Изготовление печатных плат простым УФ методом

Если вы хотите сделать качественную и достаточно сложную печатную плату, но не можете позволить себе дорогостоящее оборудование, то эта статья для вас. Я сам был озабочен этой проблемой, пока мне не подсказали достаточно простой и дешёвый способ. В этой статье подробно описан этот способ изготовления печатных плат.

Необходимые предметы

Что необходимо для изготовления печатной платы? 

Компьютер и принтер. Я использую лазерный принтер.
Прозрачная плёнка.
Тушь.
Ватные палочки.
Бумажные полотенца.
Источник УФ света. Я купил БУ солярий для лица Philips.  
Стеклотекстолит с фоточувствительным слоем.
NaOH - гидроксид натрия.
Na2S2O8 - персульфат натрия.
2 пластиковых или стеклянных ёмкости.
Резиновые перчатки для мытья посуды для защиты рук.
Простая фоторамка для держания платы.
Свёрла 0,8 и 1.
2 пустых бутылки 1л.

Стоимость вышла около 25 евро.
Дополнительно можно использовать стойку для дрели или сверлильный станок и зелёное покрытие для платы.

Изготовление шаблона

Первым шагом при изготовлении печатной платы является разработка чертежа (шаблона ПП), на котором нарисовано расположение дорожек. Вы можете сделать это в вашей любимой программе для трассировки печатных плат. Я рекомендую EAGLE. В интернете есть много статей о разработке чертежа, поэтому я не буду это описывать.

Печать и подготовка

Печать

Когда чертеж печатной платы закончен распечатайте его на прозрачной плёнке. Не печатайте обозначения элементов, т.к. они могут привести к короткому замыканию. Отключите режим экономии краски в принтере, что бы получит более качественный рисунок. Если вы используете лазерный принтер, то убедитесь, что вы используете подходящую плёнку, иначе она может расплавиться. Рисунок платы отпечатайте в зеркальном отображении. Это необходимо для того, чтобы положить его чернилами на текстолит. Если положить его чернилами вверх, то толщина плёнки может помешать получению чёткого изображения.

Затемнение

Если посмотреть плёнку с рисунком на свет, то можно заметить что рисунок недостаточно тёмный. Он должен быть достаточно темным для остановки УФ света. Я пробовал использовать для затемнения спреи, лаки для волос и т.д., но лучший результат дала тушь. Она проста в использовании и даёт хороший результат. Окуните ватную палочку в тушь и покрасьте всю плату равномерным слое. Оставьте сохнуть на 15 минут, пока тушь не перестанет блестеть. Теперь можно удалить лишнюю тушь влажным бумажным полотенцем. Она должна удалятся с пустых мест и оставаться на дорожках. После чистки посмотрите рисунок на свет для проверки качества.

Когда я делаю несколько плат разного размера на одном листе, я разделяю их черным маркером для снижения времени травления.

УФ облучение

Нам понадобится источник УФ света, рамка для фотографий для фиксации платы, стеклотекстолит с светочувствительным покрытием и чертеж. Также могут пригодиться часы или таймер.
Как источник УФ света я использую БУ солярий для лица Philips. Также в интерне подробно описано об использовании других источников света.

Снимите синюю защитную пленку со стеклотекстолита, прикрепите на него ваш чертеж и верните её на место. Закрепите это в фоторамке.

Делайте это в тусклом помещении. Старайтесь избегать ламп дневного света и прямых солнечных лучей.

Поместите источник УФ света сверху и облучайте стеклотекстолит с чертежом.

Я делал это примерно 3.5 минуты, но это зависит от мощности и состояния вашей лампы и подбирается экспериментально.

Не смотрите прямо на источник УФ света, т.к. это может навредить вашим глазам.

Проявка

После облучения УФ светом, плата должна быть немедленно помещена в проявочный раствор. Он состоит из 10г NaOH на 1л воды (1 литра хватит на много печатных плат). Налейте этот раствор в пластиковый или стеклянный лоток и погрузите в него плату на 1 мин.
Используйте перчатки и защитные очки!

Немного помешивайте воду и через минуту на стеклотекстолите должна появиться бледная картинка. После этого промойте плату холодной проточной водой.

Травление печатной платы

После промывки платы её можно травить.  
Для ускорения процесса травления необходимо греть раствор или пускать по нему пузырьки воздуха. При этом можно получить результат уже через 5 минут.  Однако, я не использую этот способ и травление занимает около 30 до 40 минут для маленькой и около 1 часа для больших плат.
Положите в бутылку с литром воды 200 – 250г персульфата натрия и поставьте её в ёмкость с горячей водой. Чем теплее  будет вода, тем быстрее пойдет травление. Однако температура не должна превышать 50 градусов Цельсия, иначе раствор начнет распадаться. Надевайте перчатки и защитные очки! Используйте раствор только в хорошо проветриваемых помещениях! Избегайте контакта металлов с раствором. Используйте старую одежду, которую не жалко испортить.

Используйте отдельный пластиковый или стеклянный контейнер для травления, т.к. жидкость для проявления и этот раствор несовместимы.

Когда вы опускаете плату в раствор, медь должна почти сразу стать розовой.  Теперь необходимо ждать, иногда перемешивая раствор и смотря на плату. В конце концов, вы заметите, что медь исчезает. Когда она полностью исчезнет, промойте плату холодной водой.

Обрезка и сверление отверстий в плате

Я использую электрический лобзик для резки плат, но это можно делать и вручную.
Большинство отверстий могут быть просверлены свёрлами  0.8 и 1мм. Использование стойки для дрели или сверлильного станка даст вам большую точность и уменьшит шансы сломать сверло. Если вы не нашли 0.8мм сверла, вы можете просверлить все отверстия 1мм сверлом.

Старайтесь не вдыхать пыль при обрезке и сверлении и используйте защитные очки!

Вы можете нанести на плату зелёное защитное покрытие. Оно защитит плату от окисления и придаст ей красивый вид. Оно стоит не дёшево, но хватает его на долго и оно эффективно.

Как хранить химикаты

Обеих растворов хватит на несколько печатных плат и их необходимо хранить.
Персульфат натрия должен храниться в герметичном контейнере из хорошего пластика или стекла. Из него выходят пузырьки воздуха, поэтому хранить его надо в бутылке, в пробке у которой есть дырка 1мм и меньше. Поместите в отверстие изоленту. При повышении давления в бутылке воздух будет выходить через него.
Всегда пишите на ёмкости что в ней храниться. Храните их в хорошо проветриваемом и недоступном для детей месте.

Советы:
Всегда надевайте перчатки и защитные очки.
Обеспечьте хорошую вентиляцию рабочего места.
Храните химикаты вне досягаемости для детей.
Защитить себя от частиц пыли в воздухе.
Убирайте детей во время действий описанных в этой статье.

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод