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En este artículo hablaremos sobre los métodos para fabricar una placa de circuito impreso y grabarla.

Hay muchas formas de fabricar una placa de circuito impreso. la forma principal, que yo uso personalmente, consiste en hacer una placa con lámina de PCB (getinax), aplicando un patrón con un bolígrafo y grabando en una solución química. Dio la casualidad de que comencé a dibujar placas de circuitos desde sexto grado de la escuela (actualmente desde quinto), cuando las computadoras tenían el tamaño de aulas enteras. Fue en ese momento cuando me “entrené”. Por lo tanto, dibujo un tablero en una hoja de papel cuadriculado más rápido que en una computadora, utilizando programas especiales. Es cierto que el tablero más voluminoso en términos de base de elementos que jamás haya dibujado a mano era un tablero que constaba de catorce microcircuitos y un par de cientos de elementos simples.

Hacer un tablero dibujando un dibujo con un bolígrafo o, más a menudo, Últimamente, LUT (tecnología de planchado láser) y grabado en una solución química constan de los pasos que se enumeran a continuación, la diferencia con otros métodos puede diferir ligeramente en las operaciones en sí y en su secuencia:

1. Disposición de colocación de elementos de radio en el tablero y enrutamiento de conductores (pistas). Actualmente, existen muchos programas para el desarrollo de placas de radio. Es más fácil usarlos. Puedes desarrollar sin utilizar programas especiales, pero esto requiere algo de perseverancia y muchas veces más tiempo. En este caso, por conveniencia, el tablero se dibuja en una hoja de papel en forma de cuadros y, para remodelarlo, se dibuja nuevamente;

2. Se corta una placa de lámina de PCB o getinax. tamaños requeridos. Un material más conveniente es la textolita, que es esencialmente fibra de vidrio multicapa, y la lámina se adhiere mejor a ella que al getinax. Getinax es un material laminar elaborado a partir de papel prensado impregnado con barniz de baquelita. Getinax es un material de menor calidad que el PCB y tiene varias propiedades que personalmente no me gustan:

- puede deslaminarse;

— los conductores impresos rebotan más rápido debido al sobrecalentamiento que los de las PCB, lo que dificulta la sustitución de los componentes de la radio sin dañar la placa si fallan;

— Hay casos de sobrecalentamiento de los componentes de la radio, lo que puede provocar que la placa de la radio se "llene de humo". Lo mismo sucede cuando la humedad ingresa a los circuitos de alto voltaje. El getinax quemado a menudo se convierte en un conductor (algo así como grafito). Lo mismo sucede con getinax cuando la humedad ingresa accidentalmente a circuitos de alto voltaje. Esto último puede traerle grandes problemas;

Pero a pesar de todo esto, es mucho más barato y se puede cortar con tijeras. Esto puede resultar útil cuando necesita crear una placa rápida de una sola cara utilizando piezas SMD.

3. Los extremos del tablero se procesan desde Esquinas filosas y rebabas con una lima o papel de lija;

4. El tablero recortado se envuelve en una hoja con el tablero dibujado en ella. Con un núcleo delgado y ligeros golpes de martillo se hacen (marcados) agujeros para futuros agujeros en aquellos lugares que previamente estaban marcados en la hoja;

5. En los lugares marcados se perforan agujeros para futuros componentes de radio. Para piezas pequeñas (resistencias, condensadores, transistores de cable fino), se utiliza un taladro de 0,5 mm, para cables más gruesos, un taladro de 0,7 mm. Si es necesario, se pueden utilizar otros tamaños. Como taladro, es más conveniente utilizar una perforadora portátil, que se puede adquirir en una tienda de radio especializada. También puedes utilizar un taladro eléctrico de mano con cierta habilidad;

6. Después de perforar los agujeros, el tablero se lija con papel de lija. Se eliminan todas las rebabas formadas como resultado de la perforación y se limpia la lámina para aplicar posteriormente patrones de huellas y grabado;

7. De una varilla vacía ordinaria de bolígrafo Se hace un tablero de dibujo. Para hacer esto, la varilla se calienta sobre la llama de una cerilla (o un encendedor) y, cuando el plástico se derrite, se saca la varilla. Una vez endurecido el plástico, se corta el extremo del tablero de dibujo para obtener un orificio con un diámetro de aproximadamente 0,2...0,4 mm;

8. Se coloca un barniz (es más conveniente usar esmalte de uñas) de 2…5 cm de altura en el bolígrafo, después de lo cual se dibuja la placa de circuito impreso: se hacen almohadillas de soldadura alrededor de los orificios y se dibujan pistas de la placa de circuito impreso entre estos. almohadillas. Con cierta habilidad y utilizando reglas como guía, la calidad del dibujo puede estar a la par de los tableros de radio de fábrica;

9. Después de que el barniz se haya secado, las áreas sin barnizar del tablero se graban colocando el tablero en una solución de cloruro férrico. Al mismo tiempo, el cobre de las pistas protegidas por barniz no se graba y el revestimiento de cobre del tablero no se cubre con barniz, entrando en reacción química se disuelve en cloruro férrico. Para acelerar el proceso de grabado, la solución con la placa se puede calentar en un baño de agua o simplemente colocarse en un radiador de calefacción central;

10. Después del grabado, el tablero se lava con agua y, con un hisopo de algodón humedecido con acetona u otro solvente, se retira el barniz del tablero, después de lo cual se lava nuevamente bajo agua corriendo;

11. Es mejor soldar componentes de radio utilizando soldadura y fundente de bajo punto de fusión: colofonia disuelta en alcohol.

Debería ser añadido:

Se puede utilizar como tablero de dibujo. jeringuilla desechable, en este caso es necesario romper el corte oblicuo de la aguja y afilarla para que no queden superficies afiladas que rayen la punta. Recientemente, hay muchos marcadores a la venta, cuyo tinte no se lava con agua y proporciona una capa protectora bastante duradera, por lo que también se pueden usar como bolígrafo.

Algunos artesanos también estañan después de grabar el tablero. El estañado se realiza de dos maneras:

1. Soldador;

2. El baño de hierro se llena con una aleación de rosa o madera. La aleación, para evitar la oxidación de la soldadura, se cubre completamente con una capa de glicerina en la parte superior. Para el estañado, la tabla se sumerge en la masa fundida durante no más de cinco segundos. Calienta el baño con una estufa eléctrica.

Recientemente, el método de impresión para transferir un patrón de placa de radio se ha generalizado cada vez más.

Consta de lo siguiente:

1. Utilizando programas especiales, se diseña y dibuja una placa de radio;

2. Se imprime una imagen especular del tablero sobre un sustrato utilizando una impresora láser. En este caso, se utiliza como sustrato papel fino estucado (portadas de varias revistas), papel de fax o película para impresoras láser.

3. El sustrato se aplica al tablero preparado con el lado frontal (imagen) y se “frota” sobre el tablero con una plancha muy caliente. Para distribuir uniformemente la presión de la plancha sobre el sustrato, se recomienda colocar varias capas de papel grueso entre ellas. El tóner se derrite y se pega a la pizarra.

4. Después de enfriar, hay dos opciones para quitar el respaldo: o simplemente se retira el respaldo después de transferir el tóner a la placa (en el caso de películas para impresoras láser), o se remoja previamente en agua y luego se retira gradualmente ( papel cuché). El tóner permanece en la pizarra. Después de quitar el respaldo, en aquellos lugares donde el tóner se haya separado, puedes retocar la placa manualmente.

5. El tablero está grabado en una solución química. Durante el grabado, el tóner no se disuelve en cloruro férrico.

Este método le permite obtener un montaje impreso muy hermoso, pero debe acostumbrarse porque es posible que no funcione la primera vez. El hecho es que se requiere un cierto régimen de alta temperatura. Aquí solo hay un criterio: el tóner debe tener tiempo de derretirse lo suficiente como para adherirse a la superficie del tablero y, al mismo tiempo, no debe tener tiempo de alcanzar un estado semilíquido para que los bordes de las pistas no se peguen. aplanar. Para retirar la hoja de papel es necesario ablandarla un poco con agua; de lo contrario, la hoja de papel podría desprenderse junto con el tóner. La perforación de agujeros en una placa de circuito impreso se realiza después del grabado.

