Травление печатной платы перекисью водорода и соляной кислотой

Изготовление собственных печатных плат не должно быть дорогостоящим или сложным, но есть некоторые приемы, которые я узнал в процессе, которые могут помочь вам добиться большего успеха, чем нет.

Разработайте свою схему в программном обеспечении. Я предпочитаю Fritzing, он хорошо соответствует моим знаниям, опыту и способу дизайна.

• Распечатайте схему в зеркальном формате на лазерном принтере. Это действительно суть метода переноса тонера. Лазерный тонер содержит частицы пластика. Эти частицы «свариваются» вместе на бумаге. Когда вы достаточно нагреете тонер, он станет липким и прилипнет к другой поверхности.
• Поместите распечатанное изображение (стороной для печати вниз) на покрытую медью плату.
• Прогладьте бумагу на доске горячим утюгом.
• Смочите бумагу подальше от доски.
• Погрузите плату в кислотную ванну.
• Удалите тонер.

Когда дело доходит до кислотных ванн, на самом деле есть только два варианта. Хлорид железа или медная кислота. Хлорид железа для меня слишком неприятен и стоит намного дороже. С другой стороны, медная кислота намного дешевле и ее легко получить. Просто смешайте 2 части перекиси водорода с 1 частью соляной кислоты, и вы получите основу для травления

Шаг 1: Бумага

Бумага, которую вы используете в своем лазерном принтере, очень важна. Некоторые люди ругаются, используя журнальную бумагу. Обычно это тонкая полуматовая или глянцевая бумага. Другие советуют использовать фотобумагу хорошего качества. Я немного поэкспериментировал с разными типами бумаги, и за свои деньги достаточно качественной бумаги для лазерной печати формата A4 (80 г / м2). Я получаю более стабильные результаты, используя бумагу для принтера, чем что-либо другое.

Когда вы кладете распечатанное изображение на медную плату, сначала обрежьте его до нужного размера. Я использовал липкую ленту, чтобы удерживать бумагу на плате. Я немного поэкспериментировал здесь и считаю, что самый простой способ – сначала прогладить угол, стараясь не гладить пальцы, пока вы прижимаете его к доске. Помните, что медь является отличным проводником тепла, поэтому она может обжечь вас, если вы будете греть ее слишком долго. После того, как вы отглаживаете угол, накройте всю поверхность платы и бумаги утюгом и прижмите его.

Шаг 2: Глажка

Если вы гладите печатную плату на гладильной доске… гладильная доска будет вашим врагом. У неё слишком большая тепловая отдача, кроме того, бумага будет отрываться от доски, и вы получите смазанный перевод. В любом случае используйте эту гладильную доску, но подложите под печатную плату кусок дерева (по крайней мере, такой же длины и ширины, как длина утюга). Это предотвратит неравномерный нагрев печатной платы и неизмеримо улучшит вашу передачу.

Еще одно яблоко раздора – время, потраченное на утюг. Некоторые говорят, что гладить эту плату в течение 4 минут, но гладю примерно 2 минуты, максимум 2,5 минуты.

Шаг 3. Смочите бумагу

Замачивание хорошее … но замочите в горячей воде. Я вскипячу кувшин перед тем, как поставить утюг на доску. Достаточно прогладив плату, я откладываю утюг в сторону и наливаю примерно 3 см кипятка в старую емкость для мороженого, а затем опускаю плату прямо внутрь. Когда вода остынет (то есть почти станет холодной ), затем я вынимаю плату из воды и протираю ее. Если нужно, снова вскипятите чайник и снова замочите, чтобы убрать с доски липкие клочки бумаги.

Вы можете повторять процесс замачивания сколько угодно раз … это не испортит плату или бумагу.

Однако, если ваша плата – действительно дешевый склеенный бумажный материал, лучше не замачивать её слишком сильно. Чтобы убедиться в этом, проверьте плату. На самом деле, вам нужна основа из стекловолокна или фенопласта. Ищите плату типа “FR”.

