Лужение платы в домашних условиях

Здравствуйте, дорогие читатели блога. Сейчас на улице замечательная погода, а у меня прекрасное настроение. Сегодня я хочу вам рассказать о том, как можно изготовить качественные печатные платы в домашних условиях.

Не спорю, что в сети информации на эту тему очень много и, наверное, на каждом радиолюбительском сайте есть описание ЛУТовской технологии. Но из всех этих вариантов я выбрал один, который позволяет мне делать действительно качественные печатные платы не уступающие заводским. В этом варианте нет каких-либо тонкостей способных повлиять на результат. Именно этим методом я хочу с вами поделиться.

Вообще метод изготовления печатных плат с помощью лазерного утюга не сложен. Его суть заключается в способе нанесения защитного рисунка на фольгированный текстолит.

В нашем случае защитный рисунок мы сначала с помощью принтера выводим на фотобумагу, глянцевую ее сторону. Затем в результате нагрева утюгом, размягченный тонер прижаривается к поверхности текстолита. Подробности сего действа читайте далее…

Для изготовления платы по технологии ЛУТ нам понадобится:
фольгированный текстолит (одно- или двухсторонний)
лазерный принтер
утюг
ножницы по металлу
глянцевая фотобумага (Lomond)
растворитель (ацетон, спирт, бензин и т.д.)
наждачная бумага (с мелким абразивом, нулевка вполне подойдет)
сверлилка (обычно моторчик с цанговым патроном)
зубная щетка (очень нужная вещь, не только для здоровья зубов)
хлорное железо
собственно сам рисунок платы нарисованный в Sprint-Layout

Берем в руки ножницы по металлу и вырезаем кусок текстолита по размеру нашей будущей печатной платы. Раньше я резал текстолит ножовкой по металлу, но это, оказалось, по сравнению с ножницами не так удобно, да и пыль текстолитовая очень докучала.

Полученную заготовку печатной платы хорошенько шкурим наждачной бумагой – нулевкой до появления равномерного зеркального блеска. Затем смачиваем кусочек ткани ацетоном, спиртом или каким еще растворителем, тщательно протираем и обезжириваем нашу плату.

Наша задача очистить нашу плату от окислов и “потных рук”. Само собой после этого стараемся руками нашу плату не трогать.

Подготовка рисунка печатной платы и перенос на текстолит.

Нарисованный заранее рисунок печатной платы, мы распечатываем на фотобумагу. Причем в принтере отключаем режим экономии тонера, а рисунок выводим на глянцевой стороне фотобумаги.

Теперь достаем из-под стола утюг и включаем в сеть, пускай нагревается. Свежераспечатанный лист бумаги ложим на текстолит рисунком вниз и начинаем проглаживать утюгом. С фотобумагой, в отличие от кальки, подложки от самоклейки церемониться не нужно, “елозим” утюгом до начала пожелтения бумаги.

Здесь можно не бояться передержать плату, или переборщить с давлением. После берем этот бутерброд с прижаренной бумагой и несем его в ванную. Под струей теплой воды подушечками пальцев начинаем скатывать бумагу. Далее берем в руки заготовленную зубную щетку и хорошенько проходим ею по поверхности платы. Наша задача содрать белый меловой слой с поверхности рисунка.

Просушиваем плату и под яркой лампой хорошенько проверяем.

Зачастую меловой слой сдирается с первого раза зубной щеткой, но бывает, что этого оказывается недостаточно. В этом случае можно воспользоваться изолентой. Белесые волокна налипают на изоленту оставляя нашу платку чистой.

Для приготовления травящего раствора нам понадобится хлорное железо FeCL3.

Самый простой способ лужения печатной платы в домашних условиях – это лужение сплавом Розе. Конечно можно использовать и сплав Вуда, но не желательно, так как сплав Вуда имеет в своем составе 12,5% Кадмия, что делает его гораздо токсичнее.