Grabado de PCB

Existen muchos compuestos para eliminar químicamente el cobre de una placa de circuito impreso. Todos ellos se diferencian en la velocidad de la reacción y la disponibilidad de los reactivos químicos necesarios para preparar la solución. No olvides que cualquier químico es perjudicial para la salud, así que no olvides tomar precauciones. Estas son las soluciones químicas para grabar placas de circuito impreso que utilicé personalmente:

1. Ácido nítrico(HNO3)– el reactivo más peligroso e impopular. Es transparente, tiene un olor acre, es muy higroscópico y además se evapora fuertemente. Por tanto, no se recomienda su almacenamiento en casa. No se utiliza para grabar forma pura, y una solución con agua en una proporción de 1/3 (una parte de ácido por tres partes de agua). No olvides que no es agua la que se vierte en ácido, sino el ácido en agua. El proceso de grabado no dura más de cinco minutos, con liberación activa de gas. El "nitrógeno" también disuelve el barniz, por lo que antes de usarlo es necesario dejar que el barniz se seque completamente. Luego, durante el grabado, no tendrá tiempo de ablandarse y separarse del revestimiento de cobre. Se deben seguir estrictamente las precauciones.

2. Una solución de ácido sulfúrico (H 2 SO 4) y peróxido de hidrógeno (H 2 O 2). Para preparar esta solución, debe agregar cuatro tabletas de peróxido de hidrógeno (el nombre de la farmacia es "Hidroperita") a un vaso de electrolito de batería común (una solución de ácido sulfúrico en agua). Solución lista Debe almacenarse en un recipiente oscuro, no cerrado herméticamente, ya que la descomposición del peróxido de hidrógeno libera gas. El tiempo de grabado de una placa de circuito impreso es de aproximadamente una hora para una solución nueva y bien mezclada a temperatura ambiente. Esta solución después del grabado se puede restaurar agregando peróxido de hidrógeno H 2 O 2. La cantidad necesaria de peróxido de hidrógeno se evalúa visualmente: una placa de cobre sumergida en la solución se debe volver a pintar de rojo a marrón oscuro. La formación de burbujas en la solución indica un exceso de peróxido de hidrógeno, lo que ralentiza la reacción de grabado. Se deben seguir estrictamente las precauciones.

Atención: Al utilizar las dos soluciones mencionadas anteriormente, es necesario observar todas las precauciones al trabajar con cáusticos. quimicos. Todo el trabajo debe realizarse únicamente en aire fresco o debajo del capó. Si la solución entra en contacto con la piel, se debe lavar inmediatamente. gran cantidad agua.

3. Cloruro férrico (FeCl 3)- el reactivo más popular para grabar placas de circuito impreso. Se disuelven 150 g de polvo de cloruro férrico en 200 ml de agua tibia. El proceso de grabado en esta solución puede tardar de 15 a 60 minutos. El tiempo depende de la frescura de la solución y la temperatura. Una vez finalizado el grabado, se debe lavar la tabla con abundante agua, preferiblemente con jabón (para neutralizar los residuos ácidos). Las desventajas de esta solución incluyen la formación de residuos durante la reacción, que se depositan en la placa e interfieren con el curso normal del proceso de grabado, así como la velocidad de reacción relativamente baja.

4. Solución sal de mesa(NaCl) y sulfato de cobre(CuSO 4) en agua. Se disuelven cuatro cucharadas de sal de mesa y dos cucharadas de sulfato de cobre triturado en polvo en 500 ml de agua caliente (aproximadamente 80 °C). La solución está lista para usar inmediatamente después de enfriarse (cuando se usa pintura resistente al calor, no es necesario enfriar). El tiempo de grabado es de aproximadamente 8 horas. Para acelerar el proceso de grabado, la solución con la placa se puede calentar a 50 °C.

5. Solución ácido cítrico en peróxido de hidrógeno (H 2 O 2). En un baño pequeño (hasta 100 ml), se llena la placa de circuito impreso con un gran volumen de peróxido de hidrógeno y luego se agrega 1 cucharada de ácido cítrico. Después de lo cual comienza el proceso de grabado de la placa de circuito impreso. Se acompaña activamente de un cambio en el color del líquido de transparente a azul. Los bordes quedan lisos y, si primero repasas el laminado de fibra de vidrio con papel de lija fino, todo quedará grabado de manera muy uniforme.

Con este método pude obtener tableros con los siguientes parámetros:

La distancia entre los conductores es de 0,2 mm.

Con un espesor de conductor establecido de 0,25 mm, en realidad resultó ser de 0,2-0,22 mm.

Dimensiones de tableros hasta 100x200 mm.

Si necesita encurtir más rápido, puede agregar una pizca de sal de mesa normal. Acelerará el proceso, pero tenga cuidado: durante el proceso de grabado, energía térmica y normalmente la solución se calienta bastante bien. Durante mis muchos años de experiencia trabajando con esta solución, explotó dos veces y “manchó” todo a mi alrededor. Por supuesto, todo se limpió muy rápidamente con un trapo normal y refresco y no quedaron rastros en la ropa ni en las cosas (a diferencia del cloruro férrico), pero fue bastante interesante de observar.

El tiempo medio de grabado es de 20 a 30 minutos.

No utilicé ninguna otra solución para grabar placas de circuito impreso. Es muy agradable trabajar con el último punto, ya que los componentes se pueden conseguir en cualquier ciudad.

Si necesitas hacerlo bien

En principio, las placas de circuito impreso también se pueden encargar en una fábrica especializada en su producción. Por supuesto, cuesta más de lo que lo haría usted mismo, pero la calidad de la mano de obra será mucho mejor. Si tiene muchos prototipos de este tipo, le recomiendo ver un video sobre la producción de placas de circuito impreso.

El punto aquí es este. La fábrica toma dinero para 2 cosas: para la preparación para la producción, durante la cual transfiere sus archivos desde placa de circuito impreso según su norma y fabrica el equipo, y para la propia fabricación. La fabricación en sí no es costosa: las fábricas compran grandes cantidades de espacios en blanco para placas de radio y la producción en sí es más barata, pero cobran un promedio de 2 a 3 mil rublos por su preparación. Para mí, pagar esa cantidad de dinero por la producción de una placa no tiene sentido. Pero, si hay entre 10 y 20 de estos tableros, entonces este dinero para la preparación se divide entre todos los tableros y resulta más barato.

Como estoy estudiando ingeniería, a menudo hago proyectos en casa con circuitos electrónicos bastante simples y, para ello, suelo fabricar yo mismo placas de circuito impreso.

¿Qué es una placa de circuito impreso?

Se utiliza una placa de circuito impreso (PCB) para ensamblar mecánicamente componentes de radio y conectarlos eléctricamente mediante patrones conductores, almohadillas y otros componentes grabados en la capa de cobre de la oblea laminada.
La PCB contiene pistas de cobre prediseñadas. Diseñar correctamente las conexiones a través de estas pistas reduce la cantidad de cable utilizado y, por tanto, la cantidad de daños causados ​​por conexiones rotas. Los componentes se montan en la PCB mediante soldadura.

Métodos de creación

Hay tres formas principales de hacer placas de circuito impreso con tus propias manos:

1. Tecnología de fabricación de placas de circuito impreso LUT.
2. Dibujar pistas manualmente
3. Grabado en una máquina láser.

El método de grabado láser es industrial, por eso te contaré más sobre los dos primeros métodos de fabricación.

