Книги, научные публикации
к удалению окислов и загрязнений с по Технологии изготовле верхности платы с использованием
различных абразивных средств и по ния печатных плат следующему обезжириванию.
Для удаления сильных загрязнений можно использовать мелкозернистую наждачную бумагу (лнулевку), мелко В опрос о том, как можно дешево очень быстро изготовить несложные дисперсный абразивный порошок или изготавливать печатные платы в печатные платы в единичных количест любое другое средство, не оставляю домашних условиях, волнует ра вах).
щее на поверхности платы глубоких ца диолюбителей всего мира, наверное, с Особенно хотелось бы отметить, что рапин. Иногда можно просто вымыть самого момента изобретения печатных при изготовлении печатных плат в до поверхность печатной платы жесткой плат. И если несколько лет назад выбор машних условиях следует стремиться мочалкой для мытья посуды с моющим технологий был не так уж велик, то се при разработке схемы использовать средством или порошком (для этих це годня благодаря развитию современ как можно больше компонентов для по лей удобно использовать абразивную ной техники радиолюбители получают верхностного монтажа, что в некоторых мочалку для мытья посуды, которая по возможность быстро и качественно из случаях позволяет развести практичес хожа на войлок с мелкими вкрапления готавливать печатные платы без при ки всю схему на одной стороне платы.
ми какого то вещества;
часто такая мо менения какого либо дорогостоящего Связано это с тем, что до сих пор не чалка бывает наклеена на кусок пороло оборудования. Данная статья является изобретено никакой реально осущест на). Кроме того, при достаточно чистой попыткой обобщения всей известной вимой в домашних условиях техноло поверхности печатной платы можно во информации о процессе изготовления гии металлизации переходных отвер обще пропустить этап абразивной об печатных плат в домашних условиях. Из стий. Поэтому в случае, если разводку работки и сразу перейти к обезжирива всего множества существующих техно платы не удается выполнить на одной нию.
логий были выбраны только те, кото стороне, следует выполнять разводку В случае наличия на печатной плате рые не требуют значительных матери на второй стороне с использованием в только толстой оксидной пленки ее альных затрат и достаточно просты в качестве межслойных переходов выво можно легко удалить путем обработки осуществлении. дов различных компонентов, установ печатной платы в течение 3Ц5 секунд Собственно, весь процесс изготов ленных на плате, которые в этом случае раствором хлорного железа с последу ления печатной платы можно условно придется пропаивать с двух сторон ющим промыванием в холодной про разделить на пять основных этапов: платы. Конечно, существуют различ точной воде. Следует, однако, отме Х предварительная подготовка заго ные способы замены металлизации от тить, что желательно либо производить товки (очистка поверхности, обезжи верстий (использование тонкого про данную операцию непосредственно пе ривание);
водника, вставленного в отверстие и ред нанесением защитного покрытия, Х нанесение тем или иным способом припаянного к дорожкам с обеих сто либо после ее проведения хранить за защитного покрытия;
рон платы;
использование специаль готовку в темном месте, поскольку на Х удаление лишней меди с поверхнос ных пистонов), однако все они имеют свету медь быстро окисляется.
ти платы (травление);
существенные недостатки и неудобны Заключительный этап подготовки по Х очистка заготовки от защитного по в использовании. В идеальном случае верхности заключается в обезжирива крытия;
плата должна разводиться только на нии. Для этого можно использовать ку Х сверловка отверстий, покрытие пла одной стороне с использованием ми сочек мягкой ткани, не оставляющей ты флюсом, лужение. нимального количества перемычек.
волокон, смоченный спиртом, бензи Мы рассматриваем только наиболее Остановимся теперь подробнее на ном или ацетоном. Здесь следует обра распространенную классическую каждом из этапов изготовления печат тить внимание на чистоту поверхности технологию, при которой лишние уча ной платы.
платы после обезжиривания, поскольку стки меди с поверхности платы удаля Предварительная подготовка в последнее время стали попадаться ются путем химического травления.
заготовки ацетон и спирт со значительным коли Помимо этого, возможно, например, чеством примесей, которые оставляют удаление меди путем фрезерования Данный этап является начальным и на плате после высыхания беловатые или с использованием электроискро заключается в подготовке поверхности разводы. Если это так, то стоит поис вой установки. Однако эти способы не будущей печатной платы к нанесению кать другой обезжиривающий состав.
