PCB-produksjon. Etsing av brettet med hydrogenperoksyd og sitronsyre: de finere detaljene i behandlingen av brettet. Hvordan sylte kretskortet hjemme

Når en laserskriver er tilgjengelig, bruker skinkene en PCB-produksjonsteknologi kalt LUT. En slik enhet er imidlertid ikke tilgjengelig i hvert hus, fordi selv i vår tid er det ganske dyrt. Det produseres fremdeles teknologi ved bruk av fotoresistiv film. For å jobbe med det trenger du imidlertid også en skriver, men allerede en blekkskriver. Det er allerede enklere, men filmen i seg selv er ganske dyr, og for en nybegynner radioamatør er det til å begynne med bedre å bruke de tilgjengelige midlene på en god loddestasjon og annet tilbehør.
Er det mulig å lage et trykt kretskort av akseptabel kvalitet hjemme uten skriver? Ja. Kan. Hvis alt gjøres som beskrevet i materialet, vil det dessuten ta ganske mye penger og tid, og kvaliteten vil være på et veldig høyt nivå. I alle fall "løper" den elektriske strømmen langs slike stier med stor glede.

Listen over nødvendige verktøy og forbruksvarer

1. Programvare for tegning av design.
2. Gjennomsiktig plastfolie.
3. Smal tape.
4. Marker.
5. Foliert glassfiber.
6. Sandpapir.
7. Alkohol.
8. Avfallstannbørste.
9. Verktøy for å bore hull med en diameter på 0,7 til 1,2 mm.
10. Jernklorid.
11. Plastbeholder for etsing.
12. Pensel.
13. Loddejern.
14. Lodding.
15. Flytende fluks.

Utvikling og overføring av tavletegningen til malen

Forberedelse av foliefiberglass

Kombinasjonen av malen og glassfiber

Boring av hull

Tegne spor

Merking og rengjøring av spormerker

PCB-tinning

Konklusjon

Etter at mønsteret på det trykte kretskortet er overført til foliet tekstolitten ved bruk, er det nødvendig å etse det trykte kretskortet. Flere oppskrifter for etsing av kretskort er beskrevet under katt.

1. Den første metoden er jernklorid.

Jernklorid tilsettes vann i forholdet 1: 3. Å røre grundig.
  Etsetiden avhenger av temperaturen på løsningen, tykkelsen på kobberet og "friskheten" av løsningen.
  I gjennomsnitt fra 10 minutter til en time. Når du bruker spor med en laserskrivertoner, må du ikke varme over 45 ° C.
  Styret anbefales å svinge inn en løsning.

2. Den andre metoden er kobbersulfat pluss bordsalt.

Tilberedning av løsningen - 200 ml. varmt vann to ss salt og en spiseskje kobbersulfat. Etseprosessen kan være ganske lang.

Salt

For det normale løpet av etseprosessen anbefales et betydelig overskudd av salt, oppvarming av løsningen og svingende brett i løsningen.

3. Etsing av kretskortet i hydrogenperoksyd pluss sitronsyre.

En ganske rask måte å etse et kretskort på i romtemperatur pluss tilgjengeligheten av komponenter.

Sammensetningen av løsningen:
  I 100 ml. Løs opp 3% hydrogenperoksyd i 30 g sitronsyre og 5 g natriumklorid.

Salt kan gis i overkant.
  Fortynn løsningen ikke skal være. Jo større skjevhet, desto mer intens vil prosessen være.
  Men det må huskes at løsningen er disponibel og ikke kan lagres.

DRC

Hver produsent av trykte kretskort har teknologiske begrensninger på minimumsbredden på sporene, avstandene mellom sporene, diameteren til hullene, etc. Hvis brettet ikke oppfyller disse begrensningene, nekter produsenten å godta brettet for produksjon.