Paso 1: cree un diseño de PCB

Generalmente el cableado se realiza mediante conversión diagrama esquemático utilizando programas especiales. Hay muchos programas gratis disponible públicamente, por ejemplo:

Creé el diseño usando el primer programa.

No olvide seleccionar DPIG 1200 en la configuración de imagen (Archivo – Exportar – Imagen) para mejor calidad Imágenes.

Paso 2: Materiales del tablero

(texto en la foto):

• Revistas o folletos publicitarios.
• Impresora laser
• Plancha normal
• Laminado de cobre para PP
• Solución de grabado
• esponja de espuma
• Disolvente (por ejemplo, acetona)
• Alambre en aislamiento de plástico.

También necesitarás: marcador permanente, cuchillo afilado, papel de lija, toallas de papel, algodón, ropa vieja.
Explicaré la tecnología usando el ejemplo de fabricación de un interruptor táctil de PCB con IC555.

Paso 3: imprima el diseño

Imprima el diseño del circuito en una hoja de papel fotográfico brillante o A4 con una impresora láser. No lo olvide:

• Debe imprimir la imagen como una imagen reflejada.
• Seleccione "Imprimir todo en negro" tanto en el software de diseño de PCB como en la configuración de la impresora láser.
• Asegúrese de que la imagen se imprima en el lado brillante de la hoja.

Paso 4: corta el tablero del laminado

Corte un trozo de laminado del mismo tamaño que la imagen del diseño de la PCB.

Paso 5: lijar el tablero

Utilice lana de acero o el lado abrasivo de una esponja para fregar el lado del papel de aluminio. Esto es necesario para eliminar la película de óxido y la capa fotosensible.
La imagen encaja mejor en una superficie rugosa.

Paso 6: Opciones de fabricación de circuitos

Opción 1:
LUT: transferir una imagen impresa en una capa de papel brillante a una capa de laminado. Coloque la imagen impresa sobre una superficie horizontal con el lado del tóner hacia arriba. Coloque la capa de cobre encima del tablero encima de la imagen. La imagen debe colocarse uniformemente con respecto a los bordes. Asegure el laminado y la imagen en ambos lados con cinta adhesiva para que el papel no se mueva; la capa adhesiva de cinta no debe tocar la capa de cobre.

Opcion 2:
Dibujar pistas con un marcador permanente: usando el diseño impreso como guía, primero dibuje el patrón sobre la capa de cobre de una pieza de laminado. con un simple lápiz, luego traza con un marcador negro permanente.

Paso 7: planchar la imagen

• La imagen impresa debe plancharse. Precalienta la plancha a temperatura máxima.
• ponlo sobre una superficie plana superficie de madera Limpie el paño usado, coloque la futura placa sobre él con la capa de cobre hacia arriba con la imagen del circuito presionada.
• Por un lado, presione la tabla con una mano con una toalla, por el otro, presiónela con una plancha. Sostenga la plancha durante 10 segundos, luego comience a planchar con el papel, presionando ligeramente, durante 5-15 minutos.
• Planche bien los bordes, ejerciendo presión y moviendo lentamente la plancha.
• Presionar durante mucho tiempo funciona mejor que acariciar constantemente.
• El tóner debe derretirse y adherirse a la capa de cobre.

Paso 8: Limpiar el tablero

Después del planchado, colóquelo en agua tibia durante unos 10 minutos. El papel se mojará y podrá retirarse. Retire el papel en ángulo bajo y preferiblemente sin dejar residuos.

A veces se eliminan partículas de huellas del papel.
El rectángulo blanco de las fotografías marca el lugar donde las huellas fueron mal transferidas y luego restauradas con un rotulador permanente negro.

Paso 9: Grabado

Hay que tener mucho cuidado al grabar.

• primero póngase guantes de goma o guantes recubiertos de plástico
• cubrir el suelo con periódicos por si acaso
• llenar caja de plástico agua
• agregue 2-3 cucharaditas de cloruro férrico en polvo al agua
• Remoje la tabla en la solución durante unos 30 minutos.
• El cloruro férrico reaccionará con el cobre y el cobre, no protegido por una capa de tóner, se disolverá.
• para comprobar cómo avanza el grabado de las partes internas del tablero, retire el tablero de la solución con unos alicates, si la parte interna aún no ha sido limpiada de cobre, déjela en la solución por un tiempo más;

Agite la solución ligeramente para que la reacción sea más activa. En la solución se forman cloruro de cobre y cloruro férrico.
Verifique cada dos o tres minutos para asegurarse de que se haya eliminado todo el cobre del tablero.

Paso 10: Seguridad

No toque la solución con las manos desprotegidas; asegúrese de usar guantes.
La foto muestra cómo se realiza el grabado.

Paso 11: Eliminación de la solución

La solución decapante es tóxica para los peces y otras formas de vida acuática.
No vierta la solución usada por el fregadero; es ilegal y puede dañar las tuberías.
Diluya la solución para reducir la concentración y solo luego viértala en el alcantarillado público.

Paso 12: completar el proceso de fabricación

La foto muestra, a modo de comparación, dos placas de circuito impreso fabricadas con LUT y un marcador permanente.

Coloca unas gotas de disolvente (quitaesmalte está bien) en un bastoncillo de algodón y retira el tóner restante de la pizarra, solo deben quedar restos de cobre. Proceda con cuidado y luego seque la tabla con un paño limpio. Cortar el tablero para el tamaño adecuado y lijar los bordes.

Taladre orificios de montaje y suelde todos los componentes a la placa.

Paso 13: Conclusión

1. La tecnología de planchado láser es una forma muy eficaz de fabricar placas de circuito impreso en casa. Si haces todo con cuidado, cada camino resultará claro.
2. El calco con marcador permanente está limitado por nuestras habilidades artísticas. Este método es adecuado para los circuitos más simples; para algo más complejo, es mejor hacer una placa usando el primer método.

lo descubrí hace poco en internet Nuevo método Grabado de placas de circuito impreso, que difiere de los métodos de grabado clásicos; además, este método no tiene las características inherentes de los tradicionales. cloruro férrico Y persulfato de amonio deficiencias. El cloruro férrico, con sus manchas no lavables en la ropa y, como resultado, cosas dañadas, puede que no haya sido adecuado para muchas personas durante mucho tiempo. Además, persulfato de amonio, no todo el mundo tiene una mesa separada para grabar en casa; soldar, lo más probable es que la mayoría de la gente, como yo, lo haga en el baño. A veces, como resultado de acciones descuidadas con persulfato de amonio y gotas que caen sobre la ropa, con el tiempo se forman pequeños agujeros y las cosas se dañan.

Alguien podría decir: Estoy contento con el persulfato debido a su velocidad de grabado, pero creo que el nuevo método de grabado permite grabar tableros a no menos velocidad. Ayer grabé el tablero en media hora, el diseño lo dibujé en una solución rápida marcador, los caminos más estrechos tenían 1 mm de ancho, no se notó ninguna hierba. La foto del tablero está debajo, aunque después de estañar y soldar todas las piezas en el tablero, solo para mostrar que incluso las trazas estrechas se obtienen sin socavaduras, creo que esto es suficiente. Pero me gustaría señalar de inmediato que el dibujo se transfirió a una placa de circuito impreso utilizando el LUT (tecnología de planchado láser) se conserva mejor; según las opiniones de la gente, al grabar con este método incluso los caminos estrechos de 1 mm de ancho resultan consistentemente bien.

Ahora pongámonos manos a la obra. Para el tablero de 35*25 que grabé, utilicé los siguientes ingredientes: botella de peróxido de hidrógeno de farmacia 50 ml, cuesta 3 rublos y 1 sobre de 10 gramos. ácido cítrico de calidad alimentaria, que cuesta 3,5 rublos, cucharadita de sal(usado como catalizador) por supuesto gratis, cualquiera que tengas en tu cocina servirá, incluso los yodados. Aquí no son necesarias proporciones exactas; hacemos algo como esto: vierta suficiente peróxido de hidrógeno para cubrir el tablero 5 mm, agregue 10 gramos (en mi caso una bolsa) de ácido cítrico y agregue una cucharadita de sal .