получили широкого распространения на нее защитного покрытия. В целом за После обезжиривания плату следует ни в радиолюбительской среде, ни в продолжительный промежуток време промыть в проточной холодной воде.
промышленности (хотя изготовление ни технология очистки поверхности не Качество очистки можно контролиро плат фрезерованием иногда применя претерпела сколько нибудь значитель вать, наблюдая за степенью смачива ется в тех случаях, когда необходимо ных изменений. Весь процесс сводится ния водой поверхности меди. Полно ложки на печатную плату. При этом ми несколько слоев плотной бумаги.
стью смоченная водой поверхность, возможны два варианта: либо ис Очень важным вопросом является без образования на ней капель и раз пользуемая подложка отделяется от температура утюга и время выдерж рывов пленки воды, является показате платы перед травлением, либо, если ки. Эти параметры варьируются в лем нормального уровня очистки. На в качестве подложки используется каждом конкретном случае, поэтому, рушения в этой пленке воды указывают, алюминиевая фольга, она стравлива возможно, придется поставить не что поверхность очищена недоста ется вместе с медью. Первый этап один эксперимент, прежде чем вы по точно. использования данной технологии лучите качественные результаты.
заключается в печати зеркального Критерий тут один: тонер должен ус Нанесение защитного изображения рисунка печатной пла петь достаточно расплавиться, чтобы покрытия ты на подложке. Параметры печати прилипнуть к поверхности платы, и в Нанесение защитного покрытия явля принтера при этом должны быть уста то же время должен не успеть дойти ется самым важным этапом в процессе новлены на максимальное качество до полужидкого состояния, чтобы изготовления печатных плат, и именно печати (поскольку в этом случае про края дорожек не расплющились. По им на 90 % определяется качество из исходит нанесение слоя тонера наи сле приварки тонера к плате необ готовленной платы. В настоящее время большей толщины). В качестве под ходимо отделить подложку (кроме в радиолюбительской среде наиболее ложки можно использовать тонкую случая использования в качестве популярными являются три способа на мелованную бумагу (обложки от раз подложки алюминиевой фольги: ее несения защитного покрытия. Мы их личных журналов), бумагу для фак отделять не следует, поскольку она рассмотрим в порядке возрастания ка сов, алюминиевую фольгу, пленку для растворяется практически во всех чества получаемых при их использова лазерных принтеров, основу от само травильных растворах). Пленка для нии плат. клеящейся пленки Oracal или какие лазерных принтеров и основа от 1.Ручное нанесение защитного покры нибудь другие материалы. При ис Oracal просто аккуратно снимаются, в тия. При этом способе чертеж печат пользовании слишком тонкой бумаги то время как обычная бумага требует ной платы переносится на стеклотек или фольги может потребоваться предварительного размачивания в столит вручную при помощи какого приклеить их по периметру на лист горячей воде. Стоит отметить, что в либо пишущего приспособления. плотной бумаги. В идеальном случае силу особенностей печати лазерных В последнее время в продаже появи принтер должен иметь тракт для про принтеров слой тонера в середине лось множество маркеров, краситель хождения бумаги без перегибов, что больших сплошных полигонов доста которых не смывается водой и дает предотвращает смятие подобного точно мал, поэтому следует по мере достаточно прочный защитный слой. бутерброда внутри принтера. Боль возможности избегать использова Кроме того, для ручного рисования шое значение это имеет и при печати ния таких областей на плате, либо по можно использовать рейсфедер или на фольге или основе от пленки сле снятия подложки придется под какое либо другое приспособление, Oracal, поскольку тонер на них дер ретушировать плату вручную. В це заправленное красителем. Так, на жится очень слабо, и в случае переги лом использование данной техноло пример, удобно использовать для ри ба бумаги внутри принтера существу гии после некоторой тренировки поз сования шприц с тонкой иглой (лучше ет большая вероятность, что придет воляет добиться ширины дорожек и всего для этих целей подходят инсу ся потратить несколько неприятных зазоров между ними вплоть до линовые шприцы с диаметром иглы минут на очистку печки принтера от 0,3 мм.
