Пять шагов. Изготовление качественных печатных плат дома.

Автор: Андрей Дойников aka dt_andrew
Опубликовано 13.09.2010

2010

Поздравляю Уважаемого Кота с Днем рождения!!! Желаю всяческих успехов и здоровья.
Привет всем! - приступим:

ШАГ 1 - Изготовление печатной платы.
Я в 99% случаев изготавливаю свои печатные платы методом ЛУТ (Лазерно Утюжная Технология). Об этом методе столько уже написано, а споры не угасают какую бумагу применять, пленку от обоев, фотобумагу, кальку и даже обычную офисную. Каждый хвалит свой метод. У каждой бумаги есть свои плюсы и минусы. Мое мнение - используйте любую бумагу, на которой у Вас получается лучше всего. Главное результат. Я применяю пленку от обоев "333", хотя пробовал и на фотобумаге LOMOND - результат был всегда хорошим, но отмачивание фотобумаги и избавление от белого налета между дорожками, честно говоря утомляло. Остановился на пленке. А как же пленочный или жидкий фоторезист?. Я к этому методу отношусь с уважением и считаю его следующим шагом в своей технологии. Благо сейчас его уже можно без особых проблем купить.
Я не буду описывать, что да как делать, как написал выше все описано и переписано многократно. Остановлюсь на маленьких хитростях и тонкостях , которые я применяю. Надеюсь, кому то они будут полезны!
1. Резка стеклотекстолита. Одни используют резак, изготовленный из отрезка ножовочного полотна, другие ножницы по металлу, третьи лобзик и т.д. Я применяю практически все методы, в зависимости от ситуации. Потом я приобрел резак для бумаги, который берет 25 листов за одно движение. Есть также на 10 и 50 листов, на 10 слишком хилый и его не стоит покупать (если кто решится это сделать) на 50 листов хорош, но довольно дорог у нас под 4500 рублей. Остановился на среднем варианте за 2000 руб., есть у него направляющие и прочие прелести. Скорей всего есть и более дешевые варианты. При покупке обращайте внимание на материал, из которого сделан нож. От его качества зависит, как часто вы его будете затачивать.

Положил - отрезал - Сказка!.

2. Как известно пленка довольно тонкий материал и принтера его частенько "зажевывают". Поэтому я наклеиваю его на лист обычной офисной бумаги примерно так.

3. Немного о двухсторонних платах. Так как это более трудоемкий процесс то делаю все аккуратно. Печатаю на пленке 2 стороны. Вырезаю рисунки с запасом по краям примерно 1см. (можно и больше). Совмещаю рисунки обоих сторон и скрепляю с одной (как правило более короткой) степлером. Затем из стеклотекстолита вырезаю ножницами прямоугольник длинной равной короткой стороны платы шириной 1 см. Вклеиваю его с противоположной стороны, где скрепляли степлером и удаляем скобку от степлера. Получился типа конвертика, куда и вставляю плату. Получим, что-то типа этого.

Далей утюжим, как обычно с двух сторон. На рисунке печатной платы одной из сторон, где меньше дорожек пяточки делаю без центровочных отверстий, то есть сплошной заливкой, что позволяет минимизировать ошибки при совмещении и сверловке.

4. Когда плата уже протравлена и покрыта оловом, необходимо запаять переходные отверстия (переходы с одной стороны на другую). Если их немного, то время потраченное будет небольшим, а если много, то это уже кошмар и обычным способом делать слишком утомительно и долго. В этой ситуации я применяю следующую технологию. Берем гибкий провод с облуженными центральными жилками, потрошим его. Берем одну из жил (0.15-0.2 мм выпрямляем его) длинной 5-8см. Больше брать не надо (не будет стоять, поймете почему из эскиза), если потребуется еще, возьмем еще одну и т.д.
Кладем плату на ровную поверхность и по краям под плату кладем прокладки из любого материала толщиной приблизительно 2 мм. Вставляем проводник в переходное отверстие (проводник у нас стоит), упираясь на стенки отверстия. Смазываем флюсом, пропаиваем, потом обкусываем под корень. Переходим к следующему отверстию. И так по всем с одной стороны, получается довольно быстро. За счет прокладки с другой стороны у нас там получаются уже готовые выводы для пайки.

Переходим к запайке с противоположной стороны платы.
Кто делал подобную операцию наверно заметили, что когда мы пропаиваем вторую сторону, из за того что перемычка в отверстии очень короткая, то начинает портиться пайка с 1 стороны, что очень плохо. Для того чтобы избежать этого, при пайке второй стороны, под плату подкладываем влажную тряпочку для охлаждения и спокойно паяем другую сторону.

