Cara membuat papan sirkuit cetak dua sisi di rumah. Cara sederhana membuat papan sirkuit tercetak (bukan LUT). Mempersiapkan Desain PCB

Dalam formasi sirkuit elektronik Anda dapat menggunakan universal papan sirkuit tercetak dengan lubang tanpa trek, tetapi akan lebih nyaman menggunakan papan sirkuit tercetak yang dibuat sesuai skema ini.

Ada berbagai cara untuk membuatnya papan sirkuit tercetak, namun artikel ini akan membahas metode photoresist.

Cara ini tentu saja lebih mahal dari pada LUT, namun hasilnya hampir selalu ideal, yang utama adalah menguasainya. Dan dari segi estetika, photoresist memiliki semua kelebihan.

Photoresist adalah zat peka cahaya (dalam kasus kami ini adalah pernis) yang mengubah sifat-sifatnya saat terkena cahaya. Sebuah photomask diaplikasikan pada photoresist dan disinari, setelah itu area photoresist yang terbuka (atau tidak terkena) dicuci dengan pelarut khusus, yang biasanya berupa soda kaustik (NaOH).

Semua photoresist dibagi menjadi dua kategori: positif dan negatif. Untuk photoresist positif, trek di papan sesuai dengan area hitam pada photomask, dan untuk photoresist negatif, area transparan. Banyak perusahaan menggunakan photoresist negatif, tetapi kami akan menggunakan photoresist positif, karena photoresist ini paling banyak tersedia di pasar. Mari kita membahas lebih detail tentang penggunaan photoresist positif dalam kemasan aerosol.

Saat membuat papan sirkuit tercetak, terutama yang rumit, metode yang paling cocok adalah menggunakan photoresist. Keuntungan utamanya adalah
pola kontras tinggi pada PCB dengan resolusi 0,1 mm (0,1 mm ideal, tetapi 0,25 mm berfungsi dengan baik) jika dibuat di rumah. Selain itu, terkadang saat membuat papan sirkuit tercetak, persyaratan penting berkaitan dengan desain estetika produk jadi, terutama jika papan sirkuit tercetak dalam posisi “terbuka” atau dikemas dalam tabung termal transparan.

Penjelasan rinci tentang pembuatan PCB

Persiapan textolite

Untuk membuat papan sirkuit tercetak dengan biaya bahan minimal, Anda perlu mempersiapkan PCB dengan hati-hati sebelum mengaplikasikan pernis.

Maksud kami, PCB dipotong sesuai ukuran perkiraan papan sirkuit tercetak di masa depan dengan margin 5 mm di tepi setiap sisinya. Biasanya grouting tembaga dimulai dengan yang khusus pasta abrasif, tetapi jika tidak ada, persilangan antara gel pencuci piring dan bubuk pembersih bisa digunakan. Kami memasang jaring logam untuk mencuci piring, sehingga menghilangkan oksida dan kotoran dari permukaan PCB, dan jaring tersebut, pada gilirannya, akan menggores kertas timah, yang selanjutnya akan meningkatkan daya rekat pernis (photoresist) ke permukaan.

Grouting dilakukan tergantung pada tingkat kontaminasi permukaan sampai
permukaannya tidak akan memiliki warna yang seragam, rata, bahkan berwarna keemasan.

Noda kimia pada PCB dapat dihilangkan sebelum mengaplikasikan photoresist dengan mencelupkan PCB ke dalam larutan besi klorida panas; jika foil pada PCB menjadi merah merata, maka, pada prinsipnya, pengetsaan di masa depan akan berlangsung tanpa masalah; papan harus dicuci bersih setelah metode ini air panas dan poles ulang dengan bahan abrasif hingga berwarna keemasan.

Sekarang kita cuci textolite yang sudah dibersihkan dengan air panas dan coba
jangan menyentuh permukaan dengan tanganmu...

Sekarang keringkan pada suhu 60-70°C selama satu menit sampai permukaannya berubah warna menjadi sedikit merah muda. Jika embun beku terbentuk di permukaan selama proses ini, maka harus dihilangkan dengan serbet. Seharusnya tidak ada serat di permukaan!

Untuk mengeringkan, pengering rambut biasa cocok...

Mempersiapkan templat foto

Selagi PCB mendingin, kami menyiapkan masker foto... Dalam hal ini ada beberapa cara untuk membuatnya, namun saya sangat menyarankan menggunakan printer inkjet dengan resolusi cetak hitam minimal 1200 dpi. Kami akan mencetak pada film transparan (untuk printer inkjet ada seratnya, untuk printer laser tanpa serat ada film termal khusus).

Kami menarik perhatian pada kesalahan khas ketika Anda pertama kali mandiri
membuat papan sirkuit tercetak - kita biasanya lupa “mencerminkan” sisi depannya
papan sirkuit tercetak.

Perhatian! Sisi depan papan sirkuit tercetak harus dicerminkan saat mencetak! Kebalikannya tidak dicerminkan!

Jadi, setelah dicetak, desain pada film akan dibalik pada sisi kerja film (untuk film inkjet, ini adalah sisi lembutnya). Dan ketika kita memproyeksikan gambar ke textolite, film akan diaplikasikan dengan sisi yang berfungsi dan gambar yang diproyeksikan akan benar (tidak lagi dicerminkan). Untuk menghindari kesalahan saat mencetak, saya sarankan untuk mencantumkan, misalnya huruf inisial Anda pada template foto.

Saya sarankan membuat beberapa salinan templat foto untuk penggunaan rasional
film dan menghilangkan kesalahan saat mengembangkan photoresist... Yaitu. buatlah tidak hanya satu meterai, tetapi misalnya dua meterai sekaligus (jika tidak besar), lalu pilih yang kualitasnya paling tinggi dan etsa dalam besi klorida.

Kami memeriksa photomask (positif) yang dicetak dengan cara ini untuk transparansi, idealnya, gambar kerja (konduktor yang dicetak) harus benar-benar hitam!

Kami memotong photomask dari film dan mencoba membuatnya lebih halus; sisa film dapat digunakan kembali (untuk mencetak proyek lain).

Dalam contoh saya, saya membagi template foto menjadi dua, dan saya akan membuat dua sekaligus
papan...

Penerapan fotoresist

Karena sudah dingin selama ini, sekarang saatnya untuk mengoleskan pernis peka cahaya padanya. Disarankan untuk melakukan ini di ruangan gelap dengan cahaya redup untuk melihat lapisan photoresist apa yang telah kita aplikasikan.

Proses ini salah satu yang terpenting, yaitu harus cepat diterapkan
lapisan pernis rata dengan warna ungu samar tanpa gelembung atau coretan!

Tentu saja disarankan untuk menyemprotkan photoresist ke dalam centrifuge, namun jika tidak memilikinya, Anda bisa melakukannya “dengan tangan” seperti pada foto di atas. Setelah segera menilai perkiraan warna dengan mata, kami menarik kesimpulan berikut - apakah layak melanjutkan ke tahap operasi berikutnya atau tidak. Bayangannya harus berwarna ungu pucat, transparan, mis. tembaga (goresan dari jaring logam) harus dilihat! Jangan khawatir bahwa photoresist memiliki lapisan tipis setelah aplikasi - yang utama adalah kita mengisolasi tembaga sebelum mengetsa.

Biasanya disarankan untuk mengeringkan photoresist selama satu jam, namun saya mengeringkannya pada suhu yang relatif tinggi yaitu 60-70ºC selama 3-5 menit. Kemudian saya biarkan PCB menjadi dingin hingga benar-benar dingin. Saat mengeringkan, jangan terlalu panaskan papan, pernis bisa terkelupas, dan jangan mendinginkannya terlalu cepat! Lebih baik menunggu 5 menit tambahan, tetapi hasilnya akan luar biasa... hal utama dalam hal ini adalah jangan terburu-buru!

Tentu saja, kami tidak lupa bahwa kami melakukan seluruh prosedur ini dalam kondisi minim cahaya.
(lemah Lampu hemat daya atau Lampu pijar di suatu tempat di belakang kita, mereka tidak akan menimbulkan banyak kerugian).

Setelah photoresist mengering, Anda harus memeriksa permukaannya dengan cermat.
dari pernis yang kita aplikasikan, tidak boleh ada yang kendur di tepi papan, lebih baik merobeknya dengan hati-hati, untuk itu disarankan untuk memotong PCB dengan margin 5 mm di bagian tepinya. Biasanya kendur terbentuk di salah satu sisinya, lihat foto di atas, papan dimiringkan secara khusus sebelum diberi pernis sehingga photoresist, atau lebih tepatnya kelebihannya, mengalir ke salah satu tepi papan. Saat menyemprotkan dalam centrifuge, opsi ini praktis dihilangkan.

Pameran

Proses ini tidak rumit dan bersifat jangka pendek, melainkan terdiri dari penyiapan photomask pada permukaan photoresist dan penerangan selanjutnya. lampu merkuri(spektrum ultraviolet).

