Cómo hacer una placa de circuito impreso en casa. Fotorresistente casero Fotorresistente en casa.

¡Tahití!.. ¡Tahití!..
¡No hemos estado en ningún Tahití!
¡Estamos bien alimentados aquí!
© Gato de dibujos animados

Introducción con digresión

¿Cómo se fabricaban antes los tableros en condiciones domésticas y de laboratorio? Había varias formas, por ejemplo:

1. dibujó futuros conductores con pingüinos;
2. grabado y cortado con cortadores;
3. pegaron cinta adhesiva o cinta aislante, luego se recortó el dibujo con un bisturí;
4. Se hicieron las plantillas más sencillas y luego se dibujó con aerógrafo.

Los elementos faltantes fueron dibujados a lápiz y retocados con bisturí.

Fue un proceso largo y laborioso, que requirió notables habilidades artísticas y precisión por parte del “cajón”. El grosor de las líneas apenas encajaba en 0,8 mm, no había precisión de repetición, cada tablero debía dibujarse por separado, lo que dificultaba enormemente la liberación incluso de un lote muy pequeño. placas de circuito impreso(más PÁGINAS).

¿Qué tenemos hoy?

El progreso no se detiene. Se han hundido en el olvido los tiempos en los que los radioaficionados pintaban PP con hachas de piedra sobre pieles de mamut. La aparición en el mercado de productos químicos para fotolitografía disponibles públicamente abre perspectivas completamente diferentes para la producción de PP sin metalizar agujeros en casa.

Echemos un vistazo rápido a la química que se utiliza para fabricar PP en la actualidad.

fotorresistente

Puedes usar líquido o película. Las películas en este artículo no se considerarán debido a su escasez, las dificultades de enrollarlas en la PCB y la menor calidad de las placas de circuito impreso obtenidas en la salida.

Después de analizar las ofertas del mercado, me decidí por POSITIV 20 como el fotoprotector óptimo para la producción de PCB en el hogar.

Objetivo:
Barniz fotosensible POSITIV 20. Se utiliza en la producción a pequeña escala de placas de circuito impreso, grabados sobre cobre, en trabajos relacionados con la transferencia de imágenes a diversos materiales.
Propiedades:
Las características de alta exposición garantizan un buen contraste de las imágenes transferidas.
Solicitud:
Se utiliza en áreas relacionadas con la transferencia de imágenes a vidrio, plásticos, metales, etc. en producción a pequeña escala. El método de aplicación está indicado en el frasco.
Características:
Color azul
Densidad: a 20°C 0,87 g/cm3
Tiempo de secado: a 70°C 15 min.
Consumo: 15 l/m2
Fotosensibilidad máxima: 310-440 nm

Las instrucciones del fotorresistente dicen que se puede almacenar a temperatura ambiente y que no envejece. ¡Muy en desacuerdo! Debe guardarse en un lugar fresco, por ejemplo, en el estante inferior del frigorífico, donde la temperatura suele mantenerse entre +2+6°C. ¡Pero en ningún caso permita temperaturas negativas!

Si utiliza fotoprotectores que se venden "a granel" y no tienen envases herméticos a la luz, debe cuidar la protección de la luz. Es necesario conservar en total oscuridad y temperatura +2+6°C.

iluminador

Del mismo modo, considero que TRANSPARENT 21, que uso todo el tiempo, es el iluminador más adecuado.

Objetivo:
Permite la transferencia directa de imágenes a superficies recubiertas con emulsión fotosensible POSITIV 20 u otro fotorresistente.
Propiedades:
Da transparencia al papel. Proporciona transmisión de luz ultravioleta.
Solicitud:
Para una rápida transferencia de contornos de dibujos y diagramas al sustrato. Le permite simplificar significativamente el proceso de reproducción y reducir el tiempo. s e costos.
Características:
Color: transparente
Densidad: a 20°C 0,79 g/cm3
Tiempo de secado: a 20°C 30 min.
Nota:
En lugar de papel normal con iluminador, puedes utilizar una película transparente para impresoras de inyección de tinta o láser, dependiendo de en qué imprimamos la fotomáscara.

Revelador fotorresistente

Existen muchas soluciones diferentes para revelar fotoprotectores.

Se aconseja revelar con una solución de "vidrio líquido". Su composición química: Na 2 SiO 3 * 5H 2 O. Esta sustancia tiene una gran cantidad de ventajas. Lo más importante es que es muy difícil sobreexponer la BP, en ella puedes dejar la BP por un tiempo no fijo. La solución casi no cambia sus propiedades con los cambios de temperatura (no hay riesgo de descomposición al aumentar la temperatura), además tiene una vida útil muy larga y su concentración permanece constante durante al menos un par de años. La ausencia del problema de la sobreexposición en la solución permitirá aumentar su concentración para reducir el tiempo de manifestación del PP. Se recomienda mezclar 1 parte de concentrado con 180 partes de agua (un poco más de 1,7 g de silicato en 200 ml de agua), pero es posible hacer una mezcla más concentrada para que la imagen se revele en unos 5 segundos sin riesgo de Daños en la superficie debido a la sobreexposición. Si no es posible comprar silicato de sodio, utilice carbonato de sodio (Na 2 CO 3) o carbonato de potasio (K 2 CO 3).

No he probado ni la primera ni la segunda, así que os cuento las que llevo mostrando sin ningún problema desde hace ya varios años. Yo uso una solución acuosa de soda cáustica. Para 1 litro de agua fría 7 gramos de sosa cáustica. Si no hay NaOH, uso una solución de KOH, duplicando la concentración de álcali en la solución. Tiempo de revelado 30-60 segundos con exposición correcta. Si después de 2 minutos el patrón no aparece (o aparece débilmente) y el fotorresistente comienza a desprenderse de la pieza de trabajo, significa que el tiempo de exposición no se ha elegido correctamente: es necesario aumentarlo. Si, por el contrario, aparece rápidamente, pero tanto las áreas iluminadas como las no expuestas se lavan, o la concentración de la solución es demasiado alta o la calidad de la fotomáscara es mala (el ultravioleta pasa libremente a través del "negro" ): necesita aumentar la densidad de impresión de la plantilla.

Soluciones de decapado de cobre

El exceso de cobre de las placas de circuito impreso se graba con varios grabadores. Entre las personas que hacen esto en casa, a menudo son comunes el persulfato de amonio, el peróxido de hidrógeno + ácido clorhídrico, la solución de sulfato de cobre + sal de mesa.

Siempre enveneno con cloruro férrico en cristalería. Al trabajar con la solución, hay que tener cuidado y estar atento: si entra en contacto con la ropa y los objetos, quedan manchas oxidadas, que son difíciles de eliminar con una solución débil de ácido cítrico (jugo de limón) u oxálico.

Calentamos la solución concentrada de cloruro férrico a 50-60 ° C, sumergimos la pieza de trabajo en ella, con cuidado y sin esfuerzo conducimos la varilla de vidrio con un hisopo de algodón en el extremo a través de las áreas donde el cobre está peor grabado, esto logra un grabado más uniforme sobre el toda el área de la PCB. Si no se fuerza la igualación de la velocidad, la duración requerida del grabado aumenta, y esto eventualmente conduce al hecho de que en áreas donde el cobre ya ha sido grabado, comienza el grabado de las huellas. Como resultado, no tenemos lo que queríamos conseguir. Es muy deseable proporcionar una mezcla continua de la solución de decapado.

Química para eliminar el fotorresistente.

¿Cuál es la forma más sencilla de eliminar el fotorresistente ya innecesario después del grabado? Después de repetidas pruebas y errores, me decidí por la acetona común y corriente. Cuando no está, lo lavo con cualquier disolvente para pinturas nitro.

Entonces, hacemos una placa de circuito impreso.

¿Por dónde empieza una PCB de alta calidad? Bien:

Creando una fotomáscara de alta calidad

Para su fabricación, puede utilizar casi cualquier impresora láser o de inyección de tinta moderna. Dado que estamos usando una fotorresistencia positiva en este artículo, donde el cobre debe permanecer en la PCB, la impresora debe dibujarse en negro. Donde no debería haber cobre, la impresora no debería dibujar nada. Un punto muy importante al imprimir una fotomáscara: debe establecer el riego máximo de tinte (en la configuración del controlador de la impresora). Cuanto más negras sean las áreas sombreadas, más probable es que obtenga un gran resultado. No se necesita color, un cartucho negro es suficiente. Desde ese programa (no consideraremos programas: cada uno es libre de elegir desde PCAD hasta Paintbrush), en el que se dibujó la fotomáscara, lo imprimimos en una hoja de papel normal. Cuanto mayor sea la resolución al imprimir y mejor sea el papel, mayor será la calidad de la fotomáscara. Recomiendo al menos 600 ppp, el papel no debe ser muy grueso. A la hora de imprimir tenemos en cuenta que el lado de la hoja sobre el que se aplica la pintura, se colocará la plantilla sobre el PP en blanco. Si se hace lo contrario, los bordes de los conductores de la PCB aparecerán borrosos y borrosos. Deja secar la pintura si se trata de una impresora de inyección de tinta. A continuación, impregnamos papel TRANSPARENTE 21, dejamos secar y la fotomáscara está lista.

