Что такое травление платы

Травим печатную плату (пособие для детей дошкольного возраста)

Отмеряем воды, воду берем сильно теплую. Если весов нет, а банка с хлорным железом у вас примерно такая же — половина банки на 400мл примерно получается.

Перемешиваем. Раствор из-за химической реакции становится горячим, что нам только на руку. Выливаем в кювету, лоток или чего там вы там на кухне стащили, кладем плату медью вниз.

Периодически потряхиваем плату в растворе, чтобы медь лучше оседала.

На светлом текстолите на просвет хорошо видно качество травки

Закончили! Весь процесс занимает около 15 минут.

Идем моем плату, пластиковой щеткой жесткой смываем краску с дорожек. Чтобы краска не повредилась на лицевой стороне — подложите что-нибудь мягкое

Если где-то медь плохо блестит, окислы видны — возьмите тысячную шкурку, пройдитесь несильно по дорожкам.

Травление печатной платы

Сталкиваясь с разработкой печатной платы впервые или стараясь минимизировать затраты при ежедневной работе с электроникой, разработчики стараются найти более доступные альтернативы в каждом этапе изготовления. В данной статье мы расскажем вам самые популярные методы травления печатных плат и разберем преимущества и недостатки каждой из них.

Для чего же необходимо травление?

В большинстве случаев, необходимо для снятия поверхностного слоя жировой пленки или загрязнений и для выявления структуры материалов. В художественной обработке металлов — для нанесения рельефного рисунка. На производстве печатных плат и интегральных схем (методом фотолитографии) таким образом формируются дорожки и контактные площадки. Также изготавливаются мембраны, путем вытравливания отверстий. Иногда таким образом полируют поверхность после неудачной механической обработки.

Чтобы разобраться, для чего необходимо травление, рассмотрим вкратце основные этапы разработки печатных плат:

1. Подготовка заготовки для нанесения защитного слоя. Весь процесс сводится к очистке и обезжириванию поверхности. В зависимости от степени загрязнения применяют несколько вариантов очищения, соответственно, чем чище, тем проще. Если заготовка не сильно загрязнена, то достаточно вымыть ее абразивной щеткой или мочалкой, при необходимости добавив мелкодисперсный абразивный порошок.

Но если обнаружена толстая оксидная пленка, ее потребуется убирать раствором хлорного железа и обрабатывать на протяжении 5 секунд. После, обязательно промыть под холодной проточной водой.

Чтобы обезжирить поверхность — протрите ее тканью, не оставляющей ворс (отлично подходит микрофибра), смоченную в ацетон, спирт или бензин. Следите за качеством смеси, чтобы в них не было никаких дополнительных примесей. После обработки промойте заготовку под проточной водой. Если на поверхности капель не осталось, значит обезжиривание прошло успешно.

В зависимости от используемого метода, этапы могут добавляться или меняться.

Травление и основные химические способы

Основные виды:

• химическое;
• электрохимическое;
• ионно-плазменное.

Чаще всего применяется химический способ, как самый простой и доступный. Рассмотрим более детально процесс травления:

• сначала шлифуется или обезжиривается поверхность;
• далее травитель (или электролита) вступает в реакцию с поверхностным слоем;
• по окончанию процедуры очищаем поверхность от остаточного материала растворителем.

Не пренебрегайте соблюдением мер безопасности, так как при травлении металлов может выделяться водород.

Во избежание порчи заготовки, требуется защищать поверхность и края специальными масками. При длительном взаимодействии с травителем, на краях маски может стравливаться материал.

На некоторых участках химическая реакция может отличаться по скорости от основной площади. Из-за этого травление бывает селективным.

Различают множество способов удаления меди с незащищенной маской участков. Рассмотрим основные.

· Водный раствор хлорного железа. Считается самым популярным травителем.

Способ приготовления: В теплой воде H2O (300 мл) разводится 100 грамм хлорного железа FeCl3. Должна получиться насыщенная золотисто-желтая жидкость. Чем насыщенней эмульсия, тем быстрее будет проходить процесс, но обычно занимает от 15 до 60 минут. Также на скорость влияет перемешивание (можно использовать компрессор, который постоянно перемешивает жидкость) и температура (можно периодически подогревать). После окончания процедуры, необходимо тщательно промыть плату под водой, лучше применить мыло, чтобы удалить остатки. Остаток можно сохранить в герметичной таре и применить несколько раз.

Из недостатков можно отметить невысокую скорость процесса и образование отходов на поверхности платы. Следует быть аккуратным, при работе с данным методом, так как при попадании на любые предметы появляются трудноудаляемые желтые пятна.

· Азотная кислота (HNO3) — редко применяется из-за высокой испаряемости, резкого запаха, сильной гигроскопичности. Для использования потребуется развести кислоту с водой в соотношении 1/3.

Главное не забывайте о последовательности смешивания. Кислота наливается в воду, а не наоборот. Прежде чем опускать заготовку в травитель, проверьте на момент полного высыхания лака, защищающего дорожки. В противном случае раствор разъест и его. Весь процесс занимает не более 5 минут, почему его и применяют. Соблюдайте меры предосторожности в работе с азотной кислотой.

· Медный купорос (CuSO4) и поваренная соль (NaCl) и в воде. Применяют достаточно редко, из-за выделения яда и медленного протекания процесса (до 8 часов).

В пол литрах воды, нагретой до 50 градусов, растворяют 100 грамм соли, затем добавляют 50 грамм медного купороса. Чтобы травление протекало быстрее, необходимо поддерживать температуру до 80 градусов.

· Серная кислота (H2SO4) и перекись водорода (H2O2). Стравливание происходит в течение часа. Возможно повторное использование, если хранить в темном месте и в не герметичной таре. Обладает возможностью к регенерации, путем добавления перекиси.