Saya menggunakan iradiator medis untuk mendisinfeksi tempat (UFO-1, UFO-2 dan sejenisnya). UFO-1 mengandung 100 W merkuri lampu kuarsa dipasangkan dengan kumparan pijar dalam tabung kuarsa (mereka bertindak sebagai resistor dan, seolah-olah, lampu inframerah dengan pelepasan panas yang kuat). Sejak zaman Uni Soviet, banyak orang memiliki penghasil emisi serupa di apartemen mereka... Kami hanya membutuhkan ini dari emitor ini:

Kalau tidak ada, lampu sorot 500 W untuk garasi, tempat parkir, dll, misalnya dari perusahaan Cosmos, bisa digunakan, saya biasa meneranginya, saya tidak ingat waktu penerangannya, saya harus melakukannya secara empiris pilih, dan jarak iluminasi minimal 30cm ( panas lampu sorot akan dirusak oleh photoresist, akan menempel pada template).

Segera letakkan photomask dengan sisi yang berfungsi pada photoresist yang disemprotkan.
film dan tutupi dengan sepotong kaca tipis (dari bingkai foto, misalnya). Dan kami menerangi photomask dari jarak minimal 25 cm, tetapi tidak lebih dari 35 cm bila menggunakan UFO-1 tepat 2 menit 15 detik, jika photoresist memiliki warna ungu samar:

Setelah paparan, kami meletakkan papan di tempat gelap selama 5-8 menit, seperti untuk
memperbaiki fotoresist...

Persiapan solusi

Sementara photoresist sedang diperbaiki, kami sedang mempersiapkan solusi untuk mengetsanya. Baik pabrikan Jerman dan Belgia merekomendasikan penggunaan soda kaustik, juga dikenal sebagai soda kaustik, bubuk berbutir kasar untuk pengembangan. putih, tidak transparan, dan secara harfiah pedas. Artinya, Anda harus bekerja dengan sarung tangan karet.

Campurkan 7 gram bahan ini per liter air hangat hingga bubuk benar-benar larut; endapan dapat dihilangkan. Jika Anda mengaduknya dengan air panas, endapannya juga akan larut. Mari kita ambil wadah, misalnya, Wadah plastik. Kami menurunkan papan penerangan kami ke dalamnya. (Solusinya tidak boleh panas, hangat saja lebih baik!).

Segera setelah pengembangan, bilas papan secara menyeluruh dengan air hangat untuk menghilangkan sisa soda kaustik. Di foto saya, proses ini memakan waktu kurang dari satu menit, karena larutan saya bukan 7 gram per liter air, tetapi sedikit lebih... Awalnya, larutan soda api dalam air bersifat transparan, kemudian berubah warna - menjadi berubah menjadi ungu (terlihat pada foto di atas), yaitu ada pernis yang terlarut di dalamnya.

Solusinya bisa dipakai berulang kali, saya pakai sampai lima kali dalam seminggu
Photoresist dikembangkan secara berkala, dan larutan sudah berwarna ungu tua.

Pengetsaan papan

Nah, sebenarnya sekarang kita meracuninya dengan larutan besi klorida dalam air dengan perbandingan 1:3

Seperti yang Anda lihat di foto, pernis saya transparan, tembaga terlihat jelas... Setelah etsa

Seringkali, dalam proses kreativitas teknis, perlu membuat papan sirkuit tercetak untuk memasang sirkuit elektronik. Dan sekarang saya akan memberi tahu Anda tentang salah satu metode paling canggih dalam membuat papan sirkuit tercetak, menurut pendapat saya, menggunakan printer laser dan setrika. Kita hidup di abad ke-21, jadi kita akan mempermudah pekerjaan kita dengan menggunakan komputer.

Langkah 1: Desain PCB

Kami akan mendesain papan sirkuit tercetak menggunakan program khusus. Misalnya pada program sprint Layout 4.

Langkah 2: Cetak desain papan

Setelah itu kita perlu mencetak desain papannya. Untuk melakukan ini kami akan melakukan hal berikut:

Dalam pengaturan printer, kami akan menonaktifkan semua opsi penghemat toner, dan jika ada pengatur yang sesuai, kami akan mengatur saturasi ke maksimum.
Mari kita ambil selembar A4 dari majalah yang tidak perlu. Kertas harus dilapisi dan sebaiknya memiliki minimal gambar di atasnya.
Mari cetak desain PCB pada kertas berlapis dalam gambar cermin. Lebih baik dalam beberapa salinan sekaligus.

Langkah 3. Mengupas papan

Mari kita kesampingkan lembar cetakannya untuk saat ini dan mulai menyiapkan papannya. Sebagai bahan sumber Untuk papan, foil getinax atau foil PCB dapat digunakan. Selama penyimpanan jangka panjang, kertas tembaga menjadi tertutup lapisan oksida, yang dapat mengganggu proses etsa. Jadi mari kita mulai mempersiapkan papannya. Gunakan amplas halus untuk menghilangkan lapisan oksida dari papan. Jangan berusaha terlalu keras, kertas timahnya tipis. Idealnya, papan harus bersinar setelah dibersihkan.

Langkah 4. Degreasing papan

Setelah dibersihkan, bilas papan dengan air mengalir. Setelah itu, Anda perlu menurunkan kadar papan agar toner menempel lebih baik. Anda dapat menghilangkan lemaknya dengan deterjen rumah tangga apa pun atau dengan membilasnya pelarut organik(misalnya, bensin atau aseton)

Langkah 5. Memindahkan gambar ke papan

Setelah itu, dengan menggunakan setrika, kami memindahkan gambar dari lembaran ke papan. Mari kita letakkan pola yang sudah dicetak di papan dan mulai menyetrikanya dengan setrika panas, memanaskan seluruh papan secara merata. Toner akan mulai meleleh dan menempel pada papan. Waktu dan gaya pemanasan dipilih secara eksperimental. Toner harus tidak menyebar, tetapi toner juga harus dilas sepenuhnya.

Langkah 6: Bersihkan kertas dari papan

Setelah papan yang ditempelkan kertas menjadi dingin, kami membasahinya dan menggulungnya dengan jari di bawah aliran air. Kertas basah akan menjadi butiran, namun toner yang tersangkut akan tetap berada di tempatnya. Tonernya cukup kuat dan sulit dikikis dengan kuku.

Langkah 7. Etsa papannya

Pengetsaan papan sirkuit tercetak paling baik dilakukan dengan besi klorida (III) Fe Cl 3. Reagen ini dijual di toko suku cadang radio mana pun dan harganya tidak mahal. Kami membenamkan papan ke dalam larutan dan menunggu. Proses etsa tergantung pada kesegaran larutan, konsentrasinya, dll. Mungkin memerlukan waktu 10 menit hingga satu jam atau lebih. Prosesnya bisa dipercepat dengan mengocok bak mandi yang sudah diberi larutan.

Akhir dari proses ditentukan secara visual - ketika semua tembaga yang tidak terlindungi dihilangkan.

Toner dicuci dengan aseton.

Langkah 8: Lubang Pengeboran

Pengeboran biasanya dilakukan dengan motor kecil dengan collet chuck (semua ini tersedia di toko suku cadang radio). Diameter bor untuk elemen biasa adalah 0,8 mm. Jika perlu, lubang dibor dengan bor berdiameter besar.

Papan yang sudah dibor, siap untuk disolder. Seperti yang Anda lihat - penampilan praktis tidak dapat dibedakan dari industri. Selain itu, intensitas tenaga kerja minimal, dan bahan tersedia (tidak memerlukan reagen khusus, seperti saat menggunakan photoresist).

Papan sirkuit tercetak sudah siap!!!

Tahiti!..Tahiti!..
Kami belum pernah ke Tahiti mana pun!
Mereka juga memberi kita makan dengan baik di sini!
© Kartun kucing

Pendahuluan dengan penyimpangan

Bagaimana papan dibuat di masa lalu dalam kondisi rumah tangga dan laboratorium? Ada beberapa cara, misalnya:

konduktor masa depan menggambar;
diukir dan dipotong dengan pemotong;
mereka merekatkannya dengan pita perekat atau selotip, lalu memotong desainnya dengan pisau bedah;
Mereka membuat stensil sederhana dan kemudian mengaplikasikan desainnya menggunakan airbrush.

Elemen yang hilang dilengkapi dengan pena gambar dan diperbaiki dengan pisau bedah.

Itu adalah proses yang panjang dan melelahkan, membutuhkan “laci” untuk memiliki kemampuan artistik dan akurasi yang luar biasa. Ketebalan garis hampir tidak muat hingga 0,8 mm, tidak ada akurasi pengulangan, setiap papan harus digambar secara terpisah, yang sangat membatasi produksi bahkan dalam jumlah yang sangat kecil. papan sirkuit tercetak(lebih jauh hal).

Apa yang kita punya hari ini?

Kemajuan tidak tinggal diam. Saat-saat ketika amatir radio melukis PP dengan kapak batu di atas kulit mamut telah terlupakan. Munculnya bahan kimia yang tersedia untuk umum untuk fotolitografi di pasar membuka prospek yang sangat berbeda untuk produksi PCB tanpa metalisasi lubang di rumah.

Mari kita lihat sekilas bahan kimia yang digunakan saat ini untuk memproduksi PP.

fotoresist

Anda bisa menggunakan cairan atau film. Kami tidak akan membahas film dalam artikel ini karena kelangkaannya, kesulitan dalam menggulungnya ke PCB, dan kualitas papan sirkuit cetak yang dihasilkan lebih rendah.

Setelah menganalisis penawaran pasar, saya memilih POSITIV 20 sebagai photoresist optimal untuk produksi PCB rumahan.

