Как изготовить печатную плату в домашних условиях? Инструкция

Сегодня мы подробно разберем, чем рисовать и как изготовить печатную плату в домашних условиях. Если «погулять» по сети, то можно встретить много разных инструкций, но большая часть из них немного сложные и не рассчитаны именно на «домашние условия». 

Печатная плата — представляет собой основание, не проводящее электричество, на которое нанесены дорожки, проводящие электрический ток. Дорожки на основание наносятся согласно имеющейся электрической схеме. Печатные платы используются для того, чтобы ее закрепить механическим путем на каком-либо устройстве или приборе, при этом на самой плате располагаются электронные и электротехнические изделия.

Раньше рисовать печатную плату в домашних условиях приходилось довольно часто, потому что остро ощущался дефицит электрических плат, изделий и деталей, поэтому приходилось самостоятельно как-то  «выкручиваться». В наше время проблем с деталями и платами на порядок меньше, однако иногда все-таки хочется в домашних условиях немного «помастерить».

Как изготовить и чем рисовать печатную плату в домашних условиях?  

Для изготовления печатной платы в домашних условиях вам понадобятся:

• текстолит для основания печатной платы;

• бумага, на которую предварительно нужно будет нанести схему будущей платы;

• персульфат аммония, с помощью которого будет осуществлено травление платы;

• емкость для травления — обычно это пластиковый контейнер, в который можно будет погрузить вашу плату;

• наждачная бумага «нулевка»;

• кисточка на натуральной основе;

• зубочистки;

• утюг; 

• и лазерный принтер.

Для удобства, процесс изготовления печатной платы в домашних условиях можно разделить на несколько этапов.

Как изготовить печатную плату в домашних условиях: текстолит

Первоначально для печатной платы нужно подготовить основание. Обычно это односторонний текстолит с толщиной меди от 17 мкм. Пластина текстолита подготавливается следующим образом:

1. Вначале ее нужно помыть. Для этого можно взять обычный гель для посуды и под проточной теплой водой отмыть текстолит от лишней грязи.

2. Далее нужно взять наждачную бумагу «нулевку» с зерном не крупнее Р1000, нанести на нее каплю моющего средства и отшлифовать текстолит со стороны медного слоя. Мелкой наждачкой вы медь не сотрете, зато обеспечите необходимую шероховатость для дальнейшей работы с основанием платы. 

3. После непродолжительной шлифовки плату опять нужно будет помыть с гелем, чтобы убрать всю «медную пыль». Момент «зашкуривания» не нужно опускать, потому что он влияет на качество будущей платы.

4. После окончания всех этих работ, текстолиту нужно дать высохнуть. 

Для дальнейшей работы с текстолитом, он должен быть «зашкуренный», чистый и сухой.

Чем рисовать печатную плату в домашних условиях

На этом этапе у вас должна быть схема как минимум в электронном виде, которую вы хотите нанести на самодельную плату. Нужную схему и разводку можно найти в свободном доступе в интернете, либо разработать самостоятельно, если есть понимание как это делается. Суть в том, чтобы схема была готова к печати.

К бумаге, на которую будете наносить схему, нужно подойти осторожно, так как не каждая подойдет. В сети продается специальная бумага для этих целей — ее покупать необязательно. Отличный вариант — это обычная глянцевая бумага для фотопечати среднего класса. Не стоит для этих целей использовать слишком дорогую бумагу, так как это пустая трата денег. Главные параметры бумаги следующие:

• глянцевая фотобумага;

• минимальная плотность 150 грамм на квадратный сантиметр;

• отлично набухает в воде.

Матовая бумага не подойдет, так как именно благодаря глянцу фотобумага прилипнет к меди на текстолите при нагреве и не будет «ерзать», что обеспечит высокое качество печатной платы.

Итак, распечатайте схему для платы на «правильной бумаге» на хорошем принтере и можете включать утюг. С печатью проблем не должно возникнуть, потому что распечатать можно где угодно и необязательно на собственном принтере.

Чем рисовать печатную плату в домашних условиях: переводим макет на плату

На этом этапе у вас уже должен быть готовым текстолит для платы и распечатанная схема.

При переносе макета на плату, нужно выполнить следующие действия:

1. Подготовьте емкость с горячей водой (примерно 60 градусов). В эту емкость нужно добавить пару капель моющего средства.

2. Ставим разогреваться утюг, пока подготавливается емкость с водой.

3. Расположите текстолит на ровную поверхность медной поверхностью вверх.

4. Положите на текстолит распечатанную схему, печатью вниз.