Når en kretskortfil opprettes, settes de teknologiske begrensningene som standard fra default.dru-filen fra dru-katalogen. Som regel overholder ikke disse begrensningene begrensningene fra virkelige produsenter, så de må endres. Du kan konfigurere grensene umiddelbart før du genererer Gerber-filer, men det er best å gjøre det umiddelbart etter oppretting av tavlefilen. Trykk på DRC-knappen for å konfigurere begrensningene

klareringer

Avstander

Minimumsstørrelser

Belter

masker

  Kjør sjekk

Genererer Gerber-filer

For borefilen er utdataanordningen ( Enhet) bør være Excellon, men ikke GERBER_RS274X

I artikkelen vil vi snakke om metoder for å fremstille et trykt kretskort og etse et brett.

Det er mange måter å lage et kretskort på. Den viktigste måten jeg personlig bruker det på er å lage et brett av foliebelagt tekstolit (getinax) ved å tegne en tegning med en penn og etse i en kjemisk løsning. Det hendte slik at jeg begynte å tegne tavler fra skolens sjette klasse (i henhold til nåtiden - fra femte), da datamaskinene var på størrelse med hele rom. På den tiden "hacket" jeg meg. Derfor tegner jeg et brett på et stykke papir i et bur mer enn på en datamaskin, ved hjelp av spesielle programmer. Det sant, det mest omfangsrike kretskortet jeg noensinne har tegnet for hånd, var et kretskort bestående av fjorten mikrokretser og et par hundre enkle elementer.

Å lage et kretskort ved å tegne en tegning med en penn eller, oftere nylig, LUT (laser-stryketeknologi) og etse i en kjemisk løsning består av følgende trinn, forskjellen fra andre metoder kan variere litt i selve operasjonene og i deres sekvens:

1.   Oppsett av plassering av radioelementer på brettet og sporledere (spor). For tiden er det mange programmer for utvikling av radiotavler. Det er lettere å bruke dem. Du kan delta i utvikling uten bruk av spesielle programmer, men dette krever litt utholdenhet og mange ganger mer tid. I dette tilfellet blir brettet for enkelhets skyld tegnet på et papirark i et bur, og for nyutvikling blir de malt på nytt;

2.   Et brett i ønsket størrelse kuttes ut av en foliet tekstolit, eller getinaks. Et mer praktisk materiale er tekstolit, som egentlig er flersjiktet glassfiber, og folie er bedre støttet på det enn på getinaks. Getinax er et arkmateriale laget av presset papir impregnert med bakelittlakk. Getinax er et materiale av lavere kvalitet enn tekstolit, og har flere egenskaper som jeg personlig ikke liker:

- kan delaminere;

- trykte ledere spretter raskere enn PCB fra overoppheting, noe som gjør det vanskelig å bytte ut radiokomponenter uten å skade kretskortet hvis de svikter;

- det er tilfeller av overoppheting av radiokomponenter, hvorfra radiostyret kan "smøre ut". Det samme skjer når fuktighet kommer inn i høyspentkretsen. En brent getinax blir ofte til en leder (noe som grafitt). Det samme skjer med getinaks i tilfelle fuktighet i høyspenningskretsen. Det siste kan gi deg enorme problemer;

Men med alt dette er det anstendig billigere og kuttet med saks. Dette er nyttig når du trenger å lage et raskt ensidig brett på SMD-deler.

3. Endene av brettet blir behandlet fra skarpe hjørner og burrer med en fil eller sandpapir;

4.   Det kuttede brettet er pakket med et ark med et malt brett. Tynne kjerne, lette hammerblåser lager hull (markering) av fremtidige hull, på de stedene som tidligere var merket på arket;

5.   På markerte områder blir det boret hull for fremtidige radiokomponenter. For små deler - motstander, kondensatorer, finutgangstransistorer, brukes en 0,5 mm bor, for tykkere terminaler - en 0,7 mm bor. Om nødvendig kan andre størrelser brukes. Som bor er det mer praktisk å bruke en bærbar boremaskin, som kan kjøpes i en spesialisert radiobutikk. Du kan bruke en manuell elektrisk drill med en viss ferdighet;

6.   Etter å ha boret hull blir brettet behandlet med sandpapir. Alle utsprengninger som følge av boring blir tømt, og folien blir renset for å påføre mønsteret på sporene og etsingen ytterligere;

