Как сделать электронную плату своими руками

Настоящая Handmade электроника для начинающих: делаем печатную плату, паяем, настраиваем

Пролог

Все мы являемся потребителями электронных приборов: телефонов, планшетов, телевизоров и т.п. Но лишь один из тысячи примерно представляет себе, как это всё устроено «изнутри», а уж создать электронную конструкцию «с нуля» своими руками способны поистине лишь избранные. Предлагаем и вам вступить в клуб избранных. Прочтите этот материал, и, если он вас заинтересует, попробуйте свои силы в освоении рукотворной электроники!

В статье рассказывается о некоторых этапах ручного производства электроники, а особенно подробно о первом этапе: изготовлении печатной платы. Подробные фотоиллюстрации процесса помогут разобраться в деталях. А «на десерт» для закрепления теоретического материала мы соберём простое электронное устройство – простейшее электронное пианино на интегральном таймере NE555.

Тот из вас, кто найдёт в себе силы прочесть статью до конца, может гордо заявить о себе «я что-то понимаю в производстве электроники», а уж тот, кто совершит подвиг и осилит сборку предлагаемой конструкции, вполне достоин присвоения звания «настоящий электронщик-профи» (ну, почти :).

Данный мастер-класс базируется на наборе Мастер Кит NN201, в который входят детали и материалы, необходимые для изготовления печатной платы и электронного пианино. Конечно, при желании все материалы и инструменты можно приобрести самостоятельно, только придётся потратить время и побегать, а надо ли вам это?

Необходимый теоретический минимум

Любая электронная конструкция содержит десятки, а то и сотни и тысячи компонентов: резисторы, конденсаторы, диоды, микросхемы и т.п. Все эти компоненты должны определённым образом электрически и механически соединяться между собой.

Самые простые схемы можно паять «на коленке» навесным монтажом, но такая конструкция получается некрасивой, запутанной, имеет сомнительную механическую жёсткость. Поэтому в любой серьёзной электронной конструкции должно быть что-то вроде шасси, на котором и монтируются все детали. В разные годы шасси изготавливались и из металла, из картона или фанеры, но в последние 20-30 лет технологическим стандартом шасси является печатная плата.

Печатная плата – это лист диэлектрического материала, на поверхности которого в определённой конфигурации нанесены полосы проводящего материала (обычно фольги). В качестве основы чаще всего применяют стеклотекстолит: он не горюч, обладает высокими диэлектрическими свойствами, недорог. В стеклотекстолите сверлят отверстия, в которые пропускают выводы деталей. С обратной стороны платы выводы припаивают к медным токопроводящим проводникам, которые определённым образом сконфигурированы. Благодаря пайке осуществляется механическая фиксация компонентов к плате, а благодаря медным токопроводящим дорожкам выводы деталей электрически соединяются между собой.

Конечно, медные дорожки-проводники можно в необходимых местах приклеить к плате стеклотекстолита. Но технологически проще сделать наоборот: взять лист текстолита с уже приклеенным сплошным слоем фольги и удалить фольгу с ненужных мест.

Удалить фольгу с ненужных участков можно механическим способом: сделав острым ножом прорези в необходимых участках. Однако этот способ трудоёмкий, травмоопасный, и подходит в первую очередь для самых несложных схем.

Фольгу можно удалить и химическим способом: достаточно погрузить плату в раствор, разъедающий медь (чаше всего применяется раствор хлорного железа). Только предварительно нужно защитить от воздействия растворителя те участки меди (будущие токоведущие проводники), которые необходимо сохранить. В качестве такого защитного средства иногда применяют лак, но удобнее рисовать дорожки специальным маркером. Также в практике электронщиков широкое распространение получила так называемая лазерно-утюжная технология (ЛУТ). При этом методе рисунок будущих токоведущих проводников печатается на лазерном принтере на специальной бумаге. Затем бумагу прикладывают к заготовке стеклотекстолита и проглаживают этот «бутерброд» утюгом: в результате частицы тонера остаются на заготовке и в последующем не будут протравлены растворителем.

