Изготовление печатных плат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Технологии радиолюбителя

 Комментарии к статье

Большинство конструкций у начинающих радиолюбителей так и остается в мечтах из-за того, что возникает множество проблем с изготовлением печатной платы, а на "весу" многие схемы не реализуешь. В последнее время большинству радиолюбителей стало доступно несколько способов изготовления печатных плат. Все способы отличаются друг от друга только способом нанесения рисунка на плату. Последующие технологические процессы, такие как травление платы, сверление отверстий, ничем не отличаются.

К самым простым способам следует отнести следующие: нанесение рисунка вручную лаком, краской или пропиливание дорожек ножом. Эти способы хоть и просты, однако процесс изготовления очень медлен и качество получаемых плат часто бывает очень низко.

На сегодняшний день наиболее оптимальными являются следующие способы: лазерно-утюговая технология, фоторезистивный метод (фотолитография), маркерный способ. Об этих технологиях и будет подробнее рассказано в данной статье.

1. Лазерно-утюговая технология

Данная технология очень проста на всех этапах и заключается в следующем.

Для того, чтобы получить проводники на печатной плате, необходимо сначала получить рисунок дорожек с помощью какого-либо программного продукта (Acel Eda, P-CAD, Sprint-Layout и т.д.). Затем надо распечатать шаблон на лазерном принтере и перевести его на фольгированный стеклотекстолит, приложив к фольге рисунком и нагревая при помощи утюга. Тонер с шаблона должен пристать к плате. После того, как шаблон прилип к плате, бумагу, на основе которой он был сделан, необходимо оторвать. Там, где получилась пленка из тонера, будут токопроводящие дорожки, т.е. после травления медь под тонером останется.

Хочется отметить, что для изготовления шаблона лучше всего использовать матовую фотобумагу для струйной печати, так как она имеет прессованный мелкодисперсный впитывающий слой, который легко отстает от основы и, следовательно, качество переведенного на плату рисунка получается довольно высоким. Плотность фотобумаги должна быть примерно 100-120 гр/м3, фотобумага с меньшей плотностью легче отстает, и качество получается великолепным. Принтер должен иметь разрешение 600 dpi, но лучше использовать принтер с разрешением 1200 dpi.

После травления тонер можно снять с медных дорожек с помощью наждачной бумаги (нулевки), но проще всего это сделать с помощью ацетона или растворителя для краски.

2. Фоторезистивный способ

В основе данного метода лежит фоторезист, применение которого позволяет получать очень высокое качество и стабильность при изготовлении печатных плат. На сегодняшний день промышленность предлагает множество различных фоторезистивных спреев. Однако наиболее дешевым и простым в использовании является пленочный фоторезист. О его применении далее расскажем более подробно. На практике можно использовать пленочный фоторезист типа LIUXI или ПФ-ВЩ.

Сначала необходимо изготовить фотошаблон, для этого понадобится пленка для струйной или лазерной печати (зависит от принтера, имеющегося в наличии), на которой печатается рисунок печатной платы. Печать данного фотошаблона должна производиться на максимальном разрешении и качестве, чтобы слой краски был как можно толще. Фотошаблон печатается либо позитивным, либо негативным, в зависимости от применяемой фоторезистивной пленки (чаще всего в промышленности выпускают негативную фоторези-стивную пленку).

Затем на подготовленный фольгированный текстолит (рис. 1) наклеивается фоторезистивная пленка.

Фоторезистивная пленка покрыта двумя защитными пленками, одна из которых матовая (под ней фоторезист имеет клейкую основу), а другая глянцевая (защитная). Чтобы фоторезистив-ную пленку наклеить на текстолит, необходимо аккуратно постепенно отклеивать матовую пленку, приклеивая и хорошо разглаживая фоторезист так, чтобы под ним не было пузырьков воздуха (рис. 2).

Когда фоторезистивная пленка наклеена на текстолит, на него сверху накладывается фотошаблон, который хорошо прижимается к плате с помощью обычного оконного (прозрачного) стекла.

Далее необходимо произвести экспонирование фотошаблона (рис. 3) на фоторезист, для чего обычно используется лампа ультрафиолетового свечения. Время экспонирования (определяется экспериментально) может колебаться от нескольких десятков секунд до десятков минут, в зависимости от спектра излучения лампы, расстояния между лампой и платой и типа фоторезиста.

После того как произведено экспонирование, необходимо проявить фоторезист в 3-5% растворе кальцинированной соды. Перед тем как положить плату в теплый раствор кальцинированной соды, необходимо снять защитную пленку. Во время проявления фоторезиста необходимо постоянно перемешивать раствор кальцинированной соды. Время проявления составляет примерно 30-60 секунд, после чего ненужный фоторезист смывается с платы под струей теплой воды. На тех участках, где должны быть токопроводящие дорожки, остается пленка фоторезиста (рис. 4).

После вытравления платы (рис. 5) оставшийся на дорожках фоторезист удаляется с помощью ацетона или нашатырного спирта.

Следует заметить, что при проведении всех операций желательно, чтобы не было доступа солнечных лучей, а освещение было организовано с помощью ламп дневного света, на который фоторезист практически не реагирует.

Как в первом, так и во втором способе в качестве травителя можно использовать раствор медного купороса, хлорного железа, азотную кислоту и т.п.

