Простая технология изготовления печатных плат

Большинство промышленных способов изготовления плат с печатным монтажом требуют сложного оборудования и дефицитных материалов.

В ремонтных и любительских условиях технология изготовления печатных плат может быть упрощена за счет введения ручных операций. Ниже предлагаются три способа изготовления печатного монтажа и печатных схем. Мастер или радиолюбитель может выбрать любой из этих способов и нужный ему материал.

Способ переноса. Проводники печатного монтажа, вырезанные из медной или латунной фольги и смонтированные на какой-либо временной подложке (например, на миллиметровой бумаге), наклеиваются на диэлектрик, после чего подложка удаляется. Этот способ ценен тем, что печатные проводники можно наклеить на любой плоский диэлектрик и не требуется сложной оснастки и дефицитных материалов.

Химический способ. На фольгированный гетинакс тем или иным способом наносится рисунок печатного монтажа, после чего незащищенные места вытравляют. Этот способ менее трудоемок, но для него требуется раствор — хлорное железо, которое не всегда можно приобрести.

Механический способ. На фольгированный гетинакс наносится рисунок монтажа, а затем фольга с пробельных мест удаляется ножом, резаком, скальпелем или фрезой. Этот способ самый простой, но требует от мастера или радиолюбителя определенных навыков.
СПОСОБ ПЕРЕНОСА
Для изготовления печатной платы по этому способу требуются: гетинакс толщиной от 1 до 2 мм, медная фольга толщиной 0,05—0,06 мм, клей БФ-2, клей конторский универсальный казеиновый (можно использовать синдетикон), миллиметровка, пергамент, копировальная и писчая бумага. Из приспособлений требуются только две металлические пластины, между которыми зажимается плата при наклейке печатной схемы.

Под миллиметровку, на которой вычерчен в натуральную величину 

печатный монтаж, гюдкладывают последовательно: копировальную бумагу, кальку карандашную, фольгу и, наконец, какую-либо подложку, например несколько листов бумаги или картон. Все листы скрепляют по краям скрепками, после чего полученную пачку кладут на ровный металлический лист или стекло и остро заточенным твердым карандашом тщательно обводят контуры проводников печатного монтажа. После снятия скрепок получают пергамент, на котором будет виден четкий рисунок печатного монтажа; такой же рисунок будет и на фольге.

Фольгу перед нанесением на нее рисунка надо обработать с одной стороны шлифовальной шкуркой, чтобы она лучше приклеивалась к гети-наксу. При копировке фольгу кладут шероховатой стороной вниз. По контурам печатного монтажа ножницами вырезают из фольги проводники и приклеивают'их глянцевой стороной казеиновым клеем к пергаменту (рис. 106). Клей следует наносить тонким равномерным слоем и следить при наклейке проводников на пергамент за точным совмещением контуров проводников с рисунком на пергаменте. Для точного размещения проводников относительно краев гетинаксовой платы на пергамент наклеивают центрирующую рамку. Схему наклеивают на гетинак-совую плату сразу же после того, как проводники схемы смонтированы на пергаменте; если клей высохнет, проводники могут отделиться от пергамента. Плату обрезают так, чтобы она точно входила внутрь накленной на пергамент центрирующей рамки. Сторону гетинаксовой платы, где будут наклеены проводники, прошлифовывают шкуркой.

Проводники, смонтированные на пергаменте, а также гетинаксовую плату обезжиривают ацетоном, спиртом, грушевой эссенцией или любым другим растворителем. После этого обе склеиваемые поверхности (проводники и гетинаксовую плату) покрывают тонким слоем клея БФ-2, которому дают подсохнуть в течение 10—20 мин. Затем на поверхность проводников кисточкой вторично наносят слой клея и на смазанный клеем печатный монтаж кладут гетинаксовую плату шероховатой стороной вниз. Весь пакет зажимают между двумя металлическими пластинами, которые стягивают винтами и выдерживают в таком виде в течение часа при комнатной температуре. После этого пакет нагревают до 120° С и выдерживают при этой температуре 3 ч. Если печатная плата небольшая, то нагревать ее можно с помощью электрического утюга, прикрепив пакет к гладильной поверхности. Особенно удобен утюг с терморегулятором.

После остывания пакет разбирают и острым скальпелем или ножом соскабливают прикленный к плате пергамент-подложку. Пергамент увлажняют горячей водой. Когда весь пергамент будет соскоблен с платы, последнюю шлифуют мелкой шкуркой и промывают растворителем. В плате сверлят отверстия для крепления деталей. Необходимо следить за тем, чтобы отверстия проходили через центры контактных площадок.

ХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ

На фольгированный гетинакс наносят рисунок печатных проводников кислотоупорным лаком или наклеивают полоски из липкой ленты, которые защищают от травящего раствора те места фольги, которые должны остаться на плате.

Для изготовления любительских плат с печатным монтажом больше всего подходят заводской фольгированный гетинакс марки ГФ-I (для односторонних печатных плат) и ГФ-2 (для двусторонних). Если заводской фольгированный гетинакс достать невозможно, радиолюбитель или мастер могут изготовить его сами, воспользовавшись советом 81.

Химический способ изготовления печатного монтажа имеет несколько разновидностей, отличающихся методом нанесения изображения печатного монтажа на фольгированиую заготовку. Рисунок печатного монтажа может быть выполнен ручным (рисовальным) способом с помощью кисточки и рейсфедера; с помощью липкой ленты.

Способ ручного нанесения печатного монтажа. Через копировальную бумагу рисунок монтажа переносят на фольгированный гетинакс со стороны фольги.