No es necesario agregar agua, se utiliza el líquido que está en el peróxido. Si planeas grabar el tablero tallas grandes, luego aumentamos la cantidad de ingredientes en aquellas proporciones relativas al peróxido de hidrógeno, como se indicó anteriormente, también para que el tablero quede oculto 5 mm. Al final del grabado, la solución se volverá azulada. Durante el grabado, movemos el tablero en el recipiente, porque se acumularán burbujas de gas en el tablero, interfiriendo con el grabado.

Hacia el final del grabado, retire la placa de la solución con unas pinzas e inspeccione. Si hacemos un dibujo con rotulador, recomiendo dibujar en varias capas para evitar pequeños socavados en caminos estrechos, pero el cloruro férrico y el persulfato de amonio nos darán el mismo efecto. La solución restante del grabado se puede verter por el desagüe, seguido de un gran número de agua. No creo que nadie almacene la solución para reutilizarla; siempre es más fácil crear una nueva solución si es necesario que esperar más tiempo al grabar con una solución anterior.

Creo que ahorrar tiempo y dinero en comparación con los métodos antiguos es obvio para todos. También puedes utilizar peróxido concentrado que se vende en peluquerías o tabletas de hidroperita, pero aquí cada uno tendrá que elegir la proporción de ingredientes, ya que no he experimentado con ellos. Como prometí, publicaré una foto del tablero grabado con este método; sin embargo, hice el tablero rápidamente.

Un poco más sobre este cosa útil, Cómo baños verticales. Si se requiere un grabado uniforme y de alta calidad por ambas caras, son convenientes los baños verticales con mezcla de solución. La agitación se realiza insertando un tubo de un aireador de acuario en el baño. Además, un baño vertical tiene un área de evaporación mínima. Además, no habrá suciedad pegajosa si la solución es vieja y está sucia. Le deseo un grabado exitoso sin cortes. estaba contigo AKV .

Comenta el artículo GRABAR TABLEROS IMPRESOS

Hoy hablaremos en un tono un poco inusual; no hablaremos de gadgets, sino de las tecnologías que se esconden detrás de ellos. Hace un mes estuvimos en Kazán, donde conocimos a los chicos de Navigator Campus. Al mismo tiempo, visitamos una fábrica cercana (bueno, relativamente cercana) para la producción de placas de circuito impreso: Technotech. Esta publicación es un intento de comprender cómo se producen esas mismas placas de circuito impreso.

Entonces, ¿cómo se fabrican las placas de circuito impreso para nuestros dispositivos favoritos?

La fábrica sabe cómo fabricar placas de principio a fin: diseña una placa de acuerdo con sus especificaciones técnicas, fabrica laminado de fibra de vidrio, produce placas de circuito impreso de una y dos caras, produce placas de circuito impreso multicapa, marca, prueba, manual y automática. Montaje y soldadura de tableros.
Primero, te mostraré cómo se fabrican los tableros de doble cara. Su proceso técnico no se diferencia de la producción de placas de circuito impreso de una cara, excepto que durante la fabricación de OPP no realizan operaciones en la segunda cara.

Acerca de los métodos de fabricación de tableros

En general, todos los métodos de fabricación de placas de circuito impreso se pueden dividir en dos grandes categorías: aditivo (del latín adicional-sumar) y sustractiva (del latín sustracción-sustracción). Un ejemplo de tecnología sustractiva es la conocida LUT (Laser Ironing Technology) y sus variaciones. En el proceso de creación de una placa de circuito impreso con esta tecnología, protegemos las futuras pistas en una lámina de fibra de vidrio con tóner de una impresora láser y luego purgamos todo lo innecesario con cloruro férrico.
En los métodos aditivos, por el contrario, se depositan pistas conductoras de una forma u otra sobre la superficie del dieléctrico.
Los métodos semiaditivos (a veces también llamados combinados) son un cruce entre el aditivo clásico y el sustractivo. Durante la producción de PCB con este método, se puede eliminar parte del recubrimiento conductor (a veces casi inmediatamente después de la aplicación), pero por regla general esto sucede más rápido, más fácil y más barato que con los métodos sustractivos. En la mayoría de los casos, esto es consecuencia del hecho de que la mayor parte del espesor de la vía aumenta mediante galvanoplastia o metodos quimicos, y la capa que se graba es delgada y sirve solo como recubrimiento conductor para la galvanoplastia.
Te mostraré exactamente el método combinado.

Fabricación de placas de circuito impreso de dos capas mediante el método positivo combinado (método semiaditivo)

Fabricación de laminado de fibra de vidrio.

El proceso comienza con la fabricación de un laminado de fibra de vidrio. La fibra de vidrio es un material que consiste en láminas delgadas de fibra de vidrio (parecen una tela densa y brillante), impregnadas con resina epoxi y prensadas apiladas hasta formar una lámina.
Las láminas de fibra de vidrio en sí tampoco son muy simples: están tejidas (como la tela normal de una camisa) con hilos finos y finos. vidrio ordinario. Son tan delgados que pueden doblarse fácilmente en cualquier dirección. Se parece a esto:

Puedes ver la orientación de las fibras en la sufrida imagen de Wikipedia:


En el centro del tablero, las zonas claras son las fibras que discurren perpendiculares al corte, las zonas ligeramente más oscuras son paralelas.
O, por ejemplo, en una microfotografía de Tiberio, según recuerdo de este artículo:

Vamos a empezar.
La tela de fibra de vidrio se suministra a producción en las siguientes bobinas:


Ya está impregnado con resina epoxi parcialmente curada; este material se llama preimpregnado, del inglés. pre-soy embarazada nated - preimpregnado. Como la resina ya está parcialmente curada, ya no es tan pegajosa como en estado líquido: las láminas se pueden recoger con la mano sin temor a ensuciarse con la resina. La resina solo se volverá líquida cuando se caliente la lámina, y luego solo durante unos minutos antes de solidificarse por completo.
En esta máquina se ensambla el número requerido de capas junto con una lámina de cobre:


Y aquí está el rollo de papel de aluminio.


A continuación, el lienzo se corta en pedazos y se introduce en una prensa con una altura de dos alturas humanas:


En la foto, Vladimir Potapenko, director de producción.
La tecnología de calentamiento durante el prensado se implementa de una manera interesante: no se calientan partes de la prensa, sino la propia lámina. Se suministra corriente a ambos lados de la lámina que, debido a la resistencia de la lámina, calienta la lámina de la futura fibra de vidrio. El prensado se produce a muy baja presión para evitar la aparición de burbujas de aire dentro de la PCB.


Cuando se presiona, debido al calor y la presión, la resina se ablanda, llena los huecos y después de la polimerización se obtiene una sola hoja.
Como esto:


Se corta en espacios en blanco para placas de circuito impreso utilizando una máquina especial:


Technotech utiliza dos tipos de espacios en blanco: 305x450 - espacio en blanco para grupos pequeños, 457x610 - espacio en blanco grande
Después de esto, cada conjunto de espacios en blanco se imprime con mapa de ruta, y comienza el viaje...


Una tarjeta de ruta es una hoja de papel con una lista de operaciones, información sobre la tarifa y un código de barras. Para controlar la ejecución de las operaciones se utiliza 1C 8, que contiene toda la información sobre órdenes, el proceso técnico, etc. Después de completar la siguiente etapa de producción, el código de barras de la hoja de ruta se escanea y se ingresa en la base de datos.