4. Немного о полигонах меди. Многие отмечали на форуме и в других источниках, что принтера печатают большие области с экономией тонера. На бумаге все нормально, а на плате получается в мелкую дырочку, что не красиво. Кто-то держит над ацетоном, для затягивания тонера, кто-то еще как, я использую простое приспособление. Берем использованный толстый фломастер, который еще не окончательно высох и заполняем его небольшим количеством спирта -канифольным флюсом.

После того как пропитается наконечник и флюс начнет вытекать из наконечника ретушируем большой полигон - закрашивая его и все получается аккуратно и опять же быстро. Можно и кисточкой делать, но по краям полигона часто получается неровно и не красиво. Маркер можно использовать многократно, пока не высохнет окончательно. Снова пропитываем и вперед.
Вот наверно и все основные хитрости в этой части.

ШАГ 2 - Травление.
Изготовление микропузырьковой ванны для травления печатных плат.
Ванну решил изготовить сам и хочу поделиться своим опытом по изготовлению.
Мысль изготовить ванну для травления печатных плат посещала меня не раз,
Почему-то в нашем городе мне отказали сделать аквариум из стекла менее чем 10 литров.
И вот, при очередном посещении магазина канцелярских товаров я увидел лотки для бумаги и документов притом очень дешевые. Прелесть их, кроме цены заключалась в том, что они имели буртик по периметру в нижней части, чтобы верхний лоток установленный на нижний не соскальзывал. Если это место промазать эпоксидным клеем, то получим герметичную вертикальную ванну.
Для наглядности приведу маленький эскиз.

Было куплено 2 штуки по 55 рублей. И я сразу поехал в магазин товаров для аквариумов, где и было куплено все остальное. Другие мелочи были у меня дома.

И так нам потребуется:
1. 2 лотка для бумаги - 2 шт. по 55 руб.
2. Компрессор для аквариума (купил самый дешевый за 140 руб. для аквариумов 3-5 литров).
3. Трубка для компрессора аквариума - 1 метр за 7 руб. метр
4. Пластиковая трубка диаметром 5-8мм. Нашел на улице. (можно использовать трубки от шприцов, соединив их термоусадочной трубкой).
5. Крепление трубки к стенкам аквариума - 6 шт. по 10 руб. (можно конечно обойтись и без них, но я не стал экономить и купил их).
6. Крантик. Может он и не потребуется, если давление воздуха будет нормальным и сильных пузырьков не будет, иначе придется поставить. Им можно регулировать уровень воздуха - 1 шт. по 12 руб.
7. Немного толстой лески (для держателя платы, об изготовлении его расскажу далее). - 1 метр, тоже была. Можно заменить проводом в изоляции.
8. Пластмассовые прищепки для белья (можно и без них, если вам не нужно 2 типа держателя печатных плат). - 3 шт. Взял у родителей с балкона, а им купил связку деревянных.
9. Эпоксидный клей для заделки швов.
10. Клей "Момент" или подобный. - был в наличии.

Терморегулятор покупать не стал, как показала моя практика он по большому счету и не нужен. Если раствор не сильно истощен, то травиться все очень быстро и качественно без него. Подогрев, не помешал бы, но в любом случае я предпочту просто подогреть раствор, и отключить подогрев, когда идет травление. Схему по поддержанию температуры из терморегулятора надо убрать, так как он греет максимум до +40 - +45 градусов и включить его через регулятор (диммер). Кому надо постоянно поддерживать температуру могут воспользоваться самодельным термостатом на микроконтроллере (схем в Интернете полно).
Для распылителя использовал пластиковую трубку, на один конец вклеил носик от шприца, он как раз идеально подходит для шланга. Другой конец заглушил крышечкой от штока шприца (на который мы обычно давим пальцем). Просверлил отверстия диаметром 0.6-0.7 мм. Через 1 - 1.5 см.
Вот что у нас получилось.

А вот так можно из шприцов сделать.

В верхней части одного лотка с узкого края просверлил отверстие диаметром чуть меньше диаметра шланга. В него пройдет шланг наружу.
Сначала сделал весь монтаж, внутри одного из лотков. Затем промазал нижний буртик другого лотка эпоксидным клеем и установил его. Добавил немного клея в тех местах, где было явно видно, что потечет. Оставил сохнуть.
Монтаж внутри:

После высыхания эпоксидного, я отрезал резаком стенки верхнего лотка (остатки пластика выкидывать не надо, он нам еще пригодиться для ножек ванны, крышки и держателя печатных плат).
Из пластика, который остался, изготовил ножки для ванны и приклеил их по бокам. Также из остатков вырезал крышку для ванны, чтоб не разбрызгивало при барбатировании, приклеил небольшую ручку. Просверлил по центральной линии несколько отверстий для лески от держателя печатных плат с шагом 2-3 см. и установил 2 фиксатора лески, когда мы отрегулировали высоту держателя в ванне ими мы и зажимаем леску.
Для наглядности эскиз фиксатора.