Итак, немного теории. Сплав Розе является легкоплавким сплавом и состоит на 50% из Висмута, 25% Свинца и 25% Олова (Сплав Вуда аналогичен, только 50% доли Олова заменено Кадмием, соответственно 12,5% от общей доли элементов). Температура плавления сплава Розе порядка +94..+96 °C (Сплава Вуда +68,5 °C), что позволяет ему расплавляться и прибывать в жидком состоянии в кипящей воде.

Для лужения печатной платы сплавом Розе в домашних условиях понадобится: — 100-120мл обыкновенной воды; — чайная ложка пищевой лимонной кислоты; — 2 деревянные палочки с наконечниками из ткани; — сплав Розе (Вуда); — емкость, где будет происходить лужение.

Берем емкость (я использую старый пищевой судок для холодца) заливаем пол стакана воды, ставим на огонь. Когда вода чуть подогреется, засыпаем около чайной ложки лимонной кислоты; размешивая воду, помещаем в нее печатную плату, приготовленную для лужения.

Лимонная кислота прореагирует с фольгой на печатной плате, порозовевший цвет которой, скажет об окончании реакции (это занимает порядка 10-15 секунд). Лимонная кислота обезжирит печатную плату перед лужением и удалит с нее все окислы, если лужение происходит не сразу после снятия тонера.

Далее (не вынимая печатной платы из воды) киньте пару кусочков сплава Розе на фольгированную сторону печатной платы, подождите несколько секунд, пока расплавится сплав Розе. Если сплав Розе стал жидким, начинайте размазывать его по текстолиту палочками с наконечниками из ткани (я использую палочки от мороженого).

Если сплав Розе скатился с печатной платы, просто переверните ее фольгой вниз и палочками поприжимайте в местах скопления сплава. В этом случае сплав Розе гарантированно окажется на всей поверхности печатной платы. Но при этом его будет много и некоторые отверстия для сверления будут закрыты.

Для снятия излишка сплава Розе с печатной платы, переверните ее в кипящей воде (все в том же сосуде для травления) фольгой вверх и палочками с тканью легкими поглаживаниями удалите излишки.

После всех перечисленных процедур просто достаньте печатную плату из воды и дайте ей остыть. Лужение печатной платы сплавом Розе в домашних условиях завершено.

Сегодня я покажу вам как изготовить печатную плату в домашних условиях своими руками.

Шаг 1: Что вам нужно купить

• Экспозиционную коробку (ультрафиолетовую)
• Пресенсибилизированная эпоксидная плата
• Раствор олова (необязательно, но рекомендуется)
• NaOH (гидроксид натрия)
• FeCl3 (Хлорид железа)
• Ацетон

Шаг 2: Рисуем печатную плату

Если у вас уже есть файл с дизайном платы, то можете пропустить этот шаг.

В подготовке макетов для изготовления печатных плат в домашних условиях я использую программу Proteus, есть также неплохая программа Fritzing. Самое главное – это то, что вы можете экспортировать ваш макет в PDF-файл. PDF сохраняет реальные размеры, поэтому при печати вы получите размер 1:1, и после печати у вас не возникнет проблем с масштабированием.

Шаг 3: Печатаем заготовку

Распечатайте макеты плат на прозрачной плёнке. Я советую вам напечатать как минимум 3 копии, так вы получите наилучший результат, ведь непрозрачность трёх слоев при экспозиции будет выше.

Шаг 4: Подготавливаем химикаты

Во время этого шага оденьте защитные перчатки и очки, работайте в хорошо вентилируемом помещении. Вы будете работать с сильными растворами и кислотами, некоторые из них легко испаряются. Также я советую вам одеть лабораторный халат или старую одежду, так как пятно от хлорида железа нельзя отмыть – он оставляет неприятный желто-коричневый след.

Заметка: никогда не выливайте жидкости, содержащие металлы в окружающую среду. Используйте бутылку для химических отходов и сдайте её в специализированную фирму.