В 300 мл серной кислоты в воде добавляют 4 таблетки гидроперита. Температура должна сохраняться комнатная, а раствор — периодически перемешивать. Тщательно следите за соотношением составляющих. Если не хотите получить замедленную реакцию, то следите, чтобы не появлялись пузырьки, означающие переизбыток перекиси водорода.

· Персульфат аммония ((NH4)2S2O8). Для приготовления потребуется растворить 35 гр кристаллического вещества в 65 гр воды. На весь процесс уходит порядка 10 минут. Для оптимального действия требуется поддерживать температуру около 40 градусов, периодически помешивать.

· Лимонная кислота в перекиси водорода. Самый популярный метод. Все благодаря своей невысокой стоимости, быстрой работе и бережному отношению к фоторезисту.

Для качественного протекания процесса, нужно налить в небольшую ванночку 100 мл перекиси водорода, опустить в нее плату и засыпать 30 гр лимонной кислоты. Реакция произойдет моментально. Травление происходит очень быстро, но если подогреть, то процесс ускорится. Также для ускорения добавляют 3 гр соли, которая усиливает реакцию. Стравливание происходит равномерно. Жидкость быстро меняет свой цвет из прозрачного в синий. Чтобы понять время окончания, надо периодически споласкивать плату или слегка пошевелить ванночку.

Из недостатков можно отметить постоянное выделение газов, которое может раздражать дыхательные пути и глаза. Если решили нагревать раствор, то рекомендуется выполнять эту процедуру на свежем воздухе. Следите за температурой, так как при сильном нагреве возможна излишняя агрессия и взрыв.

Эмульсия не хранится. Регенерация возможна, но не необходима, так как гораздо проще приготовить новую порцию, учитывая ее невысокую стоимость. И рассчитать пропорции тоже легче. Не оставляет несмываемых следов.

Независимо от выбранного вам метода, не забывайте придерживаться правил безопасности, особенно работая с ядами и кислотами. Лучший вариант работать на открытом воздухе.

Травление печатных плат – Советы и руководство по травлению печатных плат

О Травление печатных плат, Вы до сих пор искали скрытые секреты травления печатных плат? Тогда Вы действительно попали в нужное место. Мы проведем Вас через весь процесс травления.

Как Вы, возможно, знаете травление печатной платы сосредоточено на методе вычитания, используемого при производстве печатных плат.

В этом руководстве мы подробно расскажем о ручке, травящем растворе, комплекте, программном решении, способах обработки, оборудовании и т. д. Всё это используется при травлении печатных плат. После того, как Вы успешно изучите это руководство, мы покажем Вам идеальное место, где можно получить материалы для печатных плат. А теперь перейдем к делу.

Травление печатных плат

1.1 Что такое травление печатных плат?

Травление печатной платы определяется просто как избирательное удаление материала с поверхности печатной платы с помощью химического воздействия травителя. Травление обычно влечет за собой удаление медных участков, которые не нужны на готовой печатной плате. Процесс травления может быть осуществлён, путём размещения покрытия, которое может экранировать части ламината и тем самым исключить слой меди. Травление печатной платы — это простая и экономичная процедура, которую можно проводить дома или в лаборатории.

1.2 Ручка для травления печатной платы

Ручка для травления печатных плат больше похожа на водонепроницаемую ручку с перманентными чернилами. Чернила, содержащиеся в ручке для травления печатных плат, обладают свойствами, стойкими к травлению. Ручка имеет нейлоновый наконечник, что позволяет быстро изготавливать печатные платы. Примером может служить его использование на медной печатной плате. Схемы могут быть нарисованы на простом медном слое, а затем вытравлены в растворах хлорида железа или травителя. Им дают высохнуть в течение нескольких минут, затем погружают плату в травильную жидкость. Затем стоит убедиться, что медь растворилась. После травления чернила могут быть удалены с помощью чистящей жидкости или очистителя печатных плат. После того, как эти процессы были успешно выполнены, печатная плата готова к сверлению и сборке.

1.3 Кислота для травления печатных плат

Химические вещества для травления печатных плат, используемые в промышленности

В этом разделе мы рассмотрим это

1.4 Медное травление печатной платы

Чтобы избавиться от нежелательной меди на медных подложках для формирования электронных схем, рассматривается два метода. Они включают:

Механическое травление: при механическом травлении используются специальный резак и станок для удаления узкой полоски меди с границы каждой контактной площадки и дорожки. При этом элементы схемы электрически отделяются от остальной фольги.

Химическое травление: химическое травление зависит от активности коррозионной жидкости, которая разрушает нежелательную медь для прояснения желаемой схемы. В процессе химического травления оно обычно выполняется путем полного погружения платы в химикат. Травильный резист используется для защиты желаемой меди от травящего вещества.

Набор для травления печатных плат

Набор для травления печатной платы состоит из различных инструментов (сочетающих подходящие материалы с химическими веществами). Они могут быть использованы при изготовлении печатной платы с нуля до завершения. Итак, Вы знакомы с основами проектирования печатных плат. Начинающим часто бывает сложно выбрать подходящие инструменты для травления при изготовлении печатной платы. Единственное различие, которое можно сделать с помощью инструментов, — это выбрать лучшее из множества доступных на рынке.

Хотя соединение инструментов и химикатов всё равно может не дать идеального результата. Потому что химические вещества могут быть не в сбалансированном соотношении или материалы могут подходить неидеально. Трудно достать маленькие сверла для проделывания отверстий в печатной плате. И по этой причине в комплект травления печатной платы входят необходимые сверла. В комплект травления печатных плат некоторых стартеров входит небольшой сверлильный двигатель постоянного тока, который можно использовать для изготовления отверстий. Соотношение количества материала должно быть тщательно подобрано, чтобы избежать ненужных компонентов. Со временем навыки изготовления печатных плат могут быть усовершенствованы.