Фиксатор, типа барашка. Крышка в сборе.

Испытания. Наливаем воды и смотрим, где протекает. Промазываем в нужных местах еще эпоксидным клеем, если где "косяк" вышел.
Объем получился 2.5 литра. Хлорное железо я обычно развожу в пластиковой бутылке из-под воды объемом 3 литра, туда же сливаю, если требуется. Как раз, что надо!
Используя безводное железо после того как разведете в банке фильтруйте через марлю (уж слишком много мусора и осадка обычно получается).

Приступим к изготовлению держателя для печатных плат.
Кто-то просто сверлит отверстие в печатной плате и вешает все на веревочке. Но мы же хотим, чтоб было все красиво и функционально.
Вырезаем опять же из остатков пластика от лотков прямоугольную пластинку шириной 15мм. и длинной, меньше, чем внутренняя ширина ванны на 2-3 см. и к ней прикрепляем 3 прищепки для белья (замечу, что они полностью пластмассовые).
К планке крепим леску по краям и продеваем в отверстия в крышки от ванны, закрепляем фиксаторами.

Плата держится в этом держателе прищепками вот так.

Для контроля травления, мы просто приподнимаем крышку с держателем и смотрим что у нас там.
Ванна в сборе.

Мой метод изготовления ванны и используемые материалы не является панацеей и призывом - делай только как я. Просто я поделился с вами своим опытом. Дерзайте - все в наших руках. Картинки я снимал в процессе изготовления еще одной ванны для своего друга.

ШАГ 3 - Сверление отверстий в печатной плате.
В этой части нового нет ничего, все как обычно, и много расписывать не буду.
Раньше сверловка отверстий меня сильно утомляла, были и есть у меня простенькие станки для сверления стоимостью от 300 до 1000 руб. Но все не то.
Обычные сверла быстро тупятся. Применить твердосплавные не получилось из за низкого качества цанг для них, сверла как правило быстро ломались при небольшом перекосе. Не дело это подумал я и в очередное пришествие нового года (тем более премию выписали на фирме, где я работаю) я сделал себе Новогодний подарок. Купил стойку и машинку фирмы PROXXON (это не реклама). Многие делают нормальные станки для сверления сами, если есть из чего - уважение таким умельцам. ЧПУ станок - это вообще отдельная тема и так налетом не осилить, но я присматриваюсь к этой технологии и обязательно сделаю, когда придет время. Но работать то надо и я решился и купил. Конечно, хоть это и немецкое качество, но модернизацию я все-таки сделал. Сделал стол по больше, поставил еще одну направляющую, чтоб не уводило (я его частенько и при фрезеровке мягкого материала использую).
Сверла самое главное больше не ломаются. После сверления я зачищаю заусенцы, если они есть самой мелкой шкуркой, промываю и покрываю флюсом. Перехожу к следующему этапу:

ШАГ 4 - Облуживание печатной платы.
В этой части все кратко. Использую кисточку, описанную вот здесь. Лужу плату сплавом "РОЗЕ".
Очень понравилось. Нет лишнего перегрева платы, как в ванне с глицерином. Просто легко и быстро, использую обычный флюс ЛТИ-120, а не для алюминия, как указано в статье. Можно не сверлить отверстие в жале паяльника, а просто примотать кисточку к жалу, получиться не хуже. Разболтается быстро - да, так примотаем новую и все. Качество не пострадает - проверенно лично. Мелкие платы лужу обычным паяльником и припоем ПОС-61.

ШАГ 5 - Нанесение маркировки на печатную плату.
Применяю ту же технологию ЛУТ. Печатаю маркировку на подложке, прикладываю к плате и проглаживаю. Снимаю пленку - рисунок остается на плате. Кто может себе позволить купить баллончик с защитным лаком могут нанести тонкий слой, тогда маркировка будет держаться более прочно.

Вот наверно и все. Обо всем конечно рассказать не удалось, и так получилось довольно длинное повествование.
Пример изготовленной печатной платы (размеры 240х200 мм.)

Файлы:
Видео работы пузырьковой ванны (AVI, 2Мб).

Вопросы, как обычно, складываем тут.