Как изготовить печатную плату для схемы

Итак, схема спроектирована и готова к работе. Проверка и моделирование рабочих процессов показали, что схема функционирует великолепно. Дело за малым! Осталось изготовить по схеме печатную плату, чтобы получить готовое изделие. Неважно, учебный ли это проект для школы или института или же заключительная деталь электронного устройства, выпускаемого вашей компанией, — реализация схемы на печатной плате выглядит профессионально и даёт гораздо больше представления о конечном продукте.

Часть 1

Часть 1 из 4:

Печать платы

Загрузить PDF

1
Выберите способ создания печатной платы. Обычно метод зависит от имеющихся материалов и уровня сложности и качества необходимой платы. Ниже приведено краткое описание различных методов и их характерных особенностей.
1. Химическое травление. Данный метод предусматривает строгие меры защиты, для него требуются расходные материалы (травитель), и он не отличается быстротой. Хотя качество получаемых печатных плат зависит от исходных материалов, как правило, этот способ подходит для несложных схем и схем средней сложности. Для схем, в которых контакты проводящего рисунка расположены очень близко, необходимо использовать другие методы.
2. Травление ультрафиолетовым излучением. Данный метод, называемый также фотолитографией, позволяет перенести предварительный макет на пластину печатной платы. Для него требуются более дорогие материалы, которые не всегда доступны. Тем не менее, он довольно прост, и с его помощью получают точные и сложные схемы.
3. Механический способ. Этот метод подразумевает использование специальных станков, которые позволяют механическим способом удалить ненужные слои меди или сделать промежутки между проводящими дорожками. Он обойдется недешево, если вы собираетесь приобрести подобный станок, а арендовать его можно далеко не везде. Тем не менее, данный способ хорош в том случае, если вам требуется произвести много копий печатной платы, и он позволяет получать достаточно точные и сложные схемы.
4. Лазерная гравировка. Этот метод обычно используется крупными компаниями, хотя соответствующие установки имеются и в некоторых учебных заведениях. Его принцип схож с механическим способом, но в данном случае для снятия проводящего слоя используется лазерный луч. Получить доступ к лазерному станку для гравировки обычно непросто, но если вам повезло и поблизости от вас есть подобный станок (например, в ближайшем высшем учебном заведении), узнайте, можно ли воспользоваться им.
2
Сделайте макет печатной платы. Для метода химического травления необходимо нарисовать плату с помощью материала, который не вступает в реакцию с травителем. Если вы хотите нарисовать от руки (это не годится для точных и сложных схем), в продаже имеются подходящие для этих целей специальные маркеры. Однако наиболее распространенным средством являются чернила для лазерного принтера. Обычно макет платы печатают по ее схеме с помощью специального программного обеспечения. Существует множество бесплатных компьютерных программ для проектирования и создания макетов печатных плат. Вот некоторые из сайтов, на которых можно найти такое программное обеспечение (на английском):
После того как вы создадите схему платы на компьютере, с помощью соответствующей программы настройте ее размеры, чтобы они соответствовали заготовке печатной платы.
Распечатайте схему на глянцевой, например журнальной, бумаге. Перед печатью убедитесь, что схема зеркально отображена (большинство программ для создания печатных плат предлагают эту опцию при печати). После этого не прикасайтесь руками к той стороне листа, на которой распечатана схема платы.
Наложите лист бумаги с распечатанной схемой на заготовку для платы (при этом схему следует приложить к медному покрытию заготовки). Включите утюг. Выставьте на утюге режим глажки шелка и подождите, пока он разогреется.
Когда утюг разогреется, осторожно поставьте его на бумагу со схемой, которая лежит на заготовке для платы.
После того как вы снимете утюг, осторожно отставьте его в сторону, возьмите заготовку для платы и поднесите к ближайшему источнику воды. Действуйте аккуратно, так как бумага будет горячей. Бумага должна пристать к заготовке, так что следите, чтобы она не оторвалась.
Можно также на несколько, не более 10 минут, опустить заготовку с бумагой в горячую воду.
Если в каких-то местах будет сложно снять бумагу, попробуйте смочить ее еще раз. В результате у вас получится медная поверхность заготовки с отпечатавшимися на ней следами черной краски для принтера.
Осторожно удалите крупные капли воды с помощью мягкой салфетки или губки, либо просто встряхните плату. Действуйте аккуратно и постарайтесь уложиться в 30 секунд, иначе чернила могут сойти.
Таким образом вы удалите медь там, где она не нужна, а на месте краски останутся проводящие дорожки.
Реклама

Часть 2

Часть 2 из 4:

Химическое травление

Загрузить PDF

В качестве травителя для плат часто используют хлорное железо. Можно также использовать персульфат аммония или другие химические растворы. Независимо от того, какой химический препарат вы выберете, помните, что это крайне опасный материал, поэтому следуйте не только мерам предосторожности, описанным в данной статье, но и внимательно изучите инструкцию для выбранного вещества.
В зависимости от выбранной кислоты могут потребоваться дополнительные действия. Например, кристаллизованную кислоту следует растворить в горячей воде, в то время как другие травители уже готовы к использованию.
Достаньте плату и вымойте её после того, как вся лишняя медь вытравится.
Существует множество специальных растворителей для такого рода веществ, используемых при изготовлении печатных плат. Если нет возможности использовать специальные средства, воспользуйтесь мелкозернистой наждачной бумагой.
Реклама

Часть 3

Часть 3 из 4:

Обработка ультрафиолетовым излучением

Загрузить PDF

Для данного метода вам понадобится покрытая фоточувствительной пленкой (для позитивов или негативов) заготовка для платы, устройство для травления ультрафиолетом, прозрачный лист и дистиллированная вода. Соответствующие заготовки можно приобрести (они покрыты черной нейлоновой пленкой), либо нанести фоточувствительный спрей на покрытую медью сторону обычной чистой заготовки. Кроме того, не забудьте приобрести проявитель для соответствующего спрея или фоточувствительного покрытия.
С помощью лазерного принтера распечатайте макет платы на прозрачном листе в виде позитива или негатива, в соответствии с типом фоточувствительного покрытия на плате.
Наложите прозрачный лист с распечатанной схемой на покрытую медью сторону платы.
В результате в течение заданного времени плата будет облучаться ультрафиолетовым излучением. Большинство устройств для травления ультрафиолетом снабжены таймером. Как правило, вполне достаточно 15–20 минут.
Нанесите проявитель на покрытую медью сторону и аккуратно промойте ее дистиллированной водой, прежде чем помещать плату в ванну с кислотой. Кислота вытравит те участки, которые прореагировали с ультрафиолетовым излучением.
Дальнейшие шаги описаны в разделе, посвященном химическому травлению (шаги 3–7).
Реклама

Часть 4

Часть 4 из 4:

Завершение платы

Загрузить PDF

Как правило, для этой процедуры используются специальные сверлильные станки. Тем не менее, для выполнения данной операции в домашних условиях можно приспособить обычную дрель.
Реклама

Предупреждения

Если вы используете метод кислотного травления, следует предпринять следующие меры предосторожности:
- Храните кислоту в безопасном и прохладном месте. Используйте стеклянную тару.
- Маркируйте кислоту и храните ее в недоступном для детей и домашних животных месте.
- Не выливайте использованную кислоту в канализацию. Пользуйтесь услугами специальных учреждений по утилизации опасных химических отходов.
- При работе с кислотой пользуйтесь перчатками и защитной маской.
- Будьте предельно осторожны при смешивании и разведении кислот. Не используйте металлические предметы и не ставьте емкости на край стола.
- При обработке платы ультрафиолетом следите, чтобы излучение устройства ни в коем случае не попало в глаза, либо используйте специальные защитные очки от ультрафиолетового излучения. Если вы захотите проверить плату в ходе ее обработки, лучше выключить устройство, прежде чем открыть его.
При травлении обязательно используйте защитные очки и не наклоняйтесь над емкостью с травителем.