В местах, где должны быть отверстия, керном набивают углубления (рис. 107, а), после чего миллиметровку и копировальную бумагу удаляют. Места фольги, которые должны остаться на плате, закрашивают нитролаком, цапонлаком, асфальтобитумным или каким-либо другим лаком. Сначала на все набитые керном углубления ставят лаком точки. Проще всего это сделать спичкой, обмакнув ее конец в лак. Нужно следить за тем, чтобы углубление, набитое керном, было в центре точки. Диаметр точки должен быть 2,5—3 мм (рис. 107, б). Когда все точки поставлены, их соединяют лаком между собой согласно схеме. Соединительные кривые линии проводят кисточкой № 2 или 3, а прямые линии — рейсфедером (рис. 107, в).

Когда лак высохнет, плату ретушируют, т. е. подправляют рисунок скальпелем, лезвием безопасной бритвы или специальным скребком для ретуши фотографий (рис. 107, г).

Отретушированную плату подвергают травлению в фарфоровой или пластмассовой фотографической ванночке с раствором хлорного железа плотностью 1,3 (для получения такого раствора в стакан емкостью 200 см3 кладут 150 г. хлорного железа и заливают его до краев водой). Ванночку энергично и непрерывно покачивают, через каждые 5 мин плату осторожно протирают ватным тампоном, который удерживают пинцетом, чтобы удалить продукты реакции с пробельных участков платы, замедляющие процесс травления. Полностью схема вытравливается за 40—50 мин. Если же раствор хлорного железа подогреть до 40° С, то плата вытравится за 10 мин.

Затем с вытравленной платы растворителем удаляют лак, хорошо ее промывают несколько раз попеременно холодной и горячей водой, сушат, а в местах, набитых керном, сверлят в плате отверстия для выводов радио-деталей (рис. 107, д). Во избежание отклеивания (отслаивания) проводников от материала платы отверстия сверлят со стороны фольги вначале сверлом диаметром 0,5—0,8 мм. Потом все отверстия с обеих сторон платы зенкуют сверлом, заточенным под углом 90° с таким расчетом, чтобы после рассверловки сверлом требуемого диаметра на отверстиях остались фаски примерно 0,1—0,2X90°.

Способ выполнения рисунка печатного монтажа с помощью липкой ленты. На фольгированный гетинакс наклеивают кружки и полоски, вырезанные из липкой полихлорвиниловой изоляционной ленты (синей). Кружки и полоски заготавливают следующим образом. На мотке изоляционной ленты делают надрез глубиной 1,5—2 мм (рис. 108, а), отделяют от круга несколько слоев ленты и острым ножом по линейке вырезают полоски, а высечкой вырубают кружки (рис. 108,6). Ширина полосок и диаметр зависят от чертежа печатного монтажа (обычно полоски имеют ширину 1—2 мм, а диаметр кружков 2,5—3 мм).

Высечку лучше всего выточить из стали и закалить (рис. 108, в). После вырубки получим стопку лежащих друг на друге кружков. Подготовив детали из липкой ленты, приступают к изготовлению печатной платы.

Заготовку из фольгированного гетинакса обезжиривают (промыв 

миллиметровку с чертежом печатного монтажа и через миллиметровку набивают керном углубления в местах заготовки, где должны быть отверстия, после чего миллиметровку удаляют. Затем из стопки кружков липкой ленты с помощью скальпеля и пинцета отделяют один кружок (рис. 108, г) и наклеивают его на углубление, набитое керном таким образом, чтобы углубление было точно в центре кружка.

После наклейки всех кружков наклеивают липкие полоски, соединяя между собой контактные площадки (кружки) согласно чертежу печатной платы, выполненному на миллиметровке. При этом надо придерживаться следующих правил: не касаться руками клеящей поверхности полоски, при наклейке не растягивать ленту, а укладывать ее без дополнительных продольных усилий; изгибы проводников делать возможно большего радиуса; соединять полоски с кружками так, как показано на рис. 109 а, т. е. встык и закрашивать промежуток между кружком и полоской кислотоупорной краской. Если же соединение делать внакладку (рис. 109, б), что кажется более простым, то при травлении травящий раствор попадет между полоской и кружком и после травления концы полосок подтравятся и будут иметь вид, показанный на рис. 109 б. Следовательно, такое соединение все равно требует закраски мест стыка кружка и полоски (см. рис. 109. а). Затем плату травят в указанных выше растворах, промывают и сушат.

МЕХАНИЧЕСКИЙ СПОСОБ

Имеются две разновидности этого способа изготовления печатных плат: 1) удаление фольги с пробельных мест путем фрезеровки, 2) срезание и соскабливание фольги ножом или резаком.

Способ фрезерования. На фольгированный гетинакс наносят рисунок печатного монтажа, причем печатный монтаж должен быть спроектирован с узкими пробельными участками (ширина ах должна равняться диаметру бора).

Металлическую фольгу с пробельных мест удаляют фрезой (зубным бором), закрепленной в патроне, сидящем на оси электромотора (рис. 110).

После фрезерования плату шлифуют мелкой шкуркой, сверлят в ней отверстия и обрезают.

Способ вырезания фольги. Это, пожалуй, самый простой способ изготовления печатного монтажа, он не требует почти никакой оснастки. Из материалов необходим только фольгированный гетинакс.

Как и в ранее описанном способе, на плату наносят рисунок печатного монтажа и по контуру пробельных участков острым ножом по линейке прорезают фольгу. Затем край фольги ножом отделяют от гетинакса и отрывают вдоль разрезов (рис. 111).При прорезании фольги нож иногда срывается и прорезает схему. Чтобы избежать этого, на линейку устанавливают металлический ограничитель (рис. 112). На линейке ставят черточку, показывающую, до какого места доходит режущий конец ножа, когда последний упирается в ограничитель. Линейку кладут таким образом, чтобы риска показывала конец разреза, который делается в фольге.