Tujuan:
Pernis fotosensitif POSITIV 20. Digunakan dalam produksi papan sirkuit cetak skala kecil, ukiran tembaga, dan saat melakukan pekerjaan yang berkaitan dengan transfer gambar ke berbagai bahan.
Properti:
Karakteristik eksposur tinggi memberikan kontras yang baik pada gambar yang ditransfer.
Aplikasi:
Ini digunakan di bidang yang berkaitan dengan transfer gambar ke kaca, plastik, logam, dll. dalam produksi skala kecil. Petunjuk penggunaan tertera pada botol.
Karakteristik:
Warna biru
Kepadatan: pada 20°C 0,87 g/cm 3
Waktu pengeringan: pada suhu 70°C 15 menit.
Konsumsi: 15 l/m2
Fotosensitivitas maksimum: 310-440 nm

Petunjuk untuk photoresist mengatakan bahwa itu dapat disimpan di suhu kamar dan tidak mengalami penuaan. Saya sangat tidak setuju! Sebaiknya disimpan di tempat yang sejuk, misalnya di rak paling bawah lemari es, yang biasanya suhunya dijaga pada +2+6°C. Namun dalam situasi apa pun, suhu negatif tidak boleh diizinkan!

Jika Anda menggunakan photoresist yang dijual dalam bentuk kaca dan tidak memiliki kemasan kedap cahaya, Anda perlu menjaga perlindungan dari cahaya. Itu harus disimpan dalam kegelapan total dan pada suhu +2+6°C.

Pencerah

Demikian pula, saya menganggap TRANSPARAN 21, yang selalu saya gunakan, sebagai alat pendidikan yang paling cocok.

Tujuan:
Memungkinkan transfer gambar langsung ke permukaan yang dilapisi dengan emulsi fotosensitif POSITIV 20 atau photoresist lainnya.
Properti:
Memberikan transparansi pada kertas. Menyediakan transmisi sinar ultraviolet.
Aplikasi:
Untuk mentransfer garis besar gambar dan diagram dengan cepat ke media. Memungkinkan Anda menyederhanakan proses reproduksi secara signifikan dan mengurangi waktu S e biaya.
Karakteristik:
Warna: transparan
Kepadatan: pada 20°C 0,79 g/cm 3
Waktu pengeringan: pada suhu 20°C 30 menit.
Catatan:
Alih-alih kertas biasa dengan agen pencerahan, Anda dapat menggunakan film transparan untuk printer inkjet atau laser, tergantung pada apa kita akan mencetak photomask tersebut.

Pengembang fotoresist

Ada banyak solusi berbeda untuk mengembangkan photoresist.

Disarankan untuk mengembangkan menggunakan larutan “gelas cair”. Miliknya komposisi kimia: Na 2 SiO 3 * 5H 2 O. Zat ini memiliki banyak sekali manfaat. Yang paling penting adalah sangat sulit untuk mengekspos PP secara berlebihan di dalamnya, Anda dapat membiarkan PP tersebut untuk waktu yang tidak tetap. Solusinya hampir tidak mengubah sifat-sifatnya dengan perubahan suhu (tidak ada risiko pembusukan ketika suhu meningkat), dan juga memiliki umur simpan yang sangat lama - konsentrasinya tetap konstan setidaknya selama beberapa tahun. Tidak adanya masalah overexposure dalam larutan akan memungkinkan peningkatan konsentrasi untuk mempersingkat waktu pengembangan PP. Disarankan untuk mencampur 1 bagian konsentrat dengan 180 bagian air (lebih dari 1,7 g silikat dalam 200 ml air), namun dimungkinkan untuk membuat campuran yang lebih pekat sehingga gambar muncul dalam waktu sekitar 5 detik tanpa risiko permukaannya rusak. kerusakan akibat paparan berlebihan. Jika tidak mungkin membeli natrium silikat, gunakan natrium karbonat (Na 2 CO 3) atau kalium karbonat (K 2 CO 3).

Saya belum mencoba yang pertama atau yang kedua, jadi saya akan memberi tahu Anda apa yang telah saya gunakan tanpa masalah selama beberapa tahun sekarang. Saya menggunakan larutan air soda kaustik. Untuk 1 liter air dingin 7 gram soda kaustik. Jika tidak ada NaOH, saya menggunakan larutan KOH, menggandakan konsentrasi alkali dalam larutan. Waktu pengembangan 30-60 detik dengan eksposur yang benar. Jika setelah 2 menit polanya tidak muncul (atau tampak lemah), dan photoresist mulai hilang dari benda kerja, ini berarti waktu pemaparan yang dipilih salah: Anda perlu menambahnya. Sebaliknya, jika muncul dengan cepat, namun area yang terpapar dan tidak terpapar tersapu; mungkin konsentrasi larutan terlalu tinggi, atau kualitas masker foto rendah (sinar ultraviolet melewati “hitam”) dengan bebas: Anda perlu meningkatkan kepadatan cetak template.

Solusi etsa tembaga

Kelebihan tembaga dihilangkan dari papan sirkuit tercetak menggunakan berbagai etsa. Di antara orang-orang yang melakukan ini di rumah, amonium persulfat, hidrogen peroksida + asam klorida, larutan tembaga sulfat + garam meja sering kali merupakan hal yang umum.

Saya selalu meracuni dengan besi klorida dalam wadah kaca. Saat menangani larutan, Anda harus berhati-hati dan penuh perhatian: jika mengenai pakaian dan benda, akan meninggalkan noda berkarat yang sulit dihilangkan. solusi yang lemah sitrat (jus lemon) atau asam oksalat.

Kami memanaskan larutan pekat besi klorida hingga 50-60°C, merendam benda kerja di dalamnya, dan dengan hati-hati dan mudah menggerakkan batang kaca dengan kapas di ujungnya ke area di mana tembaga tidak mudah tergores, sehingga menghasilkan hasil yang lebih merata. menggores seluruh area PP. Jika Anda tidak memaksakan kecepatan untuk menyamakan, durasi pengetsaan yang diperlukan akan meningkat, dan ini pada akhirnya mengarah pada fakta bahwa di area di mana tembaga telah tergores, penggoresan trek dimulai. Akibatnya, kita tidak mendapatkan apa yang kita inginkan sama sekali. Sangat diinginkan untuk memastikan pengadukan larutan etsa secara terus menerus.

Bahan kimia untuk menghilangkan photoresist

Apa cara termudah untuk menghilangkan photoresist yang tidak perlu setelah etsa? Setelah berulang kali mencoba-coba, saya memilih aseton biasa. Jika tidak ada, saya mencucinya dengan pelarut apa pun untuk cat nitro.

Jadi, mari kita membuat papan sirkuit tercetak

Di mana PCB berkualitas tinggi dimulai? Benar:

Buat templat foto berkualitas tinggi

Untuk membuatnya, Anda dapat menggunakan hampir semua printer laser atau inkjet modern. Mengingat kami menggunakan photoresist positif dalam artikel ini, printer akan menggambar warna hitam di mana tembaga harus tetap berada di PCB. Jika tidak ada tembaga, printer tidak boleh menggambar apa pun. Sangat poin penting saat mencetak photomask: Anda perlu mengatur aliran pewarna maksimum (dalam pengaturan driver printer). Semakin hitam area yang dicat, semakin besar peluang untuk mendapatkan hasil yang bagus. Tidak diperlukan warna, kartrid hitam sudah cukup. Dari program (kami tidak akan mempertimbangkan program: setiap orang bebas memilih sendiri - dari PCAD hingga Kuas) di mana templat foto digambar, kami mencetaknya pada selembar kertas biasa. Semakin tinggi resolusi pencetakan dan semakin tinggi kualitas kertas, semakin tinggi kualitas masker foto tersebut. Saya sarankan tidak lebih rendah dari 600 dpi; kertasnya tidak boleh terlalu tebal. Saat mencetak, kami memperhitungkan bahwa dengan sisi lembaran tempat cat diaplikasikan, templat akan ditempatkan pada PP kosong. Jika dilakukan secara berbeda, tepi konduktor PP akan kabur dan tidak jelas. Biarkan cat mengering jika itu adalah printer inkjet. Selanjutnya kertas kita rendam dengan TRANSPARAN 21, biarkan kering dan template foto sudah siap.

Alih-alih kertas dan pencerahan, dimungkinkan dan bahkan sangat diinginkan untuk menggunakan film transparan untuk printer laser (saat mencetak pada printer laser) atau printer inkjet (untuk pencetakan inkjet). Harap dicatat bahwa film-film ini memiliki sisi yang tidak setara: hanya satu sisi yang berfungsi. Jika Anda menggunakan pencetakan laser, saya sangat menyarankan untuk mengeringkan selembar film sebelum mencetak - cukup jalankan lembaran tersebut melalui printer, simulasikan pencetakan, tetapi jangan mencetak apa pun. Mengapa hal ini perlu? Saat mencetak, pelebur (oven) akan memanaskan lembaran, yang pasti akan menyebabkan deformasi. Akibatnya terjadi kesalahan pada geometri PCB keluaran. Saat memproduksi PCB dua sisi, hal ini penuh dengan ketidakcocokan lapisan dengan segala konsekuensinya. Dan dengan bantuan proses "kering", kami akan menghangatkan lembaran, itu akan berubah bentuk dan akan siap untuk mencetak templat. Saat mencetak, lembaran tersebut akan melewati oven untuk kedua kalinya, tetapi deformasinya akan kurang signifikan jika diperiksa beberapa kali.

Jika PPnya sederhana, Anda dapat menggambarnya secara manual dalam program yang sangat nyaman dengan antarmuka Russified Sprint Layout 3.0R (~650 KB).

