Методики изготовления печатных плат

[admin]

Друзья!
Предлагаю поделиться опытом. Кто и каким методом рисует и травит печатные платы? Какие химреактивы для вытравливания используете? Вобщем, как быстро и качественно изготовить печатную плату за один день, или допустим за час?

[sumin]

Я поведаю вам великое таинство "утюговой технологии"...
Усаживайтесь поудобнее...

"Утюговая технология" производства ПП неоднократно описывалась в интернете, в том числе и на форумах журнала "Радио" ( www.radio.ru ).
Она основана на переносе рисунка, напечатанного лазерным принтером на глянцевой бумаге, на поверхность фольгированной подложки (гетинакса, стеклотекстолита и т.д.) посредством прогрева (проглаживания утюгом например).
Моя посильная лепта в этой статье - описание уже сформированного тех-процесса, дающего, как показывает практика оптимальные результаты качества и производительности.

Вначале о том, что позволяет реализовать тех-процесс:
- толщина дорожки от 0,3 мм.,
- уверенное изготовление ПП площадью не менее 100х200 мм.,
- производительность технологии ( при хорошо организованном процессе ) не менее 500х1000 мм/чел./час. (не учитывая травления и сверления),
- средняя повторяемость 20/1 (на 20 успешных ресунков 1 брак).

Хочу отметить:
- производительность можно повышать организацией конвеерного производства и применением оптимизированного нагревателя и стола (вышеуказанные цифры приведены для условий применения обычного утюга и пола, устеленного газетами для термоизоляции);
- возможно реализовать толщину дорожки до 0,1 мм. , однако при этом резко снижается повторяемость.

Основываясь на вышеизложенном можно утверждать, что подобная технология наиболее пригодна для:
- экспериментального производства,
- единичного производства,
- опытного мелкосерийного (до 100 шт. в серии).
В качестве основного достоинства применительно к опытному производству можно указать мобильность изменений, по сравнению с фотохимическим или офсетным способом нанесения печатного рисунка. Суть в том, что на каждую подложку 100х200 мм. печатается уникальная форма рисунка, что позволяет оперативно, не останавливая цикла производства вносить изменения в ПП.

Стоимость подложки с ресунком 100х200 мм. составляет около 7 грн. (на 90% определяется стоимостью самой подложки).

Описание тех. процесса.
1.) Очистка фольги подложки (важнейший этап процесса, во многом определяет повторяемость ресунка):
- подложка подвергается образивной обработке наждаком,
- подложка тщательно вымывается под проточной теплой водой с применением стирального порошка ( !!! не в коем случае не допускается касание руками поверхности подложки, вымывать исключительно тряпкой !!!),
- после вымывания подложка сушится ( !!! нежелательно вытирать подложку - она должна высохнуть сама !!! ) в потоке теплого воздуха (можно использовать фен или обогреватель, однако вполне допустимо сушить просто так - от этого снижается только производительность).

2.) Нанесение рисунка:
- на высохшую подложку накладывается ресунок, распечатаный лазерным принтером на глянцевой бумаге (обычная бумага не подходит), и закрепляется специально оставленными крылышками,
- подложка укладывается на стол фольгой к верху, и проглаживается утюгом до полного прогрева подложки (время проглаживания сильно зависит от стола - если отвод тепла от стола высокий, то проглаживание может занять много времени); в случае обычного бытового утюга следует выставлять его термодатчик на уровеньмежду 2 и 3, ближе к 2 (следует подбирать экспериментально - сильно зависит от конкретного утюга);
- подложка охлаждается естественным путем (не следует бросать ее в холодную воду, т.к. ресунок может потрескаться);

3.) Смываем бумагу:
- подложка выкладывается в ванночку с теплой водой и выдерживается около 10 мин,
- бумага аккуратно счисчается.

В дополнительной сушке подложка не нуждается. Травление производится в растворе хлорного железа. Испытаний с азотной кислотой или электро-химическим травлением в медном купоросе не проводилось...

[admin]

Да, блин, технологии не стоят на месте.
То ли помню я, лет пятнадцать назад ...
Миллиметровая бумага, линейка, шариковая ручка (фломастер), скотч, шило, райсфейдер или в худшем случае стержень от той же шариковой ручки с выдавленным шариком и заполненный лаком для ногтей, купленным в галлантирейном магазине, ручная дрель, сверло на 0,8мм, и единственное что не претерпело изменений - хлорное железо, накрайняк - медный купорос.
На бумаге рамечались посадочные места, рисовались дорожки (все в реальном масштабе 1:1) после чего она прикладовалась к плате и закреплялась от скольжения скотчем, шилом кернились, а после засверливались посадочные места под элементы. Бумага снималась и приходило время рисовать дорожки райсфейдером прямо на подложке, по образцу с миллиметровой бумаги. Тут-то в полной мере и проявлялись ваши художественные способности. :lol:

Вот это был техпроцесс!!! Ностальгия...