Процесс удаления фольги называется травлением. Травление продолжается в зависимости от концентрации и температуры раствора от нескольких минут до часа. После окончания процесса плату промывают водой и удаляют защитный состав, под которым должны остаться медные проводники.

Затем производится сверление отверстий под выводы компонентов. Обычно используются микродрели и свёрла диаметром 0.8…1 мм. Медь быстро окисляется на воздухе, и это усложняет её пайку. Поэтому непосредственно перед пайкой плату необходимо как минимум зачистить мелкой шкуркой, сняв тем самым слой окислов. Но лучше всего покрыть медные проводники защитным составом – слоем припоя. Такой процесс называется лужением, и это позволяет сохранить высокую степень пригодности платы к пайке в течение нескольких лет.

В производственных условиях поверх токоведущих дорожек наносится также так называемая паяльная маска – слой защитного материала. Этот слой защищает токоведущие дорожки от случайных замыканий и повреждений. Только контактные площадки остаются свободными от маски, что позволяет легко производить их пайку.

Ещё один техпроцесс – шелкография – подразумевает нанесение на «лицевую» сторону платы специальной краской обозначений и надписей. Это упрощает жизнь монтажникам платы и специалистам по её ремонту.

Но в домашних условиях осуществить процессы нанесения паяльной маски и шелкографии сложно, поэтому мы этого делать не будем.

Всё, печатная плата готова. После этого на плату монтируются все компоненты, а потом припаиваются. Затем получившаяся конструкция настраивается и тестируется. На современных фабриках большинство этих процессов выполняют промышленные роботы, но мы – люди, поэтому всё будем делать своими руками.

Долгожданная практика

Гораздо интереснее делать не просто скучную печатную плату, а плату, на основе которой можно собрать практически полезное устройство. Мы будем делать простейший электромузыкальный инструмент – игрушечное пианино с 8 клавишами.

Материалы и компоненты, которые нам потребуются:

— заготовка фольгированного стеклотекстолита размерами не менее 10х15 см;

— маркер (лучше лаковый) или лак для ногтей для защиты токоведущих дорожек (маркер можно найти в магазинах канцтоварах, а лак позаимствовать у мамы/подруги/жены);

— хлорное железо – порошка весом 100 грамм хватит за глаза;

— дрель и сверла диаметром 0.8, 1.0 и 1.2 мм;

— неметаллическая ванночка (глубокая миска) – в неё должна поместиться наша заготовка. Лучше найти какую-нибудь старую ненужную ёмкость, потому что после наших экспериментов её наверняка придётся выбросить или продолжать использовать для травления;

— резиновые перчатки для защиты наших рук от раствора.

Отметим, что в набор Мастер Кит NN201 входит заготовка с уже просверленными отверстиями, специальный фломастер и красивая красная баночка с хлорным железом весом 100г. Набор поставляется в пластиковом блистере, который служит отличной ванночкой для травления!

Для пайки потребуются:

— паяльник, бокорезы, припой, флюс;

— радиодетали, список которых приводится ниже.

Всё необходимое можно отыскать в магазинах радиотоваров или хозтоваров.

Схема-шаблон расположения токоведущих проводников печатной платы (вид со стороны фольги):

Подготовка печатной платы к травлению

Зачищаем плату со стороны слоя меди мелкозернистой наждачной бумагой (в крайнем случае, подойдёт грубый чернильный ластик) и обезжириваем спиртом или бензином;

Прикладываем шаблон к печатной плате и сверлим в необходимых точках отверстия;

Наносим маркером рисунок проводников и площадок для пайки деталей, ориентируясь на монтажную схему и просверленные отверстия, стараясь не слишком сильно «заляпать» руками фольгу (поэтому желательно работать в нитяных перчатках). В случае ошибок маркер легко смывается спиртовыми растворами. Размеры контактных площадок под выводы деталей можно сделать побольше (там, где позволяет место).

Удобно наносить рисунки при помощи линейки, в два слоя. После нанесения рисунков надо дать плате просохнуть около 10 минут, затем осмотреть плату и исправить возможные ошибки: дорисовать там, где слой получился тонкий, и проскрести шилом или толстой иглой места ошибочного слияния дорожек или контактных площадок.

