Маркер для травления печатных плат. Кто и чем рисует дорожки на платах
А) использование инсулинового шприца со сточенной (не обкусанной!) до 4-5 мм съёмной тонкой (розовой) иглой.
б) использование не нитрокраски, а эмалей ПФ разбавленных соответствующими растворителями (ни в коем случае не ацетоном и ацетонсодержащими растворителями! - вопреки кажущейся логике, разбавленная ацетоном ПФ будет сохнуть неделю).
в) достаточно жидкое разбавление эмали и регулировка "подачи" вставкой в иглу проволочки - диаметр подбирается экспериментально - для исключения самопроизвольного вытекания "чернил". С этой же целью шприц нежелательно заполнять больше, чем на 2-3 мм выше уровня иглы. При этом краска "высасывается" из иглы за счёт капиллярного эффекта только при рисовании. Под рукой надо иметь кусочек картона - даже при кратковременном перерыве "разрисовывать" иглу придётся поддувом шприца, а при этом выползет капля, которая при попытке "разрисовать" шприц непосредственно на плате приведёт к кляксе.
г) сначала обрисовываются ВСЕ пятаки контактных площадок, затем плате даётся время подсохнуть до состояния "неприлипания" к пятакам линейки - часа 3 как минимум)
д) рисование линий ведётся под линейку со скошенным внутрь нижним краем - для исключения подтекания краски. При этом согласно проекту сначала рисуются горизонтальные линии (с запасом с обеих сторон - ПФ, в отличие от нитры, тем и хороша, что её легче аккуратно подчистить, пока она не совсем высохла (даже под линейку, что очень удобно при подчистке "сеток", образующихся при этой технологии, например, на поворотах многоразрядных шин), затем плате даётся время подсохнуть, и затем рисуются вертикальные линии. В этот момент как правило обнаруживаются "забытые" горизонтали - тогда вертикальные линии рисуются тоже с запасом, а на месте пропущенных горизонталей ШАРИКОВОЙ РУЧКОЙ делаются отметки - для последующей дорисовки.
е) после подсыхания вертикалей при необходимости дорисовываются диагонали, и сразу же можно произвести подчистку подтёков, "хвостов" горизонталей и т.д. Преимущество ПФ - она довольно долго сохраняет пластичность, и при зачистке не скалывается, в отличие от нитры. Благодаря этому при отработанном навыке можно СПОКОЙНО между ножками микросхемы с шагом 2,5 мм "продёрнуть" две дорожки. 0,5 мм дорожка при соблюдении этих рекомендаций - стандартная ширина дорожки, при ОЧЕНЬ большой кропотливости, тщательном подборе густоты краски и диаметра проволочки-вставки - 0,3 мм вытянуть можно. Сольются с пятаками ножек? Да и Х с ними - после подсыхания изолирующие промежутки спокойно и без напряга "дорисовываются" скребком. Не надо пытаться устранить затёки СРАЗУ - это приведёт только к грязи на плате! Пусть подсохнут (я обычно требующие в последующем внимания образовавшиеся "затёки" отмечал на рисунке-проекте маркером-выделителем, и устранял уже после ПОЛНОЙ прорисовки дорожек платы).
ж) дать плате подсохнуть не менее 4-х часов, хотя бы пока не исчезнет ощущение "прилипания" пальца к последним нарисованным дорожкам.
з) Ну и всё... Далее - хлорное железо, окончательный осмотр и при необходимости - зачистка. Прочность краски вполне позволяет при высокой неравномерности разводки (очень плотный рисунок тонкими дорожками в одних местах, и большие стравливаемые участки в других) во избежание подтравливания уже протравившихся дорожек остановить общее перемешивание раствора и применить ручное принудительное (пороллоновым тампоном) на больших стравливаемых поверхностях.
и) краску с протравленной платы смываю не растворителем, а под краном - с помощью лоскута мешковины и "Пемоксоли" (или любого другого абразивного моющего средства) - это позволяет сразу после смывки краски и промакивания капель с платы облудить её паяльником, облив спиртоканифольным флюсом (лучше - активированным ЛТИ-120)
к) Enjoy!