En lugar de papel y un iluminador, es posible e incluso muy deseable utilizar una película transparente para impresoras láser (al imprimir en una impresora láser) o de inyección de tinta (para impresión por inyección de tinta). Tenga en cuenta que estas películas tienen lados desiguales: solo uno funciona. Si va a utilizar la impresión láser, le recomiendo encarecidamente realizar un funcionamiento "en seco" de la hoja de película antes de imprimir; simplemente pase la hoja por la impresora, simulando la impresión, pero sin imprimir nada. ¿Por qué es necesario esto? Al imprimir, el fusor (horno) calentará la hoja, lo que inevitablemente provocará su deformación. Como consecuencia, hay un error en la geometría del PP en la salida. En la fabricación de PP de doble cara, esto conlleva un desajuste de capas con todas las consecuencias. Y con la ayuda de un ensayo "en seco", calentaremos la hoja, se deformará y estará lista para imprimir una plantilla. . Al imprimir, la hoja pasará por el horno una segunda vez, pero la deformación será mucho menos significativa, comprobada repetidamente.

Si la PCB es simple, puedes dibujarla manualmente en un programa muy conveniente con una interfaz rusificada Sprint Layout 3.0R (~650 KB).

En la etapa preparatoria, es muy conveniente dibujar circuitos eléctricos no demasiado voluminosos en el programa también rusificado sPlan 4.0 (~ 450 KB).

Así es como se ven las fotomáscaras listas para usar impresas en una impresora Epson Stylus Color 740:

Imprimimos solo en negro, con el máximo riego del tinte. Material de película transparente para impresoras de inyección de tinta.

Preparación de la superficie de PCB para la aplicación de fotoprotector

Para la producción de PP, se utilizan materiales laminares con lámina de cobre aplicada. Las opciones más habituales son con espesor de cobre de 18 y 35 micras. Muy a menudo, para la producción de PP en el hogar, se utilizan hojas de textolita (una tela prensada con pegamento en varias capas), fibra de vidrio (lo mismo, pero se usan compuestos epoxi como pegamento) y getinaks (papel prensado con pegamento). Con menos frecuencia, sittal y polycor (la cerámica de alta frecuencia rara vez se usa en el hogar), fluoroplast (plástico orgánico). Este último también se utiliza para la fabricación de dispositivos de alta frecuencia y, al tener muy buenas características eléctricas, puede utilizarse en cualquier lugar y lugar, pero su elevado precio limita su uso.

En primer lugar, debe asegurarse de que la pieza de trabajo no tenga rasguños profundos, rebabas y áreas afectadas por la corrosión. A continuación, es deseable pulir el cobre a un espejo. Pulimos sin ser especialmente celosos, de lo contrario borraremos la ya fina capa de cobre (35 micras) o, en cualquier caso, conseguiremos diferentes espesores de cobre en la superficie de la pieza. Y esto, a su vez, conducirá a una velocidad de grabado diferente: se graba más rápido donde es más delgado. Y un conductor más delgado en el tablero no siempre es bueno. Especialmente si es largo y a través de él fluirá una corriente decente. Si el cobre de la pieza de trabajo es de alta calidad, sin pecados, basta con desengrasar la superficie.

Deposición de fotorresistente en la superficie de la pieza de trabajo.

Colocamos el tablero sobre una superficie horizontal o ligeramente inclinada y aplicamos la composición del paquete de aerosol desde una distancia de unos 20 cm, recordemos que el enemigo más importante en este caso es el polvo. Cada partícula de polvo en la superficie de la pieza de trabajo es una fuente de problemas. Para crear una capa uniforme, rocíe el aerosol con un movimiento continuo en zigzag, comenzando desde la esquina superior izquierda. No rocíe demasiado ya que esto causa rayas no deseadas y da como resultado un espesor de recubrimiento desigual que requiere tiempos de exposición más prolongados. En verano, cuando la temperatura ambiente es alta, puede ser necesario un nuevo tratamiento o rociar el aerosol desde una distancia más corta para reducir las pérdidas por evaporación. Al pulverizar, no incline demasiado la lata, esto provoca un mayor consumo de gas propulsor y, como resultado, la lata de aerosol deja de funcionar, aunque todavía contenga fotorresistente. Si obtiene resultados insatisfactorios con el recubrimiento por pulverización de fotoprotector, utilice el recubrimiento por rotación. En este caso, la fotoprotección se aplica a una placa montada sobre una mesa giratoria con un accionamiento de 300-1000 rpm. Después de terminar el revestimiento, el tablero no debe exponerse a una luz intensa. Por el color del recubrimiento, puede determinar aproximadamente el grosor de la capa aplicada:

• azul grisáceo claro 1-3 micras;
• azul gris oscuro 3-6 micras;
• azul 6-8 micras;
• azul oscuro sobre 8 micrones.

En cobre, el color del recubrimiento puede tener un matiz verdoso.

Cuanto más delgado sea el recubrimiento de la pieza de trabajo, mejor será el resultado.

Siempre aplico fotoprotector en una centrífuga. En mi centrífuga, la velocidad de rotación es de 500-600 rpm. La fijación debe ser simple, la sujeción se realiza solo en los extremos de la pieza de trabajo. Arreglamos la pieza, ponemos en marcha la centrífuga, pulverizamos sobre el centro de la pieza y observamos cómo el fotorresistente se esparce por la superficie en una fina capa. Debido a las fuerzas centrífugas, el exceso de fotoprotector se desprenderá del futuro PP, por lo que recomiendo encarecidamente proporcionar una pared protectora para no convertir el lugar de trabajo en una pocilga. Utilizo una sartén común, en cuyo fondo se hace un agujero en el centro. A través de este orificio pasa el eje del motor eléctrico, sobre el cual se instala una plataforma de montaje en forma de cruz de dos rieles de aluminio, a lo largo de la cual “corren” las orejas de la abrazadera de la pieza de trabajo. Las orejas están hechas de esquinas de aluminio sujetas al riel con una tuerca de mariposa. ¿Por qué aluminio? Gravedad específica pequeña y, como resultado, menor descentramiento cuando el centro de masa de rotación se desvía del centro de rotación del eje de la centrífuga. Cuanto más precisamente esté centrada la pieza de trabajo, menos golpes se producirán debido a la excentricidad de la masa y menos esfuerzo será necesario para fijar rígidamente la centrífuga a la base.

Fotoprotector aplicado. Deje secar durante 15-20 minutos, dé la vuelta a la pieza de trabajo y aplique una capa en el segundo lado. Damos otros 15-20 minutos para que se seque. No olvide que la luz solar directa y los dedos en los lados de trabajo de la pieza de trabajo son inaceptables.

Curtido de fotoprotector en la superficie de la pieza de trabajo.

Colocamos la pieza de trabajo en el horno, llevamos gradualmente la temperatura a 60-70 ° C. A esta temperatura mantenemos 20-40 minutos. Es importante que nada toque las superficies de la pieza de trabajo, solo se permite tocar los extremos.

Alineación de las fotomáscaras superior e inferior en las superficies de la pieza de trabajo.

En cada una de las fotomáscaras (superior e inferior) debe haber marcas, según las cuales se deben hacer 2 orificios en la pieza de trabajo para que coincidan las capas. Cuanto más separadas estén las marcas, mayor será la precisión de la alineación. Normalmente los coloco en diagonal a través de las plantillas. De acuerdo con estas marcas en la pieza de trabajo, usando una perforadora, perforamos dos orificios estrictamente a 90 ° (cuanto más delgados son los orificios, más precisa es la alineación; yo uso un taladro de 0,3 mm) y combinamos las plantillas a lo largo de ellos, sin olvidar que la plantilla se debe aplicar al fotoprotector del lado en el que se imprimió. Presionamos las plantillas contra la pieza de trabajo con vasos delgados. Es preferible utilizar cristales de cuarzo que transmiten mejor los rayos ultravioleta. El plexiglás (plexiglás) da resultados aún mejores, pero tiene una propiedad de rayado desagradable, que inevitablemente afectará la calidad del PP. Para tamaños de PCB pequeños, puede utilizar una cubierta transparente del paquete del CD. En ausencia de tales vidrios, también se puede usar vidrio de ventana común, aumentando el tiempo de exposición. Es importante que el vidrio sea uniforme, lo que garantiza que las fotomáscaras encajen uniformemente en la pieza de trabajo; de lo contrario, no será posible obtener bordes de pista de alta calidad en la PCB terminada.

Un espacio en blanco con una fotomáscara debajo de plexiglás. Usamos la caja debajo del CD.