Подготовьте ванну с высвободителем для эпоксидной платы — это просто гидроксид натрия (концентрация 15 г / л), он должен быть комнатной температуры.

Также приготовьте вторую ванную с раствором хлорида железа (FeCl3). Если вы хотите, чтобы реакция шла быстрее, то её можно ускорить, нагрев раствор. Для этого соорудите дополнительную ванну с горячей водой. Нагрейте воду до 80 градусов Цельсия, как только она дойдёт до нужной температуры, перелейте её в бОльший контейнер, чем тот, в котором находится хлорид железа, а затем поместите один контейнер в другой.

Также подготовьте водную ванну (лучше всего с дистиллированной водой), чтобы промыть плату после прохождения предыдущих шагов. Также неплохо будет держать под рукой пару бумажных полотенец — после промывки платы протрите её.

Шаг 5: Облучаем плату

Давайте настроем экспозиционную коробку. Возьмите первый макет и закрепите его на стекле при помощи скотча (помните о правильной ориентации макета!). Затем добавьте сверху второй и третий макеты, чтобы увеличить непрозрачность нужных частей. Трюк заключается в том, чтобы помешать ультрафиолетовым лучам пройти через черные линии на макете.

Теперь вы готовы. Вы будете работать со светочувствительной поверхностью, поэтому вам придется работать в неосвещённом месте до тех пор, пока печатная плата не будет готова.

Аккуратно снимите с нее защитную плёнку, поместите её светочувствительной стороной к макету и закрепите скотчем. Поместите всю эту конструкцию в экспозиционную коробку, светочувствительной стороной к ультрафиолету, затем закройте коробку.

Включите аппарат на две – две с половиной минуты, не больше. Пока она готовится, наденьте перчатки и очки для защиты от химикатов. Как только время выйдет, выключите аппарат, откройте его и вытащите.

Шаг 6: Промываем

Сразу же поместите ее в ванну с гидроксидом натрия, чувствительной стороной вверх. Вы должны сразу же увидеть сине-фиолетовый цвет (иногда сероватый). Медленно покачивайте ванну, пока вы отчетливо не увидите проявившийся рисунок (должно пройти 30 – 60 секунд). Затем промойте в воде.

Шаг 7: Закрепляем рисунок

На данном этапе она перестаёт быть светочувствительной и можно включить свет.

Поместите плату медью вверх, погрузите в ванну с кислотой (FeCl3) и медленно покачивайте её взад и вперёд. Раствор должен быть в движении, чтобы реакция шла должным образом. В зависимости от температуры воды в ванной, площади поверхности растворяемой меди и концентрации раствора FeCl3 должно пройти от 20 до 40 секунд.

Когда вся медь растворена, выньте и промойте её в другой ванне с водой, а затем высушите.

Шаг 8: Травление

Теперь вам нужно удалить оставшуюся смолу. Для этого поместите ее в ванну с ацетоном. Ацетон станет фиолетовым (по прошествии 10-20 секунд).

Затем еще раз вымойте печатную плату в воде, и она готова!

Шаг 9: Лужение

Этот шаг опционален и я просто советую вам сделать его, так как он поможет вам более легко припаивать к плате компоненты и защитит её от ржавчины.

Поместите плату в пустую ванну и залейте её небольшим количеством раствора хлорида олова, таким образом, олово покроет поверхность.

Теперь в вашем распоряжении плата профессионального уровня!

Шаг 10: Сверлим отверстия

Используйте вертикальную дрель и битку на 0.8 мм для сверления отверстий, а если ножки компонентов слишком большие, то используйте битку на 1.2 мм для увеличения диаметра отверстий. (Сначала сверлите отверстия с биткой наименьшего диаметра, чтобы получить максимально аккуратные отверстия).

Теперь ваша односторонняя печатная плата готова, все что осталось – лишь припаять на неё нужные компоненты!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.