Pada tahap persiapan, sangat mudah untuk menggambar rangkaian listrik yang tidak terlalu rumit dalam program Russified sPlan 4.0 (~450 KB).

Berikut tampilan template foto yang sudah jadi, dicetak pada printer Epson Stylus Color 740:

Kami mencetak hanya dalam warna hitam, dengan penambahan pewarna maksimal. Bahan transparansi untuk printer inkjet.

Mempersiapkan permukaan PP untuk mengaplikasikan photoresist

Untuk produksi PP, digunakan bahan lembaran yang dilapisi dengan foil tembaga. Pilihan yang paling umum adalah dengan ketebalan tembaga 18 dan 35 mikron. Paling sering, untuk produksi PP di rumah, lembaran textolite (kain ditekan dengan lem dalam beberapa lapisan), fiberglass (sama, tetapi senyawa epoksi digunakan sebagai lem) dan getinax (kertas ditekan dengan lem) digunakan. Yang lebih jarang adalah sittal dan polikor (keramik frekuensi tinggi sangat jarang digunakan di rumah), fluoroplastik (plastik organik). Yang terakhir ini juga digunakan untuk pembuatan perangkat frekuensi tinggi dan, memiliki karakteristik kelistrikan yang sangat baik, dapat digunakan dimana saja dan dimana saja, namun penggunaannya dibatasi oleh harganya yang mahal.

Pertama-tama, Anda perlu memastikan bahwa benda kerja tidak memiliki goresan yang dalam, gerinda, atau area yang terkorosi. Selanjutnya, disarankan untuk memoles tembaga ke cermin. Kami memoles tanpa terlalu bersemangat, jika tidak, kami akan menghapus lapisan tembaga yang sudah tipis (35 mikron) atau, dalam hal apa pun, kami akan mencapai ketebalan tembaga yang berbeda pada permukaan benda kerja. Dan ini, pada gilirannya, akan mengarah pada kecepatan yang berbeda etsa: akan tergores lebih cepat jika lebih tipis. Dan konduktor yang lebih tipis di papan tidak selalu bagus. Apalagi jika panjangnya panjang dan arusnya lumayan mengalir. Jika tembaga pada benda kerja berkualitas tinggi, tanpa dosa, maka itu cukup untuk menurunkan permukaannya.

Penerapan photoresist pada permukaan benda kerja

Kami menempatkan papan pada permukaan horizontal atau agak miring dan mengaplikasikan komposisi dari kemasan aerosol dari jarak sekitar 20 cm Ingatlah bahwa musuh terpenting dalam hal ini adalah debu. Setiap partikel debu pada permukaan benda kerja merupakan sumber masalah. Untuk membuat lapisan seragam, semprotkan aerosol dengan gerakan zigzag terus menerus, mulai dari sudut kiri atas. Jangan menggunakan aerosol dalam jumlah berlebihan, karena akan menimbulkan noda yang tidak diinginkan dan menyebabkan terbentuknya ketebalan lapisan yang tidak seragam sehingga memerlukan waktu pemaparan yang lebih lama. Di musim panas pada suhu tinggi lingkungan Perawatan ulang mungkin diperlukan, atau aerosol mungkin perlu disemprotkan dari jarak yang lebih dekat untuk mengurangi kehilangan penguapan. Saat menyemprot, jangan terlalu memiringkan kaleng, hal ini akan menyebabkan peningkatan konsumsi gas propelan dan akibatnya kaleng aerosol berhenti bekerja, meskipun masih terdapat photoresist di dalamnya. Jika Anda mendapatkan hasil yang kurang memuaskan saat menyemprotkan lapisan photoresist, gunakan lapisan spin. Dalam hal ini, photoresist diterapkan pada papan yang dipasang di atas meja berputar dengan penggerak 300-1000 rpm. Setelah pelapisan selesai, papan tidak boleh terkena cahaya yang kuat. Berdasarkan warna lapisan, Anda dapat menentukan secara kasar ketebalan lapisan yang diterapkan:

biru abu-abu muda 1-3 mikron;
biru abu-abu tua 3-6 mikron;
biru 6-8 mikron;
biru tua lebih dari 8 mikron.

Pada tembaga, warna lapisannya mungkin kehijauan.

Semakin tipis lapisan pada benda kerja maka semakin baik pula hasilnya.

Saya selalu memutar lapisan photoresist. Centrifuge saya memiliki kecepatan putaran 500-600 rpm. Pengikatannya harus sederhana, penjepitan hanya dilakukan pada ujung benda kerja. Kami memperbaiki benda kerja, menyalakan centrifuge, menyemprotkannya ke tengah benda kerja dan mengamati bagaimana photoresist lapisan paling tipis menyebar ke seluruh permukaan. Gaya sentrifugal akan membuang kelebihan photoresist dari PCB masa depan, jadi saya sangat menyarankan untuk menyediakan dinding pelindung agar tidak berputar. tempat kerja ke kandang babi. Saya menggunakan panci biasa yang bagian bawahnya berlubang. Sumbu motor listrik melewati lubang ini, di mana platform pemasangan dipasang dalam bentuk persilangan dua bilah aluminium, di mana benda kerja menjepit telinga “berjalan”. Telinganya terbuat dari sudut aluminium, dijepit ke rel dengan mur sayap. Mengapa aluminium? Berat jenisnya rendah dan, akibatnya, runoutnya lebih sedikit ketika pusat massa rotasi menyimpang dari pusat rotasi sumbu centrifuge. Semakin akurat benda kerja dipusatkan, semakin sedikit pemukulan yang terjadi karena eksentrisitas massa dan semakin sedikit usaha yang diperlukan untuk memasang centrifuge secara kaku ke alasnya.

Fotoresist diterapkan. Biarkan mengering selama 15-20 menit, balikkan benda kerja, oleskan lapisan di sisi lainnya. Beri waktu 15-20 menit lagi hingga kering. Jangan lupa bahwa sinar matahari langsung dan jari-jari pada sisi kerja benda kerja tidak dapat diterima.

Penyamakan photoresist pada permukaan benda kerja

Masukkan benda kerja ke dalam oven, naikkan suhu secara bertahap hingga 60-70°C. Pertahankan suhu ini selama 20-40 menit. Penting agar tidak ada yang menyentuh permukaan benda kerja, yang diperbolehkan hanya menyentuh ujungnya.

Menyelaraskan photomask atas dan bawah pada permukaan benda kerja

Setiap topeng foto (atas dan bawah) harus memiliki tanda di mana 2 lubang harus dibuat pada benda kerja untuk menyelaraskan lapisannya. Semakin jauh jarak tanda satu sama lain, semakin tinggi akurasi penyelarasannya. Saya biasanya menempatkannya secara diagonal pada templat. Dengan menggunakan mesin bor, dengan menggunakan tanda-tanda ini pada benda kerja, kami mengebor dua lubang secara ketat pada suhu 90° (semakin tipis lubangnya, semakin akurat penyelarasannya; saya menggunakan bor 0,3 mm) dan menyelaraskan templat di sepanjang lubang tersebut, tidak lupa bahwa templat harus diterapkan pada photoresist di sisi tempat cetakan dibuat. Kami menekan templat ke benda kerja dengan kacamata tipis. Lebih baik menggunakan kaca kuarsa karena dapat mentransmisikan radiasi ultraviolet dengan lebih baik. Plexiglas (plexiglass) memberikan hasil yang lebih baik, tetapi memiliki sifat tergores yang tidak menyenangkan, yang pasti akan mempengaruhi kualitas PP. Untuk ukuran PCB kecil bisa menggunakan cover transparan dari kemasan CD. Jika tidak ada kaca seperti itu, Anda dapat menggunakan kaca jendela biasa, sehingga menambah waktu pemaparan. Kaca harus halus, memastikan masker foto terpasang secara merata ke benda kerja, jika tidak maka tidak mungkin mendapatkan tepi trek berkualitas tinggi pada PCB yang sudah jadi.

Kosong dengan photomask di bawah kaca plexiglass. Kami menggunakan kotak CD.

Eksposur (paparan cahaya)

Waktu yang diperlukan untuk pemaparan tergantung pada ketebalan lapisan photoresist dan intensitas sumber cahaya. Pernis photoresist POSITIV 20 sensitif terhadap sinar ultraviolet, sensitivitas maksimum terjadi pada daerah dengan panjang gelombang 360-410 nm.

Yang terbaik adalah melakukan pencahayaan di bawah lampu yang rentang radiasinya berada di wilayah spektrum ultraviolet, tetapi jika Anda tidak memiliki lampu seperti itu, Anda juga dapat menggunakan lampu pijar biasa yang kuat, sehingga menambah waktu pemaparan. Jangan memulai penerangan sampai penerangan dari sumbernya stabil, lampu perlu memanas selama 2-3 menit. Waktu pemaparan tergantung pada ketebalan lapisan dan biasanya 60-120 detik bila sumber cahaya berada pada jarak 25-30 cm.Pelat kaca yang digunakan dapat menyerap hingga 65% radiasi ultraviolet, sehingga dalam kasus seperti itu perlu untuk menambah waktu pemaparan. Hasil terbaik dicapai bila menggunakan pelat kaca plexiglass transparan. Saat menggunakan photoresist dengan umur simpan yang lama, waktu pemaparan mungkin perlu digandakan, ingat: Photoresist dapat mengalami penuaan!