Exposición (destello)

El tiempo necesario para la exposición depende del espesor de la capa fotorresistente y de la intensidad de la fuente de luz. El barniz fotorresistente POSITIV 20 es sensible a los rayos ultravioleta, la sensibilidad máxima cae en el área con una longitud de onda de 360-410 nm.

Es mejor exponer debajo de lámparas cuyo rango de radiación se encuentre en la región ultravioleta del espectro, pero si no tiene una lámpara de este tipo, puede usar lámparas incandescentes potentes y comunes, lo que aumenta el tiempo de exposición. No inicie la iluminación hasta que la iluminación de la fuente se estabilice; es necesario que la lámpara se caliente durante 2-3 minutos. El tiempo de exposición depende del espesor del recubrimiento y suele ser de 60 a 120 segundos cuando la fuente de luz se encuentra a una distancia de 25 a 30 cm. Las placas de vidrio utilizadas pueden absorber hasta un 65% de la radiación ultravioleta, por lo que en tales casos es necesario aumentar el tiempo de exposición. Los mejores resultados se consiguen con placas de plexiglás transparente. Cuando utilice fotorresistente con una vida útil prolongada, es posible que sea necesario duplicar el tiempo de exposición; recuerde: ¡los fotoprotectores están sujetos al envejecimiento!

Ejemplos de uso de diferentes fuentes de luz:

lámparas ultravioleta

Exponemos cada lado por turno, después de la exposición dejamos reposar el blanco durante 20-30 minutos en un lugar oscuro.

Desarrollo de la pieza expuesta.

Desarrollamos en solución de NaOH (sosa cáustica), consulte el comienzo del artículo para obtener más detalles a una temperatura de solución de 20-25 °C. Si no hay manifestación hasta 2 minutos pequeña oh tiempo de exposición. Si se ve bien, pero las áreas útiles también se lavan, usted es demasiado inteligente con la solución (la concentración es demasiado alta) o el tiempo de exposición es demasiado largo con esta fuente de radiación o la fotomáscara es de mala calidad, el color negro impreso insuficientemente saturado permite Luz ultravioleta para iluminar la pieza de trabajo.

Al revelar, siempre "enrollo" con mucho cuidado y sin esfuerzo un hisopo de algodón sobre una varilla de vidrio en aquellos lugares donde se debe lavar el fotoprotector expuesto, esto acelera el proceso.

Lavado de la pieza de trabajo de álcali y residuos de fotoprotector expuesto exfoliado

Hago esto debajo de un grifo: agua normal del grifo.

Fotorresistente recurtiente

Colocamos la pieza de trabajo en el horno, aumentamos gradualmente la temperatura y a una temperatura de 60-100 ° C la mantenemos durante 60-120 minutos, el patrón se vuelve fuerte y sólido.

Comprobación de la calidad del desarrollo.

Por un corto tiempo (durante 5-15 segundos) sumergimos la pieza de trabajo en una solución de cloruro férrico calentada a una temperatura de 50-60 ° C. Enjuague rápidamente con agua corriente. En lugares donde no hay fotoprotector, comienza el grabado intensivo del cobre. Si accidentalmente se deja una fotoprotección en algún lugar, retírela mecánicamente con cuidado. Es conveniente hacerlo con un bisturí convencional u oftálmico, armado con ópticas (gafas para soldar, lupas A relojero, bucle A en trípode, microscopio).

Grabando

Decapamos en una solución concentrada de cloruro férrico a una temperatura de 50-60°C. Es deseable asegurar una circulación continua de la solución decapante. "Masajeamos" suavemente los lugares mal grabados con un hisopo de algodón en una varilla de vidrio. Si el cloruro férrico está recién preparado, el tiempo de decapado no suele superar los 5-6 minutos. Lavamos la pieza de trabajo con agua corriente.

Tablero grabado

¿Cómo preparar una solución concentrada de cloruro férrico? Disolvemos FeCl 3 en agua ligeramente calentada (hasta 40 ° C) hasta que deje de disolverse. Filtrar la solución. Debe almacenarse en un lugar oscuro y fresco en un paquete no metálico hermético en botellas de vidrio, por ejemplo.

Eliminación de fotoprotector no deseado

Lavamos el fotorresistente de las pistas con acetona o un disolvente para pinturas nitro y esmaltes nitro.

Perforación de agujeros

Es recomendable seleccionar el diámetro de la punta del futuro agujero en la fotomáscara de tal forma que sea conveniente perforar posteriormente. Por ejemplo, con el diámetro del orificio requerido de 0,6 a 0,8 mm, el diámetro del punto en la fotomáscara debe ser de aproximadamente 0,4 a 0,5 mm; en este caso, la broca se centrará bien.

Es recomendable utilizar brocas recubiertas de carburo de tungsteno: las brocas HSS se desgastan muy rápidamente, aunque se pueden utilizar acero para perforar orificios individuales de gran diámetro (más de 2 mm), ya que las brocas recubiertas de carburo de tungsteno de este diámetro son demasiado caras. Al perforar agujeros con un diámetro inferior a 1 mm, es mejor utilizar una máquina vertical, de lo contrario las brocas se romperán rápidamente. Si perfora con un taladro manual, las distorsiones son inevitables, lo que lleva a una unión inexacta de los agujeros entre capas. El movimiento descendente en una perforadora vertical es el más óptimo en términos de carga de herramientas. Las brocas de carburo se fabrican con un vástago rígido (es decir, la broca se ajusta exactamente al diámetro del orificio) o grueso (a veces llamado "turbo"), y tiene un tamaño estándar (generalmente 3,5 mm). Al perforar con taladros recubiertos de carburo, es importante fijar firmemente la placa de circuito impreso, ya que dicho taladro, cuando se mueve hacia arriba, puede levantar la placa de circuito impreso, torcer la perpendicularidad y arrancar un trozo de la placa.

Las brocas de diámetro pequeño generalmente se insertan en un portabrocas (varios tamaños) o en un portabrocas de tres mordazas. Para una fijación precisa, un mandril de tres mordazas no es la mejor opción, y un tamaño de broca pequeño (menos de 1 mm) se ranura rápidamente en las abrazaderas, perdiendo una buena sujeción. Por lo tanto, para taladros con un diámetro inferior a 1 mm, es mejor utilizar un portabrocas. Por si acaso, consiga un juego adicional que contenga pinzas de repuesto para cada tamaño. Algunos taladros económicos están hechos con pinzas de plástico; tírelas y compre unas de metal.

Para obtener una precisión aceptable, es necesario organizar adecuadamente el lugar de trabajo, es decir, en primer lugar, garantizar una buena iluminación del tablero al perforar. Para ello, puedes utilizar una lámpara halógena, sujetándola a un trípode para poder elegir una posición (iluminar el lado derecho). En segundo lugar, levante la superficie de trabajo unos 15 cm por encima de la encimera para un mejor control visual del proceso. Sería bueno eliminar el polvo y las virutas durante el proceso de perforación (puede utilizar una aspiradora normal), pero esto no es necesario. Cabe destacar que el polvo de fibra de vidrio que se genera durante la perforación es muy cáustico e irrita la piel si entra en contacto con ella. Y finalmente, a la hora de trabajar, es muy conveniente utilizar el interruptor de pie de la perforadora.

Tamaños típicos de los agujeros:

• vías de 0,8 mm o menos;
• circuitos integrados, resistencias, etc. 0,7-0,8 mm;
• diodos grandes (1N4001) 1,0 mm;
• bloques de contacto, recortadores de hasta 1,5 mm.

Intente evitar agujeros con un diámetro inferior a 0,7 mm. Tenga siempre al menos dos brocas de repuesto de 0,8 mm o menos, ya que siempre se rompen justo en el momento en que necesita realizar un pedido urgente. Los taladros de 1 mm y más son mucho más fiables, aunque sería bueno tener unos de repuesto para ellos. Cuando necesites hacer dos tablas idénticas, puedes perforarlas al mismo tiempo para ahorrar tiempo. En este caso, es necesario perforar con mucho cuidado agujeros en el centro de la almohadilla cerca de cada esquina de la PCB y, para placas grandes, agujeros ubicados cerca del centro. Coloque las tablas una encima de la otra y, utilizando los orificios de centrado de 0,3 mm en dos esquinas opuestas y los pasadores como clavijas, asegure las tablas entre sí.

Si es necesario, se pueden avellanar agujeros con brocas de mayor diámetro.

Estañado de cobre sobre PP

Si necesita irradiar las pistas de la PCB, puede utilizar un soldador, una soldadura suave de bajo punto de fusión, un fundente de alcohol y colofonia y una trenza de cable coaxial. En grandes volúmenes, se estañan en baños llenos de soldaduras a baja temperatura con la adición de fundentes.

