После прохождения соответствующего времени выключаем свет и снимаем плату с осторожностью, чтобы не поцарапать или не повредить ее. На медной поверхности вы уже можете увидеть запечатленные дорожки.
Проявка
Теперь вам нужно подготовить проявляющую ванну. Для проявки используются соли гидроксида натрия (каустическая сода) или проявитель на базе метасиликата натрия. Каустическая сода очень опасна! Работать нужно обязательно в резиновых перчатках и очках. Нельзя трогать реактивы руками, даже если они выглядят как гранулы.
Для проявляющей ванны вы должны подготовить раствор воды и соды. Количество зависит от производителя соды, что указывается на упаковке. Например, для той, что я держу в доме, я должен положить 5 граммов соды на 100 мл воды.
Вам понадобится пластиковый таз, куда вы выльете жидкость и погрузите основание, а также пластиковые щипцы для перемещения основания без прикосновения к жидкости. Время проявления в этом случае также зависит от многих факторов, таких как тип и толщина фоторезиста, концентрация раствора в проявляющей ванне и температура жидкостей.
Как правило, примерно через минуту погружения в ванне (прозрачной) вы увидите нити чернил от основания и участки с проводниками, которые постепенно темнеют. Вы можете вытащить базу, когда увидите, что краска больше не выходит и проводники видны четко и ясно.
Избегайте вдыхания паров, когда следите за происходящим, наклонившись над тазом! После ванны тщательно вымойте основание. Ванны с гидроксидом можно хранить в течение двадцати четырех часов, поэтому, если вы не планируете проявлять другие основания, то перелейте жидкость в стеклянную или пластмассовую бутылку и утилизируйте на специальных площадках для сбора мусора (нельзя выливать реактивы в унитаз или в канализацию!).
Рис. 10.24. Проявляющая ванна для основания с каустической содой
Травление
Для травления используется ванна с хлоридом железа. Хлорид железа также представляет собой вредное химическое вещество, которое помимо всего прочего может повредить ткани несмываемыми желтыми пятнами. Для работы с хлоридом железа используются перчатки, защитные очки и защитная одежда.
Подготовьте ванну в концентрации, указанной изготовителем. Хлорид разъедает части основания, которые не покрыты фоторезистом. Процесс занимает около десяти минут. Если раствор слегка нагреть до температуры приблизительно 20–30 °C, реакция протекает быстрее, но не нагревайте раствор до температур, превышающих 30 градусов, иначе жидкость может разложиться. Чтобы сократить время, вы можете также помешивать жидкость мешалкой или простой палочкой. Вы можете купить набор для гравировки, который нагревает и помешивает раствор, так что медь всегда находится в «свежем» контакте с раствором, и процесс происходит очень быстро.
Травление заканчивается, когда весь избыток меди удаляется. Могут остаться непротравленные места, которые мы можем удалить ватной палочкой, смоченной в растворе, слегка потерев.
Как только все дорожки четко видны, а медь удалена, мы извлекаем основание и промываем его в проточной воде. Перед тем как использовать ее, мы должны удалить остатки фоторезиста с помощью спирта или ацетона. Хлорид железа можно использовать несколько раз, так что мы можем вылитьего в бутылку для хранения. Со временем раствор теряет свои свойства. Когда срок годности истечет, утилизируйте реактив на специальных площадках для сбора мусора.
Рис. 10.15. Травление с хлоридом железа
Сверление
Последней операцией является сверление отверстий в основании. Мы используем дремель или дрель с подходящим сверлом, диаметром от 0,7 до 1 мм. Если вы можете использовать вертикально-сверлильный станок, отверстие будет очень точным. Перед пайкой деталей зачистим поверхность тонкой наждачной бумагой. Печатная плата готова!
Самодельные печатные платы имеют только одну сторону. Для создания двухсторонних плат необходимы более сложное оборудование и более комплексные методы, вне компетенции любителей. Тем не менее можно реализовать платы на нескольких уровнях с использованием чувствительных пластин минимальной толщины (например, 0,4 мм), которые могут быть разработаны по отдельности, а затем сложены в виде сэндвича. Соединения между пластинами должны быть сделаны вручную, необходимо сделать переходные отверстия с помощью небольших отрезков провода, припаянных с обеих сторон пластин.
Рис. 10.26. Печатная плата с просверленными отверстиями готова для припаивания элементов
Рис. 10.27. Печатная двухсторонняя плата, реализованная по технике «сэндвич»
Советы для печати в домашних условиях
При создании самодельных печатных плат следует рассмотреть некоторые технологические ограничения. Эти правила не применяются, если вы используете профессиональные услуги печати.
В этом случае вы должны обратиться на сайт производителя, который обеспечивает информацию о минимальных размерах и характеристиках конструкции: толщинах, диаметре, количестве слоев и т. д.
Со временем я составил ряд правил для получения хороших результатов в случае печати в домашних условиях.
• Контактные площадки, которые будут просверлены дрелью, не должны быть слишком тонкими, в противном случае сверло может их раскрошить или порвать. Поэтому на этапе проектирования контактные площадки должны быть утолщены (клавиша S с gEDA pcb).
• Проводники не должны быть слишком тонкими. Толщина выражается в милах, а минимальное значение составляет около 12–14 мил. Если это не так важно, лучше использовать большую толщину.
• Проводники не должны находиться слишком близко друг к другу
• Там, где расположены линии контактов или контактные площадки разъема, старайтесь оставить большее пространство между площадками, а также избегайте прохождения проводников между площадками.
• Когда мы увеличиваем толщину площадки, мы также увеличиваем диаметр отверстия.
Альтернативой для изготовления печатных плат является использование фрезерного станка с ЧПУ.
Сегодня многие 3D-принтеры могут быть преобразованы во фрезерные станки с ЧПУ, способные производить печатные платы из файла Gerber или из векторных файлов (PDF, SVG). Преимуществом фрезерного станка является то, что он менее опасен, чем химические ванны, а также не требует трех шагов для производства печатной платы. Стоимость станка с ЧПУ, однако, гораздо больше, чем стоимость химических растворов, и с фотопроявкой мы можем достичь гораздо большей точности рисунка.