Ностальгия... Этим способом не пользовался уже лет эдак... А если есть время и лазерный принтер - задай в Поиске по форумам или в Гугле запрос ЛУТ (Лазерно-Утюжная Технология), и будет счастье. При отработанных навыках (ни одна рекомендация не катит за догму, многое зависит от принтера, носителя, бумаги и личных предпочтений) эта технология позволяет получать платы с качеством даже выше промышленной шелкографии, с весьма стабильным результатом. От себя добавлю секрет, который почему-то пропущен в "ликбезах" по ЛУТ - при этой технологии довольно плохо пропечатываются широкие (силовые) дорожки и большие закрашенные участки - возникают очень некрасивые точечные подтравливания. В этом случае я обычно в проекте все дорожки шире 1 мм и "островки" фольги рисую только контуром (линией 0,5 мм), после печати рисунка на плате закрашивая межконтурное пространство классически - шприцем с краской.
Тема по изготовлению плат не нова, а тем более рисование маркером или лаком, но в моем городе есть немного мест, где можно купить маркер. Да и почти во всех магазинах они одинаковые - я обегал все магазины ну так и нового не нашел, есть только 2 вида маркеров, ну ещё разноцветные, но они точно нам не подходят. Сегодня тестировать будем вот такой набор маркеров для рисования печатных плат: 2 ручки и лак для ногтей (он конечно вне конкуренции).
Для эксперимента взял кусочек текстолита, зашкурил и стал что-то рисовать. Вышло примерно так, скажу сразу тест у нас зверский и не адекватный, но уже даст понять что к чему. Плату оставил травится на шесть часов.
Теперь поговорим о результатах и подопытных пластинах поподробнее.
Маркер цветной синий был когда-то ничего он не защищает текстолит что з ним что без него, да и засох он, я разобрал, а корпус сохранил, в такой корпус подойдет просто идеально на устройство прозвонки, но сейчас не о нем.
- Маркер, самый что не на есть обыкновенный чёрный маркер
- Маркер для подписи CD дисков
- Две разные ручки - не гелиевые
- И конечно лак для ногтей
Итак, как видим, лучше всего справился лак, но им не удобно рисовать платы, только подрисовывать.
Далее маркер для CD, он неплохо справился, и если не держать в растворе 5 часов, то он справляется не хуже лака. Есть в нем одна особенность - рисующая часть тоненькая, немного выше защищена пластмассой и рисовать под линейку одно удовольствие.
Маркер обыкновений справился так же, как и предыдущий, только у него немного побольше будет рисующий наконечник, но тоже очень не дурственно получается.
Теперь ручки. От ручек и следу не осталось, была когда-то у меня гелевая ручка, так она так рисовала, что одно загляденье! Получались дорожки от 0.4 мм только она где-то пропала, при испытаниях вспомнил это и решил проверить как рисуют теперешние ручки.
Лак здесь - только одни плюсы, а если заправит в банку от пот-корректора - так вообще термоядерная вещь выходит для рисования плат! Мне хватает и маркеров, а это так - на заметку.
На страницах сайта уже заходила речь о так называемой «карандашной технологии» изготовления печатных плат . Метод прост и доступен – корректирующий карандаш можно купить практически в любом магазине, торгующем канцелярскими товарами. Но есть и ограничения. Те, кто пробовал рисовать рисунок печатной платы с помощью корректирующего карандаша, заметили, что минимальная ширина получаемой дорожки вряд ли будет меньше 1,5-2,5 миллиметров.
Это обстоятельство накладывает ограничения на изготовление печатных плат, которые имеют тонкие дорожки и малое расстояние между ними. Известно, что шаг между выводами микросхем, выполненных в корпусе для поверхностного монтажа очень мал. Поэтому, если требуется изготовить печатную плату с наличием тонких дорожек и малым расстоянием между ними то «карандашная» технология не подойдёт. Также стоит отметить, что нанесение рисунка корректирующим карандашом не очень удобно, дорожки получаются не всегда ровные, а медные пятачки для запайки выводов радиодеталей выходят не очень аккуратные. Поэтому приходиться корректировать рисунок печатной платы острым лезвием бритвы или скальпелем.