La masa fundida más popular y sencilla para estañar es la aleación de bajo punto de fusión "Rose" (estaño 25%, plomo 25%, bismuto 50%), cuyo punto de fusión es 93-96 ° C. La placa se coloca con unas pinzas debajo del nivel del líquido fundido durante 5 a 10 segundos y, una vez retirada, se comprueba si toda la superficie de cobre está cubierta uniformemente. Si es necesario, se repite la operación. Inmediatamente después de retirar el tablero de la masa fundida, sus residuos se eliminan con una espátula de goma o sacudiéndolo bruscamente en dirección perpendicular al plano del tablero, mientras se mantiene en la abrazadera. Otra forma de eliminar los residuos de la aleación Rose es calentar el tablero en un horno y agitarlo. La operación se puede repetir hasta conseguir un recubrimiento monoespeso. Para evitar la oxidación del termofusible, se añade glicerina al tanque de estañado de modo que su nivel cubra el fundido en 10 mm. Una vez finalizado el proceso, la tabla se lava con glicerina y agua corriente. ¡Atención! Estas operaciones implican trabajar con instalaciones y materiales que se encuentran bajo la influencia de altas temperaturas, por lo que para evitar quemaduras es necesario el uso de guantes, gafas y delantales protectores.

El proceso de estañado con estaño y plomo se realiza de manera similar, pero la mayor temperatura de fusión limita el alcance de este método en la producción artesanal.

No olvide limpiar el tablero del fundente después del estañado y desengrasarlo bien.

Si tienes una gran producción puedes utilizar estañado químico.

Aplicar una máscara protectora

Las operaciones con la aplicación de una mascarilla protectora repiten exactamente todo lo escrito anteriormente: aplicamos un fotorresistente, secamos, bronceamos, centramos las fotomáscaras de las mascarillas, exponemos, revelamos, lavamos y bronceamos nuevamente. Por supuesto, nos saltamos los pasos para comprobar la calidad del revelado, grabar, eliminar el fotoprotector, estañar y perforar. Al final, bronceamos la mascarilla durante 2 horas a una temperatura de aproximadamente 90-100 ° C y se volverá fuerte y dura, como el vidrio. La máscara formada protege la superficie de la placa de circuito impreso de influencias externas y protege contra cortocircuitos teóricamente posibles durante el funcionamiento. También juega un papel importante en la soldadura automática, ya que no permite que la soldadura "se asiente" en las zonas vecinas, cerrándolas.

Todo, la placa de circuito impreso de doble cara con la máscara está lista.

Tuve que hacer PP de esta manera con un ancho de vía y un paso entre ellas de hasta 0,05 mm (!). Pero esto es una joya. Y sin mucho esfuerzo, puedes fabricar PP con un ancho de vía y un paso entre ellas de 0,15-0,2 mm.

En el tablero que se muestra en las fotografías no apliqué mascarilla, no era necesaria.

Placa de circuito impreso en el proceso de montar componentes en ella.

Y aquí está el dispositivo para el que se creó el software:

Este es un puente de telefonía celular que le permite reducir el costo de los servicios móviles de 2 a 10 veces, por eso valió la pena jugar con PP;). La placa de circuito impreso con los componentes soldados se encuentra en el soporte. Anteriormente, existía un cargador normal para baterías de teléfonos móviles.

información adicional

Revestimiento de agujeros

En casa, incluso puedes metalizar agujeros. Para hacer esto, la superficie interna de los agujeros se trata con una solución de nitrato de plata (lapislázuli) al 20-30%. Luego, la superficie se limpia con una escobilla de goma y el tablero se seca a la luz (puede usar una lámpara UV). La esencia de esta operación es que, bajo la acción de la luz, el nitrato de plata se descompone y quedan inclusiones de plata en el tablero. A continuación, el cobre se precipita químicamente de la solución: sulfato de cobre (sulfato de cobre) 2 g, hidróxido de sodio 4 g, amoníaco al 25% 1 ml, glicerina 3,5 ml, formalina al 10% 8-15 ml, agua 100 ml. La vida útil de la solución preparada es muy corta, es necesario prepararla inmediatamente antes de su uso. Después de depositar el cobre, el tablero se lava y se seca. La capa se obtiene muy fina, su espesor debe aumentarse a 50 micras mediante galvanización.

Solución de galvanoplastia para revestimiento de cobre:
Para 1 litro de agua, 250 g de sulfato de cobre (sulfato de cobre) y 50-80 g de ácido sulfúrico concentrado. El ánodo es una placa de cobre suspendida paralela a la pieza a recubrir. El voltaje debe ser de 3-4 V, densidad de corriente 0,02-0,3 A / cm 2, temperatura 18-30 ° C. Cuanto menor sea la corriente, más lento será el proceso de metalización, pero mejor será el recubrimiento resultante.

Fragmento de la placa de circuito impreso, donde se ve la metalización en el orificio

Fotorresistentes caseros

Fotoprotector a base de gelatina y bicromato potásico:
Primera solución: vierta 15 g de gelatina en 60 ml de agua hervida y deje que se hinche durante 2-3 horas. Después de hinchar la gelatina, coloque el recipiente en un baño de agua a una temperatura de 30-40 ° C hasta que la gelatina se disuelva por completo.
La segunda solución: en 40 ml de agua hervida, disuelva 5 g de dicromato de potasio (pico crómico, polvo de color naranja brillante). Disolver en condiciones de poca luz ambiental.
Vierta la segunda en la primera solución con agitación vigorosa. Añadir unas gotas de amoníaco a la mezcla resultante con una pipeta hasta obtener un color pajizo. La emulsión fotográfica se aplica al tablero preparado con muy poca luz. El tablero se seca a "pegajosa" a temperatura ambiente en completa oscuridad. Después de la exposición, lave la placa con luz difusa baja en agua corriente tibia hasta que se elimine la gelatina sin curtir. Para evaluar mejor el resultado, puede teñir las áreas con gelatina sin eliminar con una solución de permanganato de potasio.

Fotorresistente casero avanzado:
Primera solución: 17 g de cola para madera, 3 ml de una solución acuosa de amoníaco, 100 ml de agua, dejar hinchar durante un día, luego calentar al baño maría a 80 ° C hasta su completa disolución.
Segunda solución: 2,5 g de dicromato de potasio, 2,5 g de dicromato de amonio, 3 ml de solución acuosa de amoníaco, 30 ml de agua, 6 ml de alcohol.
Cuando la primera solución se haya enfriado a 50°C, vierta la segunda solución con agitación vigorosa y filtre la mezcla resultante ( esta y las operaciones subsiguientes deben realizarse en una habitación oscura, ¡la luz solar es inaceptable!). La emulsión se aplica a una temperatura de 30-40°C. Además como en la primera receta.

Fotoprotector a base de dicromato de amonio y alcohol polivinílico:
Preparamos una solución: alcohol polivinílico 70-120 g / l, dicromato de amonio 8-10 g / l, alcohol etílico 100-120 g / l. ¡Evita la luz brillante! Aplicar en 2 manos: primera mano secado 20-30 minutos a 30-45°C segunda mano secado 60 minutos a 35-45°C. Solución reveladora de etanol al 40%.

estañado químico

En primer lugar, se debe decapitar la tabla para eliminar el óxido de cobre formado: 2-3 segundos en una solución de ácido clorhídrico al 5% y luego enjuagar con agua corriente.

Basta con realizar simplemente un estañado químico sumergiendo el tablero en una solución acuosa que contenga cloruro de estaño. La liberación de estaño en la superficie de un recubrimiento de cobre se produce cuando se sumerge en una solución de sal de estaño, en la que el potencial del cobre es más electronegativo que el del material de recubrimiento. Un cambio del potencial en la dirección deseada se facilita mediante la introducción de un aditivo complejante tiocarbamida (tiourea) en la solución de sal de estaño. Las soluciones de este tipo tienen la siguiente composición (g/l):

Entre las soluciones enumeradas, las más comunes son las soluciones 1 y 2. En ocasiones, como tensioactivo para la 1ª solución, se propone utilizar detergente Progress en una cantidad de 1 ml / l. La adición de 2-3 g/l de nitrato de bismuto a la segunda solución provoca la precipitación de una aleación que contiene hasta un 1,5% de bismuto, lo que mejora la soldabilidad del recubrimiento (previene el envejecimiento) y aumenta considerablemente la vida útil antes de soldar el componentes del PP acabado.

Para preservar la superficie, se utilizan aerosoles a base de compuestos fundentes. Después del secado, el barniz aplicado a la superficie de la pieza de trabajo forma una película suave y resistente que evita la oxidación. Una de las sustancias populares es "SOLDERLAC" de Cramolin. La soldadura posterior se realiza directamente sobre la superficie tratada sin necesidad de retirar el barniz adicional. En casos de soldadura especialmente críticos, el barniz se puede quitar con una solución de alcohol.

Las soluciones de estañado artificiales se deterioran con el tiempo, especialmente cuando se exponen al aire. Por lo tanto, si no suele recibir pedidos grandes, intente preparar de inmediato una pequeña cantidad de solución, suficiente para estañar la cantidad necesaria de PP, y guarde la solución restante en un recipiente cerrado (botellas del tipo utilizado en la fotografía). son ideales, que no dejan pasar el aire). También es necesario proteger la solución de la contaminación, que puede degradar en gran medida la calidad de la sustancia.