5. Как только утюг нагреется до максимальной температуры, прижмите бумагу к текстолиту этим утюгом. Если утюг не покрывает всю площадь бумаги, тогда «прогрейте» вначале центральную часть бумаги, а потом прогрейте ее края. Обычно при первом касании утюга к бумаге, глянец моментально «цепляется» за медь, поэтому бумага не будет ерзать по текстолиту. На прогрев обычно уходит не более 1-2 минут. Главное, чтобы вся бумага плотно прилегала к текстолиту и не отходила от него.

6. После того как бумага и текстолит были прогреты утюгом, нужно этот «бутерброд» горячим переместить в емкость с горячей водой. Не нужно давать «бутерброду» остывать, поэтому подготовьте заранее пинцет или щипцы, чтобы вы смогли переместить горячую плату.

Можете сходить попить чашку кофе, так как  отмокание платы займет минут 15.

Как рисовать печатную плату в домашних условиях: удаляем бумагу

Суть этого этапа в том, чтобы удалить от текстолита лишнюю бумагу и глянец. При нагреве фотобумаги краска переносится на медь, а глянец обеспечивает сцепку бумаги и меди. Но сам глянец и бумага на текстолите не нужны.

Во время отмокания нагретой платы бумага впитает воду и после 15-20 минут легко отстанет от текстолита, поэтому достаем плату и очищаем ее. Обычно бумага счищается очень легко. Сложнее очистить глянец, особенно, если на схеме много плотных участков с дорожками. Сама краска от фотобумаги отлично держится на меди, поэтому выдержит мытье губкой и небольшое физическое воздействие, но без фанатизма.

Удалить глянец можно несколькими способами:

1. Использовать еще одну «ванночку»  из спирта для платы. После спиртовой обработки в течение 10 минут глянец легко можно будет удалить губкой.

2. Использовать строительные растворители силикона. В любом строймагазине можно найти подобные растворы.

3. Тихонько механически удалить глянец. Это самый простой и доступный способ. Берите зубочистку на вооружение и очищайте глянец между дорожками.

Главное помнить:

• мокрый глянец удалить легче, поэтому постоянно смачивайте плату;

• не используйте металлические инструменты, так как они могут повредить дорожки и медный слой текстолита, и в дальнейшем с платой возникнут проблемы.

Старайтесь максимально удалить глянец, однако, если он где-то останется, не стоит по этому поводу сильно переживать. После того как все очистительные процедуры закончены, нужно помыть плату еще раз губкой и моющим средством, чтобы она была чистой и обезжиренной — это важно. После мытья плату нужно обязательно высушить.

Как изготовить печатную плату в домашних условиях: травление

Для травления лучше подходит персульфат аммония, но также можно использовать хлорное железо. Тут уже кому как удобно.

Травить можно по-разному. Например, если печатные платы изготавливаются часто, тогда можно приобрести специальные ванночки для травления, которые оснащены подогревом и специальным насосом, «гоняющим» раствор для травления. При подогреве и перегонке раствора для травления, сокращается время травления. Например, при температуре 45 градусов и постоянной перегонке раствора, плата с толщиной меди в 17 мкм травится не более 8 минут, а при обычном комнатном травлении процесс займет не менее 25 минут.

Естественно, что, если изготовление печатной платы — это разовая акция, тогда не стоит заморачиваться и можно воспользоваться любой имеющейся пластмассовой емкостью, в которую можно погрузить плату, чтобы раствор ее полностью залил.

Процесс травления выглядит следующим образом:

1. Подготовьте раствор из расчета, что на 1 литр воды нужно 250-300 г персульфата аммония. При профессиональной травле в специальных ваннах раствор будет «крепче»: на литр воды 500 г персульфата аммония.

2. Залейте раствор в емкость для травления.

3. Поместите плату в емкость. И постоянно перемешивайте раствор кисточкой. В общем раствор в емкости должен постоянно двигаться, чтобы травление было равномерным.

При травлении платы нужно помнить правило:  лучше передержать плату в растворе, чем не додержать.

После того как травление окончено, нужно вынуть плату, вытереть ее насухо и осмотреть. Если на глаз видно, что еще осталась лишняя медь на плате, тогда продолжайте травление. Если меди нет, тогда процесс окончен и вас можно поздравить с печатной платой, сделанной самостоятельно.

Если на предыдущем этапе не удалось качественно удалить весь глянец — это не страшно. Просто при наличии глянца увеличится время травления.

Заключение

Сегодня мы рассмотрели как изготовить и рисовать печатную плату в домашних условиях. Как видно, процесс не очень сложный при наличии всех необходимых средств и навыков. Если плата планируется для интенсивного использования или для длительного хранения, тогда плату лучше залудить и покрыть лаком.