Выходом из сложившейся ситуации может быть использование маркера для печатных плат, который прекрасно подходит для нанесения устойчивого к травлению слоя. По незнанию можно приобрести маркер для нанесения надписей и пометок на CD/DVD-диски. Такой маркер не годится для изготовления печатных плат – раствор хлорного железа разъедает рисунок такого маркера, и медные дорожки практически полностью вытравливаются. Но, несмотря на это, в продаже имеются маркеры, которые годятся не только для нанесения надписей и пометок на различные материалы (CD/DVD-диски, пластмассу, изоляцию проводов), но и для изготовления устойчивого к травлению защитного слоя.
На практике был применён маркер для печатных плат Edding 792 . Он позволяет рисовать линии шириной 0,8-1 мм. Этого достаточно для изготовления большого количества печатных плат для самодельных электронных устройств. Как оказалось, данный маркер прекрасно справляется с поставленной задачей. Печатная плата получилась довольно неплохой, хотя и рисовалась второпях. Взгляните.
Печатная плата (сделано с помощью маркера Edding 792)
К слову сказать, маркер Edding 792 также можно использовать для исправления ошибок и помарок, которые получились при переносе рисунка печатной платы на заготовку методом ЛУТ (лазерно-утюжной технологии). Такое бывает, особенно, если печатная плата довольно больших размеров и со сложным рисунком. Это очень удобно, так как нет необходимости снова полностью переносить весь рисунок на заготовку.
Если найти маркер Edding 792 не удастся, то подойдёт Edding 791 , Edding 780 . Их также можно использовать для рисования печатных плат.
Наверняка начинающим любителям электроники интересен сам технологический процесс изготовления печатной платы с помощью маркера, поэтому дальше пойдёт рассказ именно об этом.
Весь процесс изготовления печатной платы аналогичен тому, который описан в статье «Изготовление печатной платы "карандашным" методом ». Вот краткий алгоритм:
Немного «тонкостей».
О сверлении отверстий.
Есть мнение, что сверлить отверстия в печатной плате нужно после травления. Как видим, в приведённом алгоритме сверловка отверстий стоит до травления печатной платы в растворе. В принципе, можно сверлить хоть до травления печатной платы, хоть после. С технологической точки зрения никаких ограничений нет. Но, стоит учитывать, что качество сверловки напрямую зависит от инструмента, которым производится сверловка отверстий.
Если сверлильный станок развивает хорошие обороты и в наличии есть качественные свёрла, то можно сверлить и после травления – результат будет хороший. Но, если сверлить отверстия в плате самопальной минидрелью на базе слабенького моторчика с плохой центровкой, то можно запросто содрать медные пятачки под выводы.
Также многое зависит от качества текстолита, гетинакса или стеклотекстолита. Поэтому в приведённом алгоритме сверловка отверстий стоит до травления печатной платы. При таком алгоритме медные края, оставшиеся после сверления легко убрать наждачной бумагой и заодно очистить медную поверхность от загрязнений, если таковые имеются. Как известно, загрязнённая поверхность медной фольги плохо вытравливается в растворе.
Чем растворить защитный слой маркера?
После травления в растворе защитный слой, который наносили маркером Edding 792 легко убрать растворителем. На деле использовался «Уайт-спирит». Воняет он, конечно, противно, но защитный слой смывает на ура. Остатков лака не остаётся.
Подготовка печатной платы к лужению медных дорожек.
После того, как защитный слой убран, можно на несколько секунд закинуть заготовку печатной платы опять в раствор. При этом поверхность медных дорожек чуть подтравиться и станет ярко-розового цвета. Такая медь лучше покрывается припоем при последующем лужении дорожек, так как на её поверхности нет окислов и мелких загрязнений. Правда лужение дорожек нужно производить сразу, иначе медь на открытом воздухе вновь покроется слоем окисла.
Готовое устройство после сборки
Купил ради интереса маркер для печатных плат – edding 791 paint (покупал в МЭК за 95 рублей). В интернете пишут – что он лаковый.
На маркере был наклеен защитная наклейка от вскрытия. Для применения его надо потрясти и в вертикальном положении понажимать на наконечник, чтобы чернила попали на него и пропитали.
