Изготовление печатной платы в домашних условиях

Метод №1 (Old-School)

Исходя из геометрических размеров топологии печатной платы вырезаем кусок стеклотекстолита или гетинакса соответствующих размеров. Все торцы платы обрабатываем (шлифуем) крупным напильником, после этого каждую грань с обеих сторон обрабатываем мелким напильником - в народе это называется "снять фазку". Переносим нашу топологию на кальку несколько больших размеров такую, чтобы нам хватило ее обернуть наш кусок стеклотекстолита. Берем керн (я использовал дюбель) и керним отверстия. Далее, снимаем кальку, берем дрель и сверло диаметром 0.8мм (для отверстий под обычные радиоэлементы), 0.6мм (для отверстий под выводы микросхем) и сверлим. После этого берем сверло диаметром 2...3мм и зенкуем отверстия с противоположной стороны (со стороны установки радиоэлементов).

Если наша печатная плата двухсторонняя, то зенкуем только незадействованные отверстия. Закончив с зенкованием, шлифуем нашу будущую печатную плату мелкой наждачной бумагой с обеих сторон. Прижимаем наждачку не сильно, т.к. прикладывая большие усилия мы уменьшаем толщину слоя фольги, и, как следствие, толшину будущих проводников (дорожек) на плате. Далее, простым карандашом объединяем отверстия с обеих сторон сторон (если плата двухсторонняя) согласно нашей разработанной топологии. А сейчас самый ответственный момент - нанесение рисунка. Это можно делать самымми разными способами. До недавнего времени я это делал при помощи стеклянного рейсфедера - это стеклянная трубка. Они продаются в картонной упаковке по несколько штук различного диаметра. Но, наверное, они стали дефицитом и в продаже я их так и не нашел. Поэтому я воспользовался другим методом. Идея метода вот в чем.

Берем иглу от медицинского шприца и кусачками откусываем под прямым углом так, чтобы осталось примерно 25% всей длины иглы. Окончание иглы шлифуем наждачкой. Теперь берем нитрокраску/быстросохнущую эмаль/битумный лак (опционально) и шприцем через иглу втягиваем ее. Старайтесь набирать неполный шприц, т.к. краска в зависимости от высоты столбика краски в шприце будет растекаться по поверхности стеклотекстолита. Наклоняем шприц так, чтобы входное отверстие было вверху и вынимаем поршень. Теперь аккуратно наносим рисунок и даем ему высохнуть. После того как краска высохла травим плату. Я это делаю в растворе хлорного железа FeCl3. Время травления зависит от вытравливаемой площади, геометрических размеров печатной платы, концентрации раствора и его температуры. Если раствор подогреть до 40-50 град.Цельсия, то время травления сокращается примерно в 1.5-2 раза. После того как плата вытравлена промываем ее под проточной водой, вытираем насухо и растворителем "Р12" удаляем краску с проводников. Покрываем печатную плату тонким слоем флюса (я использую спирт с растворенной в нем канифолью) и лудим печатные проводники. После этого остатки флюса с поверхности печатной платы удаляем спиртом. Печатная плата готова для монтажа радиоэлементов.

Метод №2 (утюг/iron)

Трудно, конечно, от руки рисовать близкорасположенные дорожки (особенно когда краска растекается) и на помощь приходит "метод утюга". В сети достаточно часто встречаются описания этого метода. Здесь я привожу процедуру - как это делал я. Реализация "метода утюга" состоит в следующем:
1. Делаем рисунок будущей печатной платы на мелованной бумаге в зеркале;
2. К обработанной поверхности текстолита припекаем наш рисунок;
3. Кладем в горячую воду тесктолит с пришкваренным рисунком;
4. Ошметки бумаги после размокания удаляем;
5. Далее травим как обычную печатную плату.
А теперь об этом и другом подробнее...

1. Рисование: можно воспользоваться специальными прикладными программами для получения топологии печ.платы (например Eagle). Я воспользовался CorelDraw (да, рисовать я люблю). Нарисованную топологию печ.платы отображаем зеркально и печатаем на мелованной бумаге. Меловка должна быть как можно тоньше (на толстой ничего не получится - тоннер не пришкварится как следует). Печатать надо на принтере типа HP4L/5L/6L. Печатать рекомендуется именно на этих принтерах потому, что (насколько я знаю) принтеры НР после 6L не дают черного цвета, а дают темно-серый (HP после 6L не подходят для вывода кальки в типографском деле так как там нужен чисто черный цвет, а не темно-серый). В НР это просекли и убрали возможность печати в чистом черном цвете, т.к. был малый спрос на принтеры, которые предназначены как раз для типографских работ). Сегодня, когда 2010 год подходит к концу, линейки принтеров производители обновляют ежегодно, например НР. И, конечно, мы уже можем выполнять печать на мелованной бумаге на более новых моделях принтеров. С таким же успехом как и НР5L, 6L мы можем использовать HPLJ1018/1020/1022/2200/2300. Именно на этих принтерах я проводил опытную печать на меловке - проблем нет, все ОКЪ. А вот HP2420/3005 слегка разочаровали - размазывают рисунок. Происходит это из-за того, что скорость HP2400 составляет не много-не мало - 28 страниц в минуту, у HP3005 скорость еще выше. И если на обычной бумаге плотностью 80 все печатается без проблем, то на меловке кое-что размазывается в силу высокой скорости движения страницы бумаги.
Печатать надо с выключенным режимом экономии тоннера и качество установите потемнее (максимально).
До и после печати лист меловки руками не трогать. Никакого жира не допускать!