Perforaciones en blanco

El primer paso en la producción de placas de circuito impreso de una y dos capas es perforar agujeros. Con los tableros multicapa es más complicado, de eso hablaré más adelante. Los espacios en blanco con hojas de ruta llegan a la sección de perforación:


A partir de los espacios en blanco se ensambla un paquete para taladrar. Consiste en un sustrato (material tipo madera contrachapada), de una a tres placas de circuito impreso idénticas y papel de aluminio. La lámina es necesaria para determinar si el taladro toca la superficie de la pieza de trabajo; así es como la máquina determina si el taladro está roto. Cada vez que agarra el taladro, controla su longitud y lo afila con un láser.


Después de ensamblar el paquete, se coloca en esta máquina:


Es tan larga que tuve que unir esta foto a partir de varios marcos. Esta es una máquina suiza de Posalux, lamentablemente no sé el modelo exacto. En términos de características, se acerca a esto. Consume tres veces el voltaje de la fuente de alimentación trifásica de 400 V y consume 20 kW durante el funcionamiento. El peso de la máquina es de unas 8 toneladas. Puede procesar simultáneamente cuatro paquetes usando diferentes programas, lo que da un total de 12 tablas por ciclo (naturalmente, todas las piezas de un paquete se perforarán de la misma manera). El ciclo de perforación varía de 5 minutos a varias horas, dependiendo de la complejidad y el número de agujeros. El tiempo medio es de unos 20 minutos. Technotech tiene tres máquinas de este tipo en total.


El programa se desarrolla por separado y se carga a través de la red. Todo lo que el operador debe hacer es escanear el código de barras del lote y colocar el paquete de espacios en blanco en su interior. Capacidad almacén de herramientas: 6000 brocas o cortadoras.


Cerca hay un gran armario con taladros, pero el operador no necesita controlar el afilado de cada taladro y cambiarlo: la máquina siempre conoce el grado de desgaste de los taladros, registra en su memoria cuántos agujeros perforó cada uno. perforar. Cuando se agota el recurso, él mismo sustituye el taladro por uno nuevo, los taladros viejos solo habrá que descargarlos del contenedor y enviarlos a afilar nuevamente.


Así es el interior de la máquina:


Después de perforar, se hace una marca en la hoja de ruta y en la base, y la tabla se envía etapa por etapa a la siguiente etapa.

Limpieza, activación de piezas y cobreado químico.

Aunque la máquina utiliza su propia "aspiradora" durante y después de la perforación, la superficie del tablero y los orificios aún deben limpiarse de suciedad y prepararse para la siguiente operación tecnológica. Para empezar, la placa se limpia simplemente con una solución limpiadora con abrasivos mecánicos.


Inscripciones, de izquierda a derecha: “Cámara de limpieza de cepillos arriba/abajo”, “Cámara de lavado”, “Zona neutra”.
El tablero queda limpio y brillante:


Posteriormente se realiza el proceso de activación de la superficie en una instalación similar. Para cada superficie, se ingresa un número de serie. La activación de la superficie es la preparación para la deposición de cobre. superficie interior agujeros para crear vías entre las capas del tablero. El cobre no puede asentarse en una superficie no preparada, por lo que el tablero se trata con catalizadores especiales a base de paladio. El paladio, a diferencia del cobre, se deposita fácilmente en cualquier superficie y posteriormente sirve como centro de cristalización del cobre. Instalación de activación:

Después de esto, pasando sucesivamente por varios baños en otra instalación similar, la pieza adquiere en los agujeros una fina capa (menos de una micra) de cobre.


Luego, esta capa se aumenta mediante galvanización a 3-5 micrones; esto mejora la resistencia de la capa a la oxidación y al daño.

Aplicación y exposición de fotorresistente, eliminación de zonas no expuestas.

A continuación, la placa se envía al área de aplicación del fotorresistente. No nos dejaron entrar porque estaba cerrado y en general era una habitación limpia, por lo que nos limitaremos a fotografías a través del cristal. Vi algo similar en Half-Life (me refiero a tuberías que bajan del techo):


En realidad, la película verde del tambor es la fotoprotectora.


A continuación, de izquierda a derecha (en la primera foto): dos instalaciones para aplicar fotorresistente, luego un marco automático y manual para iluminación utilizando plantillas fotográficas preparadas previamente. El marco automático dispone de un control que tiene en cuenta las tolerancias de alineación con puntos de referencia y agujeros. En un marco manual, la máscara y el tablero se alinean a mano. La serigrafía y la máscara de soldadura se muestran en los mismos marcos. Lo siguiente es la instalación de revelado y lavado de tablas, pero como no llegamos allí, no tengo fotos de esta parte. Pero no hay nada interesante allí: aproximadamente el mismo transportador que en "activación", donde la pieza pasa sucesivamente a través de varios baños con diferentes soluciones.
Y en primer plano hay una enorme impresora que imprime estas mismas plantillas de fotografías:


Aquí tenéis el tablero con él aplicado, expuesto y desarrollado:


Tenga en cuenta que el fotorresistente se aplica a áreas donde más tarde no lo hará cobre: ​​la máscara es negativa, no positiva, como en LUT o fotoprotector casero. Esto se debe a que en el futuro la construcción se realizará en las áreas de futuras vías.


Esta también es una máscara positiva:


Todas estas operaciones se llevan a cabo bajo iluminación no actínica, cuyo espectro se selecciona de tal manera que al mismo tiempo no afecte al fotorresistente y proporcione la máxima iluminación para el trabajo humano en una habitación determinada.
Me encantan los anuncios cuyo significado no entiendo:

metalización galvánica

Ahora ha llegado a través de Su Majestad: la metalización galvánica. De hecho, ya se llevó a cabo en la etapa anterior, cuando se acumuló una fina capa de cobre químico. Pero ahora la capa aumentará aún más: de 3 micrones a 25. Esta es la capa que conduce la corriente principal en las vías. Esto se hace en los siguientes baños:


en el que circulan composiciones complejas electrolitos:


Y un robot especial, obedeciendo el programa programado, arrastra tablas de un baño a otro:


Un ciclo de cobreado dura 1 hora y 40 minutos. Con un palet se pueden procesar 4 piezas de trabajo, pero en un baño puede haber varios de estos palets.

Deposición de resistencia metálica.

La siguiente operación es otra metalización galvánica, solo que ahora el material depositado no es cobre, sino POS: soldadura de plomo y estaño. Y el recubrimiento en sí, por analogía con el fotoprotector, se llama resistor metálico. Las tablas se instalan en el marco:


Este marco pasa por varios baños galvánicos ya familiares:


Y está cubierto con una capa blanca de POS. Al fondo puedes ver otro tablero, aún no procesado:

Eliminación de fotoprotectores, grabado de cobre, eliminación de protectores metálicos

Ahora el fotorresistente se ha eliminado de las tablas y ha cumplido su función. Ahora en el tablero de cobre todavía hay rastros cubiertos con resistencia metálica. En esta instalación, el grabado se produce en una solución complicada que graba el cobre, pero no toca la resistencia metálica. Por lo que recuerdo, se compone de carbonato de amonio, cloruro de amonio e hidróxido de amonio. Después del grabado, las tablas se ven así:


Las pistas del tablero son un "sándwich" de la capa inferior de cobre y la capa superior de POS galvánico. Ahora, con otra solución aún más astuta, se lleva a cabo otra operación: se elimina la capa POS sin afectar la capa de cobre.