Подготовил плату, прокернил и просверлил отверстия. Приступим к нанесению рисунка. Маркер купил с толщиной линии 1-2 мм, таким маркером мелкие работы делать невозможно, получаются линии толщиной 1,5-2 мм. Если дорожки соединяться – то достаточно дождаться, когда чернила подсохнут и иголкой убрать излишки маркера. Дорожки вокруг отверстий делаются кратким прикосновением маркером к отверстию, чернила от маркера немного растекаются во все стороны, образуя хорошую площадку.
До травления
После травления
После снятия чернил.
Чернила легко снимаются с помощью спирта или шкурки. Подтравлений под маркером почти нет, возможно плата была передержана.
Данный маркер хорошо подходит для нанесения, не мелкого, рисунка на печатную плату.
Маркер для печатных плат – это маркер, с помощью которого мы можем рисовать печатные дорожки.
Такие маркеры могут быть разной толщины линии. Внизу на фото мой маркер толщиной в 0,8 мм.
Такой маркер оставляет очень сочный и ровный след на фольгированном текстолите
Маркер для печатных плат в работе
Для того, чтобы печатные дорожки получились очень ровно и красиво, мы должны прошкурить текстолит наждачной бумагой самого мелкого абразива. На бытовом языке такая бумага называется микронкой, в крайнем случае можно и нулевкой (чуть большего абразива).
Берем нашего героя в руку и пишем, что-нить эдакое. Я написал название нашего сайта: “Практическая электроника”.
Нашу платку с “Практической электроникой” будем травить в растворе хлорного железа. Для этого нам понадобится пластмассовая ванночка (ни в коем случае не используйте металлические ванночки, иначе хлорное железо их разъест) и сам порошок хлорного железа. Камушки тоже можно использовать, но надо их хорошо размолоть и растворить.
Наливаем чистой воды в ванночку, чтобы платка полностью там скрывалась и сыплем туда порошок хлоржелеза, не забывая помешивать. Используем для этого также неметаллические предметы. В данном случае деревянный шпатель.
Сколько нужно хлоржелеза сыпать в воду? Здесь не надо запоминать какие-то соотношения воды к хлоржелезу. Правило простое: чем крепче раствор, тем быстрее протравится платка, и наоборот. Если вам некуда спешить, то конечно, лучше в целях экономии подождать часок другой. На вид раствор должен быть темно-коричневый, а если будете частенько травить платки, то уже на глаз сможете точно определить, сколько сыпать порошка.
Мой раствор получился не очень крепкий. Отпускаем туда нашу платку с помощью пластмассового пинцета и ждем.
Процесс травления – это обычная химическая реакция. Если помните с курса химии, для того, чтобы реакция прошла быстрее можно увеличить температуру, увеличить концентрация раствора и даже чисто механически – помешать эту химическую реакцию чем-нибудь:-). Так как я сыпанул маловато, то для меня остается только налить теплую воду и механическое воздействие. Для этого я “гонял волну” в ванночке.
Время от времени проверяем нашу платку. Во! процесс травления идет полным ходом! Еще чуть-чуть и можно вынимать платку из ванночки.
Спустя час с копейками, наша платка протравилась. Смываем остатки раствора с помощью воды. А вот собственно и готовая платка с надписью!
Для того, чтобы убрать зеленый след маркера, воспользуемся ацетоном и ватной палочкой, смоченной в ацетоне.
Для красоты все это дело залудим. Чтобы залудить, нужно сначала проканифолить
а теперь и залудить
Остатки канифоли смываем с помощью ацетона или другими мощными растворителями, например Flux Off -ом. И … вуаля!
Вывод
Буквы (пусть для нас это будут дорожки печатной платы) получились ровно, одинаковой ширины. Если линии чертить с помощью линейки, то можно, думаю, добиться и заводского качества:-) Маркер бренда Edding прекрасно справился с этой задачей. Но, так как маркер японский и очень качественный, то и цена, конечно, чуть кусается, как и на японские машины. На момент написания этой статьи, цена такого маркера в магазинах розничной торговли составляла 150 руб, что, конечно же, дороже, чем простые обыкновенные маркеры. Но могу сказать одно: такого маркера вам хватит очень надолго, если не забывать закрывать его колпачком и не раскрашивать детские раскраски.
На Али тоже есть большой выбор маркеров для печатных плат: