se fotorezist u tankom sloju širi po površini. Centrifugalne sile odbacit će višak fotorezista s budućeg PCB-a, stoga preporučujem postavljanje zaštitnog zida kako se ne bi okrenuo radno mjesto do svinjca. Ja koristim obični lonac s rupom na dnu u sredini. Kroz ovu rupu prolazi os elektromotora, na koju je postavljena montažna platforma u obliku križa od dvije aluminijske letvice, duž kojih "prolaze" uši za stezanje obratka. Uši su izrađene od aluminijskih uglova, stegnutih na šinu krilnom maticom. Zašto aluminij? Niska specifična težina i, kao rezultat, manje otjecanje kada središte mase rotacije odstupa od središta rotacije osi centrifuge. Što točnije centrirate obradak, to će biti manje udaranja zbog ekscentričnosti mase i manje truda će biti potrebno kruta montaža centrifuge na bazu.

Nanosi se fotorezist. Ostavite da se osuši 15-20 minuta, okrenite obradak, nanesite sloj s druge strane. Ostavite još 15-20 minuta da se osuši. Ne zaboravite da su izravna sunčeva svjetlost i prsti na radnim stranama obratka neprihvatljivi.

Fotorezist za tamnjenje na površini izratka

Stavite obradak u pećnicu, postupno dovedite temperaturu na 60-70 ° C. Držite na ovoj temperaturi 20-40 minuta. Važno je da ništa ne dodiruje površine obratka; dopušteno je samo dodirivanje krajeva.

Poravnavanje gornje i donje fotomaske na površinama obratka

Svaka od foto maski (gornja i donja) treba imati oznake duž kojih je potrebno napraviti 2 rupe na izratku za poravnavanje slojeva. Što su oznake udaljenije jedna od druge, veća je točnost poravnanja. Obično ih postavljam dijagonalno na šablone. Pomoću stroja za bušenje, koristeći ove oznake na izratku, izbušimo dvije rupe strogo pod 90 ° (što su rupe tanje, to je točnije poravnanje; ja koristim bušilicu od 0,3 mm) i poravnamo šablone duž njih, ne zaboravljajući da predložak se mora nanijeti na fotootpornu stranu na kojoj je otisnut. Šablone pritišćemo na obradak tankim staklima. Poželjno je koristiti kvarcno staklo jer bolje propušta ultraljubičasto zračenje. Pleksiglas (pleksiglas) daje još bolje rezultate, ali ima neugodno svojstvo grebanja, što će neizbježno utjecati na kvalitetu PP-a. Na male veličine PP, možete koristiti prozirni omot s pakiranja CD-a. U nedostatku takvog stakla, možete koristiti obično prozorsko staklo, povećavajući vrijeme ekspozicije. Važno je da je staklo glatko, osiguravajući ravnomjerno pristajanje fotomaski na radni komad, inače će biti nemoguće dobiti visokokvalitetne rubove staza na gotovom PCB-u.

Praznina s fotomaskom ispod pleksiglasa. Koristimo CD box.

Ekspozicija (izloženost svjetlu)

Vrijeme potrebno za ekspoziciju ovisi o debljini sloja fotorezista i intenzitetu izvora svjetlosti. Fotorezist lak POSITIV 20 je osjetljiv na ultraljubičaste zrake, maksimalna osjetljivost javlja se u području valne duljine 360-410 nm.

Najbolje je izlagati pod svjetiljkama čiji je raspon zračenja u ultraljubičastom području spektra, ali ako nemate takvu lampu, možete koristiti i obične jake žarulje sa žarnom niti, povećavajući vrijeme ekspozicije. Nemojte pokretati osvjetljenje dok se osvjetljenje izvora ne stabilizira; potrebno je da se lampa zagrije 2-3 minute. Vrijeme ekspozicije ovisi o debljini premaza i obično iznosi 60-120 sekundi kada se izvor svjetlosti nalazi na udaljenosti od 25-30 cm Staklene ploče koje se koriste mogu apsorbirati do 65% ultraljubičastog zračenja, dakle u takvim slučajevima potrebno je povećati vrijeme ekspozicije. vrhunski rezultati postiže se korištenjem prozirnih ploča od pleksiglasa. Kada koristite fotorezist s dugim vijekom trajanja, vrijeme ekspozicije će možda trebati udvostručiti zapamtite: Fotorezisti su podložni starenju!

Primjeri korištenja razni izvori Sveta:

UV lampe

Izlažemo svaku stranu redom, nakon izlaganja ostavljamo obradak da stoji 20-30 minuta na tamnom mjestu.