Раствор для травления печатных плат

Когда мы говорим о самом дешёвом и доступном растворе для травления печатных плат, мы имеем в виду хлорид железа. Хлорид железа доступен в жидком виде или же в концентрированном, который затем нужно разбавить. При использовании этого раствора, погрузите Вашу печатную плату в жидкость, подождите немного и проверьте, насколько он подействовал.

Хотя нагревание жидкости может помочь, это всё же не обязательно. Хлорид железа дешевый, но его нельзя использовать повторно. Более того, он является экологически небезопасным. Поэтому после использования очень важно правильно утилизировать его на свалке отходов.

Другое решение — персульфат аммония, который доступен для травления меди в печатной плате. Он часто используется при травлении печатных плат. Персульфат аммония — это порошкообразное вещество, которое требует добавления воды для превращения его в раствор. Для эффективного травления меди раствор необходимо поддерживать в горячем состоянии. Персульфат аммония разлагается при нагревании.

По этой причине обязательно добавлять новый раствор каждый раз, когда нужно протравить медь. Также следует соблюдать правила безопасного обращения с химикатом. Опасность персульфата аммония заключается в том, что он может вызывать раздражение кожи.

Далее перечислены материалы, необходимые для успешного травления персульфатом аммония. Это защитные очки, перчатки, маска, стеклянные емкости, дистиллированная вода, весы, пластиковая ложка, персульфат аммония, стеклянная палочка для перемешивания.

Процесс травления печатных плат

Процесс травления включает в себя аккуратное нанесение рисунка на металл с помощью материала, который может сопротивляться растворяющему действию кислоты. Металлы защищены в областях, где применяется этот резист и травятся в областях, где они не вызывают рельефного рисунка. В этой статье для описания процесса травления будет использоваться бумага «press ‘n’ peel» (бумага PNP).

Бумага PNP представляет собой универсальный резист и разновидность синей ацетатной пленки. У бумаги две стороны: одна сторона блестящая, другая – матовая. Матовая сторона используется для переноса узоров или изображений на металл. Рисунок будет передаваться как зеркальное отражение. Поэтому, если направление рисунка является существенным или включает в себя буквы, может потребоваться сначала скопировать рисунок. Это для того, чтобы очистить ацетат, и перевернуть его, чтобы он был перевернут на бумаге PnP.

4.1 Материалы, используемые в качестве резиста

Для сопротивления могут использоваться различные материалы, в том числе:

Черный перманентный маркер и резиновые штампы

Нажимные буквы, кружевные наклейки и т. д.

Кроме того у нас есть традиционные виды резиста, к ним относятся:

3. Лак для ногтей

6. Бумага для контактного копирования

8. Резиновый клей

Здесь выделены материалы, необходимые для травления печатных плат. Важно отметить, что наличие материалов для работы может привести к более эффективному положительному результату. Такие материалы:

1. Хлорид железа

3. Металлические ножницы

4. Ювелирная пила

5. Лазерный принтер или копировальный аппарат с тонером на угольной основе

6. Латунь, медь или никель для травления калибра 18, 20 или 22

9. Термостойкая поверхность

10.Губка для промывания

11. Черный перманентный маркер

12. Наждачная бумага

13. Лак для ногтей

14. Бумага для контактного копирования

15. Нитриловые перчатки

16. Пенополистирол толщиной 1 дюйм

17. Двухсторонний скотч

18. Стеклянная посуда или одноразовый пластиковый контейнер, минимум 6 дюймов (15,2 см 2 )

19. Защитные очки и респиратор

21. Пищевая сода

22. Эфир уксусной кислоты

23. Латунная щетка

4.2 Этапы процесса травления печатных плат

1: Перенесите свой дизайн на PNP бумагу

Итак, предпочтительный дизайн переносится на матовую сторону бумаги PNP с помощью копировального аппарата. Копировальный аппарат настроен таким образом, что получается самое темное изображение без смазывания чётких участков. Дизайн или изображение, которое было скопировано, будет служить резистом на металле. Идеальное тепло, необходимое для переноса рисунков или изображений с помощью бумаги PNP, определяется чуть ниже определенной температуры. Температура, при которой защитная пленка на бумаге PNP начинает деформироваться или разрушаться под давлением. В связи с этим важно провести предварительный тест утюгом, поскольку они различаются по температуре. При переносе рисунка на металл целесообразнее использовать утюг на один или два режима ниже максимума.

2: Обработка металла

Часто ювелирная пила или ножницы по металлу используются для резки металла, чтобы он почти соответствовал изображению или дизайну. Убедитесь, что металл ровный, и очистите его поверхность наждачной бумагой или губкой. Промойте водой, просушите и протрите поверхность металла спиртом непосредственно перед прикреплением бумаги PNP. А также убедитесь, что Вы держите металл за края при выполнении этой операции.

3: Применение PNP

Когда Вы режете металл, следите за тем, чтобы он не ложился идеально по выкройке. Обязательно оставьте металлическую кайму около 6,5 мм вокруг шаблона. Вырежьте шаблон или изображение из бумаги PNP и поместите металл на термостойкую поверхность. Поместите бумагу PNP на металл матовой стороной вниз и нагрейте всю поверхность утюгом. Во время этого процесса медная пластина становится очень горячей, проявляя изображение через пленочную основу бумаги.

4: Отделите бумагу PnP от металла

Подождите некоторое время, пока металл не остынет. Затем отделите бумагу PnP от металла и будьте достаточно внимательны, чтобы сделать вывод, что узор перенесся правильно. В противном случае положите бумагу PnP в исходное положение и снова нагрейте, пока Вы не будете удовлетворены результатом.

5: Приготовьтесь к травлению

С помощью контактной бумаги накройте заднюю сторону металла и нанесите покрытие на края, чтобы предотвратить их травление. Можно использовать такие средства, как лак для ногтей, и т. д. Возьмите кусок пенополистирола, также известного как пенополистирол, и прикрепите его к задней части металла с помощью двустороннего скотча. Убедитесь, что помещение хорошо проветривается. На протяжении всего процесса носите фартук, защитные очки и перчатки.

6: Травление металла

Поместите достаточное количество хлорида железа в пластиковый контейнер, чтобы металл всплыл. Осторожно встряхните пластиковый контейнер, накройте его и оставьте металл на несколько часов. Неглубокое травление может быть достигнуто за 35-45 минут.

7: Снимите PnP и очистите металл

Избегайте удаления металла с хлорного железа голыми руками, лучше наденьте нитриловые перчатки или используйте пластиковые щипцы при выполнении этого процесса. Чтобы нейтрализовать хлорид железа, погрузите металлическую пластину в раствор, состоящий из 2 стаканов воды и четверти стакана пищевой соды. Промойте в чистой воде и удалите скотч. PnP следует удалить с помощью губки для чистки и ацетона. Финальный шаг выполняется латунной щеткой и мыльной водой.

Травление печатных плат своими руками

К преимуществам травления печатных плат относится долговечность и относительная простота соединения. В процессе травления медь удаляется с участков платы, за исключением участков, где имеются проводные соединения. Первый шаг после получения полного материала — это знание того, как проектировать печатную плату. Вы можете спроектировать свою печатную плату с помощью Eagle, выполнить необходимые операции на вашем компьютере (удалить лишние детали с платы.

Выберите параметр слоя и снимите галочки со всех полей, которые не являются обязательными, таких как место, имя, происхождение. Ценности. Теперь экспортируйте файл платы как изображение. Для этого откройте плату в eagle и выберите File> Export> Image. Выберите монохромный вариант и сохраните изображение, распечатайте печатную плату с помощью лазерного принтера. Далее следуют другие операции, такие как травление, сверление и пайка, а затем и тестирование.

Процесс лазерного травления печатных плат

Когда вы делаете печатную плату на заказ, у Вас небольшой выбор. Вы можете самостоятельно спаять что-нибудь с помощью перфорированной платы или не спешить и заказать печатную плату. Мы будем обсуждать использование лазера мощностью 40 Вт для выжигания краски, обнаруживая медь, которая теперь удалена. На первом этапе плата покрывается отдельными слоями черной аэрозольной краски. Затем даётся время, чтобы она полностью высохла.

Когда лазерный обработка завершена, используется хлорид железа для его травления. Отверстия, образованные в процессе травления меди, теперь можно вырезать с помощью лазера. Этот процесс проходит намного быстрее при работе с химическим травителем по сравнению с процессом фоторезиста.

Установка для травления печатных плат

Станок для лазерного травления печатных плат может быть использован для удаления любого ненужного материала на печатной плате в процессе травления. Вы можете сделать это, просто распылив на участки, которые нужно удалить, и с помощью травильной машины удалите ненужные участки.

7.1: Станок для лазерного травления печатных плат

Обратите внимание, что большинство лазерных граверов используют для печати векторные файлы. Однако прежде чем приступить к печати, Вам нужно составить правильную схему компонентов и построить трассировки. Затем следует использовать станок для травления печатных плат, чтобы вырезать все, что, по вашему мнению, не является частью дорожки. Чтобы лазер мог вырезать все остальное, кроме дорожки, рекомендуется сделать фон черным, если Ваша плата белая. Было бы полезно, если бы Вы затем нарисовали линии размером 1,5 пт, самые маленькие линии, на плате для травления. В случае, когда Вы делаете двухстороннюю плату, убедитесь, что все выровнено, и постарайтесь быть эффективными.

Использование лазера дает прекрасные результаты, но Вы, возможно, не готовы травить свою доску. Убедитесь, что любые остатки краски, оставшиеся на меди, протравлены, иначе раствор не сможет протравить плату. Чтобы удалить краску, Вам может потребоваться смочить ватную палочку изопропилом или этилом и распределить ее по открытой поверхности меди. Он помогает полировать медь и подготавливает ее к травлению. Вы можете использовать растворитель для краски или ксилол, чтобы удалить стойкую черную краску на плате. Это оставляет Вас с блестящей схемой, которая готова к травлению.

В настоящий момент у печатных плат широкий спектр применения. Следовательно, требуется, чтобы они были соответствующим образом помечены, если Вы хотите, чтобы они оставались эффективными. Лазерная маркировка упрощает Вашу работу. Она не требует использования химикатов или красок и позволит вам последовательно маркировать доску и упростить травление.

7.2: Автоматическая машина для травления печатных плат

Машина для травления печатных плат была изобретена, чтобы помочь в процессе травления путем наиболее эффективного и действенного растворения печатных плат. С помощью этой машиной Вам больше не нужно растворять печатную плату вручную, перемещая емкость с растворителем. Для травления печатной платы вручную требуется использование HCL и воды. Затем печатную плату следует поместить на лоток или в сосуд для травления. К сожалению, этот процесс идет медленно и подвержен авариям и разливам. В некоторых случаях желаемая печатная плата может быть повреждена.