0,3 0,6 мм), обрезанной до длины налипших остатков тонера. Лучше 3.Применение фоторезистов. Фоторе 5Ц8 мм. При этом шток в шприц всего, если принтер может пропус зистом называется чувствительное к вставлять не следует Ч краситель кать бумагу через себя горизонталь свету вещество, которое под воздей должен поступать свободно под дей но, печатая при этом на верхней сто ствием освещения изменяет свои ствием капиллярного эффекта. Также роне (как, например, HP LJ2100 Ч свойства. В последнее время на рос вместо шприца можно использовать один из лучших принтеров для при сийском рынке появилось несколько тонкую стеклянную или пластмассо менения при изготовлении печатных видов импортных фоторезистов в аэ вую трубку, вытянутую над огнем для плат). Хочется сразу предупредить розольной упаковке, которые осо достижения нужного диаметра. Осо владельцев принтеров типа HP LJ 5L, бенно удобны для использования в бое внимание следует обратить на 6L, 1100, чтобы они не пытались печа домашних условиях. Сущность при качество обработки края трубки или тать на фольге или основе от менения фоторезиста заключается в иглы: при рисовании они не должны Oracal Ч обычно подобные экспери следующем: на плату с нанесенным царапать плату, в противном случае менты заканчиваются плачевно. Так на нее слоем фоторезиста наклады можно повредить уже закрашенные же помимо принтера можно исполь вается фотошаблон и производится участки. В качестве красителя при ра зовать и копировальный аппарат, ее засветка, после чего засвеченные боте с такими приспособлениями применение которого иногда дает да (или незасвеченные) участки фоторе можно использовать разбавленный же лучшие по сравнению с принтера зиста смываются специальным рас растворителем битумный или какой ми результаты за счет нанесения тол творителем, в качестве которого либо другой лак, цапонлак или даже стого слоя тонера. Основное требо обычно выступает едкий натр (NaOH).
раствор канифоли в спирте. При этом вание, которое предъявляется к под Все фоторезисты делятся на две ка необходимо подобрать консистен ложке, Ч легкость ее отделения от тегории: позитивные и негативные.
цию красителя таким образом, чтобы тонера. Кроме того, в случае исполь Для позитивных фоторезистов до он свободно поступал при рисова зования бумаги она не должна остав рожке на плате соответствует черный нии, но в то же время не вытекал и не лять в тонере ворсинок. При этом участок на фотошаблоне, а для нега образовывал капель на конце иглы возможны два варианта: либо под тивных, соответственно, прозрачный.
или трубки. Стоит отметить, что руч ложка после перенесения тонера на Наибольшее распространение полу ной процесс нанесения защитного плату просто снимается (в случае чили позитивные фоторезисты как покрытия достаточно трудоемок и го пленки для лазерных принтеров или наиболее удобные в применении. Ос дится только в тех случаях, когда не основы от Oracal), либо предвари тановимся более подробно на ис обходимо очень быстро изготовить тельно размачивается в воде и потом пользовании позитивных фоторезис небольшую плату. Минимальная ши постепенно отделяется (мелованная тов в аэрозольной упаковке.
рина дорожки, которой можно до бумага). Перенос тонера на плату за Первым этапом является подготовка 1 октябрь биться при рисовании вручную, со ключается в прикладывании подлож фотошаблона. В домашних условиях ставляет порядка 0,5 мм. ки с тонером к предварительно очи его можно получить, напечатав рисунок 2.Использование технологии лазерно щенной плате с последующим нагре платы на лазерном принтере на пленке.
го принтера и утюга. Данная техно вом до температуры, немного превы При этом необходимо особое внимание логия появилась сравнительно не шающей температуру плавления то уделить плотности черного цвета на фо давно, однако сразу получила широ нера. Возможно огромное количест тошаблоне, для чего необходимо от чайшее распространение в силу сво во вариантов как это сделать, однако ключить в настройках принтера все ре Схемотехника ей простоты и высокого качества по наиболее простым является прижим жимы экономии тонера и улучшения ка лучаемых плат. Основу технологии подложки к плате горячим утюгом. чества печати. Кроме того, некоторые составляет перенос тонера (порош При этом для равномерного распре фирмы предлагают вывод фотошабло ка, используемого при печати в ла деления давления утюга на подложку на на фотоплоттере Ч при этом вам га зерных принтерах) с какой либо под рекомендуется проложить между ни рантирован качественный результат.