Razvijanje izloženog obratka

Razvijamo ga u otopini NaOH (kaustične sode) vidi više detalja na početku članka na temperaturi otopine od 20-25°C. Ako nema manifestacije unutar 2 minute mali O trajanje izlaganja. Ako izgleda dobro, ali se ispere i korisna područja bili ste prepametni s otopinom (koncentracija je previsoka) ili je vrijeme ekspozicije za određeni izvor zračenja predugo ili je fotomaska ​​loše kvalitete nedovoljno zasićena ispisana crna boja dopušta ultraljubičastom svjetlu da osvijetli izradak.

Prilikom razvijanja uvijek vrlo pažljivo, bez napora “valjam” štapićem s vatom po mjestima gdje se treba isprati izloženi fotootpor; to ubrzava proces.

Pranje izratka od lužina i ostataka ljuštenog izloženog fotorezista

Ja to radim ispod slavine s običnom vodom iz slavine.

Fotootpor za ponovno tamnjenje

Stavljamo obradak u pećnicu, postupno podižemo temperaturu i držimo ga na temperaturi od 60-100 ° C 60-120 minuta; uzorak postaje jak i tvrd.

Provjera kvalitete razvoja

Nakratko (5-15 sekundi) uronite obradak u otopinu željezovog klorida zagrijanu na temperaturu od 50-60°C. Brzo isperite tekućom vodom. Na mjestima gdje nema fotorezista počinje intenzivno nagrizanje bakra. Ako slučajno negdje ostane fotorezist, pažljivo ga uklonite mehanički. Prikladno je to učiniti običnim ili oftalmološkim skalpelom, naoružanim optikom (naočale za lemljenje, povećalo A urar, lupa A na stativu, mikroskopu).

Bakropis

Trovamo u koncentriranoj otopini željeznog klorida na temperaturi od 50-60°C. Preporučljivo je osigurati kontinuiranu cirkulaciju otopine za jetkanje. Pažljivo “masiramo” slabo krvareća mjesta vatom na staklenoj šipci. Ako je željezni klorid svježe pripremljen, vrijeme jetkanja obično ne prelazi 5-6 minuta. Radni komad isperemo tekućom vodom.

Ploča urezana

Kako pripremiti koncentriranu otopinu željeznog klorida? FeCl 3 otopiti u lagano (do 40°C) zagrijanoj vodi dok se ne prestane otapati. Filtrirajte otopinu. Treba ga čuvati na hladnom i tamnom mjestu u zatvorenoj nemetalnoj ambalaži staklene boce, Na primjer.

Uklanjanje nepotrebnog fotorezista

Fotorezist sa staza isperemo acetonom ili otapalom za nitro boje i nitro emajle.

Bušenje rupa

Preporučljivo je odabrati promjer vrha buduće rupe na fotomaski tako da kasnije bude prikladno bušiti. Na primjer, s potrebnim promjerom rupe od 0,6-0,8 mm, promjer vrha na fotomaski trebao bi biti oko 0,4-0,5 mm, u tom će slučaju svrdlo biti dobro centrirano.

Preporučljivo je koristiti svrdla presvučena volfram karbidom: svrdla izrađena od brzoreznog čelika se vrlo brzo troše, iako se čelik može koristiti za bušenje pojedinačnih rupa velikog promjera(više od 2 mm), jer su svrdla presvučena volfram karbidom ovog promjera preskupa. Kada bušite rupe promjera manjeg od 1 mm, bolje je koristiti okomiti stroj, jer će se u suprotnom svrdla brzo slomiti. Ako bušite ručna bušilica izobličenja su neizbježna, što dovodi do netočnog spajanja rupa između slojeva. Kretanje odozgo prema dolje okomito bušilica najoptimalniji s gledišta opterećenja alata. Svrdla od tvrdog metala izrađuju se s krutim (tj. svrdlo odgovara točno promjeru rupe) ili debelim (ponekad zvanim "turbo") drškom koji ima standardna veličina(obično 3,5 mm). Kod bušenja svrdlištima s karbidnim premazom važno je čvrsto učvrstiti PCB, budući da takva bušilica, kada se kreće prema gore, može podići PCB, iskriviti okomitost i istrgnuti fragment ploče.