2. Пришкваривание: вырезаем текстолит необходимого размера; мелкой наждачкой зачищаем поверхность текстолита в различных направлениях без прижима, задача - просто сделать мелкие царапины на поверхности текстолита, чтобы тоннеру было за что зацепиться; обезжириваем растворителем (например, Р12), а лучше спиртом - не оставляет разводов на поверхности; лист меловки с отпечатанным рисунком (топологией) нашей печ.платы кладем тоннером вниз и ставим наверх утюг на 2-3 минуты. Если размеры печатной платы велики, то вырезать рисунк нашей будущей печатной платы надо с запасом по всем сторонам, чтобы плотно завернуть излишки бумаги на обратную сторону текстолита для того, чтобы избежать усадки шаблона с нанесенным рисунком, и утюгом надо припекать меловку сначала по всей площади поверхности платы (меловка дает усадку - она при нагревании стягивается и может произойти искривление рисунка проводников), а потом по 30-40 секунд прогревать по участкам. Если нет возможности вырезать шаблон для припекания по размерам больше, чем печатная плата - можно зафиксировать края шаблона скотчем иил малярной лентой и приклеиванием их на обратной стороне будущей печатной платы. Далее, берем утюг и методично, умеренно прижимая утюг, пришквариваем каждую дорожку. Главное - не переусердствовать, но и недожать, т.к. в последнем случае произойдет подтравливание слоя тоннера и разрыв токоведущего проводника (дорожки). Если переусердствовать - тоннер расплывется по сторонам и будет некрасиво (читай - надо будет переделывать). Чем тоньше дорожка - тем лучше она получится. А вот полигоны получаются не очень хорошо, и я их всегда покрываю поверх лаком для ногтей, самым дешевым и без блесток.
Немного фото в подкрепление текста

Кусок текстолита вырезан. Напильник на фото - для снятия фазки. Наждачка не крупная, без прижима круговыми движениями елозим наждачкой по текстолиту, оставляя за собой мелкие "царапины".

Клей, оставленный скотчем после припекания шаблона легко удаляется ацетоном, растворителем, спиртом, да и просто скатывается мякишем пальца с приложением незначительных усилий. В процессе припекания участков, на которые попал приклееный скотч и по которым следует пройтись утюжком, накрываем кусками той же мелованной бумаги. Маленько геморно, согласен, поэтому всегда желательно печатать шаблон так, чтобы впоследствии вы могли его вырезать с запасом по периметру и плотно завернуть излишки бумаги на обратную сторону платы для фиксации (чтобы не морочиться со скотчами всякими).

3. Отмачивание: помещаем в горячую воду тесктолит с пришкваренным листочком меловки и ждем пока отмокнет. Обычно в описаниях метода ЛУТ советуют дать остыть нашей будущей печатной плате с пришкваренным рисунком чтобы затем поместить его в холодную воду для отмокания. Я так сделал пару раз - разницы никакой с тем, что я всегда кладу горячую платку с пришкваренным рисунком в горячую воду. В воде меловка начинает расслаиваться (обычно на три слоя) и остается держаться только верхний слой с рисунком. Когда бумага хорошо размокла (20-35 минут) достаем наш текстолит и остальные лохмотья скатываем подушечкой пальца. На своих печ.платах я всегда делаю на рисунках отверстия под р/детали и после размокания меловки (если ее надоразмочить) иногда (всегда, но не все) процарапываю иголочкой те отверстия, которые остались закрытыми слоем меловки. Эти отверстия тоже травятся, что избавляет от кернения, а позволяет сверлить сразу.

Хорошо пришкваренный тоннер оторвать пальцем весьма тяжело, но и аккуратность при этом не повредит.

На фото хорошо видны белые фрагменты, которые следует удалить иголкой, а так же убрать белые пятачки из будущих отверстий. Проверка рисунка на которыши - и наша плата готова к травлению.

4. Далее травим как обычную печ.плату. Я это делаю в растворе хлорного железа FeCl3+6H2O (см.метод №1). Дорожки шириной 0.8мм и больше получаются без проблем. Дорожки меньшей ширины получаются еще лучше при условии наличия мелованной качественной бумаги. На плате mp3 плеера под VS1001 рисунок платы содержит дорожки шириной 0.2мм с зазором между дорожками 0.35мм.



При надлежащей аккуратности можно изготовить и двухстороннюю печаьную плату этим же методом. Как? Очень просто. Делаем все по пунктам 1 и 2. Далее, с той стороны, куда шаблон с рисунком уже припечен, сверлим два отверстия по диаганали платы. В шаблоне, который будет помещен на вторую сторону просто прокалываем иголкой эти же отверстия - т.н. реперные отверстия, их следует предусмотреть до печати шаблонов. Я же использую сквозные отверстия в плате, по которым протекают сигналы сообразно схеме, т.е. специально реперные отверстия я не предусматриваю, а пользую те сквозные, что есть на плате. Совмещаем шаблон по отверстиям, фиксируем, загибаем лишнюю бумагу на обратную сторону платы и убеждаемся, что наш шаблон не сместилсяи припекаем наш шаблон. Далее, выполняем пункты 3 и 4. Пример: плата регулятора громкости и темброблок Матюшкина на этой страничке - это не самые сложные платы, которые я делал двухсторонние. Сделал пару плат для ROM-Disk'a для компьютера ZXM-Phoenix, они есть на сайте - на страничке про ZXM-Phoenix.