En conclusión, quiero decir que es mejor usar fotoprotectores ya preparados y no molestarse en revestir los agujeros en casa; de todos modos, no obtendrá excelentes resultados.

Muchas gracias al candidato de ciencias químicas. Filatov Igor Evgenievich para obtener asesoramiento sobre cuestiones relacionadas con la química.
También quiero expresar mi agradecimiento. Ígor Chudakov.

fotorresistente Se trata de una solución especial sensible a la luz que utilizan los radioaficionados para dibujar un patrón en una placa de circuito impreso (puede leer cómo se fabrican las placas de circuito impreso).

En general, los fotorresistentes se venden en tiendas especializadas (así como en Internet), pero puede ser hacer Y por propia cuenta

Fotorresistente a base de gelatina y bicromato de potasio.

Primera solución:

15 gramos de gelatina verter 60 ml. agua hervida y dejar que se hinche durante 2-3 horas. Después de que la gelatina se hinche, coloque el recipiente en un baño de agua a una temperatura de 30 a 40 grados hasta que la gelatina se disuelva por completo.

Segunda solución:

En 40 ml de agua hervida, disuelva 5 gramos de dicromato de potasio (pico crómico, polvo de color naranja brillante), disuelva en condiciones de poca luz.

Vierta la segunda en la primera solución con agitación vigorosa. Añadir unas gotas de amoníaco a la mezcla resultante con una pipeta hasta obtener un color pajizo.

Antes de aplicar una capa al tablero, se debe preparar cuidadosamente, tratar con un "cero" y desengrasar bien.

La emulsión fotográfica se aplica sobre el tablero preparado mediante riego o con un pincel suave en condiciones de muy poca luz. El tablero se seca para "adherir" a temperatura ambiente.

Se aplica una plantilla al tablero seco (con un patrón en el tablero) y se presiona con un trozo de vidrio delgado.

Después de la exposición, la tabla (con poca luz) se lava con agua corriente tibia hasta que se elimine la gelatina sin curtir. Para evaluar mejor el resultado, se pueden teñir las áreas no eliminadas con una solución de permanganato de potasio.

Fotorresistente avanzado

Primera solución:

17 gramos de cola para madera 6g. 100ml agua 3ml. La solución acuosa de amoníaco se deja hinchar durante un día y luego se calienta en un baño de agua a t80 ° C hasta su completa disolución.

Segunda solución :

2,5g dicromato de potasio y 2,5 g de dicromato de amonio, 3 ml. Solución acuosa de amoníaco, 30 ml. agua 6ml. alcohol.

Cuando la primera solución se haya enfriado a 50 ° C, vierta la segunda solución con agitación vigorosa y filtre la resultante (esta y las operaciones posteriores deben realizarse en una habitación oscura, ¡la luz del sol es inaceptable!)

La emulsión se aplica a una temperatura de 30-40°C. más lejos como en la primera receta.

Fotoprotector a base de bicromato de amonio y alcohol polivinílico

Preparar solución:

Alcohol polivinílico (-CH-CH 2 -CH-) -70-120 g / l
! !
oh oh

Bicromato de amonio 8-10 g/L, alcohol etílico 100-120 g/L ¡Evita la luz brillante!
Aplicar en 2 capas primera capa - secado 20-30 minutos t=30-45°C
la segunda capa - secado 60 min a 35-45°C. Se ilumina igual que el primero.
Desarrollador - solución de alcohol al 40%

Hay muchas tecnologías de fabricación de PCB disponibles para los aficionados. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas.
He probado lo siguiente:

En los albores de mi afición por la radioafición, hice tableros dibujando con una pluma normal. Se sacó una bola de la punta con una aguja, resultó ser un buen bolígrafo de dibujo. A continuación, se succionó un barniz de una viscosidad adecuada y se dibujaron pistas con este dispositivo. Pros: casi todos tienen el equipo necesario a mano, el costo insignificante de la tecnología. Contras: sin automatización.

Luego obtuve una impresora láser y un software de diseño de PCB. Los experimentos comenzaron con la transferencia del patrón del tablero de la impresión a la textolita. Hay muchos matices en la tecnología: la calidad de la traducción depende del material y la estructura del papel, la temperatura de la plancha, el material y la temperatura de cocción del tóner, la presión de la plancha sobre el papel textolito. sándwich. Como resultado de la investigación, se me ocurrió lo siguiente: Impresora HP LJ 1018, imprimimos en papel estucado fino, en mi caso es una revista Upgrade destripada. Usamos solo el cartucho original, sin recargas, porque la densidad del tóner disminuye. Desollamos el tablero con cero, luego transferimos la impresión con una plancha, friendo al máximo, a través de 2 hojas de A4. Y finalmente, bajo agua tibia, borramos el papel con un dedo.
Ventajas de la tecnología: tiempo mínimo entre la impresión y la recepción del pago, no se necesitan productos químicos, existe un incentivo para leer revistas. Contras: inestabilidad de la tecnología, dependencia de muchos factores, dificultad para obtener tablas grandes con pistas pequeñas: siempre se desprenden en algunos lugares, hay que retocar la calva. Con un poco de "suerte" puedes atornillar la superficie de la plancha. Para un moleteado estable, en lugar de una plancha, se necesita una laminadora costosa con control de temperatura, las baratas y comunes no calientan la tabla y la impresión ni siquiera se pega.

La última tecnología que dominé, que inmediatamente mostró un salto cualitativo en la fabricación de tableros - uso de película fotorresistente...

En resumen, la tecnología se ve así: hacemos una plantilla negativa transparente con un patrón de tablero, enrollamos una película fotorresistente sobre una textolita, pasamos un sándwich por una laminadora (o lo planchamos) para fijarlo, colocamos la plantilla en el tablero, iluminarlo con una lámpara ultravioleta, arrancar el lavsan y desarrollarlo.

A simple vista parece demasiado largo, pero el resultado lo compensa casi al 100%. Sin embargo, para obtener un resultado estable, debe gastar un poco.

Antes que nada recomiendo comprar. laminador. También puede enrollar la película con una plancha, pero como muestra la práctica, debido a los desniveles del tablero y la superficie, el fotorresistente a menudo no se enrolla en algunos lugares y, como resultado, las pistas se pelan posteriormente en este lugar. .

En METRO o AUCHAN, la laminadora más barata se puede comprar por 800-900 rublos, pero no necesitamos la mejor. Además, se puede fabricar una laminadora desde un horno con una impresora o fotocopiadora, pero esto ya es un aficionado.

Absolutamente esencial Impresora. Yo uso un láser, pero una inyección de tinta servirá. Es muy recomendable utilizar cartuchos para impresoras láser sólo "desde cero", recargados, debido a los peores parámetros del tóner, no proporcionan el contraste de impresión deseado, por lo que los "bailes" comienzan con una selección precisa de exposición y tiempo de revelado. Y esto es un quebradero de cabeza extra que estropea la alegría de nuestra afición.

Vaso para sujeción. Destripé el aparador. Bastante viable.

lámpara ultravioleta. Yo uso 11W, sin balastro, para lámpara de mesa, pero es muy posible utilizar las habituales, “a la ahorro de energía” con base para cartucho estándar.

Aún necesito película para imprimir en su tipo de impresora, Lomond fabrica muchas, por ejemplo. No recomiendo papel normal con varios tipos de "limpiadores" debido a la gran cantidad de críticas negativas en los foros y la falta de transparencia de la suciedad resultante para la luz ultravioleta.

Y, por supuesto, el propio fotorresistente.. Usé LIUXI y PNF-VSH. De la química será necesario. ceniza de soda(en casos extremos, puedes usar comida, pero parecerá peor y más larga) y algún tipo de álcali.

Rodillo fotográfico para moletear

Rollo de fotorresistente de 30 cm de ancho.

Corta un trozo de fotorresistente.

El fotoprotector tiene un lado de lavsan (arriba), brillante, el otro de polietileno, mate (abajo).

En primer lugar, imprimimos la plantilla en la película.

Es necesario imprimir en espejo, ya que la cara en la que imprimamos tendrá que estar pegada a la pizarra cuando se exponga a la luz. Algunos tipos de películas tienen el pecado de contraerse por calor durante la impresión láser, por lo que si no estás seguro de la calidad de la película, te recomiendo que primero la pases por la impresora imprimiendo una “hoja blanca de la palabra”. .

Plantilla lista

Por otra parte, quiero advertir que no se debe meter nada en una impresora láser: si la película no está diseñada específicamente para la impresión láser, puede derretirse en el horno y enrollarse alrededor del eje, como resultado de lo cual, en el mejor de los casos, llegará a reemplace los rodillos y la película térmica. Si no puede esperar, intente primero ahuyentar una película desconocida, colocándola entre hojas de papel y asegurando todo con cinta adhesiva de construcción (¡no con película!). Si no frunce el ceño y no se pega al papel, puedes usarlo.

A continuación, necesitamos rodar la fotoprotección sobre el tablero.

Presta atención a la iluminación de la habitación. No debe haber fuentes brillantes cerca del lugar de trabajo. Por experiencia puedo decir que la resistencia no reacciona especialmente a una lámpara de techo de dos lámparas fluorescentes de 36w. Primero, tomamos un espacio en blanco de textolita de la longitud requerida. En su procesamiento preliminar, las opiniones difieren, algunos recomiendan desengrasar con solventes, otros, por el contrario, dicen que una vez que el solvente se ha evaporado, quedan muchas impurezas que solo dañan. Normalmente solo lijo con cero (especialmente si la textolita es vieja) y lavo con agua y jabón. Después de procesar con los dedos, ya no se recomienda tocar la tabla.

Arrancamos polietileno

La pieza flota en el baño.

Fundimos el fotorresistente.

Alisar con un rodillo

Ponemos el bocadillo en una grajilla de papel.

Pase por la plastificadora (¡repita 3 veces!)

pieza de trabajo terminada

A continuación, preparamos un pequeño baño de agua, en el que enrollaremos el fotorresistente sobre el tablero. Primero hay que lavar el baño, porque en nuestro proceso están contraindicados la suciedad, el pelo y otros artefactos flotantes, donde caen. A continuación, corte el trozo de fotorresistente deseado y retire la película plástica protectora de la esquina. Puedes recogerlo con una aguja, pero yo uso pinzas afiladas para componentes smd.
Observo que la película fotorresistente consta de tres capas: lavsan transparente, a través de la cual se produce la iluminación, la propia fotorresistente y una película protectora de polietileno mate. Y por eso hay que quitar el mate, no confundir.
Una vez arrancada la película, arrojamos la tabla a un baño de agua y luego derretimos la película fotorresistente encima. Presiónelo suavemente contra el tablero y alíselo para que no queden burbujas. Luego sacamos lo que pasó, lo ponemos sobre un trapo y enrollamos este sándwich con el dedo (preferiblemente con un rodillo, yo uso un rodillo fotográfico) para finalmente expulsar el agua de debajo del film. En principio, es posible, con cierta habilidad, enrollarlo "seco", pero en primer lugar, bajo el agua (si el baño está lavado) no hay suciedad ni polvo, y en segundo lugar, debido a la pegajosidad del fotorresistente, si la probabilidad de que la burbuja formada en el centro del tablero no sea posible expulsarla ni con un rodillo ni con una laminadora. No se puede arrancar la película, por lo que sólo dispone de un intento de moleteado en seco.

A continuación, corte un trozo de papel con un ancho ligeramente mayor que el ancho del tablero y un largo ligeramente mayor que el doble del largo del tablero. Lo doblamos por la mitad y colocamos el tablero en la "daw" resultante. Después de eso, estiramos el sándwich a través de la laminadora. Es necesario estirarlo 2-3 veces, de lo contrario la tabla no tendrá tiempo de calentarse normalmente. No recomiendo estirarlo sin papel: el fotorresistente es algo pegajoso, no lo rasparás de la plastificadora más tarde.

Entonces, tenemos un espacio en blanco, todo está listo para la exposición.

Ponemos sobre la mesa un cargador, una alfombra de goma o alguna almohadilla similar. Le ponemos un tablero en blanco. En la plantilla en blanco, con el lado impreso hacia abajo. Esto es importante, de lo contrario habrá iluminación lateral debido al espesor significativo de la película y la refracción de los rayos en ella, como resultado, no se pueden obtener pistas delgadas.

Todo listo para iluminar

nos iluminamos

Vista lateral

Encima de todo esto ponemos vidrio para sujetar. Es imperativo presionar, de lo contrario, por irregularidades, algunas zonas pueden difuminarse, desenfocarse durante la exposición y conseguiremos un matrimonio. Colocamos la lámpara ultravioleta a una altura de 20-30 cm por encima del tablero. La distancia también es importante en términos de iluminación lateral, ya que cuanto más alta sea la lámpara, más perpendiculares caerán los rayos sobre la plantilla y menos luz pasará desde el lado debajo del riel de la plantilla. Naturalmente, si está fabricando una tabla con un ancho de vía de 0,8 mm, es posible que no se sigan estas recomendaciones. Pero si necesitas 0,1 mm, cualquier pequeña cosa puede arruinar las cosas. Lo siguiente es la iluminación. Enciendo la lámpara de 11w durante 5 minutos. Las lámparas más potentes serán suficientes para brillar durante un tiempo mucho más corto.
En principio, con una buena plantilla de fábrica, ni siquiera una sobreexposición prolongada arruinará el asunto. Pero si tiene un cartucho recargado o la impresora no produce una plantilla lo suficientemente densa y contrastante, tendrá que experimentar. Si se ilumina demasiado, el patrón se borrará durante el revelado; si se sobreexpone, el patrón no aparecerá en absoluto o, más a menudo, habrá una capa de fotorresistente indeleble entre las pistas que, cuando se grabe el tablero, se borrará. aparecen como pistas pegadas en un montón.

Llegó al desarrollo

Los fabricantes recomiendan desarrollar con carbonato de sodio. Normalmente no hacen trampa. También lo intenté en modo normal. Resulta que el proceso lleva más tiempo y, en presencia de distancias pequeñas entre carreteras, del orden de 0,2, es posible que el fotoprotector no expuesto no se disuelva. Concentración: un par de cucharadas de refresco por litro de agua tibia. Antes de bañar la tabla en el revelador, no olvide arrancar la película de Lavsan desde arriba. Tiene sentido revolver la solución; también puede pasar el cepillo sobre la tabla para acelerar el lavado del fotorresistente no polimerizado.

Disolver carbonato de sodio

Manifestando

apareció

Si tienes suerte y todo salió según lo previsto la primera vez, deberías tener una hermosa tabla lista para grabar. Pero todo puede salir mal (al menos cuando comencé a dominar la tecnología, hice muchos defectos), entonces la placa debe limpiarse de la capa fotorresistente antes del siguiente intento (así como después del grabado). Puedes limpiarlo con papel de lija, pero es antideportivo. Es mejor utilizar una solución de cualquier álcali. De vez en cuando tengo hidróxido de sodio por ahí y lo lavo, pero es muy adecuado, por ejemplo, el topo, la soda cáustica y varios productos químicos para limpiar la grasa de las estufas. Bajamos la placa a esta solución y al cabo de unos minutos se despega suavemente toda la película fotorresistente.

Almacenamiento

El fotorresistente se puede almacenar en cualquier lugar protegido de la luz, por ejemplo, envuelto en una capa de periódicos. Pero es mejor inventarle una tapadera.

guardo en este tubo

Un fotorresistente sobresale del tubo, a la derecha hay un enchufe de una bolsa envuelta con cinta aislante.

Para esto, utilizo un trozo de tubería de alcantarillado de un fregadero, que está sellado herméticamente por un lado y, por el otro, tapado con un tapón extraíble de una bolsa bien arrugada envuelta con cinta aislante. En un tubo de este tipo también es bueno transportar fotoprotector sin temor a aplastarse en el camino.

Permítanme recordarles que anteriormente en este blog hablamos sobre la fabricación de placas de circuito impreso utilizando LUT. Este es un buen método, pero con sus limitaciones. Por ejemplo, si sobreexpones un poco la plancha, el tóner fluirá y las huellas poco espaciadas se pegarán. Es decir, si decide utilizar chips SMD, el método queda prácticamente inutilizable. Alguien resuelve con éxito este problema comprando una laminadora además de una impresora láser que ya es cara y ocupa mucho espacio. Pero decidí ir por el otro lado y probar un método LUT alternativo. Este método consiste en utilizar una película fotorresistente.

Nota: De la misma manera que la tecnología de planchado por láser a menudo se abrevia como "LUT", el método basado en el uso de película fotorresistente a menudo se abrevia como "fotorresistente" o "PR".

Lista de la compra

Para la fabricación de placas de circuito impreso utilizando una película fotorresistente, necesitamos:

• De repente, la película fotorresistente. Literalmente, todo depende de la calidad de la fotoprotección. Utilicé fotoprotector Ordyl Alpha 350 y lo recomiendo enfáticamente. También está Ordyl Alpha 300, que, a juzgar por las críticas, también es bueno. Cuál es la diferencia entre 300 y 350 para mí, por desgracia, sigue siendo un misterio.
• Película de transparencias para impresora. Para láser o inyección de tinta, según la impresora que tengas. Usé película A4 para impresión láser Lomond 0703415.
• Bombilla de luz ultravioleta. En teoría, cualquiera encajará, siempre y cuando encaje en el portalámparas de tu lámpara de mesa. Es mejor llevar uno de bajo consumo para que dure más. La bombilla de bajo consumo UV que uso se llama Camelion LH26-FS.
• Ceniza de soda. Necesitas muy poco, 100 g te durarán muchísimo.
• Un paño limpio que absorba bien el agua, una esponja limpia y detergente lavavajillas. Hay en cualquier hogar, y también se venden en cualquier ferretería.
• Opcional: un trozo de plexiglás. En cambio, cualquier otro vidrio bastante limpio y sin rayones servirá. Por ejemplo, el cristal de una estantería. Usé plexiglás tamaño 30 X 40 cm y 2 mm de espesor.
• Flux, cloruro férrico, acetona o equivalente, utensilios de vidrio o plástico, etc. Todo lo relacionado con el grabado de la placa y los pasos posteriores no es diferente de LUT.