Svrdla malih promjera obično se umetnu ili u stezna čahura (razne veličine), ili u steznu glavu s tri čeljusti. Za preciznu fiksaciju, pričvršćivanje u steznu glavu s tri čeljusti nije najbolje najbolja opcija, I mala veličina bušilice (manje od 1 mm) brzo prave utore u stezaljkama, gubeći dobru fiksaciju. Stoga za promjer svrdla manje od 1 mm, bolje je koristiti steznu glavu. Kako biste bili sigurni, kupite dodatni set koji sadrži rezervne stezne čahure za svaku veličinu. Neke jeftine bušilice dolaze s plastičnim steznim čahurama; bacite ih i kupite metalne.

Da biste dobili prihvatljivu točnost, potrebno je pravilno organizirati radno mjesto, to jest, prvo, osigurati dobro osvjetljenje daske pri bušenju. Da biste to učinili, možete koristiti halogenu žarulju, pričvrstiti je na tronožac kako biste mogli odabrati položaj (osvijetliti desna strana). Drugo, podignite radnu površinu oko 15 cm iznad ploče stola za bolju vizualnu kontrolu nad procesom. Bilo bi dobro ukloniti prašinu i strugotine tijekom bušenja (možete koristiti obični usisavač), ali to nije potrebno. Treba napomenuti da je prašina od stakloplastike koja se stvara tijekom bušenja vrlo jetka i, ako dođe u dodir s kožom, izaziva iritaciju kože. I na kraju, kada radite, vrlo je prikladno koristiti nožni prekidač stroja za bušenje.

Tipične veličine rupa:

• vias 0,8 mm ili manje;
• integrirani krugovi, otpornici itd. 0,7-0,8 mm;
• velike diode (1N4001) 1,0 mm;
• kontaktni blokovi, trimeri do 1,5 mm.

Pokušajte izbjeći rupe promjera manjeg od 0,7 mm. Uvijek imajte barem dvije rezervne svrdla od 0,8 mm ili manje, jer se uvijek pokvare baš u trenutku kada hitno trebate naručiti. Svrdla od 1 mm i veća su mnogo pouzdanija, iako bi bilo dobro imati rezervne za njih. Kada trebate izraditi dvije identične ploče, možete ih bušiti istovremeno kako biste uštedjeli vrijeme. U ovom slučaju, potrebno je vrlo pažljivo izbušiti rupe u središtu kontaktne pločice u blizini svakog kuta PCB-a, a za velike ploče, rupe koje se nalaze blizu središta. Položite ploče jednu na drugu i pomoću rupa za centriranje od 0,3 mm u dva suprotna kuta i klinova kao klinova pričvrstite ploče jednu za drugu.

Ako je potrebno, rupe možete upustiti bušilicama većeg promjera.

Kositrenje bakra na PP

Ako trebate kalajisati staze na tiskanoj ploči, možete upotrijebiti lemilo, meki lem s niskim talištem, fluks na bazi alkohola i kolofonija i pletenicu koaksijalnog kabela. Za velike količine kalajišu u kupkama ispunjenim niskotemperaturnim lemovima uz dodatak topitelja.

Najpopularnija i najjednostavnija talina za kalajisanje je niskotaljiva legura "Rose" (kositar 25%, olovo 25%, bizmut 50%), čija je točka taljenja 93-96 ° C. Pomoću hvataljki postavite ploču ispod razine tekuće taline na 5-10 sekundi i nakon vađenja provjerite je li cijela površina bakra ravnomjerno pokrivena. Ako je potrebno, operacija se ponavlja. Neposredno nakon uklanjanja ploče iz taline, njeni ostaci se uklanjaju gumenom krpom ili oštrim trešenjem u smjeru okomitom na ravninu ploče, držeći je u stezaljci. Drugi način za uklanjanje ostataka Rose legure je zagrijavanje ploče u grijaćoj komori i protresanje. Postupak se može ponoviti kako bi se postigao sloj jednolike debljine. Kako bi se spriječila oksidacija vruće taline, glicerin se dodaje u posudu za kalajisanje tako da njegova razina pokriva talinu za 10 mm. Nakon završenog procesa ploča se opere od glicerina u tekućoj vodi. Pažnja! Ovi postupci uključuju rad s instalacijama i materijalima izloženim visokim temperaturama, stoga je za sprječavanje opeklina potrebno koristiti zaštitne rukavice, naočale i pregače.

Operacija kalajisanja s legurom kositra i olova odvija se slično, ali više toplina talina ograničava opseg primjene ovu metodu u uvjetima zanatske proizvodnje.

Nakon kalajisanja ne zaboravite očistiti ploču od fluksa i temeljito je odmastiti.