Именно на этом фоне был изобретен растворитель для печатных плат, который может помочь растворить медь в печатной плате. Машина для травления печатных плат работает, перемещая подготовленный раствор травителя через аэрацию, чтобы ускорить травление печатной платы. работает в зависимости от размера Вашей печатной платы. Машина способна травить десять печатных плат в час. По сравнению с тем, что может быть выполнено, а именно 6 печатных плат в час, можно сделать вывод. А именно, что PEM более эффективен и увеличивает производство печатных плат. Кроме того, машина заряжает травильный раствор, который опасен при вдыхании.

7.3: Машина для травления печатных плат своими руками

Создание станков для травления поможет Вам сэкономить деньги и время. Вы можете построить его, используя контейнер для моющего средства длиной 25 см, шириной 13 и высотой 6 см. Затем нужно будет использовать нож, чтобы вырезать область, где Вам нужно будет разместить печатную плату. Для достижения наилучших результатов Вам может потребоваться оставить немного места на краю контейнера. Это важно, поскольку предотвращает выливание травильного раствора.

Использование этого метода позволяет использовать наименьшее количество хлорида железа. Для печатной платы размером 9 x 7 см потребуется одна чайная ложка хлорида железа, которую следует разбавить 70 мл воды. Это образует травильный раствор, который можно использовать для травления любой печатной платы, если она полностью погружена в воду.

Создание системы моторного привода

Это самая сложная часть, но она довольно проста, если следовать следующим советам.

Во-первых, всё, что Вам нужно сделать, это купить деревянную балку для локального оборудования. Отрежьте его до необходимого размера и сделайте опорную балку. Закрепите двигатель на балке и основании. Отрежьте еще один деревянный брус длиной 15 см и прибейте его к краю коробки. Он фиксирует двигатель на месте. Устанавливаемый двигатель должен быть 12В постоянного тока с умеренной скоростью, которую можно легко контролировать. Вам может понадобиться автомобильный стеклоподъемник, чтобы управлять машиной. Используйте винты, чтобы удерживать стеклоподъемник автомобиля и шестерни на месте. Конечный продукт будет выглядеть, как показано ниже.

Затем Вы можете добавить таймер и стопорный переключатель, которые позволят управлять платой, что поможет ей остановиться в заранее заданном положении. Это позволяет Вам оставить машину, которая выполняет работу и остановиться в заданное время.

Отображение процесса травления печатной платы

Заключение

Итак, серьёзно! Травление может стать разочаровывающим, если Вы не знаете, как с ним справиться. И я считаю, что с этим руководством Вы уже кое-что поняли. Многие схемы могут быть протравлены одновременно. Схемы могут быть очень компактными, так как идентичное травление приводит к идентичным схемам — это некоторые преимущества травления печатной платы. Однако чрезмерное травление может произойти в результате дисбаланса соотношения протравливания меди, которое требуется по всей плате. Но эту проблему можно устранить, добавив вспомогательный катод, чтобы сбалансировать его и уменьшить количество используемого травителя.

Как и было обещано ранее, мы укажем Вам идеальное место для получения материалов для травления печатных плат. Мы не только продаем то, что продаем, но также даем гарантию и оптимальное качество.

Сделайте шаг и свяжитесь с нами сегодня. Вы можете попросить рассчитать стоимость, и если есть волнующие Вас вопросы или предложения, пожалуйста, не стесняйтесь передать их нам.

Технология изготовления печатных плат химическим способом

При химическом способе изготовления печатных плат на фольгированный гетинакс (стеклотекстолит) наносят рисунок печатных проводников (маска) и заготовка помещается в травильный раствор. За счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.

Технология изготовления печатных плат химическим способом состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка фольгированного стеклотекстолита.
2. Нанесение рисунка печатных проводников.
3. Травление.
4. Сверление отверстий.
5. Лужение.

Подготовка фольгированного стеклотекстолита

Для начала нужно отрезать кусок фольгированного стеклотекстолита по размерам будущей платы. Делать это лучше с небольшим припуском. Для резки фольгированного стеклотекстолита можно использовать один из следующих инструментов:

1. Ножовка по металлу.
2. Гравер с отрезным кругом.
3. Канцелярский нож. Принцип раскройки такой же, как и при работе со стеклорезом – в несколько проходов наносится линия отреза, затем материал просто отламывается.

Рис. 1 — Заготовка печатной платы

Снимите заусеницы по краям заготовки напильником и обработайте наждачной бумагой. Также следует притупить углы. Эти операции позволят избежать ранений в последующих операциях с заготовкой.

Наложите чертеж печатной платы на заготовку со стороны фольги и закрепите на обратной стороне скотчем или изоляционной лентой. Накерните места монтажных и крепежных отверстий. Это позволит добиться большей точности сверления. После кернения снимаем рисунок печатной платы.

Нанесение рисунка печатных проводников

Химический способ изготовления печатного монтажа имеет несколько разновидностей, отличающихся методом нанесения изображения печатного монтажа на фольгированную заготовку. Рисунок печатного монтажа может быть выполнен:

• ручным (рисовальным) способом с помощью кисточки и рейсфедера;
• с помощью липкой ленты;
• с помощью самоклеющейся пленки.

Для рисования дорожек хорошо подходят:

• любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом.
• нитрокраска, с растворенным в ней порошком канифоли (обеспечавает на какое-то время после высыхания пластичность для корректировки и не дает краске «отстать» в случае травления горячими растворами).
• асфальтобитумный лак, растворенный до нужной консистенции ксилолом.

В качестве инструмента для рисования дорожек можно использовать:

• стеклянный или металлический рейсфедер,
• одноразовый шприц,
• перманентный маркер;
• зубочистка.