3. Маркерный способ

Раньше автор при изготовлении печатных плат (ПП) морочил голову с лаками, шприцами и т.п. Однажды нужно было нанести надписи на стекле. Для этой цели приобрел в магазине канцтоваров маркер производства Италии HI-TEXT 720P PERMANENT с диаметром пишущей части 1 мм.

Изготавливая очередную плату блока питания, для эксперимента нанес им надписи на заготовке. После протравки ПП был приятно удивлен: надписи не смылись и четко отпечатались на плате. С тех пор рисую такими маркерами любые дорожки, любой толщины и конфигурации (вплоть до 0,1 мм). Ошибки легко исправить 647-м растворителем.

ПП изготавливаю следующим образом. Сверлю отверстия, зачищаю заусенцы. Затем школьной резинкой, жесткой ее частью, протираю ПП до блеска. Наношу рисунок маркером. Далее провожу травление раствором следующею состава: 4 ст. ложки поваренной соли и 2 ст. ложки медного купороса, 0,5 литра горячей воды 60...80°С. Раствор готовлю в пластмассовой посуде (пластмассовый тазик). ПП травлю на водяной бане 10...15 мин (опускаю в широкую кастрюлю с водой тазик, вода в кастрюле кипеть не должна, тазик иногда нужно покачивать) -и плата готова. Такого количества раствора хватает на двухстороннюю плату размерами 100x150 мм. Далее промываю ПП водой и смываю рисунок 647 растворителем. Опять протираю дорожки ПП стирательной резинкой, покрываю их жидкой канифолью и залуживаю паяльником. Затем смываю канифоль растворителем (проверяю качество дорожек) и вновь покрываю жидкой канифолью - плата готова к монтажу. При монтаже выводы деталей зачищаю резинкой.

Литература, ресурсы

1. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие - СПб.: Питер, 2004. - 522 с.:ил.
2. http://liveinternet.ru/users/burokrat/post34051454/
3. http.//ru.wikipedia.org/wiki/Лaзepнo-yтюгoвaя_тexнoлoгия
4. http://cxem.net/master/20.php
5. http://radiokot.ru/lab/hardwork/06/
6. http://datagor.ru/practice/diy-tech/page,1,2,257-photoresist.html

Авторы: Е.Переверзев Краснодарский край, г.Кропоткин; Ю.А. Камышанский, с.Русская-Лозовая, Харьковская обл.

Смотрите другие статьи раздела Технологии радиолюбителя.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Нанопровода диаметром в три атома 29.12.2016 Группа ученых из Стэнфордского университета и лаборатории Стэнфордского линейного ускорителя (SLAC) открыла возможность собрать с помощью мельчайших частиц алмазов - адамантанов (diamondoid) - токопроводящие нанопровода диаметром всего в три атома. При этом каждый такой провод оказывается заключен в надежную оболочку из алмазов, что делает их достаточно прочными и защищенными от короткого замыкания друг с другом. Подобные нанопровода могут найти применение в оптоэлектронике для передачи данных, в виде решения для выработки энергии, получаемой от солнца или в других сферах. К примеру, можно выпускать ткань для одежды с вшитой электроникой или невидимыми глазу солнечными панелями. Важнейшей частью разработки стали такие свойства нового материала, как самосборка. По словам ученых, нанопровода собираются подобно конструктору LEGO. Роль "кубиков" с пазами и направляющими при сборке нанопроводов играют мельчайшие частички алмазов. К слову, раствор с алмазными частичками для опытов получен из нефти, добываемой в штате Арканзас. Нефть в этом районе имеет все необходимые для выращивания "алмазных" нанопроводов примеси. Но для раствора она прошла специальную очистку, в ходе которой в смеси остались "кубики" примерно одного размера. Кроме адамантанов, к каждому из которых присоединен один атом серы, для выращивания нанопроводов использовался раствор сульфида меди. В растворе на молекулярную решетку адамантанов начинали воздействовать силы притяжения в лице ван-дер-ваальсового взаимодействия (van der Waals forces). Адамантаны начинали укладываться друг за другом, вовлекая в процесс атомы меди, и провода росли в одном направлении. Ученые доказали, что это точно управляемый процесс, что позволяет говорить о хороших перспективах для разработки. Кроме меди опыты с самосборкой "трехатомных" нанопроводов проводились с кадмием, цинком, золотом и серебром. Каждый из этих или других материалов придавал проводам иные и уникальные свойства. Использование кадмия, например, позволяло придать проводам характеристики светодиодов. Другие материалы обещали придать нанопроводам свойства пьезокристаллов, а это прямое преобразование механических деформаций в электроэнергию (добывающая энергию ткань костюма или спортивной формы). У нанопроводов оказывается много перспектив. Было бы неплохо дождаться коммерческой реализации.

Другие интересные новости:

▪ Стабильные миниатюрные 3D-объекты из аэрогеля

▪ Прототип бионического глаза напечатан на 3D-принтере

▪ Раскрыт секрет голубых глаз хаски

▪ Новые приборы Microchip для интеллектуальных датчиков

▪ В Южной Корее запущен мощнейший в мире лазер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Голосуй или проиграешь! Крылатое выражение

▪ статья Через сколько лет после изобретения консервных банок появились консервные ножи? Подробный ответ

▪ статья Работа на вертикальном гидравлическом прессе для прессования бумажных отходов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Сварочник из… ничего. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Превращение одной карты в другую. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025