7.   Fra den vanlige tomme stangen fra en kulepenn blir det hevet. For å gjøre dette, blir stangen oppvarmet over flammen til en fyrstikk (eller lettere), og når plasten smelter, trekkes stangen. Etter herding av plasten kuttes enden av materen for å oppnå et hull med en diameter på omtrent 0,2 ... 0,4 mm;

8.   Lakk (mer praktisk - neglelakk) 2 ... 5 cm i høyden skrives inn i tegnepennen, hvoretter det tegnes et trykt kretskort: loddeputer er laget rundt hullene, og trykte ledningsspor trekkes mellom disse putene. Med en viss fingerferdighet og ved å bruke linjaler som guider, er det ikke sikkert at kvaliteten på bildet er dårligere enn fabrikkradiokortene.

9.   Etter at lakken har tørket, blir de ikke-lakkede delene av brettet etset ved å plassere brettet i en løsning av jernklorid. Samtidig er ikke kobberet på sporene beskyttet av lakk etset, og ikke kobberbelegget på brettet dekket med lakk, og inngår i en kjemisk reaksjon oppløses i jernklorid. For å akselerere etseprosessen, kan løsningen med brettet varmes opp i vannbad, eller ganske enkelt settes på et sentralvarmebatteri;

10.   Etter etsing vaskes brettet med vann, og ved bruk av en bomullspinne fuktet med aceton, eller med et annet løsningsmiddel, fjernes lakken fra brettet og vaskes deretter igjen under rennende vann;

11.   Det er bedre å lodde radiokomponentene ved hjelp av smeltbart lodde og flussstoff - kolofonium oppløst i alkohol.

Det bør legges til:

Du kan bruke en engangssprøyte som mater, mens du bryter det skrå snittet av nålen, er det nødvendig å slipe den slik at det ikke er skarpe skrapeflater på spissen. Nylig er det mange markører til salgs, hvor fargestoffet ikke vaskes av med vann og gir et tilstrekkelig sterkt beskyttende lag, slik at de også kan brukes som en fjerner.

Noen mestere etter etsing av brettet lurer også. Tinning produseres på en av to måter:

1. Et loddejern;

2. Jernbadet er fylt med en legering av Rose eller Wood. Legeringen er, for å unngå oksidasjon av loddet, fullstendig dekket med et lag glyserin på toppen. For tinning blir brettet nedsenket i smelten i en periode på ikke mer enn fem sekunder. Varm opp badet med en kokeplate.

Nylig blir en skrivermetode for å overføre et bilde av et radiokort mer utbredt.

Den består av følgende:

1.   Ved hjelp av spesielle programmer er et radiokort designet og tegnet;

2.   Bildet av brettet i speilbilde er trykt på en laserskriver på et underlag. Samtidig brukes tynt belagt papir (omslag fra forskjellige magasiner), fakspapir eller film til laserskrivere som underlag.

3.   På det forberedte brettet blir forsiden (bildet) påført underlaget og med hjelp av et veldig varmt jern "gnidd" på brettet. For å fordele jernets trykk jevnt på underlaget, anbefales det å legge flere lag med tykt papir mellom seg. Toneren smelter og fester seg på kretskortet.

4.   Etter avkjøling er to alternativer for fjerning av underlaget mulig: Enten fjernes underlaget etter overføring av toner til brettet (i tilfelle en film for laserskrivere), eller forhåndsbløtes i vann og deretter gradvis separeres (belagt papir). Toneren forblir på kretskortet. Når du har fjernet underlaget, på de stedene hvor toneren fremdeles er skilt, kan du retusjere brettet manuelt.

5.   Brettet er etset i en kjemisk løsning. Under etsingen løses ikke toneren opp i jernkloridet.

Denne metoden lar deg få et veldig vakkert trykt ledningsnett, men du må venne deg til det, fordi det kanskje ikke fungerer første gang. Fakta er at et visst høy temperaturregime er nødvendig. Det er bare ett kriterium: toneren må ha tid til å smelte nok til å feste seg til overflaten på brettet, og samtidig skal den ikke ha tid til å nå en semi-flytende tilstand slik at kantene på sporene ikke blir flatet. Å fjerne papirarket krever mykgjøring med vann, ellers kan papirarket fjernes sammen med toneren. Boring av hull i kretskortet produsert etter skrivermetoden utføres etter etsing.