Рис. 2 — Рейсфедеры

Возможно изготовление рейсфедеров самому. Для этого можно взять тонкостенную стеклянную трубку и растянув на пламени (над газовой плитой) сломать её посередине. Затем обломанный кончик «довести» на мелкой шлифовальной шкурке. Далее, разогрев над тем же пламенем, согнуть кончик до нужного угла.

Так же можно использовать для рисования и одноразовые шприцы. Лак набирается в одноразовый шприц (1-2 мл) и ставится тонкая игла. Иглу перед установкой необходимо обработать надфилем, так, чтобы края были ровные (убрать острый конец). Со стороны поршня можно вставить еще одну иглу для прохода воздуха внутрь шприца.

Поверхность фольги нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды.

Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера .Перед тем как начать рисовать дорожки печатного монтажа, необходимо вычертить монтажные площадки для пайки элементов. Наносятся они при помощи стеклянного рейсфедера или остро заточенной спички вокруг каждого отверстия, диаметром примерно 3 мм. Далее необходимо дать им высохнуть.

После этого нужно обрезать их при помощи циркуля до нужного диаметра. Для этого можно использовать циркуль-измеритель с резьбовым фиксатором расстояния, одна из иголок которого обточена под плоский резец. Далее обрезанные излишки подчищаются шилом или скальпелем.

В результате получаются ровные круглые площадки одного диаметра, которые нужно соединить дорожками, согласно начерченному ранее чертежу печатной платы. Если плата двухсторонняя, после просушивания рисуется вторая сторона.

После нанесения рисунка обязательно ждем некоторое время, необходимое для окончательного отвердевания лака. От этого будет зависеть качество будущих дорожек. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления, в летнее время года — под лучи солнца. Можно даже подсушить феном.

Совет. Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.

Нанесение рисунка печатных проводников с помощью перманентного маркера

Для рисования по фольгированному стеклотекстолиту можно использовать перманентные маркеры. Такие маркеры имеют надпись «Permanent» и оставляют очень сочный и ровный след на текстолите (рис. 3). Хорошие результаты дают маркеры Edding 780, Edding 791, Edding 792.

Рис. 3 — Перманентный маркер

Рисовать лучше за один проход, так как после застывания лака, который есть в составе перманентного маркера, правки делать будет весьма затруднительно. Если есть возможность, то лучше использовать несколько маркеров с наконечниками разной толщины. Это позволит более качественно прорисовать и тонкие дорожки, и обширные полигоны.

Нанесение рисунка печатных проводников с помощью чертежного рейсфедера и балеринки

Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой. Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения.

Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм наполняется с помощью кисточки краской. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать. Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием красу нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям.

После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.

Рис. 4 — Нанесение круглых контактных площадок на печатную плату

При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. чтобы обрисовать все отверстия на этой печатной плате окружностями понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.

Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера. Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки.

Рис. 5 — Рисование токопроводящих дорожек на печатную плату рейсфедером

Единственное, что дополнительно понадобится, так это плоская линейка, с приклеенными на одной из ее сторон по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм (рис. 6), чтобы линейка при работе не скользила и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно проходить под ней. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки.

Рис. 6 — Линейка для нанесения прямых токопроводящих дорожек на печатную плату

Нанесение рисунка печатных проводников с использованием асфальтобитумного лака

Зачищенную и обезжиренную поверхность фольгированной стороны заготовки покрывают тонким слоем асфальтобитумного лака и подсушивают. На лакированную сторону заготовки накладывают чертеж печатной платы и шилом переводят контуры. Резаком по лакированной поверхности обводят проводники, прорезая слой лака до фольги.

Использование асфальтобитумного лака обусловлено сохранением его вязкости в течение длительного времени. Быстросохнущие лаки и краски в данном случае непригодны.

Выполнение рисунка печатного платы с помощью липкой ленты

На фольгированный материал наклеивают кружки и полоски, вырезанные из липкой полихлорвиниловой изоляционной ленты (синей). Кружки и полоски заготавливают следующим образом. На мотке изоляционной ленты делают надрез глубиной 1,5—2 мм (рис. 7, а), отделяют от круга несколько слоев ленты и острым ножом по линейке вырезают полоски, а высечкой вырубают кружки (рис. 7,б). Ширина полосок и диаметр зависят от чертежа печатного монтажа (табл. 1).

Элемент	Ширина ленты (толщина шайбы), мм	Диаметр кружка, мм
Корпус микросхем: с шагом выводов 1,25 мм	0,75	2
с шагом выводов 2,5 мм	1	3
Дискретный радиоэлемент	0,75-2	2-5

Высечку лучше всего выточить из стали и закалить (рис. 7,в). После вырубки получим стопку лежащих друг на друге кружков.

Рис. 7 — Заготовка кружков и полосок из липкой ленты

Подготовив детали из липкой ленты, приступают к изготовлению печатной платы.

Заготовку из фольгированного материала обезжиривают (промывают каким-либо растворителем) и хорошо просушивают. На заготовку кладут миллиметровку с чертежом печатного монтажа и через миллиметровку набивают керном углубления в местах заготовки, где должны быть отверстия, после чего миллиметровку удаляют. Затем из стопки кружков липкой ленты с помощью скальпеля и пинцета отделяют один кружок (рис. 7,г) и наклеивают его на углубление, набитое керном таким образом, чтобы углубление было точно в центре кружка.

После наклейки всех кружков наклеивают липкие полоски, соединяя между собой контактные площадки (кружки) согласно чертежу печатной платы, выполненному на миллиметровке. При этом надо придерживаться следующих правил: не касаться руками клеящей поверхности полоски, при наклейке не растягивать ленту, а укладывать ее без дополнительных продольных усилий; изгибы проводников делать возможно большего радиуса; соединять полоски с кружками гак, как показано на рис. 8,а, т. е. встык, и закрашивать промежуток между кружком и полоской кислотоупорной краской. Если же соединение делать внакладку (рис. 8,б), что кажется более простым, то при травлении травящий раствор попадет между полоской и кружком и после травления концы полосок подтравятся и будут иметь вид, показанный на рис. 8, б. Следовательно, такое соединение все равно требует закраски мест стыка кружка и полоски (см. рис. 8, а). Затем плату травят в указанных выше растворах, промывают и сушат.