Шаг 4. Очистка и тестирование

Когда вы удалите бумагу, вы можете заметить, что на переводе есть пробелы или дыры. Что ж, бывает. Чтобы выйти из этой ситуации, нужно заполнить пробелы ручкой, в которой используются устойчивые к травлению чернила. Если вы заходите в Интернет и ищете ручки, устойчивые к травлению… ожидайте, что заплатите много. Лучше сходите в магазин канцелярских товаров или в художественный магазин и купите перманентный маркер Staedtler Lumocolor. Они бывают разной толщины от (что я видел, это не исчерпывающий список) от M средней до F тонкой. Я также попробовал использовать карандаш Chinagraph для сравнения и обнаружил, что хотя он покрывает стойкий к травлению материал, линия схематична и оставляет на мне следы с ямками и царапинами. Я думаю, это из-за того, как карандаш работает на твердой поверхности. Конечно, Staedtler – не единственный производитель, который производит перманентные чернильные маркеры со свойствами устойчивости к травлению, но это то, что я пробовал, и это мне удалось.

Шаг 5: Кислотная ванна

Когда дело доходит до кислотных ванн, на самом деле есть только два варианта. Хлорид железа или медная кислота. Хлорид железа для меня слишком неприятен и стоит намного дороже. С другой стороны, медная кислота намного дешевле и ее легко получить. Просто смешайте 2 части перекиси водорода с 1 частью соляной кислоты, и вы получите основу для травления. Основным недостатком этой кислоты является то, что перекись испаряется довольно быстро, поэтому делайте ее ровно столько, сколько нужно сегодня, не ожидайте, что она пригодится завтра. Кроме того, не забудьте добавить кислоту в перекись, а не наоборот. Медная кислота потребует времени, чтобы протравить вашу плату, поэтому не планируйте сразу же заполнять доску ИЛИ оставлять ее без присмотра. На самом деле не рекомендуется сажать печатную плату в кислоту, а затем ходить по магазинам, слишком много всего может случиться, что действительно испортит вам день.

Когда ваша плата правильно протравлена, она будет немного прозрачной. Вы можете проверить травленость платы, вынув ее из ванны, тщательно ополоснув и просушив, а затем подержав на свету. Вы должны четко видеть следы меди на плате. Если все в порядке, достаньте мультиметр и переключитесь на прозвонку. Проверьте плату, поместив анод (или катод, неважно какой) на дорожку, а другой (катод или анод) на поле печатной платы там, где не должно быть никакой меди. Если раздастся звуковой сигнал, значит, снова в ванну. Вы также можете проводить регулярный тест на непрерывность от одного конца каждой трассы до другого, чтобы убедиться, что ваши трассы, непрерывны.

Шаг 6. Промойте плату и удалите тонер

Итак, теперь ваша плата тщательно протравлена, промыта и протестирована. Теперь вы хотите удалить стойкий к травлению тонер / маркер. Для этого вам нужно найти ацетон. Кроме того, вы можете купить его самостоятельно, когда пойдете в аптеку за перекисью водорода. Нанесите немного ацетона на ватный тампон, ватную палочку, салфетку, большой палец и сотрите неприятные пятна.

Шаг 7: заполните плату

На этом этапе у вас должна быть исправная печатная плата, которая только и ждет, чтобы ее просверлили и установили. Сравните это с схемой на экране, нередко ваша печатная плата находится задом наперед, потому что вы перепутали положительные и отрицательные изображения.

Шаг 8: Шелкография

Для действительно дешевой альтернативы шелкографии на печатной плате просто распечатайте копию шелковой стороны печатной платы и приклейте ее к верхней части платы. Я намазываю поливинилацетат (белый клей для дерева – ПВА) на доску, затем кладу бумагу поверх, а затем покрываю бумагу большим количеством ПВА, чтобы запечатать ее.

На изображении выше показана плата Arduino, которую я сделал (ICSP для ATTiny85).

В качестве альтернативы вы можете использовать тот же метод переноса тонера для переноса зеркального изображения на лицевую сторону плату.

При тщательном управлении и удаче вы сможете быстро и дешево сделать свою собственную печатную плату, просто помните, вы создаете токсичные отходы, с которыми вам нужно иметь дело.