PCB-etsing

Det er mange formuleringer for kjemisk etsing av kobber fra et trykt kretskort. Alle av dem er forskjellige i reaksjonshastighet og tilgjengeligheten av nødvendige kjemikalier for fremstilling av løsningen. Ikke glem at noen kjemi er helseskadelig, så ikke glem forsiktighetsregler. Her er de kjemiske løsningene for etsing av kretskort som jeg personlig brukte:

1. Salpetersyre (HNO 3)  - Det farligste og ikke populære reagenset. Gjennomsiktig, har en skarp lukt, er sterkt hygroskopisk, og fordamper også veldig. Derfor anbefales det ikke å oppbevares hjemme. For etsing brukes den ikke i sin rene form, men i en løsning med vann i forholdet 1/3 (en del syre til tre deler vann). Ikke glem at vann ikke helles i syre, men omvendt - syre i vann. Etseprosessen tar ikke mer enn fem minutter, med aktiv gassutvikling. Nitrogen løser også opp lakken, så før du bruker den, må du la lakken tørke godt. Deretter, under etsing, vil han ikke ha tid til å myke og henge etter kobberbelegget. Forholdsregler må følges strengt.

2. En løsning av svovelsyre (H2S04) og hydrogenperoksyd (H202). For å fremstille denne løsningen er det nødvendig å slippe fire tabletter med hydrogenperoksyd i et glass vanlig batteri-elektrolytt (en løsning av svovelsyre i vann) (apotekets navn er "Hydroperit"). Den ferdige løsningen skal oppbevares i en mørk beholder som ikke er hermetisk forseglet, siden det frigjøres gass under nedbrytningen av hydrogenperoksyd. PCB-etsningstiden er i størrelsesorden 1 time for en godt blandet fersk løsning ved romtemperatur. Etter etsing kan denne løsningen reduseres ved tilsetning av hydrogenperoksyd H202. Vurdering av den nødvendige mengden hydrogenperoksyd utføres visuelt: kobbertavlen nedsenket i løsningen skal males på nytt fra rød til mørkebrun. Dannelsen av bobler i oppløsningen indikerer et overskudd av hydrogenperoksyd, noe som fører til en nedgang i etsningsreaksjonen. Forholdsregler må følges strengt.

Merk følgende:  Når du bruker de to tidligere angitte løsningene, må alle sikkerhetsforholdsregler overholdes når du arbeider med kaustiske kjemikalier. Alt arbeid må kun utføres i frisk luft eller under panseret. Hvis løsningen kommer på huden, må den vaskes umiddelbart med mye vann.

3. Ferriklorid (FeCl 3)  - Det mest populære PCB-sylteagenten. 150 g jernklorid oppløses i 200 ml varmt vann i pulver. Etseprosessen i denne løsningen kan ta fra 15 til 60 minutter. Tiden avhenger av løsningen og temperaturen. Etter etsning må kretskortet vaskes med rikelig med vann, helst med såpe (for å nøytralisere sure rester). Ulempene med denne løsningen inkluderer generering av avfallsprodukter som legger seg på brettet og forstyrrer det normale løpet av etseprosessen, så vel som den relativt lave reaksjonshastigheten.

4. En løsning av natriumklorid (NaCl) og sulfat (CuS04) i vann. Fire spiseskjeer bordsalt og to spiseskjeer kobbersulfat knust til pulver ble oppløst i 500 ml varmt vann (ca. 80 ° C). Løsningen er klar til bruk umiddelbart etter avkjøling (når du bruker varmebestandig maling, er kjøling valgfri). Etsetiden er cirka 8 timer. For å akselerere etseprosessen, kan løsningen med brettet varmes opp til 50 ° C.