Рис. 8 — Выполнение рисунка печатного монтажа липкой лентой

Если имеется рулон липкой пленки (декоративной или типа “скотч”), то можно поступить следующим образом: на контактные площадки наклеивают вырубленные кружки и соединяют их липкой лентой, катая по поверхности заготовленную из рулона “шайбу”, (рис. 9). Повороты токоведущих дорожек при большом радиусе закругления можно “выклеивать”, деформируя ленту, а при резких изменениях направления — разрезая ленту и подклеивая ее “встык”.

Рис. 9 — «Выклеивание» рисунка печатной платы

Выполнение рисунка печатной платы с помощью самоклеющейся пленки

Рисунок печатной платы, выполненный на бумаге, закрепляют на фольгированной стороне заготовки с помощью резинового клея или пластилина и кернером намечают на ней через бумагу отверстия под выводы деталей. Отверстия сверлят сверлом 0,8—1 мм. Если необходимо изготовить несколько одинаковых плат, сверлят сразу всю пачку заготовок, предварительно зажав ее в тисках.

Затем фольгированную сторону заготовки зачищают, обезжиривают и наклеивают на нее самоклеящуюся декоративную пленку светлого тона. Сквозь отверстия в заготовке пленку прокалывают шилом и карандашом повторяют на ней рисунок проводников и контактных площадок печатной платы.

Скальпелем или острозаточенным ножом прорезают слой пленки до фольги по контуру рисунка. Участки пленки, соответствующие вытравляемым участкам фольги, снимают и погружают заготовку в раствор хлористого железа. После травления заготовку промывают, сушат.

Если при травлении печатной платы в качестве защитной использовать прозрачную пленку с липким слоем, то перед наклеиванием пленки целесообразно перенести рисунок платы на зачищенную и обезжиренную поверхность фольги через копировальную бумагу.

Вырезание пленки по рисунку платы можно облегчить следующим способом. Простой карандаш с грифелем твердостью Т или 2Т остро затачивают с одного конца, а к другому концу, частично обнажив грифель, с помощью зажима “крокодил” или проволочного бандажа подключают один из выводов накальной обмотки (6,3 В ) трансформатора. Второй вывод обмотки надежно соединяют с фольгой заготовки платы. Включают трансформатор в сеть через ЛАТР и острием грифеля карандаша прокалывают липкую пленку. В точке касания грифеля с фольгой выделяется теплота и пленка расплавляется. Подбирая силу тока, добиваются хорошего расплавления пленки при движении острия карандаша по контуру рисунка.

Исправление дефектов рисунка дорожек

Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа (скальпеля) удалить лишнюю часть рисунка.

Следует отметить, чтобы выровнять край дорожки, нужно сначала обрезать кромку по линейке (лучше металлической), а затем удалить излишки выцарапыванием. Если подчищать дорожку сразу, то в зависимости от степени пересушенности краски, можно получить «сколы» еще хуже первоначальных. Проверьте соответствие рисунка на плате с рисунком на чертеже.

Рис. 10 — Исправление дефектов рисунка дорожек

Травление

Для травления печатной платы, чаще всего, используется раствор хлорного железа. Составы других растворов для травления фольгированного материала смотри здесь.

Для травления платы в любом из травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например от молочных продуктов питания. Если под рукой подходящего размера емкости не оказалось, то можно взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и выстелить ее внутренность полиэтиленовой пленкой.

Травить печатные платы в металлической посуде не допускается.
Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.

Готовим раствор хлорного железа согласно рекомендациям на упаковке. Обычно порошок разбавляется водой в соотношении 1:3. В емкость наливается травильный раствор и на его поверхность аккуратно рисунком вниз кладется печатная плата. За счет сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса плата будет плавать.

Посуда для травления выбирается так, чтобы плата не ложилась полностью на дно, а углами опиралась на стенки тарелки. Тогда между платой и дном будет пространство, заполненное раствором. Во время травления плату необходимо переворачивать и помешивать раствор. Если надо быстро протравить плату, подогрейте раствор до 50-70°С.

Если плата больших размеров, то в крепёжные отверстия (по углам) вставьте спички так, чтобы они выступали на 5-10 мм с обеих сторон. Можно вставлять медную проволоку, но тогда будет большее насыщение раствора медью. Травите в фото кювете, помешивая и переворачивая плату.

Работая с раствором хлорного железа необходимо соблюдать осторожность. Раствор практически невозможно смыть с одежды и предметов. При попадании на кожу, промойте содовым раствором. Фарфоровая тарелка легко отмывается от раствора и может применяться в дальнейшем по прямому назначению. По окончании травления слейте раствор в пластмассовую бутылку, он вам еще пригодится.

Рис. 11 — Хлорное железо

Совет. Сделайте раствор более насыщенным. Это поможет ускорить процесс, и нарисованные дорожки не отвалятся прежде, чем вытравится все необходимое.

Совет. Ванночку с раствором рекомендуется погрузить в горячую воду. Повышение температуры значительно ускоряет химическую реакцию травления. Нанесенные маркером дорожки достаточно нестабильны, и чем меньше они будут находиться в жидкости, тем лучше. Если при комнатной температуре плата в хлорном железе травится около часа, то в теплой воде этот процесс сокращается до 10 минут.