Ako imate veliku proizvodnju, možete koristiti kemijsko kositrenje.

Nanošenje zaštitne maske

Radnje s nanošenjem zaštitne maske u potpunosti ponavljaju sve gore napisano: nanosimo fotorezist, sušimo, tamnimo, centriramo masku fotomaske, eksponiramo, razvijamo, peremo i ponovno tamnimo. Naravno, preskačemo korake provjere kvalitete razvijanja, jetkanja, skidanja fotorezista, kalajisanja i bušenja. Na samom kraju masku tamnite 2 sata na temperaturi od oko 90-100°C - postat će čvrsta i tvrda, poput stakla. Formirana maska ​​štiti površinu PP od vanjskih utjecaja i štiti od teoretski mogućih kratkih spojeva tijekom rada. Također igra važnu ulogu u automatskom lemljenju: sprječava da lem "sjedne" na susjedna područja, stvarajući ih u kratkom spoju.

To je to, dvostrana tiskana ploča s maskom je spremna

Morao sam napraviti PP na ovaj način sa širinom staza i korakom između njih do 0,05 mm (!). Ali ovo je već nakitni rad. I bez poseban napor možete napraviti PP sa širinom staze i korakom između njih od 0,15-0,2 mm.

Nisam nanosio masku na ploču prikazanu na fotografijama; nije bilo takve potrebe.

Tiskana ploča u procesu ugradnje komponenti na nju

A evo i samog uređaja za koji je napravljen PP:

Ovo je mobilni telefonski most koji vam omogućuje smanjenje troškova usluga za 2-10 puta mobilne komunikacije za ovo se isplatilo petljati s PP;). PCB sa zalemljenim komponentama nalazi se u postolju. Prije je postojao obični punjač za baterije mobitela.

dodatne informacije

Metalizacija rupa

Možete čak i metalizirati rupe kod kuće. Da biste to učinili, unutarnja površina rupa se tretira s 20-30% otopinom srebrnog nitrata (lapis). Potom se površina očisti brisačem i ploča suši na svjetlu (možete koristiti UV lampu). Bit ove operacije je da se pod utjecajem svjetlosti srebrni nitrat raspada, a srebrne inkluzije ostaju na ploči. Zatim se provodi kemijsko taloženje bakra iz otopine: bakreni sulfat (bakreni sulfat) 2 g, natrijev hidroksid 4 g, amonijak 25% 1 ml, glicerin 3,5 ml, formaldehid 10% 8-15 ml, voda 100 ml. Rok trajanja pripremljene otopine je vrlo kratak; mora se pripremiti neposredno prije upotrebe. Nakon taloženja bakra, ploča se opere i osuši. Ispada da je sloj vrlo tanak, njegova debljina mora se povećati na 50 mikrona galvanskim putem.

Rješenje za nanošenje bakrenja galvaniziranjem:
Za 1 litru vode, 250 g bakrenog sulfata (bakrenog sulfata) i 50-80 g koncentrirane sumporne kiseline. Anoda je bakrena ploča obješena paralelno s dijelom koji se oblaže. Napon treba biti 3-4 V, gustoća struje 0,02-0,3 A/cm 2, temperatura 18-30°C. Što je manja struja, to je proces metalizacije sporiji, ali je premaz bolji.

Fragment tiskane pločice s metalizacijom u rupici

Domaći fotootpornici

Fotorezist na bazi želatine i kalij bikromata:
Prva otopina: 15 g želatine preliti sa 60 ml prokuhane vode i ostaviti da bubri 2-3 sata. Nakon što želatina nabubri, stavite posudu u vodenu kupelj na temperaturu od 30-40°C dok se želatina potpuno ne otopi.
Druga otopina: otopiti 5 g kalijevog dikromata (krompic, svijetlonarančasti prah) u 40 ml prokuhane vode. Otopiti na niskoj razini difuzno osvjetljenje.
Ulijte drugu u prvu otopinu uz snažno miješanje. Dodajte nekoliko kapi u dobivenu smjesu pomoću pipete. amonijak dok se ne dobije boja slame. Emulzija se nanosi na pripremljenu ploču pod vrlo slabim svjetlom. Ploča se suši dok ne postane neljepljiva na sobnoj temperaturi u potpunom mraku. Nakon izlaganja, isperite ploču pri slabom ambijentalnom svjetlu u toploj tekućoj vodi dok ne uklonite nepotamnjelu želatinu. Da biste bolje procijenili rezultat, možete obojiti područja s neuklonjenom želatinom otopinom kalijevog permanganata.