5. En løsning av sitronsyre i hydrogenperoksyd (H202). I et lite bad (opptil 100 ml) fylles kretskortet med et stort volum hydrogenperoksyd, hvoretter 1 ss sitronsyre tilsettes der. Deretter begynner prosessen med etsing av kretskortet. Det er aktivt ledsaget av en endring i fargen på væsken fra gjennomsiktig til blå. Kantene er glatte, og hvis du først går gjennom foliefiberglas med fin smerte, er det etset veldig jevnt.

Med denne metoden klarte jeg å få tavler med følgende parametere:

Avstanden mellom lederne er 0,2 mm.

Da ledertykkelsen ble satt til 0,25 mm, viste det seg faktisk 0,2-0,22 mm.

Mål på brett opp til 100x200 mm.

Hvis du trenger å sylte hurtigere, kan du legge til en klype vanlig bordsalt. Det vil fremskynde prosessen, men vær forsiktig: Termisk energi frigjøres under etseprosessen, og vanligvis varmes opp løsningen ordentlig. I løpet av mine mange år med å jobbe med denne løsningen, eksploderte den to ganger og “utslettet” alt rundt meg. Selvfølgelig ble alt veldig tørket av med en vanlig fille med brus og ingen spor på klær eller ting derfra (i motsetning til jernklorid forblir ikke), men det er ganske interessant å observere.

Gjennomsnittlig etsetid er 20-30 minutter.

Jeg brukte ikke andre løsninger for etsing av kretskort. Det er mest behagelig å jobbe med det siste punktet, siden komponentene kan fås i alle byer.

Hvis du trenger å gjøre kvalitet

I prinsippet kan et trykt kretskort også bestilles på en fabrikk som er spesialisert for deres produksjon. Det koster absolutt mer enn du ville gjort det selv, men utførelsen vil være mange ganger bedre. Hvis du har mange slike prototyper, anbefaler jeg på det sterkeste å se en video om produksjonen av kretskortmontering med en gang.

Poenget her er som følger. Fabrikken tar penger for to ting: for forberedelse til produksjon, hvor den overfører filene dine med kretskortet til standard og lager utstyr, og til selve produksjonen. Å produsere seg selv er ikke en dyr ting: fabrikker kjøper billetter for radiobetalinger i store volumer, og selve produksjonen er billigere, men for forberedelsen tar de i gjennomsnitt 2-3 tusen rubler. For meg er det ikke fornuftig å betale den typen penger for å lage et styre. Men hvis 10-20 stykker får disse brettene, blir disse treningspengene delt mellom alle brettene, og det viser seg billigere.

Det er vanskelig å vaske en vask fra et jernklorid eller å fjerne et kjøkkenhåndkle. Det er vanskelig å forklare kona det sure hullet i buksene. Jeg byttet nylig til den billigste og reneste metoden for etsing av kretskort. Takk til en ukjent kjemiker som først beskrev denne metoden på Internett. Dessverre husker jeg ikke hvor og hvem han er.

Senere så jeg mange ganger lignende oppskrifter på forskjellige nettsteder på nettet, jeg bestemte meg for å legge dette juksearket til Datagoras, slik at det alltid er tilgjengelig og i den aktuelle delen. Denne metoden for etsebrett er flott for både nybegynnere skinker og eldste.

Vi trenger trygge og rimelige potions for å sette i gang picklingløsningen.

Hvordan bruker du oppskriften?

Etsetid omtrent 20 minutter  i romtemperatur, avhengig av størrelsen på tavlen. En temperaturøkning fører ikke til en betydelig økning i aktiviteten, derfor tror jeg at det ikke er nødvendig å varme opp.
Det er viktig å blande etseløsningen for å få tilgang til den ferske løsningen og skylle av reaksjonsproduktene.

Løsning for denne oppskriften hender og klær korroderer ikke  og vasken blir ikke skitten. Opprinnelig er løsningen gjennomsiktig, og når den blir brukt, får den fargen på en "havbølge", grønnblå.

Foto i prosessen, sendt til Datagoras Vær så(Minsk):
“Faktisk gifter den raskt, den gifter rent og, og viktigst,
giftstoffer billigere enn jernklorid

Min versjon av sylting i en bøtte fra under litt mat.
Løsningen er veldig økonomisk konsumert.