Contoh penggunaan berbagai sumber cahaya:

lampu UV

Kami mengekspos setiap sisi secara bergantian, setelah pemaparan kami diamkan benda kerja selama 20-30 menit di tempat gelap.

Pengembangan benda kerja yang terbuka

Kami mengembangkannya dalam larutan NaOH (soda api) lihat awal artikel untuk lebih jelasnya pada suhu larutan 20-25°C. Jika tidak ada manifestasi kecil dalam waktu 2 menit HAI waktu paparan. Jika tampak baik, namun area yang berguna juga hilang, berarti Anda terlalu pintar dalam menggunakan larutan (konsentrasinya terlalu tinggi) atau waktu pemaparan dengan sumber radiasi tertentu terlalu lama atau masker foto berkualitas buruk; cetakannya berwarna hitam warnanya tidak cukup jenuh untuk memungkinkan sinar ultraviolet menerangi benda kerja.

Saat mengembangkan, saya selalu dengan sangat hati-hati, dengan mudah “menggulung” kapas pada batang kaca di atas tempat di mana photoresist yang terbuka harus dibersihkan; ini mempercepat prosesnya.

Mencuci benda kerja dari alkali dan sisa-sisa photoresist yang terkelupas

Saya melakukan ini di bawah keran dengan air keran biasa.

Penyamakan ulang fotoresist

Benda kerja dimasukkan ke dalam oven, dinaikkan suhunya secara bertahap dan ditahan pada suhu 60-100°C selama 60-120 menit; polanya menjadi kuat dan keras.

Memeriksa kualitas pengembangan

Rendam sebentar (selama 5-15 detik) benda kerja dalam larutan besi klorida yang dipanaskan hingga suhu 50-60°C. Bilas dengan cepat dengan air mengalir. Di tempat-tempat di mana tidak ada photoresist, pengetsaan tembaga secara intensif dimulai. Jika photoresist secara tidak sengaja tertinggal di suatu tempat, lepaskan secara mekanis dengan hati-hati. Lebih mudah untuk melakukan ini dengan pisau bedah biasa atau mata, dipersenjatai dengan optik (kacamata solder, kaca pembesar A pembuat jam, pembesar A pada tripod, mikroskop).

Etsa

Kami meracuni dalam larutan besi klorida pekat pada suhu 50-60°C. Dianjurkan untuk memastikan sirkulasi larutan etsa secara terus menerus. Kami dengan hati-hati “memijat” area yang mengalami pendarahan parah dengan kapas pada batang kaca. Jika besi klorida baru dibuat, waktu etsa biasanya tidak melebihi 5-6 menit. Kami membilas benda kerja dengan air mengalir.

Papan tergores

Bagaimana cara menyiapkan larutan besi klorida pekat? Larutkan FeCl 3 dalam air yang sedikit dipanaskan (sampai 40°C) sampai berhenti larut. Saring solusinya. Harus disimpan di tempat sejuk dan gelap dalam kemasan non-logam yang tertutup rapat botol kaca, Misalnya.

Menghapus photoresist yang tidak perlu

Kami membersihkan photoresist dari jejak dengan aseton atau pelarut untuk cat nitro dan enamel nitro.

Lubang pengeboran

Dianjurkan untuk memilih diameter titik lubang di masa depan pada masker foto sehingga memudahkan untuk mengebornya nanti. Misalnya, dengan diameter lubang yang dibutuhkan 0,6-0,8 mm, diameter titik pada masker foto harus sekitar 0,4-0,5 mm, dalam hal ini bor akan berada di tengah dengan baik.

Dianjurkan untuk menggunakan bor yang dilapisi dengan tungsten karbida: bor yang terbuat dari baja berkecepatan tinggi cepat aus, meskipun baja dapat digunakan untuk mengebor lubang tunggal berdiameter besar (lebih dari 2 mm), karena bor yang dilapisi dengan tungsten karbida ini diameternya terlalu mahal. Saat mengebor lubang dengan diameter kurang dari 1 mm, lebih baik menggunakan mesin vertikal, jika tidak, mata bor Anda akan cepat rusak. Jika Anda mengebor bor tangan distorsi tidak dapat dihindari, sehingga menyebabkan penyatuan lubang antar lapisan yang tidak akurat. Gerakan dari atas ke bawah secara vertikal mesin bor yang paling optimal dari segi beban pada alat. Bor karbida dibuat dengan betis yang kaku (yaitu bor yang pas dengan diameter lubang) atau tebal (kadang-kadang disebut "turbo") yang memiliki ukuran standar(biasanya 3,5 mm). Saat mengebor dengan bor berlapis karbida, penting untuk mengamankan PCB dengan kuat, karena bor tersebut, ketika bergerak ke atas, dapat mengangkat PCB, memiringkan tegak lurus dan merobek pecahan papan.

Bor berdiameter kecil biasanya dipasang pada collet chuck (berbagai ukuran) atau chuck tiga rahang. Untuk fiksasi yang presisi, pengikatan pada chuck tiga rahang bukanlah yang terbaik pilihan terbaik, dan ukuran bor yang kecil (kurang dari 1 mm) dengan cepat membuat lekukan pada klem, kehilangan fiksasi yang baik. Oleh karena itu, untuk bor dengan diameter kurang dari 1 mm, lebih baik menggunakan collet chuck. Agar aman, belilah satu set tambahan yang berisi collet cadangan untuk setiap ukuran. Beberapa bor murah dilengkapi dengan collet plastik; buanglah dan beli yang logam.

Untuk mendapatkan akurasi yang dapat diterima, perlu untuk mengatur tempat kerja dengan benar, yaitu, pertama, menyediakannya pencahayaan yang bagus papan saat mengebor. Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan lampu halogen, menempelkannya pada tripod agar dapat memilih posisi (menerangi sisi kanan). Kedua, angkat permukaan kerja kira-kira 15 cm di atas permukaan meja untuk kontrol visual yang lebih baik terhadap proses tersebut. Sebaiknya hilangkan debu dan serpihan saat mengebor (Anda dapat menggunakan penyedot debu biasa), tetapi ini tidak perlu. Perlu diperhatikan bahwa debu dari fiberglass yang dihasilkan selama pengeboran sangat korosif dan jika terkena kulit dapat menyebabkan iritasi kulit. Dan terakhir, saat bekerja, akan sangat nyaman menggunakan sakelar kaki mesin bor.

Ukuran lubang tipikal:

vias 0,8 mm atau kurang;
sirkuit terpadu, resistor, dll. 0,7-0,8 mm;
dioda besar (1N4001) 1,0 mm;
blok kontak, pemangkas hingga 1,5 mm.

Usahakan untuk menghindari lubang dengan diameter kurang dari 0,7 mm. Selalu simpan setidaknya dua mata bor cadangan berukuran 0,8 mm atau lebih kecil, karena mata bor tersebut selalu rusak saat Anda sangat perlu memesannya. Bor berukuran 1 mm atau lebih jauh lebih andal, meskipun alangkah baiknya jika memiliki bor cadangan. Jika Anda perlu membuat dua papan yang identik, Anda dapat mengebornya secara bersamaan untuk menghemat waktu. Dalam hal ini, perlu untuk mengebor lubang dengan sangat hati-hati di tengah bantalan kontak di dekat setiap sudut PCB, dan untuk papan besar, lubang terletak dekat dengan tengah. Letakkan papan di atas satu sama lain dan, dengan menggunakan lubang tengah 0,3 mm di dua sudut berlawanan dan pin sebagai pasak, kencangkan papan satu sama lain.

Jika perlu, Anda dapat melakukan countersink lubang dengan bor berdiameter lebih besar.

Pelapisan tembaga pada PP

Jika Anda perlu melapisi jalur pada PCB, Anda dapat menggunakan besi solder, solder lunak dengan titik leleh rendah, fluks alkohol-rosin, dan jalinan kabel koaksial. Untuk volume besar, mereka timah dalam bak yang diisi dengan solder suhu rendah dengan penambahan fluks.

Lelehan yang paling populer dan sederhana untuk pengalengan adalah paduan “Rose” dengan titik leleh rendah (timah 25%, timbal 25%, bismut 50%), titik lelehnya adalah 93-96°C. Dengan menggunakan penjepit, letakkan papan di bawah permukaan cairan yang meleleh selama 5-10 detik dan, setelah dikeluarkan, periksa apakah seluruh permukaan tembaga tertutup rata. Jika perlu, operasi diulangi. Segera setelah papan dikeluarkan dari lelehan, sisa-sisanya dikeluarkan dengan menggunakan alat pembersih karet atau dengan pengocokan tajam ke arah tegak lurus terhadap bidang papan, sambil menahannya di penjepit. Cara lain untuk menghilangkan sisa paduan Rose adalah dengan memanaskan papan dalam lemari pemanas dan mengocoknya. Pengoperasian dapat diulangi untuk mendapatkan lapisan dengan ketebalan tunggal. Untuk mencegah oksidasi lelehan panas, gliserin ditambahkan ke dalam wadah timah sehingga ketinggiannya menutupi lelehan sebesar 10 mm. Setelah proses selesai, papan dicuci dari gliserin dengan air mengalir. Perhatian! Operasi ini melibatkan pengerjaan dengan instalasi dan material yang terkena suhu tinggi, oleh karena itu, untuk mencegah luka bakar, perlu menggunakan sarung tangan pelindung, kacamata dan celemek.