Приготовление раствора и меры предосторожности

Теперь следует приготовить раствор хлорного железа. Для этого 100 граммов хлорного железа надо размешать примерно в 200-250 граммах (один стакан) тёплой воды. Не обязательно отмерять всё с точностью до грамма: процесс пойдёт и при несколько ином соотношении хлорного железа и воды, надо только учесть, что от концентрации раствора и его температуры зависит время травления платы.

При приготовлении раствора надо соблюдать основные правила безопасности:

• работать в резиновых перчатках в проветриваемом помещении!;
• не наклоняться близко к раствору: выделяются вредные пары!;
• попадая на предметы, раствор оставляет несмываемые ржавые пятна, поэтому следует принять меры, чтобы порошок или раствор не попадали на окружающие предметы!;
• готовить раствор следует в стеклянной или пластиковой посуде, но только не в металлической, ее раствор будет разъедать!;
• размешивать раствор следует пластиковыми (очень удобны одноразовые ложки) или деревянными предметами (ненужный карандаш);
• оптимальная температура раствора – 45-50 градусов;

Теперь всё готово к процессу травления платы.

Травление платы

• Заливаем в ёмкость раствор хлорного железа;
• аккуратно помещаем плату фольгой вверх в раствор таким образом, чтобы раствор с запасом 5-7 мм покрывал всю плату;
• длительность процесса зависит от температуры и концентрации раствора и занимает от 10 до 30 минут. Желательно для уменьшения времени травления покачивать блистер, чтобы раствор перемешивался и был свежим в местах контакта с фольгой;
• визуально наблюдаем за процессом травления: сначала начинают стравливаться участки фольги на краях платы и возле просверленных отверстий за счет того, что раствор в этих местах контактирует с фольгой не только на плоскости, но и на срезе фольги;
• когда вся лишняя фольга стравится, аккуратно сливаем раствор в емкость для последующего использования или утилизации;
• блистер с фольгой помещаем под струю теплой воды и тщательно промываем (в перчатках!) блистер и плату. Следим за тем, чтобы остатки раствора активно разбавлялись водой, прежде чем попасть в раковину, иначе останутся желтые пятна! Можно для начала поместить блистер в непищевую емкость с водой и начать в ней промывку;
• промывать плату нужно в растворе любого моющего средства или мыла, для этого можно использовать поролоновую губку, смоченную водой и моющим средством;
• окончательно промываем плату теплой водой, затем сушим ее бумажными салфетками;
• удаляем защитный слой, нанесенный фломастером, с помощью спиртового раствора, нанесенного на губку или тряпку: протираем плату несколько раз, пока защитный слой не будет удален полностью;
• еще раз тщательно промываем плату с моющим средством и высуши (см. выше). Если есть сомнения, попал ли на плату жир с рук или откуда либо еще, следует еще раз зачистить и обезжирить плату. После этого не нужно касаться фольги руками. Плата почти готова!

Лужение проводников платы (необязательный, но желательный процесс)

• Покрываем проводники платы слоем спиртоканифольного флюса (СКФ) или нейтрального флюса ЛТИ-120;
• лужение производится хорошо прогретым паяльником с плоским жалом;
• погружаем жало паяльника в канифоль, затем берём на него немного припоя и прикладываем жало к дорожке;
• держим жало несколько секунд – так, чтобы припой начал стекать с жала и растекаться по прогретому проводнику, и медленно продвигаем жало вдоль проводника, при этом припой должен тянуться за жалом и покрывать дорожку. Не надо втирать припой в дорожку: он растекается по ней сам, если дорожка достаточно прогрета. Скорость движения жала подбирается опытным путем.
• Не следует держать жало паяльника на одном и том же участке платы дольше нескольких секунд: в противном случае медный проводник может отклеиться от платы;
• отверстия должны оставаться свободными от припоя. Если припой закрыл отверстие, надо очистить жало паяльника, окунуть его в канифоль и приложить жало к такому отверстию;
• подобным образом надо облудить все дорожки на плате.

Проверяем, правильно ли получились дорожки. Если ошибки все же есть, их можно исправить, перерезав ненужные дорожки острым ножом или напаяв вместо отсутствующих кусочки провода.

Теперь плата готова к установке и пайке компонентов.

Описание работы схемы

Рассмотрим схему нашей конструкции.

Схема построена на базе известной микросхемы NE555. Микросхема включена по классической схеме генератора, частота которого определяется ёмкостью С1 и сопротивлением между выводом «2» микросхемы и «+» питания. При нажатии кнопок SW1…SW8 в частотозадающую цепь микросхемы включаются разные подстроечные сопротивления – соответственно, динамик BA1 издаёт звуки различной тональности. В результате даже на таком элементарном музыкальном инструменте можно исполнить многие простые мелодии.

Настройка инструмента производится подстроечными резисторами VR1…VR8.

Схема электрическая принципиальная:

Монтажная схема (вид со стороны деталей):

Нам потребуются следующие детали, которые можно приобрести в магазине радиотоваров; все эти детали входят в состав набора NN201:

Источник

Печатная плата – изготовление в домашних условиях

Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.

Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.

Технология ручного способа нанесения
дорожек печатной платы

Подготовка шаблона

Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.

Далее плотная бумага вырезается по контуру приклеенного рисунка и шаблон для сверления готов.

Вырезание заготовки

Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.

Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.

Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.

Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.

Сверление отверстий

Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини сверлильного станка твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь.

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

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

Нанесение топографического рисунка

Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе. Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера.

Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги также нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.

После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами – стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью.

Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии.

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

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

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

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

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

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

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

Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления. В летнее время года — под лучи солнца.

Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению.

Технология нанесения рисунка печатной платы
с помощью лазерного принтера

При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера бумага прокатывается между валиками, один из которых является термопечкой, разогретой до температуры 180-220°C. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Если бумагу опять нагреть до 180-220°C, то тонер опять станет жидким. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.

После того, как файл с рисунком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель. Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.

Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату

Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.

В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.

Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью, нужно выполнить настройку «Свойств принтера», отключив режим экономной печати, а если такая функция не доступна, то выбрать самый грубый тип бумаги, например картон или что то подобное. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.

Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит.

Перенос рисунка с бумаги на стеклотекстолит

Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом. Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Далее этот бутерброд разогревается до температуры 180-220°C и затем охлаждается до комнатной. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате.

Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг. Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера. В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг недостаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей стопроцентный результат.

На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги. Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.

Осталось нагреть сделанный бутерброд до температуры 200°C и остудить. Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.

Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги.

Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами. чтобы избежать подобного явления, лучше печатную плату зажимать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно.

Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично. Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки.

Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.

Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.

Травить печатную плату в домашних условиях лучше всего в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер с печатных дорожек легко удаляется тампоном, смоченным в ацетоне.

Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие дорожки и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.

Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. Получился блок питания и коммутации для электронной системы, дополняющий обыкновенный унитаз функцией биде.

Травление печатной платы

Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический способ. Печатная плата помещается в травильный раствор и за счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.

Рецепты травильных растворов

В зависимости от доступности компонентов радиолюбители применяют один из растворов, приведенных в таблице ниже. Травильные растворы расположены в порядке популярности их применения радиолюбителями в домашних условиях.

Травить печатные платы в металлической посуде не допускается. Для этого нужно использовать емкость из стекла, керамики или пластика. Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.

Травильный раствор из перекиси водорода и лимонной кислоты

Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в ней лимонной кислотой является самым безопасным, доступным и быстро работающим. Из всех перечисленных растворов по всем критериям это лучший.

Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно в 100 мл воды растворить 6 таблеток весом 1,5 грамма.

Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетиках весом 30 или 50 грамм. Поваренная соль найдется в любом доме. 100 мл травильного раствора хватит на удаление медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см 2 . Отработанный раствор не хранится и повторному использованию не подлежит. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее едкого запаха травить печатную плату придется на открытом воздухе.

Травильный раствор на основе хлорного железа

Вторым по популярности травильным раствором является водный раствор хлорного железа. Ранее он был самым популярным, так как на любом промышленном предприятии хлорное железо было легко достать.