Poboljšani domaći fotootpor:
Prva otopina: 17 g ljepila za drvo, 3 ml vodene otopine amonijaka, 100 ml vode, ostaviti da bubri jedan dan, zatim zagrijavati u vodenoj kupelji na 80°C dok se potpuno ne otopi.
Druga otopina: 2,5 g kalijevog dikromata, 2,5 g amonijevog dikromata, 3 ml vodene otopine amonijaka, 30 ml vode, 6 ml alkohola.
Kada se prva otopina ohladi na 50°C, ulijte drugu otopinu u nju uz snažno miješanje i filtrirajte dobivenu smjesu ( ovaj i sljedeći postupci moraju se izvoditi u zamračenoj prostoriji, sunčeva svjetlost neprihvatljivo!). Emulzija se nanosi na temperaturi od 30-40°C. Nastavite kao u prvom receptu.

Fotorezist na bazi amonijevog dikromata i polivinil alkohola:
Pripremite otopinu: polivinil alkohol 70-120 g/l, amonijev dikromat 8-10 g/l, etanol 100-120 g/l. Izbjegavajte jaku svjetlost! Nanosi se u 2 sloja: prvi sloj se suši 20-30 minuta na 30-45°C, drugi sloj se suši 60 minuta na 35-45°C. Razvijač 40% otopina etilnog alkohola.

Kemijsko kalajisanje

Prije svega, ploču je potrebno probrati kako bi se uklonio nastali bakreni oksid: 2-3 sekunde u 5% otopini klorovodične kiseline, nakon čega slijedi ispiranje u tekućoj vodi.

Dovoljno je jednostavno izvršiti kemijsko kalajisanje uranjanjem ploče u vodenu otopinu koja sadrži kositrov klorid. Oslobađanje kositra na površini bakrene prevlake događa se kada se uroni u otopinu soli kositra u kojoj je potencijal bakra elektronegativniji od materijala prevlake. Promjena potencijala u željenom smjeru olakšava se uvođenjem aditiva za kompleksiranje, tiokarbamida (tiourea), u otopinu soli kositra. Ova vrsta otopine ima sljedeći sastav (g/l):

Među navedenima, najčešće su otopine 1 i 2. Ponekad se predlaže korištenje kao surfaktanta za 1. otopinu deterdžent"Napredak" u količini od 1 ml/l. Dodavanje 2-3 g/l bizmut nitrata drugoj otopini dovodi do taloženja legure koja sadrži do 1,5% bizmuta, što poboljšava sposobnost lemljenja premaza (sprječava starenje) i uvelike produljuje vijek trajanja gotovog PCB-a prije lemljenja. komponente.

Za očuvanje površine koriste se aerosolni sprejevi koji se temelje na sastavima za fluksiranje. Nakon sušenja, lak nanesen na površinu obratka stvara jak, gladak film koji sprječava oksidaciju. Jedna od popularnih supstanci je "SOLDERLAC" iz Cramolina. Naknadno lemljenje se izvodi izravno na obrađenu površinu bez dodatnog uklanjanja laka. U posebno kritičnim slučajevima lemljenja, lak se može ukloniti otopinom alkohola.

Umjetne otopine za pokositrenje s vremenom se kvare, osobito kada su izložene zraku. Stoga, ako rijetko imate velike narudžbe, pokušajte odjednom pripremiti malu količinu otopine, dovoljnu za kalajisanje potrebne količine PP-a, a preostalu otopinu pohranite u zatvorenu posudu (boce koje se koriste u fotografiji koje ne omogućavaju prolaz zraka idealni su). Također je potrebno zaštititi otopinu od onečišćenja, što može uvelike pogoršati kvalitetu tvari.

Zaključno, želim reći da je ipak bolje koristiti gotove fotoreziste i ne mučiti se s metalizirajućim rupama kod kuće; ipak nećete postići dobre rezultate.

Puno hvala kandidatu kemijskih znanosti Filatov Igor Evgenijevič za konzultacije o pitanjima vezanim uz kemiju.
Također želim izraziti svoju zahvalnost Igor Čudakov."

Visokokvalitetna instalacija ključ je pouzdanosti i dug rad jedan ili drugi uređaj. U ovom članku pokušat ću ukratko i detaljno objasniti cijeli proces izrade tiskanih pločica. LUT metoda je najpristupačnija od svih postojećih, vjerojatno su mnogi čuli taj naziv, a mnogima je i poznat, jer više od pola Ljudi koji su strastveni prema elektronici koriste ovu tehnologiju za izradu tiskanih ploča kod kuće.