Pengoperasian pelapisan dengan paduan timah-timah berlangsung dengan cara yang sama, tetapi suhu leleh yang lebih tinggi membatasi cakupan metode ini dalam kondisi produksi kerajinan tangan.

Setelah penyalinan, jangan lupa untuk membersihkan papan dari fluks dan menurunkannya secara menyeluruh.

Jika Anda memiliki produksi besar, Anda bisa menggunakan tinning kimia.

Menerapkan masker pelindung

Operasi aplikasi masker pelindung ulangi persis semua yang tertulis di atas: kita aplikasikan photoresist, keringkan, tan, pusatkan masker foto, ekspos, kembangkan, cuci, dan tan lagi. Tentu saja, kami melewatkan langkah-langkah pemeriksaan kualitas pengembangan, pengetsaan, penghilangan photoresist, tinning, dan pengeboran. Terakhir, tancapkan masker selama 2 jam pada suhu sekitar 90-100°C - masker akan menjadi kuat dan keras, seperti kaca. Masker yang terbentuk melindungi permukaan PP dari pengaruh luar dan secara teoritis melindungi dari pengaruh luar kemungkinan arus pendek selama operasi. Ini juga memainkan peran penting dalam penyolderan otomatis: mencegah solder “duduk” di area yang berdekatan, menyebabkan hubungan arus pendek.

Itu saja, papan sirkuit cetak dua sisi dengan topeng sudah siap

Saya harus membuat PP dengan cara ini dengan lebar trek dan jarak antar trek hingga 0,05 mm (!). Tapi ini sudah menjadi pekerjaan perhiasan. Dan tanpa banyak usaha, Anda dapat membuat PP dengan lebar lintasan dan jarak antar keduanya 0,15-0,2 mm.

Saya tidak menggunakan masker pada papan yang terlihat di foto; hal itu tidak diperlukan.

Papan sirkuit tercetak dalam proses pemasangan komponen di atasnya

Dan berikut adalah perangkat tempat PP itu dibuat:

Ini adalah jembatan telepon seluler yang memungkinkan Anda mengurangi biaya layanan komunikasi seluler sebanyak 2-10 kali lipat, untuk itu perlu dipusingkan dengan PP;). PCB dengan komponen yang disolder terletak di dudukannya. Dulunya biasa saja Pengisi daya untuk baterai ponsel.

informasi tambahan

Metalisasi lubang

Anda bahkan dapat membuat lubang logam di rumah. Untuk ini Permukaan dalam lubang diolah dengan larutan perak nitrat (lapis) 20-30%. Kemudian permukaan dibersihkan dengan alat pembersih yg terbuat dr karet dan papan dikeringkan di bawah sinar matahari (bisa menggunakan lampu UV). Inti dari operasi ini adalah di bawah pengaruh cahaya, perak nitrat terurai, dan inklusi perak tetap berada di papan. Selanjutnya, pengendapan kimia tembaga dari larutan dilakukan: tembaga sulfat ( tembaga sulfat) 2 g, soda api 4 g, amonia 25% 1 ml, gliserin 3,5 ml, formaldehida 10% 8-15 ml, air 100 ml. Umur simpan larutan yang disiapkan sangat singkat, harus disiapkan segera sebelum digunakan. Setelah tembaga diendapkan, papan dicuci dan dikeringkan. Lapisannya ternyata sangat tipis, ketebalannya harus ditingkatkan menjadi 50 mikron dengan cara galvanis.

Solusi pengaplikasian pelapisan tembaga dengan cara electroplating:
Untuk 1 liter air, 250 g tembaga sulfat (copper sulfate) dan 50-80 g asam sulfat pekat. Anoda adalah pelat tembaga yang digantung sejajar dengan bagian yang dilapisi. Tegangan harus 3-4 V, rapat arus 0,02-0,3 A/cm 2, suhu 18-30°C. Semakin rendah arusnya, semakin lambat proses metalisasinya, namun semakin baik lapisan yang dihasilkan.

Sepotong papan sirkuit tercetak yang menunjukkan metalisasi di dalam lubang

Fotoresis buatan sendiri

Photoresist berdasarkan gelatin dan kalium bikromat:
Solusi pertama: tuangkan 15 g gelatin ke dalam 60 ml air matang dan biarkan membengkak selama 2-3 jam. Setelah agar-agar membengkak, masukkan wadah ke dalam penangas air dengan suhu 30-40°C hingga agar-agar larut sempurna.
Solusi kedua: larutkan 5 g kalium dikromat (krompik, bubuk oranye terang) dalam 40 ml air matang. Larutkan dalam cahaya rendah dan tersebar.
Tuang larutan kedua ke dalam larutan pertama sambil diaduk kuat. Tambahkan beberapa tetes ke dalam campuran yang dihasilkan menggunakan pipet. amonia sampai diperoleh warna jerami. Emulsi diaplikasikan pada papan yang telah disiapkan di bawah cahaya yang sangat redup. Papan dikeringkan sampai bebas lengket pada suhu kamar dalam keadaan gelap gulita. Setelah terpapar, bilas papan di bawah cahaya sekitar yang redup dengan air hangat yang mengalir sampai gelatin yang tidak disamak hilang. Untuk mengevaluasi hasilnya dengan lebih baik, Anda bisa mengecat area dengan gelatin yang belum dihilangkan dengan larutan kalium permanganat.

Fotoresist buatan sendiri yang ditingkatkan:
Larutan pertama: 17 g lem kayu, 3 ml larutan amoniak, 100 ml air, biarkan membengkak selama sehari, kemudian panaskan dalam penangas air pada suhu 80°C hingga larut sempurna.
Larutan kedua: 2,5 g kalium dikromat, 2,5 g amonium dikromat, 3 ml larutan amonia berair, 30 ml air, 6 ml alkohol.
Setelah larutan pertama mendingin hingga 50°C, tuangkan larutan kedua ke dalamnya sambil diaduk kuat dan saring campuran yang dihasilkan ( Operasi ini dan selanjutnya harus dilakukan di ruangan yang gelap, sinar matahari tidak diperbolehkan!). Emulsi diterapkan pada suhu 30-40°C. Lanjutkan seperti pada resep pertama.

Photoresist berdasarkan amonium dikromat dan polivinil alkohol:
Siapkan larutan: polivinil alkohol 70-120 g/l, amonium dikromat 8-10 g/l, etanol 100-120 gram/l. Hindari cahaya terang! Aplikasikan dalam 2 lapisan: lapisan pertama dikeringkan 20-30 menit pada suhu 30-45°C lapisan kedua dikeringkan 60 menit pada suhu 35-45°C. Pengembang larutan etil alkohol 40%.

Tinning kimia

Pertama-tama, papan harus diambil untuk menghilangkan oksida tembaga yang terbentuk: 2-3 detik dalam larutan asam klorida 5%, diikuti dengan membilasnya dengan air mengalir.

Cukup melakukan pelapisan kimia dengan merendam papan dalam larutan berair yang mengandung timah klorida. Pelepasan timah pada permukaan lapisan tembaga terjadi bila direndam dalam larutan garam timah yang potensial elektronegatif tembaganya lebih besar dibandingkan bahan pelapisnya. Perubahan potensial ke arah yang diinginkan difasilitasi dengan memasukkan aditif pengompleks, tiokarbamid (tiourea), ke dalam larutan garam timah. Jenis solusi ini punya barisan berikutnya(g/l):

Di antara larutan yang terdaftar, larutan 1 dan 2 adalah yang paling umum. Kadang-kadang, penggunaan deterjen Progress dalam jumlah 1 ml/l disarankan sebagai surfaktan untuk larutan pertama. Menambahkan 2-3 g/l bismut nitrat ke larutan ke-2 menyebabkan pengendapan paduan yang mengandung hingga 1,5% bismut, yang meningkatkan kemampuan solder lapisan (mencegah penuaan) dan sangat meningkatkan umur simpan PCB jadi sebelum disolder komponen.

Untuk mengawetkan permukaan, semprotan aerosol berdasarkan komposisi fluks digunakan. Setelah kering, pernis yang diaplikasikan pada permukaan benda kerja membentuk lapisan tipis yang kuat dan halus yang mencegah oksidasi. Salah satu zat yang populer adalah “SOLDERLAC” dari Cramolin. Penyolderan selanjutnya dilakukan langsung pada permukaan yang dirawat tanpa penghilangan pernis tambahan. Dalam kasus penyolderan yang sangat kritis, pernis dapat dihilangkan dengan larutan alkohol.

Larutan timah buatan akan rusak seiring berjalannya waktu, terutama bila terkena udara. Oleh karena itu, jika Anda jarang menerima pesanan dalam jumlah besar, maka usahakan untuk menyiapkan larutan dalam jumlah sedikit sekaligus, cukup untuk pengalengan. kuantitas yang dibutuhkan PP, dan simpan sisa larutan dalam wadah tertutup (botol dari jenis yang digunakan dalam fotografi yang tidak memungkinkan udara masuk adalah yang ideal). Larutan juga perlu dilindungi dari kontaminasi, yang dapat sangat menurunkan kualitas bahan.

Sebagai kesimpulan, saya ingin mengatakan bahwa masih lebih baik menggunakan photoresist yang sudah jadi dan tidak repot dengan lubang metalisasi di rumah; Anda tetap tidak akan mendapatkan hasil yang bagus.