Ну кто еще может что нибудь предложить, посоветовать. Где же вы Кулибины?

[sumin]

На счет травления...
Я уже упомянул о альтернативных хлорному железу способах:
- водный раствор азотной кислоты,
- электрохимическое травление в медном купоросе.

В первом случае возможно достаточно быстрое течение процесса. Я проводил такие эксперименты уже давно, и деталей не помню, но могу сказать что травление платы 100х100 мм. проходит за 10-15 минут. Однако не следует забывать о эфекте подтравливания, который увеличивается по мере увеличения скорости травления (концентрации кислоты). Для нанесения печатного рисунка в этом случае следует использовать лак на ацетоне или ему аналогичном растворителе. Минимальная ширина дорожки, которую мне удавалось получить путем травления в азотной кислоте - 0,5 мм. (речь идет о применении не одной дорожки на плате, а о выполнении платы с такой шириной дорожки).

Недостаток травления азотной кислотой - очень высокое выделение водорода и его реагентов, что делает практически неприемлемым травление в азотной кислоте в закрытых помещениях.
!!!Концентрированая азотная кислота может привести к химическим ожогам!!!

Второй случай - электрохимическое травление - основан на методе электрохимического гидролиза. Пожалуй наиболее экономичный с точки зрения стоимости и расхода реагентов метод. Я использовал его в период "развитой демократии" когда ничего нельзя было купить... Недостаток - большие трудозатраты.
Суть метода:
1. В гальваническую ванну с раствором медного купороса (вполне допустим и NaCl - поваренная соль) помещаем плату, с нанесенным рисунком и стальной электрод-противовес. К плате (анод) и электроду (катод) подводим электрический ток. Силу тока выбираем на уровне 1-2 А. Процесс продолжается до резкого падения тока (вытравленная плата уже не является полноценным монолитным электродом).
2. Дотравливаем плату в хлорном железе.

Такой способ обеспечивает минимальный расход хлорного железа. Расход медного купороса на уровне испарения вод. При использовании хлорида натрия расход еще меньше, зато и травление проходит медленнее.

[DarkKnight]

Вроде всё делал так как написано... Не получилось... Лишь малая часть рисунка перенеслась на плату... Утюг разогрел так, что палец мона было обжечь, грел сначала недолго, потом, когда увидел, что не получается, то грел так, что у меня бумажка вся коричневая стала. И всё равно не получается... Что делать?

[sumin]

Плохой перенос рисунка может быть связан в первую очередь с:
1. Плохой очисткой платы, т.е. последнюю нужно очистить шкуркой, промыть водой с использованием стирального порошка и тряпки и не в коем случае не трогать руками; далее дать плате высохнуть (не в коем случае не вытирать).
2. Плохая печатная копия. Бумага должна быть обязательно глянцевой, печать не в эконом-режиме, картридж не иссякающий, цвет печати - черный (не в коем случае не микс).

Очень редко, но бывает проблема с самой платой. Если все вышеперечисленое не поможет, попробуй поменять заготовку, хотя это - врядли...

[DarkKnight]

Ну тогда понятно. Я только шкурой очистил, а водой и порошком не мыл. А утюгом как долго греть? Минуты хватит (если утюг на максимум)?

[sumin]

А как на счет прочитать все-таки статью? Там 3 пункта, которые изначально содержат ответы на твои вопросы...

[DarkKnight]

Ну, я её читал. И не один раз. В общем то вроде всё понятно. Надо будет купить бумажки и ещё раз попробовать.

[nnivanov]

Я не профи. Делаю так:

1. Вырезаю лобзиком заготовку из фольгированного текстолита или из стеклогетенакса.

2. Если текстолит (гетенакс) фолгированный с двух сторон, то отдираю "шкуру" сапожным ножом с одной стороны.

3. Оборачиваю бумажкой с разработкой и отбойной отверткой с шилом на конце АККУРАТНО набиваю метку для каждой дырочки.

4. Сверлю дырки.

5. Зачищаю шкуркой

6. Рисую дорожки спиртовой канифолью или лаком. Для этого вставляю трубочку из-под гелевой ручки в затупленную иглу от шприца и рисую, создавая давление ртом.

7. Жду, пока подсохнет.

8. Кладу в плоскую емкость с раствором хлорного железа (пробовал также NaCl+H2O2).

9. Включаю фен и обдуваю плату во время травления.

10. После травления промываю водой. Если использовался лак, счищаю мелкой шкуркой, если спиртовая канифоль = начинаю сразу лудить.