Совет. В процессе травления, хоть он и так ускорен за счет подогрева, рекомендуется постоянно двигать плату, а также счищать продукты реакции щеточкой для рисования.

Совет . Для удобства к центру платы клеем момент можно приклеить пробку от пластиковой бутылки. Пробка одновременно будет служить ручкой и поплавком. Но тут есть опасность, что на плате образуются пузырьки воздуха и в этих местах медь не вытравится.

Рис. 12 — Пробка — ручка

Чтобы обеспечить равномерное вытравливание меди можно положить печатную плату на дно емкости вверх рисунком и периодически покачивать ванночку рукой. Через некоторое время, в зависимости от травильного раствора, начнут появляться участки без меди, а затем медь растворится полностью на всей поверхности печатной платы.

Рис. 13 — Травление

После окончательного растворения меди в травильном растворе печатную плату извлекают из ванночки и тщательно промывают под струей проточной воды. Тонер удаляется с дорожек ветошью, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется ветошью, смоченной в растворителе, который добавлялся в краску для получения нужной ее консистенции.

Совмещая все вышеописанные манипуляции вполне возможно вытравить лишнюю медь всего за 5-7 минут, что является просто отличным результатом для этой технологии.

Рис. 14 — Печатная плата после травления

После травления плату нужно тщательно промыть под проточной водой и просушить. Лак снимите при помощи безопасного лезвия (счищать) под тонкой струей воды. Следы от маркера, закрывающие дорожки и контактные площадки, можно удалить спиртом или ацетоном.

Высушенную плату необходимо подчистить скальпелем от лишних соединений и расплывшегося лака. Если дорожки близко друг к другу, то можно расширить просвет скальпелем.

Сверление отверстий

Для сверления отверстий можно использовать следующие инструменты:

• мини-сверлильный станок;
• мини-дрель (гравер, дриммель);
• шуруповерт;
• ручная дрель.

Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини-сверлильного станка твердосплавным сверлом нужного диаметра. Если сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Можно купить цанговый или кулачковый патрон под маленькие сверла и приспособить его к ручной дрели.

Совет. Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки.

Важным условием того, чтобы сверло не повело, является его «свежесть». Впрочем чего ждать от конкретного сверла, можно понять, просверлив пробное отверстие на каком-нибудь обрезке стеклотекстолита. Все отверстия, включая и крепежные, сверлятся одним (наименьшим) диаметром. Далее необходимо проверить сверление на «просвет» так как обязательно найдутся непросверленные отверстия. Такие отверстия нужно досверлить. Далее производится рассверливание крепежных и остальных, больших по диаметру, отверстий.

Сверлить отверстия в стеклотекстолите можно на любой скорости. Опыт показывает, что сами сверла служат намного дольше, если их эксплуатировать на низких скоростях. Так их сложнее сломать, погнуть и повредить заточку.

После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет.

После произведенных операций, производится зачистка поверхности платы мелкой наждачной бумагой. Цель – получить чистую блестящую поверхность. Этот процесс необходим для удаления заусениц от сверления и для лучшего сцепления краски рисунка с поверхностью. До зеркального блеска зачищать медный слой не стоит, так как мелкие царапины от наждачной бумаги увеличивают адгезию поверхности, что понадобится дальше.

В завершение необходимо очистить фольгу от пыли и следов ваших пальцев. Для этого используется спирт, ацетон, жидкость для снятия лака. После обработки к медной поверхности руками не прикасаемся. Для последующих манипуляций захватываем стеклотекстолит за грани.

Лужение платы

Лужение печатной платы перед монтажом улучшает паяемость, значительно облегчает и ускоряет монтаж, уменьшает опасность перегрева элементов при монтаже. Перед лужением еще раз проходимся по медному слою наждачной бумагой. Но теперь делаем это предельно осторожно, чтобы не повредить дорожки.

Самый простой и доступный способ лужения – с помощью паяльника, флюса и припоя. На очищенные дорожки кисточкой наносится жидкий флюс. Далее на жало паяльника набирается небольшое количество припоя и распределяется на контактные площадки и, при необходимости, проводящие дорожки. Здесь важно прогреть дорожки, иначе припой может не «приклеиться».

Лужение можно выполнить очищенной от проводов луженой экранной оплеткой (белого цвета). Предварительно оплетка пропитывается канифолью и небольшим количеством припоя. Далее оплетка прижимается к поверхности дорожки паяльником и медленно равномерно (подбирается экспериментально) проводится по длине дорожки. Если все условия выполнены правильно, то в результате получится ровная луженая дорожка. После того как все дорожки на всех сторонах обработаны, производится промывка платы спиртом. Промывка ацетоном нежелательна, так как припой с ацетоном дает со временем токопроводящее химическое соединение в виде белого налета по краям площадок и дорожек, а при достаточной плотности монтажа есть опасность ненужных гальванических связей. После промывки проводится очистка монтажных отверстий для установки компонентов.

Рис. 15 — Печатные проводники на плате

Лудить можно в алюминиевой посуде (плата должна умещаться на дне плашмя). В посуду наливают глицерин (толщина слоя около 1 см) и разогревают его примерно до 60 °С. Затем в глицерин кладут куски сплава Розе и продолжают подогрев до его расплавления. Не следует разогревать расплав выше 100 °С.

Плату декапируют в 20%-ном растворе соляной кислоты, промывают водой и опускают в расплав на 1—3c . Вынутую плату быстро протирают поролоновой губкой, удаляя с поверхности излишки сплава. Остатки глицерина смывают теплой водой.
Чтобы уменьшить опасность отслаивания проводников во время пайки деталей, всю плату, за исключением контактных площадок, после лужения покрывают слоем клея БФ-2.