Terima kasih banyak kepada calon ilmu kimia Filatov Igor Evgenievich untuk konsultasi tentang masalah-masalah yang berkaitan dengan kimia.
Saya juga ingin mengucapkan terima kasih Igor Chudakov."

Dalam posting ini saya akan menganalisis metode populer untuk membuat papan sirkuit tercetak sendiri di rumah: LUT, photoresist, gambar tangan. Dan juga program apa yang terbaik untuk menggambar PP.

Dahulu kala, perangkat elektronik dipasang menggunakan Pendakian gunung. Saat ini, hanya amplifier audio tabung yang dirakit dengan cara ini. Sedang bepergian instalasi sirkuit cetak, yang telah lama berubah menjadi industri nyata dengan trik, fitur, dan teknologinya sendiri. Dan ada banyak trik di sana. Terutama saat membuat PCB untuk perangkat frekuensi tinggi. (Saya rasa saya akan melakukan review literatur dan fitur perancangan lokasi konduktor PP suatu hari nanti)

Prinsip umum pembuatan papan sirkuit tercetak (PCB) adalah menerapkan track pada permukaan yang terbuat dari bahan non-konduktif yang menghantarkan arus ini. Trek menghubungkan komponen radio sesuai dengan rangkaian yang diperlukan. Outputnya adalah peralatan elektronik, yang dapat diguncang, dibawa, dan terkadang bahkan basah tanpa takut rusak.

DI DALAM garis besar umum Teknologi pembuatan papan sirkuit tercetak di rumah terdiri dari beberapa langkah:

Pilih laminasi fiberglass foil yang sesuai. Mengapa textolite? Lebih mudah untuk mendapatkannya. Ya, dan ternyata lebih murah. Seringkali ini cukup untuk perangkat amatir.
Terapkan desain papan sirkuit tercetak ke PCB
Keluarkan sisa kertas timah. Itu. singkirkan sisa kertas timah dari area papan yang tidak memiliki pola konduktor.
Bor lubang untuk kabel komponen. Jika Anda perlu mengebor lubang untuk komponen dengan kabel. Ini jelas tidak diperlukan untuk komponen chip.
Timah jalur yang membawa arus
Oleskan masker solder. Opsional jika Anda ingin membuat papan Anda terlihat lebih mirip dengan papan pabrik.

Pilihan lainnya adalah dengan memesan papan dari pabrik. Saat ini banyak perusahaan yang menyediakan jasa produksi papan sirkuit cetak. Anda akan menerima papan sirkuit cetak pabrik yang sangat bagus. Mereka akan berbeda dari amatir tidak hanya dengan adanya topeng solder, tetapi juga dalam banyak parameter lainnya. Misalnya, jika Anda memiliki PCB dua sisi, maka papan tersebut tidak akan memiliki lubang metalisasi. Anda dapat memilih warna topeng solder, dll. Keuntungannya banyak, tinggal punya waktu berliur-liur saja!

Langkah 0

Sebelum membuat PCB, harus digambar di suatu tempat. Anda dapat menggambarnya dengan cara lama di kertas grafik dan kemudian mentransfer gambar tersebut ke benda kerja. Atau Anda dapat menggunakan salah satu dari banyak program untuk membuat papan sirkuit tercetak. Program-program ini disebut secara umum CAD (CAD). Beberapa opsi yang tersedia untuk amatir radio termasuk DeepTrace (versi gratis), Sprint Layout, Eagle (tentu saja, Anda juga dapat menemukan yang khusus seperti Altium Designer)

Dengan menggunakan program ini, Anda tidak hanya dapat menggambar PCB, tetapi juga mempersiapkannya untuk produksi di pabrik. Bagaimana jika Anda ingin memesan selusin syal? Dan jika Anda tidak mau, akan lebih mudah untuk mencetak PP seperti itu dan membuatnya sendiri menggunakan LUT atau photoresist. Namun lebih lanjut tentang itu di bawah.

Langkah 1

Jadi, benda kerja PP dapat dibagi menjadi dua bagian: alas non-konduktif dan lapisan konduktif.

Ada blanko yang berbeda untuk PP, tetapi paling sering blanko tersebut berbeda dalam bahan lapisan non-konduktif. Anda dapat menemukan substrat yang terbuat dari getinax, fiberglass, alas fleksibel yang terbuat dari polimer, komposisi kertas selulosa dan fiberglass dengan resin epoksi, bahkan dasar logam Itu terjadi. Semua bahan ini tumpah secara fisik dan peralatan mekanis. Dan dalam produksinya, bahan PP dipilih berdasarkan pertimbangan keekonomian dan kondisi teknis.

Untuk PP rumahan, saya merekomendasikan foil fiberglass. Mudah didapat dan harga terjangkau. Getinaks mungkin lebih murah, tapi secara pribadi saya tidak tahan dengan harganya. Jika Anda pernah membongkar setidaknya satu perangkat China yang diproduksi secara massal, Anda mungkin pernah melihat PCB terbuat dari apa? Mereka rapuh dan berbau busuk saat disolder. Biarkan orang Cina menciumnya.

Tergantung pada perangkat yang dirakit dan kondisi pengoperasiannya, Anda dapat memilih textolite yang sesuai: satu sisi, dua sisi, dengan ketebalan yang berbeda foil (18 mikron, 35 mikron, dll., dll.

Langkah 2

Untuk menerapkan pola PP pada dasar foil, amatir radio telah mengembangkan banyak metode. Diantaranya adalah dua yang paling populer saat ini: LUT dan photoresist. LUT adalah singkatan dari teknologi penyetrikaan laser. Seperti namanya, Anda memerlukan printer laser, setrika, dan kertas foto glossy.

LUT

Gambar cermin dicetak pada kertas foto. Kemudian diaplikasikan pada foil PCB. Dan itu memanas dengan baik dengan setrika. Suhu menyebabkan toner pada kertas foto glossy menempel kertas tembaga. Setelah pemanasan, papan direndam dalam air dan kertas dikeluarkan dengan hati-hati.

Foto di atas menunjukkan papan setelah digores. Warna hitam pada jalur saat ini disebabkan karena jalur tersebut masih tertutup toner yang mengeras dari printer.

fotoresist

Ini adalah teknologi yang lebih kompleks. Namun dengan bantuannya Anda bisa mendapatkan hasil yang lebih baik: tanpa mordan, trek yang lebih tipis, dll. Prosesnya mirip dengan LUT, namun desain PP dicetak pada film transparan. Ini menciptakan template yang dapat digunakan berulang kali. Kemudian “photoresist” diterapkan pada PCB—film atau cairan yang sensitif terhadap ultraviolet (photoresist bisa berbeda).

Kemudian photomask berpola PP dipasang kuat di atas photoresist dan kemudian sandwich ini disinari dengan lampu ultraviolet dalam waktu yang terukur dengan jelas. Harus dikatakan bahwa pola PP pada photomask dicetak terbalik: jalurnya transparan dan rongganya gelap. Hal ini dilakukan agar ketika photoresist terkena cahaya, area photoresist yang tidak tertutup template bereaksi terhadap radiasi ultraviolet dan menjadi tidak larut.

Setelah pemaparan (atau pemaparan, sebagaimana para ahli menyebutnya), papan “berkembang” - area yang terpapar menjadi gelap, area yang tidak terpapar menjadi terang, karena photoresist di sana larut begitu saja dalam pengembang (biasanya soda abu). Kemudian papan digores dalam larutan, dan kemudian photoresist dihilangkan, misalnya dengan aseton.

Jenis fotoresist

Ada beberapa jenis photoresist di alam: cair, film berperekat, positif, negatif. Apa bedanya dan bagaimana cara memilih yang tepat? Menurut saya, tidak banyak perbedaan dalam penggunaan amatir. Setelah Anda menguasainya, Anda akan menggunakan tipe itu. Saya hanya akan menyoroti dua kriteria utama: harga dan seberapa nyaman bagi saya pribadi untuk menggunakan photoresist ini atau itu.

Langkah 3

Mengetsa PP blank dengan pola cetak. Ada banyak cara untuk melarutkan bagian foil PP yang tidak terlindungi: mengetsa dengan amonium persulfat, besi klorida, . Saya suka cara terakhir: cepat, bersih, murah.

Kami menempatkan benda kerja dalam larutan etsa, tunggu 10 menit, keluarkan, cuci, bersihkan jejak di papan dan lanjutkan ke tahap berikutnya.

Langkah 4

Papan dapat dilapisi dengan paduan Rose atau Wood, atau cukup menutupi trek dengan fluks dan melapisinya dengan besi solder dan solder. Paduan Mawar dan Kayu adalah paduan multikomponen dengan titik leleh rendah. Dan paduan Wood juga mengandung kadmium. Jadi, di rumah, pekerjaan seperti itu harus dilakukan di bawah tenda dengan filter. Sangat ideal untuk memiliki ekstraktor asap sederhana. Anda ingin hidup bahagia selamanya? :=)

Langkah 6

Saya akan melewatkan langkah kelima, semuanya jelas di sana. Namun mengaplikasikan masker solder merupakan tahap yang cukup menarik dan bukan tahap yang paling mudah. Jadi mari kita pelajari lebih detail.

Masker solder digunakan dalam proses pembuatan PCB untuk melindungi jalur papan dari oksidasi, kelembapan, fluks saat memasang komponen, dan juga untuk memudahkan pemasangan itu sendiri. Terutama ketika komponen SMD digunakan.