Con todo lo anterior en la mano, ¡puedes ponerte manos a la obra!

¡hecho de la diversión! El plexiglás también se llama plexiglás, vidrio acrílico, metaplex y también en otras palabras. Todo es lo mismo.

Descripción del proceso

La primera tabla que hagas con FR será especial. Con su ayuda, no solo probará todo el proceso de principio a fin, sino que también determinará un parámetro muy importante: el tiempo de exposición requerido del fotorresistente bajo una lámpara UV.

Abrimos EAGLE, o en qué diseñas los tableros, e ingresamos en la columna los números del 0001 al 0020. El grosor de las líneas para los números debe ser aproximadamente del mismo grosor que el que normalmente haces, bueno, o un poco. más delgada. Luego imprimimos el tablero resultante en negativo. En EAGLE, para esto, vaya a Archivo → Procesador CAM, seleccione PS_INVERTED en Dispositivo, especifique la ruta al archivo .ps en el que queremos guardar el resultado, seleccione las capas necesarias y haga clic en Procesar trabajo. Luego vemos el archivo .ps resultante, por ejemplo, usando Evince, y lo imprimimos en una película transparente, por ejemplo, a través de lpr.

¡hecho de la diversión! También hay una fotoprotección positiva. Pero que yo sepa, suele ser líquido y solo se usa en las fábricas. La película fotorresistente es siempre negativa y requiere que la placa se imprima en negativo.

Para obtener los mejores resultados en los siguientes pasos, coloque la película con el lado del tóner hacia abajo. Es fácil determinar en qué lado de la película está el tóner, ya que la película brilla con la luz, pero el tóner no. Es posible que deba imprimir el archivo .ps al revés. Si está imprimiendo a través de lpr, esto se hace pasando la opción -o espejo. O simplemente marque la casilla correspondiente en EAGLE al generar el archivo .ps. Sin embargo, al principio no tienes que preocuparte por todo esto, ya que la película es bastante fina.

Al imprimir en negativo se utiliza bastante tóner. Dale un poco de tiempo para que se seque. Luego corta el negativo al tamaño deseado con unas tijeras.

El resultado será algo como esto:

Tomamos fibra de vidrio, preferiblemente sin mucho óxido. Simplemente encontré un trozo innecesario de un tamaño adecuado, que una vez no corté de manera muy uniforme. Fibra de vidrio tamaño estándar 5 X 10 cm también es bastante adecuado.

Luego cogemos una esponja limpia y lavamos la fibra de vidrio en agua tibia con detergente lavavajillas. Usé Fairy, pero cualquier medio debería funcionar. La tarea es lavar toda la suciedad y toda la grasa de las manos. ¡No use acetona o su equivalente para esto! Puedes frotar con el lado duro de la esponja, pero no mucho. Cuando todo esté lavado, limpie la fibra de vidrio con un paño limpio:

Por supuesto, a partir de ahora no tocaremos el cobre puro con los dedos.

A ojo, cortamos las películas fotorresistentes tanto que puedan tapar todo el cobre. Rápidamente escondemos el resto del rollo nuevamente en el paquete y lo guardamos en un lugar oscuro para que no se ilumine. El fotorresistente está recubierto por ambas caras con una película. Si miras de cerca, se usa una película brillante en el exterior del rollo y ligeramente mate en el interior. Conectamos la película mate con clavos, pinzas o, lo mejor de todo, con un trozo de cinta aislante (de todos modos, es poco probable que puedas elegir una brillante en esta etapa) y pegamos la fotoprotección al cobre, como se muestra. en la siguiente foto:

Si decide utilizar un fotorresistente que no sea Ordyl Alpha, es posible que tenga un color diferente.

Despegamos aproximadamente medio centímetro de película, presionamos con cuidado y alisamos el fotorresistente, despegamos el siguiente medio centímetro, y así sucesivamente hasta pegar todo el cobre con el fotorresistente. Es muy importante adherir el fotorresistente correctamente, sin burbujas de aire, arrugas, etc. La calidad del futuro tablero depende directamente de esto. Si no tienes prisa, tras este paso se puede poner la tabla bajo presión durante un par de horas. El resultado será al menos no peor de esto. Sin embargo, es posible sin la prensa.

Suma: Existe una alternativa, el llamado método "húmedo". Se retira toda la película mate del fotorresistente de una vez y su aplicación sobre la fibra de vidrio se realiza en agua. Luego, el futuro tablero se seca un poco, se envuelve en papel y se pasa por una laminadora un par de veces a una temperatura de 120 grados. Como laminadora económica, podemos recomendar el modelo FGK-120. Subjetivamente, este método es más rápido, más agradable y más fiable, pero además requiere una plastificadora.

A continuación, coloque el negativo en la fotoprotección. Déjame recordarte que, idealmente, deberías ponerlo con el tóner hacia abajo. Por lo tanto, habrá menos distorsión al transferir la imagen. Ponga un trozo de plexiglás encima (o vidrio de una estantería, o lo que decida usar). Si no está seguro de la limpieza del vidrio, primero debe limpiarlo por ambos lados con un trapo o servilleta limpios y húmedos para limpiar los monitores. Pon algo pesado en las esquinas del vaso. Usé panqueques con mancuernas, pero puedes usar libros o lo que sea. Cerramos todos los números por el negativo con algo completamente opaco. Usé otra pieza de fibra de vidrio, pero un cuaderno o una pieza de madera contrachapada funcionarán igual de bien. Por encima de todo este hogar ponemos una lámpara con una bombilla UV enroscada.

¡Importante! Mirar el ultravioleta no es bueno para los ojos. No aconsejo hacer esto por mucho tiempo, e idealmente recomiendo usar gafas de seguridad adecuadas.

Como resultado, obtienes este diseño:

Marcamos el tiempo. Cambiamos la fibra de vidrio, abriendo así el número 20. Estamos esperando exactamente un minuto. Nuevamente cambiamos la fibra de vidrio. Ahora están abiertos los números 20 y 19. Y así sucesivamente, abrimos un dígito por minuto. Como resultado, cada dígito estará expuesto durante el número de minutos correspondiente. Después de exponer el número 1 durante un minuto, apague la lámpara.

En función de qué números se transfieren mejor, descubriremos el tiempo de exposición óptimo. El tiempo de exposición depende del fotorresistente y de la lámpara UV utilizados, de la altura de la lámpara de mesa y de otros factores, por lo que es diferente para cada uno. No hace falta decir que al fabricar futuras placas, el negativo ya no tendrá que estar cubierto con nada. Solo necesita encender la lámpara durante una cierta cantidad de minutos.

Ahora enganchamos y despegamos la segunda película de fotorresistencia. Será más fácil recogerlo si corta la fotoprotección exactamente al tamaño de la fibra de vidrio con unas tijeras:

Observe que los números ya son visibles en la fotoprotección. Esta es una propiedad característica de la fotorresistencia Ordyl Alpha. Muy conveniente: puede saber de inmediato si funcionó o no. Si está utilizando una fotoprotección diferente, aún puede ser del mismo color en este punto.

Tomamos platos de vidrio o plástico. Preferiblemente limpio, y no aquel en el que grabas cobre con cloruro férrico. Vierta agua tibia del grifo y diluya en ella una cucharadita de carbonato de sodio. Ponemos la pieza de trabajo en la solución resultante, la dejamos reposar allí durante aproximadamente un minuto. Luego tomamos la fibra de vidrio por los extremos y enjuagamos suavemente en la solución hasta eliminar todo el exceso. Luego lavamos la pieza de trabajo con un chorro (¡débil!) de agua del grifo.

Resultado:

Como puede ver, mi tiempo de exposición óptimo resultó ser de unos 15 minutos. Al realizar tablas con trazos muy finos, es mejor ir a lo seguro y exponer durante 20 minutos.

Luego envenenamos el tablero con cloruro férrico, como de costumbre (UPD: o mejor con agua oxigenada con ácido cítrico). Para eliminar el fotorresistente, utilice acetona o su equivalente. Yo personalmente uso una herramienta llamada Degreaser 65. Como resultado, terminé con lo siguiente:

Cabe señalar que a medida que aumenta el tiempo de exposición, el fotoprotector se vuelve cada vez más difícil de limpiar.