Es cierto que a veces el PIC no se elimina, sino que se funde en hornos especiales. O la placa pasa por un estañado en caliente (proceso HASL), donde se sumerge en un gran baño de soldadura. Primero, se recubre con fundente de colofonia:


Y está instalado en esta máquina:


Sumerge la placa en el baño de soldadura e inmediatamente la saca. Las corrientes de aire eliminan el exceso de soldadura, dejando solo una fina capa en la placa. El pago es así:


Pero, de hecho, el método es un poco "bárbaro" y no funciona muy bien en placas, especialmente en placas multicapa: cuando se sumerge en soldadura fundida, la placa sufre un choque de temperatura, lo que no funciona muy bien en elementos internos Tableros multicapa y pistas delgadas de una y dos capas.
Es mucho mejor cubrir con oro o plata de inmersión. Aquí hay muy buena información sobre recubrimientos por inmersión si alguien está interesado.
No visitamos el sitio del revestimiento de inmersión por una razón banal: estaba cerrado y éramos demasiado vagos para conseguir la llave. Es una pena.

electroprueba

A continuación, los tableros casi terminados se envían para inspección visual y pruebas eléctricas. Una prueba eléctrica es cuando se verifican las conexiones de todas las almohadillas de contacto para ver si hay roturas. Se ve muy divertido: la máquina sostiene el tablero y rápidamente introduce sondas en él. Puedes ver un vídeo de este proceso en mi Instagram(por cierto, puedes suscribirte allí). Y en forma de foto se ve así:


Esa gran máquina de la izquierda es la prueba eléctrica. Y aquí están las sondas más cercanas:


En el vídeo, sin embargo, había otra máquina con 4 sondas, pero aquí hay 16. Dicen que es mucho más rápida que las tres máquinas antiguas con cuatro sondas juntas.

Aplicación de máscara de soldadura y recubrimiento de almohadilla

Próximo proceso tecnológico- aplicar una máscara de soldadura. Ese mismo verde (bueno, la mayoría de las veces verde. Pero en general puede ser muy Colores diferentes) revestimiento que vemos en la superficie de las tablas. Tableros preparados:


Se meten en esta máquina:


El cual, a través de una fina malla, extiende una máscara semilíquida sobre la superficie del tablero:


Por cierto, el vídeo de la aplicación también se puede ver en Instagram(y suscríbete también :)
Después de esto, las tablas se secan hasta que la máscara deja de pegarse, y se exponen en la misma habitación amarilla lo que vimos arriba. Después de esto, la mascarilla no expuesta se lava, dejando al descubierto las zonas de contacto:


Luego se recubren con una capa de acabado: estañado en caliente o recubrimiento por inmersión:


Y se aplican marcas: serigrafía. Estas son letras blancas (la mayoría de las veces) que muestran dónde está qué conector y qué elemento se encuentra allí.
Se puede aplicar mediante dos tecnologías. En el primer caso, todo sucede igual que con una máscara de soldadura, solo difiere el color de la composición. Cubre toda la superficie del tablero, luego se expone y se lavan las áreas no curadas con luz ultravioleta. En el segundo caso, se aplica mediante una impresora especial que imprime con un complicado compuesto epoxi:


Es más barato y mucho más rápido. Los militares, por cierto, no son partidarios de esta impresora y constantemente afirman en los requisitos de sus placas que el marcado se aplica únicamente con fotopolímero, lo que molesta mucho al jefe de tecnología.

Fabricación de placas de circuito impreso multicapa mediante el método de metalización por orificios pasantes:

Todo lo que describí anteriormente se aplica solo a las placas de circuito impreso de una y dos caras (en la fábrica, por cierto, nadie las llama así, todos dicen OPP y DPP). Los tableros multicapa (MPC) se fabrican con el mismo equipo, pero utilizando una tecnología ligeramente diferente.

Fabricación de granos

El núcleo es una capa interna de PCB delgada con conductores de cobre. En un tablero puede haber desde 1 de estos núcleos (más dos lados, un tablero de tres capas) hasta 20. Uno de los núcleos se llama oro, lo que significa que se utiliza como referencia, la capa en la que se encuentran todos los demás. colocar. Los núcleos se ven así:


Se fabrican exactamente de la misma manera que los tableros convencionales, sólo que el espesor del laminado de fibra de vidrio es muy pequeño, normalmente 0,5 mm. La hoja resulta tan fina que se puede doblar como papel grueso. Se aplica una lámina de cobre a su superficie y luego ocurren todas las etapas habituales: aplicación, exposición del fotorresistente y grabado. El resultado de esto son las siguientes hojas:


Después de la fabricación, se comprueba la integridad de las pistas en una máquina que compara el patrón del tablero contra la luz con una fotomáscara. Además, también hay control visual. Y es realmente visual: la gente se sienta y mira los espacios en blanco:


A veces, una de las etapas de control emite un veredicto sobre la mala calidad de una de las piezas de trabajo (cruces negras):


Esta hoja de tablas, en la que se produjo un defecto, aún se fabricará en su totalidad, pero después del corte, la tabla defectuosa irá a la basura. Una vez realizadas y probadas todas las capas, comienza la siguiente operación tecnológica.

Armar los granos en una bolsa y presionarlos.

Esto sucede en una sala llamada “Área de Prensado”:


Los núcleos del tablero se colocan en esta pila:


Y al lado hay un mapa de ubicación de las capas:


Después de lo cual entra en juego una máquina prensadora de tableros semiautomática. Su carácter semiautomático radica en el hecho de que el operador debe, a sus órdenes, entregarle los granos en un orden determinado.


Transferirlos para aislarlos y pegarlos con láminas preimpregnadas:


Y entonces comienza la magia. La máquina toma y transfiere las hojas al campo de trabajo:


Y luego los alinea a lo largo de los agujeros de referencia con respecto a la capa de oro.


A continuación, la pieza de trabajo pasa a una prensa caliente y, después de calentar y polimerizar las capas, a una prensa fría. Después de eso, obtenemos la misma hoja de fibra de vidrio, que no se diferencia de los espacios en blanco para placas de circuito impreso de dos capas. Pero en su interior tiene un buen corazón, varios núcleos con pistas formadas, que, sin embargo, aún no están conectadas de ninguna manera y están separadas por capas aislantes de material preimpregnado polimerizado. Luego, el proceso pasa por las mismas etapas que describí anteriormente. Es cierto, con una ligera diferencia.

Perforaciones en blanco

Al ensamblar un paquete de OPP y DPP para taladrar, no es necesario centrarlo y se puede ensamblar con cierta tolerancia; esta sigue siendo la primera operación tecnológica y todas las demás se guiarán por ella. Pero al ensamblar un paquete de placas de circuito impreso multicapa, es muy importante cumplir con capas internas- Al perforar, el agujero debe atravesar todos los contactos internos de los núcleos, conectándolos en éxtasis durante la metalización. Por tanto, el paquete se monta en una máquina como esta:


es radiografia taladro, que ve a través de las marcas de referencia metálicas internas de la textolita y, según su ubicación, perfora orificios básicos en los que se insertan los sujetadores para instalar el paquete en una máquina perforadora.

Metalización

Entonces todo es sencillo: las piezas se perforan, limpian, activan y metalizan. La metalización del orificio conecta todos los talones de cobre dentro de la placa de circuito impreso:


Completando así el circuito electrónico del interior de la placa de circuito impreso.

Comprobación y pulido

A continuación, se corta un trozo de cada tabla, que se pule y se examina bajo un microscopio para asegurarse de que todos los agujeros queden bien.


Estas piezas se denominan secciones: partes cortadas transversalmente de la placa de circuito impreso, lo que permite evaluar la calidad de la placa en su conjunto y el grosor de la capa de cobre en las capas centrales y en las vías. EN en este caso, no se permite pulir una tabla separada, sino todo el conjunto de diámetros de vía especialmente hechos a partir del borde de la tabla que se utilizan en el pedido. Una sección delgada rellena de plástico transparente se ve así:

Fresado o trazado

A continuación, los tableros que se encuentran en el grupo en blanco deben dividirse en varias partes. Esto se hace en una fresadora:


Que recorta el contorno deseado con una fresa. Otra opción es trazar, esto es cuando el contorno del tablero no se corta, sino que se corta con un cuchillo redondo. Esto es más rápido y económico, pero le permite hacer solo tableros rectangulares, sin contornos complejos ni cortes internos. Aquí está el tablero escrito:

Y aquí está el molido:


Si solo se ordenó la producción de tablas, entonces todo termina aquí: las tablas se apilan:


Se convierte en la misma hoja de ruta:


Y esperando ser enviado.
Y si necesita montaje y sellado, todavía queda algo interesante por delante.