Biasanya untuk melindungi track PP tanpa masker dari bahan kimia. dan untuk menghindari paparan, amatir radio berpengalaman menutupi trek tersebut dengan lapisan solder. Setelah dikalengkan, papan seperti itu seringkali tidak terlihat bagus. Namun yang lebih buruk adalah selama proses pengalengan, Anda bisa membuat trek terlalu panas atau menggantungkan "ingus" di antara keduanya. Dalam kasus pertama, konduktor akan jatuh, dan dalam kasus kedua, "ingus" yang tidak terduga tersebut harus dihilangkan untuk menghilangkannya. hubungan pendek. Kerugian lainnya adalah peningkatan kapasitansi antara konduktor tersebut.

Pertama-tama: masker solder cukup beracun. Semua pekerjaan harus dilakukan di tempat yang berventilasi baik (sebaiknya di bawah tenda), dan hindari masker mengenai kulit, selaput lendir, dan mata.

Saya tidak bisa mengatakan bahwa proses pengaplikasian masker ini cukup rumit, namun tetap membutuhkan jumlah besar Langkah. Setelah memikirkannya, saya memutuskan untuk memberikan tautan ke penjelasan yang kurang lebih rinci tentang penerapan masker solder, karena saat ini tidak ada cara untuk mendemonstrasikan prosesnya sendiri.

Berkreasilah guys, menarik =) Membuat PP di zaman kita ini tidak hanya sekedar kerajinan tangan, tapi seni yang utuh!

Kisah mendetail tentang teknologi “penyetrikaan laser” yang populer untuk pembuatan papan sirkuit cetak, fitur dan nuansanya.

Papan sirkuit tercetak telah digunakan dalam teknik radio sejak lama. Dalam kondisi produksi, terdapat berbagai peralatan yang memungkinkan produksi papan dalam skala massal. Papan semacam itu sebelumnya diproduksi dengan menggunakan metode pencetakan offset, oleh karena itu disebut “dicetak”.

Di laboratorium kelistrikan rumah atau pabrik yang terlibat dalam perbaikan peralatan listrik, papan tersebut harus dicat dengan tangan dengan berbagai pernis. Berbagai macam alat menggambar digunakan, mulai dari korek api hingga jarum suntik dan pulpen kaca.

Produktivitas tenaga kerja tersebut rendah, dan kualitasnya masih jauh dari yang diinginkan. Jika perlu membuat beberapa papan yang identik, maka papan kedua digambar tanpa banyak inspirasi, dan papan berikutnya tidak menambah optimisme.

Kini teknologi komputer telah merambah ke segala bidang aktivitas manusia, termasuk radio amatir. Saat ini Anda tidak lagi harus menggambar papan sirkuit tercetak dengan tangan, kecuali papan sirkuit yang sangat sederhana yang bahkan dapat dipotong dengan pisau. Tapi hal pertama yang pertama.

Pertama-tama, PCB harus dirancang sesuai prinsip Diagram listrik. Pekerjaan serupa dilakukan di komputer menggunakan program khusus. Program paling sederhana dan paling mudah diakses adalah Sprint-Layout. Semuanya gratis dan dapat diunduh secara online. Antarmukanya intuitif dan penggunaan program ini tidak menimbulkan kesulitan.

Dalam versi program mulai dari yang ketiga, dimungkinkan untuk menyisipkan gambar dan cukup menjiplaknya dengan garis trek yang dicetak. Fitur ini memungkinkan Anda memproduksi papan yang diterbitkan di majalah. Gambar dari majalah, jika hanya dicetak, biasanya tidak memberikan kualitas yang dibutuhkan.

Setelah PCB dirancang dan diuji, PCB tersebut harus dipindahkan ke blanko PCB yang akan datang. Dan pada tahap inilah Anda harus berhati-hati dan berhati-hati.

Pertama-tama, Anda harus memberi tahu kami cara mencetak dan tentang apa. Ini adalah dua pertanyaan utama yang menjadi sandaran hasil akhirnya.

Desain papan dicetak pada printer laser ketika semua mode hemat energi dimatikan, yang memungkinkan Anda menerapkannya semaksimal mungkin lapisan tebal toner. Ini membantu meningkatkan transfer toner ke blanko PCB. Saat ini teknologi ini disebut “penyetrikaan laser”.

Arti umumnya cukup sederhana: desain diletakkan pada benda kerja (fiberglass berlapis foil), tentunya dengan desain disejajarkan dengan foil, kemudian disetrika dengan setrika biasa. Toner, yang meleleh, dipindahkan ke foil, meninggalkan pola papan sirkuit tercetak di atasnya. Setelah itu, kertas direndam dalam air, dan papan digores seperti biasa dalam larutan besi klorida.

Sekarang tentang seluk-beluk dan detail keseluruhan proses.

Pertama-tama, apa yang harus saya cetak? Ketika teknologi ini hanya diketahui melalui rumor, desain tersebut diyakini harus dicetak pada kertas dengan kualitas paling rendah. Kertas jenis ini, tipis dan berwarna coklat, ditujukan untuk mesin tik. Tidak mungkin merendam kertas ini, jadi tampaknya diusulkan untuk melarutkannya terlebih dahulu dengan asam klorida. Kertasnya tidak larut dengan baik, dan bersamaan dengan itu, sebagian gambarnya.

Pada saat itu, sebagian besar peneliti rupanya mencetak gambar serupa di percetakan pemerintah, sehingga ada usulan untuk mencetaknya bahkan di percetakan rumah tangga. alumunium foil, beberapa film dan saya belum ingat film apa.

Faktanya, semuanya menjadi lebih sederhana: kertas berlapis dari majalah mengkilap paling cocok. Pada saat yang sama, gambar dan foto di halaman tidak mempengaruhi kualitas. Satu-satunya hal adalah Anda harus secara eksperimental memilih majalah yang memberikan kualitas terbaik. Beberapa majalah diberi kapur sedemikian rupa sehingga menempel pada kertas timah bahkan tanpa toner.

Batas-batas papan pada cetakan paling baik ditunjukkan menggunakan "tanda silang" (opsi ini ada dalam program) daripada dalam bingkai. Bingkai dapat menarik kertas selama proses menyetrika dan merusak desain.

Kebetulan gambarnya tidak mulus pertama kali, jadi Anda perlu mencetak beberapa salinannya pada satu lembar kertas. Jumlah gambar pada satu lembar diatur dalam program.

Bagian kosong untuk papan tidak boleh dipotong sesuai ukuran, tetapi ada margin 6...10 mm di bagian tepinya. Itu dipotong setelah papan siap. Hal ini diperlukan agar jalur luar dari pola tersebut dapat diperoleh dengan baik. Tidak jelas alasannya, jalur-jalur khusus ini tidak diperlancar dengan baik. Oleh karena itu, tepi tajam kertas timah harus tumpul dengan menghilangkan talang kecil.

Sebelum menghaluskan desain dengan setrika, benda kerja harus diampelas dengan amplas agar permukaan foil memperoleh warna matte. Setelah itu, degrease permukaan dengan aseton atau bensin.

Kemudian letakkan kertas dengan pola menghadap ke atas permukaan rata, dan dengan kertas timah di atasnya, arahkan di sepanjang tanda silang, papan kosong. Untuk memperbaiki benda kerja, tekuk tepi kertas di dalam kemasan yang dihasilkan. Saat menyetrika, letakkan tas secara alami dengan kertas menghadap ke atas.

Setrika biasa untuk menyetrika pakaian harus dipanaskan hingga 200 derajat. Suhu dapat dipantau dengan avometer, atau dipilih secara eksperimental.

Penyetrikaan sebaiknya dilakukan terlebih dahulu dengan seluruh bidang setrika untuk menghangatkan papan, dan menjelang akhir proses, ratakan kertas dengan pinggiran setrika. Agar kertas yang sudah dilapisi tidak menempel pada setrika pada awal penyetrikaan, Anda bisa meletakkan kertas bersih biasa di bawah setrika. Sebaiknya letakkan folder karton atau majalah di bawah benda kerja yang akan disetrika. Ini akan memungkinkan papan sedikit melentur, yang akan menghilangkan pengaruh ketidakrataan, baik pada papan itu sendiri maupun pada desktop.

Setelah disetrika, seluruh kemasan harus didinginkan dengan menggunakan setrika lain, hanya yang dingin saja, agar desain lebih terpasang pada papan.

Setelah prosedur ini, kertas yang dihaluskan harus direndam dalam air hangat bersuhu 50...60 derajat. Jika kertas sudah cukup basah, kertas harus dikeluarkan dengan hati-hati. Hapus sisa kertas yang menempel di papan dengan menggosoknya menggunakan jari Anda, seperti stiker.

Setelah kesan diterima kualitas baik, benda kerja harus dietsa seperti biasa dalam larutan besi klorida. Setelah etsa, polanya dihilangkan dengan aseton atau bensin.

Program Sprint-Layout memungkinkan Anda menggambar lubang untuk bagian-bagian pada bantalan. Lubang-lubang ini harus dibuat dengan diameter minimal 0,7...0,8 mm. Kemudian foil di dalamnya akan digores ke PCB dan tidak perlu membuat inti lubang: bor akan dipusatkan di lubang yang tergores ini. Ketepatan pengeboran sedemikian rupa sehingga bahkan sirkuit mikro dalam 40 paket timah “duduk” di tempatnya tanpa ada tekukan kaki.

Boris Aladyshkin