Los pasos restantes, como estañar y perforar agujeros, no son diferentes de la LUT discutida anteriormente. Ahora que hemos descubierto el tiempo de exposición óptimo, podemos ganar una tarifa real. Entonces, acabo de hacer un tablero para dados electrónicos usando una película fotorresistente.

Conclusión

Considere las ventajas del método. La principal ventaja es que puede utilizar de forma segura todo tipo de TQFP44 (por ejemplo, ATmega32U4) y no tener miedo de que todas las pistas se peguen debido al hierro sobreexpuesto. Puede utilizar cualquier impresora, incluso láser o de inyección de tinta. Finalmente, un negativo se puede utilizar un número ilimitado de veces.

La principal desventaja es la vida útil limitada del fotoprotector. La tienda online me entregó un rollo que caduca en cuatro meses. Quizás haga un excelente trabajo con su tarea incluso después de este período, no lo sé todavía. Pero para comprar una película fotorresistente, todavía tiene sentido caminar hasta una tienda fuera de línea con los pies. A todo esto cabe añadir que para poder utilizar fotorresistente el cobre sobre fibra de vidrio no debe estar muy oxidado. Finalmente, específicamente en EAGLE, al exportar un tablero al formato .ps, en algunos lugares las pistas pueden resultar un poco más cortas o un poco más largas. Es poco probable que EAGLE arruine el tablero por usted, pero se puede fabricar fácilmente en un tamaño ligeramente diferente. Necesitas tener cuidado.

En general, si desea utilizar algún método para fabricar PCB en casa, recomendaría una película fotorresistente. Este es un método más general y subjetivamente más agradable que LUT. Sin embargo, tenga en cuenta que FR es algo más complicado y es posible que no funcione la primera vez.

¿Y qué método prefieres: LUT o FR?

Suma: Resulta que el fotoprotector vencido también funciona, pero requiere el doble de tiempo de exposición. De lo contrario, se lavará por completo cuando se coloque en una solución de carbonato de sodio. Además, para una mejor adherencia del fotorresistente antiguo al cobre, tiene sentido calentarlo con un secador de pelo (si no hay laminador).

Suma: También te pueden interesar los artículos

Para iluminar el fotorresistente en casa, decidí usar un escáner A4, que "morí" con éxito, y puedes comprar uno de arbusto para este propósito, por ejemplo, a partir de 100 rublos (un paquete de cigarrillos cuesta más, pero un defectuoso se puede dar).
En general, decidí darle una "segunda vida" al escáner, especialmente porque allí hay vidrio de cuarzo, que transmite muy bien la radiación ultravioleta (un simple vidrio de ventana, como sabemos, tiene un máximo del 10%). Otra ventaja de este método es la presión uniforme de la placa contra el vidrio con la tapa del escáner y una distancia constante a la fuente ultravioleta, por lo que el tiempo de iluminación también se vuelve constante, lo que se puede fijar con un simple temporizador.
Al final, esto es lo que pasó:

Foto 1.
Dispositivo para iluminación de PP con fotorresistente.

Desarmé el escáner, tiré el interior e instalé cuatro lámparas en su lugar. Usé accesorios de lámparas fluorescentes ordinarias para este propósito, solo instalé lámparas UV (todo esto se vende en tiendas de artículos para el hogar). Quizás dos lámparas serían suficientes, los tableros todavía no son muy grandes en general, pero, como dicen, la culata no tira, así que decidí qué hacer, así que hazlo con vistas al futuro (para un formato A4 tablero), por eso instalé cuatro, y el tiempo de exposición en este caso será menor.
Para controlar el proceso de iluminación, utilizo un temporizador de cuenta regresiva, que ensamblé en el microcontrolador PIC16F628. Como resultado, todo el proceso de iluminación de este diseño toma 30-40 segundos....

Figura 2.
Diseño de dispositivos.

Alguien podría decir que sería posible montar un temporizador dentro del escáner y no preocuparse por la carcasa. No digo que esta opción sea adecuada para alguien, pero de repente necesitaré un temporizador por separado, para algún otro propósito, así que decidí hacerlo en mi propio caso y como un diseño terminado por separado.

figura 3
Circuito temporizador.

En Internet, si investiga un poco, hay muchos esquemas diferentes para varios temporizadores. Me decidí por este esquema, solo tenía un PIC16F628 disponible y decidí ponerlo en práctica.
Tal vez le guste otro esquema de temporizador; esta es su elección, solo le cuento el proceso en sí, bueno, le doy una descripción de mis diseños.

Figura 4
Circuito temporizador, sección de potencia.

Figura 5
Temporizador en el caso.

Figura 6
Parte de potencia.

Figura 7
Tableros y conexiones.

El tiempo máximo que se puede configurar en el temporizador es de 12h00m00s. Después de configurar el tiempo y presionar el botón "Inicio / Parar", la carga se enciende y comienza la cuenta regresiva del tiempo en orden inverso al establecido. 10 segundos antes del final del tiempo: se emite un breve pitido al "tweeter".
Cuando faltan 3 segundos para que finalice el tiempo, el “biper” se enciende hasta el final del tiempo. Al final del tiempo, se apaga la carga, el tiempo en el temporizador se configura al que se configuró al principio con los botones.

Ahora describiré brevemente el proceso de fabricación de placas de circuito impreso utilizando un fotorresistente. Todo lo descrito anteriormente tenía como objetivo simplificar este proceso.
Para el trabajo, utilizo una película fotorresistente negativa. Negativo, significa que el patrón para su iluminación debe imprimirse en negativo, es decir, aquellos lugares donde habrá pistas deben ser transparentes, y donde no debe haber pistas (lámina), se aplica tóner. Si utiliza un fotorresistente positivo, entonces, naturalmente, la fotomáscara deberá imprimirse en positivo.

Imprimimos la plantilla a través del programa para diseñar placas de circuito en negativo sobre una película transparente (yo uso la película "LOMOND" para impresoras de inyección de tinta) en una impresora de inyección de tinta. Lo probé con un láser, pero resultó que se desvaneció de alguna manera, no había negrura y las tablas no eran de muy alta calidad.
Dicen que es posible mejorar enormemente la calidad de dichos tableros si imprime dos plantillas en una película en una impresora láser, luego las corta y las combina (es decir, hace una a partir de dos).
También puede imprimir el dibujo del tablero con una impresora láser en papel normal. Cuanto más fino sea el papel, mejor. Además, para aumentar el contraste (si no es suficiente), sumérjalo durante una fracción de segundo en una lata de disolvente (por ejemplo, automóvil 647). Déjalo secar y luego empápalo con aceite de girasol para que sea transparente a la luz ultravioleta, aunque no lo he probado de esa manera.

Estamos preparando el espacio en blanco de nuestro futuro tablero en un tamaño ligeramente mayor al requerido. Luego, la lámina debe estar preparada para pegar el fotorresistente.
Cómo se hace todo esto: no tiene sentido repetirlo, ya que este proceso se describe en docenas de sitios. Simplemente escriba en el motor de búsqueda "producir pp usando fotorresistente" y tendrá un montón de opciones, después de leer un par de ellas, tendrá la opción adecuada para usted.

Asumiremos que la placa ya ha sido preparada y que la fotoprotección está pegada (o aplicada con una lata de aerosol) a nuestra placa.
Adjuntamos la plantilla al tablero. Como regla general, la plantilla se ajusta perfectamente al tablero. Y coloque lámparas UV en el cristal del escáner. Nos iluminamos. Retiramos la pieza de trabajo iluminada en un lugar oscuro y preparamos una solución de revelado, para la cual utilizo carbonato de sodio (se vende en tiendas para el hogar, se usa para ablandar el agua y cuesta un centavo).
Para ello, disuelva una cucharadita de refresco con portaobjetos en un litro de agua (si la tarifa es grande), o una cuchara sin portaobjetos en 0,5 litro de agua.
Sacamos nuestra placa de un lugar oscuro, retiramos la película protectora superior del fotorresistente y la ponemos en nuestra solución con bicarbonato de sodio diluido y esperamos unos 30 segundos. Donde el fotoprotector se ha lavado, la superficie de cobre es clara y brillante. Después de que se haya lavado todo el fotorresistente innecesario, sacamos el tablero de la solución de soda y lo enjuagamos con agua corriente.

Figura 8
Placa de circuito impreso preparada para grabado.

Después del lavado, seque la tabla. Examinamos. Puede ocurrir que haya mordientes (donde no se adhirió bien el fotorresistente). Usamos un marcador para dibujar placas de circuito impreso. Retoque cuando sea necesario. En la foto No. 8 se ve que donde el fotorresistente no es de alta calidad (ya se me venció la fecha de caducidad), esos lugares se retocan con rotulador negro.

En el archivo adjunto a continuación se recogen los archivos para la fabricación del temporizador. Fuente, firmware, págs.

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