Asamblea

Luego, la placa, si es necesario, pasa al área de montaje, donde se sueldan los componentes necesarios. Si estamos hablando de montaje manual- entonces todo está claro, hay gente sentada (por cierto, la mayoría son mujeres, cuando me acerqué a ellas, mis oídos se acurrucaron por la canción de la grabadora “Dios, qué hombre”):


Y recogen, recogen:


Pero si hablamos de montaje automático, entonces todo es mucho más interesante. Esto sucede en una instalación tan larga de 10 metros, que hace de todo, desde aplicar pasta de soldar hasta soldar perfiles térmicos.


Por cierto, todo va en serio. Incluso las alfombras están conectadas a tierra allí:


Como dije, todo comienza con el hecho de que se instala una hoja sin cortar con placas de circuito impreso junto con una plantilla de metal al comienzo de la máquina. La pasta de soldar se extiende sobre la plantilla y la espátula que pasa desde arriba deja cantidades de pasta medidas con precisión en los huecos de la plantilla.


Se levanta la plantilla y se coloca la pasta de soldadura en los lugares correctos del tablero. Los casetes con componentes se instalan en los siguientes compartimentos:


Cada componente se inserta en su correspondiente casete:


Al ordenador que controla la máquina se le indica dónde se encuentra cada componente:


Y comienza a colocar los componentes en el tablero.


Se ve así (el vídeo no es mío). Puedes mirar para siempre:

La máquina de instalación de componentes se llama Yamaha YS100 y es capaz de instalar 25.000 componentes por hora (una toma 0,14 segundos).
Luego la placa pasa por las zonas fría y caliente de la estufa (frío significa “sólo” 140°C, frente a 300°C en la parte caliente). Después de pasar un tiempo estrictamente definido en cada zona con una temperatura estrictamente definida, la pasta de soldadura se derrite, formando un todo con las patas de los elementos y la placa de circuito impreso:


La hoja de tableros soldada se ve así:


Todo. El tablero se corta, si es necesario, y se empaqueta para pronto llegar al cliente:

Ejemplos

Finalmente, ejemplos de lo que la tecnotech puede hacer. Por ejemplo, diseño y fabricación de tableros multicapa (hasta 20 capas), incluidos tableros para componentes BGA y tableros HDI:


C con todas las aprobaciones militares "numeradas" (sí, cada placa está marcada manualmente con un número y fecha de fabricación; esto lo exige el ejército):


Diseño, fabricación y montaje de tableros de casi cualquier complejidad, a partir de componentes propios o del cliente:


Y HF, microondas, placas con extremo metalizado y base de metal (lamentablemente no tomé fotos de esto).
Por supuesto, no son competidores de Resonit en términos de prototipos rápidos de placas, pero si tienes 5 o más piezas, te recomiendo preguntarles el costo de producción; realmente quieren trabajar con pedidos civiles.

Y, sin embargo, todavía hay producción en Rusia. No importa lo que digan.

Finalmente, puedes recuperar el aliento, mirar hacia el techo e intentar comprender las complejidades de las tuberías:

Cuando esté disponible impresora laser, los radioaficionados utilizan una tecnología para fabricar placas de circuito impreso llamada LUT. Sin embargo, un dispositivo de este tipo no está disponible en todos los hogares, ya que incluso hoy en día es bastante caro. También existe una tecnología de fabricación que utiliza película fotorresistente. Sin embargo, para trabajar con él también necesitas una impresora, pero de inyección de tinta. Ya es más sencillo, pero la película en sí es bastante cara y, al principio, es mejor que un radioaficionado novato gaste los fondos disponibles en una buena estación de soldadura y otros accesorios.
¿Es posible fabricar en casa una placa de circuito impreso de calidad aceptable sin impresora? Sí. Poder. Además, si todo se hace tal y como se describe en el material, necesitarás muy poco dinero y tiempo, y la calidad será muy buena. nivel alto. De todos modos electricidad"Correré" por esos caminos con gran placer.

Lista de herramientas y consumibles necesarios.

Debe comenzar preparando las herramientas, dispositivos y consumibles de los que simplemente no puede prescindir. Para implementar el método más económico para fabricar placas de circuito impreso en casa, necesitará lo siguiente:

1. Software para diseño de dibujos.
2. Película de polietileno transparente.
3. Cinta estrecha.
4. Marcador.
5. Lámina de fibra de vidrio.
6. Papel de lija.
7. Alcohol.
8. Cepillo de dientes innecesario.
9. Herramienta para perforar agujeros con un diámetro de 0,7 a 1,2 mm.
10. Cloruro férrico.
11. Recipiente de plástico para grabar.
12. Pincel para pintar con pinturas.
13. Soldador.
14. Soldar.
15. Flujo líquido.

Repasemos cada punto brevemente, ya que hay algunos matices a los que sólo se puede llegar mediante la experiencia.
Hoy en día existe una gran cantidad de programas para desarrollar placas de circuito impreso, pero para un radioaficionado novato el más opción sencilla voluntad Diseño de sprint. La interfaz es fácil de dominar, su uso es gratuito y hay una enorme biblioteca de componentes de radio comunes.
Se necesita polietileno para transferir el patrón desde el monitor. Es mejor tomar una película más resistente, por ejemplo, de cubiertas viejas de libros escolares. Cualquier cinta servirá para fijarla al monitor. Es mejor tomar uno estrecho; será más fácil de despegar (este procedimiento no daña el monitor).
Vale la pena examinar los marcadores con más detalle, ya que se trata de un tema delicado. En principio, cualquier opción es adecuada para transferir un diseño al polietileno. Pero para dibujar sobre lámina de fibra de vidrio, necesitarás un marcador especial. Pero existe un pequeño truco para ahorrar dinero y no comprar marcadores “especiales” bastante caros para dibujar placas de circuito impreso. El hecho es que estos productos no se diferencian en absoluto en sus propiedades de los marcadores permanentes comunes, que se venden entre 5 y 6 veces más baratos en cualquier tienda de artículos de oficina. Pero el marcador debe tener la inscripción "Permanente". De lo contrario, nada funcionará.

Puede utilizar cualquier laminado de fibra de vidrio laminado. Es mejor si es más grueso. Para los principiantes, trabajar con dicho material es mucho más fácil. Para limpiarlo necesitarás papel de lija con un tamaño de grano de unas 1000 unidades, además de alcohol (disponible en cualquier farmacia). El último consumible se puede sustituir por un líquido para mezclar esmalte de uñas, que está disponible en cualquier casa donde viva una mujer. Sin embargo, este producto huele bastante desagradable y tarda mucho en disiparse.
Para perforar el tablero, es mejor tener un minitaladro o grabador especial. Sin embargo, puedes optar por una ruta más económica. Basta con comprar una pinza o un portabrocas para taladros pequeños y adaptarlo a un taladro doméstico normal.
El cloruro férrico se puede sustituir por otros. quimicos, incluidos aquellos que probablemente ya tengas en tu hogar. Por ejemplo, es adecuada una solución de ácido cítrico en peróxido de hidrógeno. En Internet se puede encontrar fácilmente información sobre cómo se preparan composiciones alternativas al cloruro férrico para tableros de grabado. Lo único a lo que vale la pena prestar atención es al recipiente para dichos productos químicos: debe ser de plástico, acrílico, vidrio, pero no de metal.
No es necesario hablar con más detalle sobre el soldador, la soldadura y el fundente líquido. Si un radioaficionado se ha planteado la cuestión de cómo fabricar una placa de circuito impreso, probablemente ya esté familiarizado con estas cosas.

Desarrollo y transferencia de un diseño de tablero a una plantilla.