Sve što trebate za izradu prilično kvalitetnih tiskanih ploča kod kuće je laserski pisač, glačalo - po mogućnosti domaće, i, naravno, komad folije od stakloplastike. Šablonu točnih dimenzija potrebno je isprintati na laserskom pisaču (naime laserskom), obavezno koristiti najtamniju moguću nijansu, zatim pažljivo izrezati šablonu.

U isto vrijeme, mnogi savjetuju ispis predloška na foto papiru, ali ja osobno nikad nisam koristio foto papir (i nemam laserski pisač, svaki put moram trčati u najbliži internetski klub), u mom slučaju, običan A4 papir.

Nakon ove radnje potrebno je pripremiti ploču, a za to prvo što trebate učiniti je izrezati fiberglass na veličinu vaše ploče, zatim finim brusnim papirom temeljito očistiti površinu folije do sjaja, zatim isprati foliju otapalom ili acetonom. Nakon toga odmah započinjemo proces.

Zagrijavamo peglu. U početku sam savjetovao korištenje domaćih, razlog je prilično jednostavan - markirana glačala nemaju glatko dno i nemaju veliku težinu, ali domaće su ono što vam treba. Predložak ravnomjerno položimo na ploču tako da toner bude okrenut prema strani folije, zatim pažljivo počnemo glačati ploču. Za one koji rade prvi put, savjetujem vam da popravite predložak u odnosu na ploču kako ne biste završili s krivom pločom.

Peglati je potrebno 90 sekundi (ja osobno to radim), nakon čega isključimo peglu i pustimo da se daska ohladi jednu do dvije minute, zatim donesemo posudu s vodom i tamo bacimo dasku na nekoliko minuta, nakon koju pažljivo odstranimo bez grebanja noktima pomoću papira.

Rezultat je gotovo gotov proizvod; na mjestima gdje se tonik ne drži dobro ili ga uopće nema, možete ga prekriti običnim lakom za nokte ili manikurom. Da biste to učinili, uzmite lak, čačkalicu i završite bojanje ploče. Ostavite manikuru ili lak da odahne 15-30 minuta (ovisno o konkretnom laku). Dalje se morate pripremiti za posljednja faza– bakropis, o tome ćemo dalje...

Nakon predloška nanesena na površinu folije od fiberglasa, vrijeme je da započnete proces graviranja ploče - ova faza je najlakša. Neki ljudi koriste bakreni sulfat za jetkanje, drugi koriste željezni klorid, u mom kraju je sve to luksuz, pa morate koristiti alternativnu metodu jetkanja tiskanih ploča.
Prvo malo o sastojcima. Sve što nam treba je žličica kuhinjske soli, limunska kiselina (2 paketića po 40 Gy) i vodikov peroksid - 3% otopina.

Gdje sve to mogu nabaviti? Kuhinjska sol se može ukrasti vlastitu kuhinju, vodikov peroksid se prodaje u bočicama od 100 mg u svakoj ljekarni (trebaju nam 2 boce), ali limunsku kiselinu možete kupiti u bilo kojoj trgovini.

Zatim morate potražiti odgovarajuću posudu - plastiku, staklo ili emajl. U ovoj posudi pomiješajte sve naše sastojke i u otopinu dodajte 20-50 ml obične vode iz slavine. Na kraju preostaje samo baciti našu ploču u rješenje.

Nakon 40-60 minuta ploča će biti urezana. Nedostatak ovog rješenja je što je dovoljno za 2-3 ploče veličine kutije cigareta, u biti gotovo jednokratno rješenje, ali dostupno svima.

Ostaje još samo - to znate bolje od mene - bušenje rupa za komponente, kalajisanje staza (po želji, ali savjetujem da sloj kositra čuva bakrene staze od oksidacije) i završna montaža elektroničkih komponenti.

LUT metoda omogućuje vam dobivanje prilično kvalitetnih staza debljine do 0,3-0,5 mm, stoga uz njegovu pomoć možete izraditi tiskane ploče gotovo industrijske kvalitete, ali ako izrađujete ploču, recimo, za površinska montaža (u slučaju sastavljanja digitalnih uređaja ove ili one vrste), gdje su uključeni procesori i integrirani krugovi s brojnim malim pinovima, tada LUT metoda nije najbolja opcija, zatim modernija i kvalitetnija metoda izrade tiskane ploče dolazi u pomoć - fotorezist.