На втором этапе на предварительно 1.Хлорное железо (FeCl3) Ч пожалуй, медлению реакции травления. Недо подготовленную и очищенную поверх самый известный и популярный реак статком данного раствора является ность платы наносится тонкая пленка тив. Сухое хлорное железо растворя необходимость строгого соблюдения фоторезиста. Делается это путем рас ется в воде до тех пор, пока не будет при работе с ним всех мер предосто пыления его с расстояния порядка получен насыщенный раствор золо рожности.
20 см. При этом следует стремиться к тисто желтого цвета (для этого по Очистка заготовки, сверловка, максимальной равномерности получа требуется порядка двух столовых ло емого покрытия. Кроме того, очень жек на стакан воды). Процесс травле нанесение флюса, лужение важно обеспечить отсутствие пыли в ния в этом растворе может занять от процессе распыления Ч каждая попав 10 до 60 минут. Время зависит от кон После завершения травления и про шая в фоторезист пылинка неминуемо центрации раствора, температуры и мывки платы необходимо очистить ее оставит свой след на плате. перемешивания. Перемешивание поверхность от защитного покрытия.
После нанесения слоя фоторезиста значительно ускоряет протекание ре Сделать это можно каким либо органи необходимо высушить получившуюся акции. В этих целях удобно использо ческим растворителем, например, аце пленку. Делать это рекомендуется при вать компрессор для аквариумов, ко тоном.
температуре 70 oCЦ80 oC, причем сна торый обеспечивает перемешивание Далее необходимо просверлить все чала нужно подсушить поверхность при раствора пузырьками воздуха. Также отверстия. Делать это нужно остро за небольшой температуре и лишь затем реакция ускоряется при подогрева точенным сверлом при максимальных постепенно довести температуру до нии раствора. По окончании травле оборотах электродвигателя. В случае, нужного значения. Время сушки при ния плату необходимо промыть боль если при нанесении защитного покры указанной температуре составляет по шим количеством воды, желательно с тия в центрах контактных площадок не рядка 20Ц30 мин. В крайнем случае до мылом (для нейтрализации остатков было оставлено пустого места, необхо пускается сушка платы при комнатной кислоты). К недостаткам данного димо предварительно наметить отвер температуре в течение 24 часов. Платы раствора следует отнести образова стия (сделать это можно, например, с нанесенным фоторезистом должны ние в процессе реакции отходов, ко шилом). Прижимное усилие в процессе храниться в темном прохладном месте. торые оседают на плате и препятст сверления не должно быть слишком Следующим после нанесения фото вуют нормальному протеканию про большим, чтобы на обратной стороне резиста этапом является экспонирова цесса травления, а также сравни платы не образовывались бугорки во ние. При этом на плату накладывается тельно низкую скорость реакции. круг отверстий. Обычные электродрели фотошаблон (желательно стороной пе 2.Персульфат аммония практически не подходят для сверле чати к плате: это способствует увеличе ((NH4)2S2O8) Ч светлое кристалли ния плат, поскольку, во первых, имеют нию четкости при экспонировании), ко ческое вещество, растворяется в во низкие обороты, а во вторых, обладают торый прижимается тонким стеклом де исходя из соотношения 35 г веще достаточно большой массой, что за или куском плексигласа. При достаточ ства на 65 г воды. Процесс травления трудняет регулирование прижимного но небольших размерах плат для при в этом растворе занимает порядка усилия. Удобнее всего для сверления жима можно использовать крышку от 10 минут и зависит от площади мед плат использовать электродвигатели коробки компакт диска либо отмытую ного покрытия, подвергающегося типа ДПМ 35Н и им подобные с наса от эмульсии фотопластинку. Поскольку травлению. Для обеспечения опти женным на их вал небольшим цанговым область максимума спектральной чув мальных условий протекания реак патроном. После сверловки нужно об ствительности большинства современ ции раствор должен иметь темпера работать отверстия: удалить все зазуб ных фоторезистов приходится на ульт туру порядка 40 oC и постоянно пере рины и заусенцы. Сделать это можно рафиолетовый диапазон, для засветки мешиваться. По окончании травления наждачной бумагой.
