Технология изготовления печатных плат

В Интернете и радиолюбительских журналах часто описывают различные способы изготовления печатных плат. Основная сложность этого процесса заключается в технологии нанесения рисунка печатных проводников на заготовку. Самый доступный и реально опробованный мною способ, это перенос рисунка, сделанного на бумаге с помощью лазерного принтера, на медное покрытие фольгированного стеклотекстолита методом нагревания бумаги.

Данный способ позволяет выпускать односторонние печатные платы мелкими партиями. Точность нанесения рисунка достаточна для пропуска одной дорожки между контактными площадками выводов микросхем (2,5 мм между выводами).

Вкратце процесс происходит так:

1. Рисунок печатной платы рисуется в любой среде (программе), позволяющий создать соответствующее изображение;
2. Изображение распечатывается на мелованной бумаге в реальном масштабе на лазерном принтере;
3. Соответствующим образом подготавливается заготовка;
4. Бумага накладывается на заготовку;
5. Бумага на заготовке проглаживается утюгом;
6. Заготовка с налипшей бумагой опускается в воду и выдерживается там некоторое время для размокания бумаги, затем бумага снимается, при этом рисунок печатных проводников (тонер лазерного принтера) остается на поверхности заготовки;
7. Заготовка травится;
8. Сверлятся отверстия.

Сразу необходимо отметить, что нормально нанести рисунок у вас не получится с первого раза. Не получится и со второго раза, и даже с пятого. Но я вас уверяю, когда получится, то результаты вас приятно удивят. При приобретении некоторого навыка, процесс проходит без осложнений и брака.

Итак, привожу более подробное описание вышеприведенных операций:

1. Я рисую печатные платы в среде VISIO 3.0. Эта программа удобна для создания векторных рисунков на разлинованной поверхности (представьте себе, что вы рисуете в тетрадке в клеточку, при этом клеточки соответственно уменьшаются при увеличении масштаба).

Рисуйте плату по вашему усмотрению, но при этом обязательно необходимо сделать двойную рамку, окаймляющую рисунок. Дело в том, что самые крайние элементы приклеиваются к заготовке плохо из-за неравномерности нагревания бумаги по краям.

Не оставляйте больших площадок внутри рисунка без каких-либо линий (элементов рисунка). Чем гуще рисунок, тем лучше дорожки приклеиваются к заготовке.

Пример рисунка можно посмотреть здесь.

2. Бумага обязательно должна быть мелованной. Не пугайтесь, этот тип бумаги можно легко найти. Из этой бумаги делают современные журналы. Бумага выглядит очень белой и глянцевой. Текст и цветные рисунки не мешают, хотя страницы с большими рисунками лучше не брать, рисунки затрудняют снятие бумаги с заготовки после термообработки. Листы бумаги не должны быть залапаны жирными руками.

Я печатаю на лазерном принтере HP LJ-1100. При этом в настройках принтера плотность печати стоит средняя, между самым темным и самым светлым.

3. Заготовка вырезается таким образом, чтобы с каждой стороны, между зоной нанесения рисунка (по размеру внешней рамки) и краем заготовки, оставались технологические поля размером 5-10 мм. Это необходимо по тому, что в процессе термообработки бумага плохо прилегает к заготовке по краям.

Заготовка слегка обрабатывается мелкой наждачной бумагой (со стороны нанесения рисунка) до появления матовости поверхности и обезжиривается ацетоном.

4. Заготовка обворачивается бумагой, обрезанной, как показано на рисунке. Обворачивать необходимо так, чтобы бумага не перемещалась по заготовке при дальнейшем приглаживании утюгом.

5. Это самый ответственный этап, который удается завершить правильно только при приобретении некоторого опыта.

Утюгом, со средней температурой нагрева, бумага равномерно приглаживается в течение 40 – 60 сек. При средней толщине бумаги, на ее горячей поверхности начинает отчетливо проявляться рисунок - сквозь бумагу видно, что тонер лазерного принтера притянулся к металлу.

При слишком большой температуре утюга бумага начинает пузыриться, что недопустимо. При недостаточной температуре тонер плохо приклеивается.

При слишком большом давлении на утюг, элементы рисунка расползаются, теряют форму, увеличиваясь в толщину.

6. Заготовка с прилипшей бумагой опускается в кювету с теплой водой. При некотором размокании бумаги, она довольно легко слоями отрывается от заготовки. При этом тонер остается прилипшим к металлу. Остатки бумаги, которые обычно остаются между дорожками, я счищаю ластиком (стирательная резинка) в воде. При этом резинкой можно работать довольно активно и с приличным нажимом. Правильно приклеившийся тонер очень крепко сидит на поверхности металла.

Здесь можно определить правильность выбора бумаги. Мелованная бумага сходит полностью. При этом высохший от воды тонер имеет белую поверхность.

При использовании других типов бумаги, например офисной, на тонере остается прилипший бумажный ворс. Этот ворс трудно удаляется между близко расположенными дорожками.

При неудачном приклеивании тонера, если он отваливается, или расплылся между дорожками или контактными площадками, его можно смыть ацетоном и операции повторить, начиная с пункта 3 (с обработки заготовки).

7. Травится плата обычными способами. Важно чтобы раствор был не слишком горячий, иначе тонер может расплавиться. Я использую для травления раствор хлорного железа.

8. После протравки технологические поля обрезаются, тонер смывается ацетоном. Кернятся и сверлятся отверстия. Я сверлю отверстия диаметром 0,8 мм для микросхем и основной массы деталей и 1,0 мм для деталей с толстыми выводами. Через каждые несколько десятков отверстий сверло приходится затачивать, иначе есть вероятность отрыва медной фольги при проходе сверла и появления заусенцев.

Приятной работы


Статья от
Меметова Максима Евгеньвича. Сайт: http://pageofmax.narod.ru/