Радиолюбительская технология изготовление печатных плат

Для монтажа электронного прибора необходим фольгированный материал, из которого изготавливаются печатные платы. Но по тем или иным причинам он не всегда бывает в наличии. Можно воспользоваться простой установкой, с помощью которой изготавливают фольгированный материал и печатные платы. Установка состоит из ванночки (алюминиевой, эмалированной), в которую наливается насыщенный раствор медного купороса. В растворе находятся два электрода: анод, подключаемый к плюсу источника тока, и катод, подключаемый к минусу.

В качестве анода применена латунная пластина, но можно применить анод из отдельных прутков. Такой анод состоит из девяти-десяти латунных прутков диаметром 5 мм, спаянных посередине стальной, латунной или медной полоской шириной 3...4 мм. К полоске припаиваются три стальных винта МЗ, при помощи которых анод закрепляется на пластине из оргстекла. Винты, места нанесения припоя и полоска покрываются клеем БФ-2, а после высыхания клея — лаком НЦ-228. Покрытие клеем БФ-2 применяется для того, чтобы лак лучше держался на металлических поверхностях. Длина и ширина анода должны быть равны размерам катода.

Катод состоит из прямоугольного основания, выполненного из листового алюминия толщиной 1...1,5 мм (рис. 1). К основанию при помощи восьми винтов МЗ крепится рамка из оргстекла. К алюминиевой пластине крепится контактный лепесток с припаянным к нему проводом. Снизу алюминиевая пластина, гайки и винты покрываются сначала клеем БФ-2, а затем лаком НЦ-228, т. е. делается надежная электроизоляция этих металлических поверхностей.

Для получения медной фольги следует сделать несколько простых подготовительных операций. Вначале готовится графитовая суспензия. Графитовые стержни от батареек или стержни от простых карандашей истираются напильником в порошок, .затем в порошок добавляется ацетон или растворитель марки 646, 647 и смесь тщательно размешивается. Суспензия затем равномерно разливается по алюминиевой пластине катода с помощью воронки с узким горлышком.

После высыхания суспензии катод при помощи пластилина закрепляется на дне ванночки. В ванночку насыпается порошок медного купороса в небольшом количестве. Это делается для того, чтобы раствор постоянно обогащался по мере выпадения металлической меди в осадок. Затем на ванночку устанавливается планка с анодом и в ванночку медленно наливается раствор медного купороса. На анод и катод подается напряжение, в результате которого возникает электролизный ток, вызывающий на поверхности графитового слоя отложение осадка красной меди, т. е. образование медной фольги.

Рис. 1. Катод: 1 – винты с гайками М3; 2 – рамка; 3 – пластины из алюминия; 4 – винт М3 для крепления контактного лепестка

Периодически анод надо доставать из раствора и протирать влажным куском поролона. Протирать анод ватой или куском ткани нежелательно по той причине, что может происходить текстильное загрязнение анода. Для контроля тока в установку можно включать амперметр.

Опыт показывает, что наиболее приемлемое значение силы электролизного тока 0,8...1,2 А. Продолжительность электролиза 1...1.5 ч. При меньшей силе тока продолжительность электролиза увеличивается. В качестве источника тока можно применять промышленные выпрямители на 12...15 В, рассчитанные на ток не менее 1,0 А. Можно применить самодельный выпрямитель, собранный с выходным кадровым трансформатором ТВК-70. Выходное напряжение такого выпрямителя составляет 15 В. При этом необходим регулятор тока.

По окончании электролиза катод промывается в проточной воде. После промывки медный слой осушивается

промокательной бумагой, затем просушивается примерно 1 ч. Просохшую медную фольгу надрезают вдоль каждой стороны и, слегка поддевая, осторожно снимают с катода. Снятую фольгу очищают от порошка, промывают в растворителе, разравнивают на гладкой поверхности и зачищают микронной наждачной бумагой. После этого можно приступить к изготовлению фольгированно-го материала.

Фольгу и применяемую основу (гетинакс, текстолит, прессованный картон) протирают растворителем и два раза намазывают клеем БФ-2. Затем фольгу накладывают на основу и склеиваемые материалы выдерживают в тисках или струбцине 4...5 ч. Полученный таким образом фольгированный материал можно применять для изготовления печатных плат.

Сделав из тонкой бумаги трафарет, соответствующий рисунку печатной платы, приклеивают его к фольге обычным канцелярским клеем. На все вырезанные места трафарета наносят лак НЦ-228: впоследствии эти места будут токоведущими дорожками. Когда лак высохнет, фольгированный материал с наклеенным трафаретом опускают на 5...10 мин в теплую воду, после чего трафарет легко отделяется от него. Промыв фольгу от остатков клея, к участку фольги, свободному от лака, надо припаять провод и место пайки закрыть лаком. После этого можно приступить к процессу травления.

Травление печатной платы можно производить в насыщенном растворе поваренной соли. Для этого надо алюминиевую ванночку, в которой находится раствор поваренной соли, соединить с минусом источника тока, а плату соединить с плюсом источника. Погруженная в раствор плата будет активно протравливаться. Можно печатную плату протравливать в том же самом растворе медного купороса. Плата, погруженная в раствор, соединяется с плюсом источника тока, т. е. становится анодом. Анод, установленный на ванночку, соединяется с минусом, т. е. становится катодом. Возникший электролизный ток после подачи напряжения вызывает у поверхности печатной платы образование серной кислоты, которая и будет протравливать печатную плату. Травление производится при начальном токе 0,8...1,0 А и протекает равномерно, но несколько более медленно, чем травление в растворе поваренной соли. Процесс травления можно считать практически законченным, когда электролизный ток уменьшится до значения 0,05 А. Протравленную плату промывают и осушивают промокательной бумагой. Затем все протравленные участки расчищают тампонами ваты, смоченными в растворителе, и острым скребочком. Расчищенную плату протирают растворителем до полного снятия лака с токоведущих дорожек. После этого, засверлив отверстия, можно произвести монтаж схемы и покрыть плату тонким слоем разбавленного лака.

От длительного применения раствора медного купороса в нем могут накопиться примеси, нарушающие нормальное течение электролиза, что выражается в резком уменьшении тока, который стабильно не восстанавливается после очищения анода. Такой раствор следует заменить.

Периодически места на аноде, покрытые лаком, надо покрывать слоем свежего лака, поскольку в процессе электролиза лак подвергается разрушению. Анод, подвергаясь разрушению, постепенно истощается, но этот процесс происходит медленно и анод может долго работать в установке. Материалом для изготовления анода, кроме латуни, могут быть медь и свинец.

В заключение можно предложить еще один метод изготовления печатных плат. Если печатная плата имеет несложный рисунок, то ее можно изготовить упрощенным методом, суть которого заключается в следующем. По внутренним размерам катодной рамки делается трафарет из картона с рисунком печатной платы, который затем покрывают лаком НЦ-228. Далее трафарет накладывают на основу и чертилкой или карандашом вычерчивают на ней контурный рисунок печатной платы. После этого трафарет надо вложить внутрь катода и, сделав по бокам окантовку из пластилина, в вырезанные места залить графитовую суспензию, после высыхания которой произвести электролиз. В результате электролиза металлическая медь осаждается только в вырезанных местах трафарета, сразу образуя токоведущие дорожки. После окончания электролиза их снимают с трафарета, промывают, зачищают и приклеивают к соответствующим местам на основе, после чего производят монтаж платы.