желательно использовать лампу с боль плату необходимо промыть в проточ Следующим этапом является покры шой долей УФ излучения в спектре ной воде. К недостаткам этого рас тие платы флюсом с последующим лу (ДРШ, ДРТ и др.). В крайнем случае, твора относится необходимость под жением. Можно использовать специаль можно использовать мощную ксеноно держания требуемого температурно ные флюсы промышленного изготовле вую лампу. Время экспонирования за го режима и перемешивания. ния (лучше всего смываемые водой или висит от многих причин (тип и мощ 3.Раствор соляной кислоты (HCl) и пе вообще не требующие смывания) либо ность лампы, расстояние от лампы до рекиси водорода (H2O2). Для приго просто покрыть плату слабым раство платы, толщина слоя фоторезиста, ма товления этого раствора необходимо ром канифоли в спирте. Лужение можно териал прижимного покрытия и др.) и к 770 мл воды добавить 200 мл 35 % производить двумя способами: погру подбирается экспериментально. Одна соляной кислоты и 30 мл 30 % пере жением в расплав припоя либо при по ко в целом время экспонирования со киси водорода. Готовый раствор дол мощи паяльника и металлической оп ставляет обычно не более 10 минут да жен храниться в темной бутылке, не летки, пропитанной припоем. В первом же при экспонировании под прямыми закрытой герметически, так как при случае необходимо изготовить желез солнечными лучами. разложении перекиси водорода вы ную ванночку и заполнить ее небольшим Проявление большинства фоторези деляется газ. Внимание: при исполь количеством сплава Розе или Вуда. Рас стов осуществляется раствором едкого зовании данного раствора необходи плав должен быть полностью покрыт натра (NaOH) Ч 7 граммов на литр во мо соблюдать все меры предосто сверху слоем глицерина во избежание ды. Лучше всего использовать свеже рожности при работе с едкими хими окисления припоя. Для нагревания ван приготовленный раствор, имеющий ческими веществами. Все работы не ночки можно использовать переверну температуру 20 oCЦ25 oC. Время прояв обходимо производить только на све тый утюг или электроплитку. Плата по ления зависит от толщины пленки фо жем воздухе или под вытяжкой. При гружается в расплав, а затем вынимает торезиста и находится в пределах от 30 попадании раствора на кожу ее необ ся с одновременным удалением излиш секунд до 2 минут. После проявления ходимо немедленно промыть боль ков припоя ракелем из твердой резины.
плату можно подвергать травлению в шим количеством воды. Время трав Заключение обычных растворах, поскольку фоторе ления сильно зависит от перемеши зист устойчив к воздействию кислот. вания и температуры раствора и со В данной статье мы постарались осве При использовании качественных фо ставляет порядка 5Ц10 минут для хо тить все наиболее удобные для приме тошаблонов применение фоторезиста рошо перемешиваемого свежего нения в домашних условиях технологии позволяет получить дорожки шириной раствора при комнатной температу изготовления печатных плат. Использо вплоть до 0,15Ц0,2мм. ре. Не следует нагревать раствор вы вание современных фоторезистов или ше 50 oC. После травления плату не технологии лазерного принтера и утюга Травление обходимо промыть проточной водой. позволяет получить достаточно хоро Данный раствор после травления Известно много составов для химиче шие результаты. Таким образом, у ра можно восстанавливать добавлени ского стравливания меди. Все они от диолюбителей появляется возмож ем H2O2. Оценка требуемого количе личаются скоростью протекания реак ность изготовления печатных плат с ми ства перекиси водорода осуществля ции, составом выделяющихся в ре нимальной шириной проводника по ется визуально: погруженная в рас зультате реакции веществ, а также до рядка 0,2 0,3 мм, что еще десять лет твор медная плата должна перекра ступностью необходимых для приго назад было практически недостижи шиваться из красного в темно корич товления раствора химических реак мым даже при серийном производстве.
невый цвет. Образование пузырей в тивов. Ниже приведена информация о растворе свидетельствует об избыт ЧДЗВ, наиболее популярных растворах для ке перекиси водорода, что ведет к за ВЗ травления.