Травильный раствор не требователен к температуре, травит достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа в растворе.

Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому из воздуха быстро впитывает воду. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента и такое хлорное железо пригодно для приготовления травильного раствора.

Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно использовать многократно. Подлежит регенерации, достаточно в раствор насыпать железных гвоздей (они сразу покроются рыхлым слоем меди). При попадании на любые поверхности оставляет трудноудаляемые желтые пятна. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже в связи с его дороговизной.

Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты

Отличный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном помешивании вливают в 3% водный раствор перекиси водорода тоненькой струйкой. Вливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении платы нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает. По этой причине травильный раствор с соляной кислотой в домашних условиях использовать не рекомендуется.

Травильный раствор на основе медного купороса

Метод изготовления печатных плат с применение медного купороса обычно используют в случае невозможности изготовления травильного раствора на основе других компонентов из-за их недоступности. Медный купорос является ядохимикатом и широко применяется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. В дополнение время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора 50-80 °С и обеспечить постоянную смену раствора у стравливаемой поверхности.

Технология травления печатных плат

Для травления платы в любом из вышеперечисленных травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например от молочных продуктов питания. Если под рукой подходящего размера емкости не оказалось, то можно взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и выстелить ее внутренность полиэтиленовой пленкой. В емкость наливается травильный раствор и на его поверхность аккуратно рисунком вниз кладется печатная плата. За счет сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса плата будет плавать.

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

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

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

Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей

Следующий шаг, это подготовка печатной платы к монтажу радиоэлементов. После снятия с платы краски, дорожки нужно обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и можно легко их сточить. Достаточно всего нескольких проходов абразивом со слабым прижимом.

Далее токоведущие дорожки и контактные площадки печатной платы покрываются спирто-канифольным флюсом и лудятся мягким припоем эклектрическим паяльником. чтобы отверстия на печатной плате, не затягивались припоем, его на жало паяльника нужно брать немного.

После завершения изготовления печатной платы, останется только вставить в предназначенные позиции радиодетали и запаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей нужно обязательно смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то их нужно перед пайкой обрезать бокорезами до длины выступания над поверхностью печатной платы 1-1,5 мм. После окончания монтажа деталей нужно удалить остатки канифоли с помощью любого растворителя — спирта, уайт-спирта или ацетона. Они все успешно растворяют канифоль.

Подробно о технологии пайки на примерах пайки деталей, о марках припоев и флюсов, устройстве и ремонте паяльников Вы можете узнать из цикла статей раздела «Как паять паяльником».

На воплощение этой простой схемы емкостного реле от разводки дорожек для изготовления печатной платы до создания действующего образца ушло не более пяти часов, гораздо меньше, чем на верстку этой страницы.

Источник

Adblock
detector

Наименование раствора	Состав	Количество	Технология приготовления	Достоинства	Недостатки
Перекись водорода плюс лимонная кислота	Перекись водорода (H2O2)	100 мл	В 3% растворе перекиси водорода растворить лимонную кислоту и поваренную соль	Доступность компонентов, высокая скорость травления, безопасность	Не хранится
	Лимонная кислота (C6H8O7)	30 г
	Поваренная соль (NaCl)	5 г
Водный раствор хлорного железа	Вода (H2O)	300 мл	В теплой воде растворить хлорное железо	Достаточная скорость травления, повторное использование	Невысокая доступность хлорного железа
	Хлорное железо (FeCl3)	100 г
Перекись водорода плюс соляная кислота	Перекись водорода (H2O2)	200 мл	В 3% раствор перекиси водорода влить 10% соляную кислоту	Высокая скорость травления, повторное использование	Требуется высокая аккуратность
	Соляная кислота (HCl)	200 мл
Водный раствор медного купороса	Вода (H2O)	500 мл	В горячей воде (50-80 °С) растворить поваренную соль, а затем медный купорос	Доступность компонентов	Ядовитость медного купороса и медленное травление, до 4 часов
	Медный купорос (CuSO4)	50 г
	Поваренная соль (NaCl)	100 г