Cuando todas las herramientas, dispositivos y Consumibles preparado, puede comenzar a desarrollar el tablero. Si el dispositivo que se fabrica no es único, será mucho más fácil descargar su diseño de Internet. Incluso un dibujo normal en formato JPEG servirá.

Si quieres seguir una ruta más complicada, dibuja el tablero tú mismo. Esta opción suele ser inevitable, por ejemplo, en situaciones en las que no se tienen exactamente los mismos componentes de radio que se necesitan para ensamblar la placa original. En consecuencia, al reemplazar componentes con análogos, es necesario asignarles espacio en fibra de vidrio, ajustar los orificios y las pistas. Si el proyecto es único, entonces el tablero deberá desarrollarse desde cero. Para esto se necesita el software mencionado anteriormente.
Cuando el diseño del tablero esté listo, solo queda transferirlo a una plantilla transparente. El polietileno se fija directamente al monitor mediante cinta adhesiva. A continuación, simplemente traducimos el patrón existente: pistas, parches de contacto, etc. Para estos fines, lo mejor es utilizar el mismo marcador permanente. No desaparece, no se mancha y es claramente visible.

Preparación de laminado de fibra de vidrio.

La siguiente etapa es la preparación de fibra de vidrio. Primero debes cortarlo al tamaño del futuro tablero. Es mejor hacer esto con un pequeño margen. Para cortar laminado de fibra de vidrio, puede utilizar uno de varios métodos.
En primer lugar, el material se puede cortar perfectamente con una sierra para metales. En segundo lugar, si tienes un grabador con ruedas de corte, te resultará conveniente utilizarlo. En tercer lugar, la fibra de vidrio se puede cortar a medida con una navaja. El principio de corte es el mismo que cuando se trabaja con un cortador de vidrio: se aplica una línea de corte en varias pasadas y luego el material simplemente se rompe.

Ahora es imperativo limpiar la capa de cobre de la fibra de vidrio de la capa protectora y el óxido. La mejor manera No hay mejor forma de solucionar este problema que utilizando papel de lija. El tamaño de grano se toma de 1000 a 1500 unidades. El objetivo es obtener una superficie limpia y brillante. No vale la pena lijar la capa de cobre hasta obtener un brillo de espejo, ya que los pequeños rayones del papel de lija aumentan la adherencia de la superficie, que será necesaria más adelante.
Finalmente, solo queda limpiar la lámina del polvo y las huellas dactilares. Para ello, utilice alcohol o acetona (quitaesmalte). Después del procesamiento, no tocamos la superficie de cobre con las manos. Para manipulaciones posteriores agarramos la fibra de vidrio por los bordes.

Combinación de plantilla y fibra de vidrio.

Ahora nuestra tarea es combinar el patrón obtenido en polietileno con el laminado de fibra de vidrio preparado. Para ello, se aplica la película a Lugar correcto y posicionado. Las sobras se envuelven reverso y se fijan con la misma cinta.

Agujeros de perforación

Antes de perforar, se recomienda asegurar de alguna manera el laminado de fibra de vidrio con la plantilla a la superficie. Esto permitirá una mayor precisión y también evitará la rotación repentina del material a medida que pasa el taladro. Si tiene una máquina perforadora para este tipo de trabajo, el problema descrito no surgirá en absoluto.

Puedes perforar agujeros en fibra de vidrio a cualquier velocidad. Algunos funcionan a bajas velocidades, otros a altas velocidades. La experiencia demuestra que las brocas duran mucho más si se utilizan a bajas velocidades. Esto los hace más difíciles de romper, doblar y dañar el afilado.
Los agujeros se perforan directamente a través del polietileno. Las futuras zonas de contacto dibujadas en la plantilla servirán como puntos de referencia. Si el proyecto lo requiere, cambiamos oportunamente las brocas al diámetro requerido.

Pistas de dibujo

A continuación, se retira la plantilla, pero no se desecha. Todavía intentamos no tocar la capa de cobre con las manos. Para dibujar caminos utilizamos un rotulador, siempre permanente. Es claramente visible desde el sendero que deja. Es mejor dibujar de una sola vez, ya que una vez endurecido el barniz que forma parte del marcador permanente, será muy difícil realizar ediciones.

Usamos la misma plantilla de polietileno como guía. También puedes dibujar frente a la computadora, verificando el diseño original, donde hay marcas y otras notas. Si es posible, es mejor utilizar varios rotuladores con puntas de diferentes grosores. Esto le permitirá dibujar trazados finos y polígonos extensos de manera más eficiente.

Después de aplicar el dibujo, asegúrese de esperar el tiempo necesario para el endurecimiento final del barniz. Incluso puedes secarlo con un secador de pelo. De esto dependerá la calidad de las pistas futuras.

Grabado y limpieza de pistas de marcadores.

Ahora viene la parte divertida: grabar el tablero. Aquí hay varios matices que pocas personas mencionan, pero que afectan significativamente la calidad del resultado. En primer lugar, prepare la solución de cloruro férrico según las recomendaciones del paquete. Normalmente el polvo se diluye con agua en una proporción de 1:3. Y aquí está el primer consejo. Haz que la solución esté más saturada. Esto ayudará a acelerar el proceso y los caminos dibujados no se caerán antes de que se grabe todo lo necesario.

Inmediatamente el segundo consejo. Se recomienda sumergir el baño con la solución en agua caliente. Puedes calentarlo en un recipiente de metal. Aumentar la temperatura, como se sabe desde la escuela, acelera significativamente la reacción química, que es lo que graba nuestra pizarra. Reducir el tiempo del procedimiento es una ventaja para nosotros. Las huellas hechas con rotulador son bastante inestables y cuanto menos se agrien en el líquido, mejor. Si a temperatura ambiente el tablero se graba en cloruro férrico durante aproximadamente una hora, entonces agua tibia este proceso se reduce a 10 minutos.
En conclusión, un consejo más. Durante el proceso de grabado, aunque ya se acelera debido al calentamiento, se recomienda mover constantemente el tablero, así como limpiar los productos de reacción con un pincel de dibujo. Combinando todas las manipulaciones descritas anteriormente, es muy posible eliminar el exceso de cobre en solo 5 a 7 minutos, lo cual es fácil. excelente resultado para esta tecnología.

Al final del procedimiento, la tabla debe enjuagarse bien con agua corriente. Luego lo secamos. Sólo queda borrar las huellas del marcador que aún cubren nuestros caminos y parches. Esto se hace con el mismo alcohol o acetona.

Estañado de placas de circuito impreso.

Antes de estañar, asegúrese de volver a repasar la capa de cobre con papel de lija. Pero ahora lo hacemos con mucho cuidado para no dañar las orugas. El método de estañado más sencillo y accesible es el tradicional, que utiliza soldador, fundente y soldadura. También se pueden utilizar aleaciones de rosa o madera. También existe en el mercado el llamado estaño líquido, que puede simplificar enormemente la tarea.
Pero todas estas nuevas tecnologías requieren costos adicionales y algo de experiencia, por lo que por primera vez será adecuado. método clásico estañado. Se aplica fundente líquido a las pistas limpias. A continuación, se recoge la soldadura en la punta del soldador y se distribuye sobre el cobre restante después del grabado. Es importante calentar las pistas aquí, de lo contrario es posible que la soldadura no se "pegue".

Si todavía tiene aleaciones de rosa o madera, puede usarlas fuera de la tecnología. Se derriten perfectamente con un soldador, se distribuyen fácilmente a lo largo de las pistas y no se agrupan en grumos, lo que solo será una ventaja para un radioaficionado principiante.

Conclusión

Como se puede ver en lo anterior, tecnología de presupuesto Hacer placas de circuito impreso en casa es realmente asequible y económico. No necesitas una impresora, una plancha ni una costosa película fotorresistente. Siguiendo todos los consejos descritos anteriormente, podrás fabricar fácilmente las radios electrónicas más sencillas sin invertir mucho dinero en ellas, lo cual es muy importante en las primeras etapas de la radioafición.