プリント基板を描く。 レーザープリンターによるPCB製造

具体例の条件。 たとえば、2 つのボードを作成する必要があります。 1 つは、あるタイプのハウジングから別のタイプのハウジングへのアダプターです。 2つ目は、BGAパッケージを使用した大きなマイクロ回路を、3つの抵抗器を備えたTO-252パッケージを使用した2つの小さなものに置き換えることです。 基板サイズ: 10x10 および 15x15 mm。 プリント回路基板の製造方法には、フォトレジストを使用する方法と「レーザー アイロン」方法を使用する方法の 2 つがあります。 「レーザーアイロン」という方法を使いましょう。

自宅でのPCB製造工程

1. PCB プロジェクトを準備中です。 私は DipTrace プログラムを使用しています: 便利で、高速で、高品質です。 私たちの同胞によって開発されました。 一般的に認識されている PCAD とは対照的に、非常に便利で快適なユーザー インターフェイス。 PCAD PCB フォーマットへの変換があります。 多くの国内企業がすでにDipTrace形式で受け入れ始めていますが.



DipTrace には、将来の作成をボリュームで確認する機能があり、非常に便利で視覚的です。 これは私が得るべきものです(ボードは異なる縮尺で表示されています):



2.まず、テキソライトに印を付け、プリント回路基板用のブランクを切り取ります。






4. 基板ブランクの洗浄と脱脂を忘れないでください。 脱脂剤がない場合は、消しゴムで銅グラスファイバーの上を歩くことができます。 次に、通常のアイロンを使用して、トナーを紙から将来のプリント回路基板に「溶接」します。 紙がわずかに黄色くなるまで、わずかな圧力で3〜4分間保持します。 暖房をMAXにしました。 より均等に加熱するために、別の紙を上に置きます。そうしないと、画像が「浮く」可能性があります。 ここで重要なポイントは、加熱と圧力の均一性です。




5.その後、ボードを少し冷ましてから、紙を貼り付けたブランクを、できれば熱い水の中に入れます。 フォト用紙はすぐに濡れてしまいます。1 ~ 2 分後に、最上層を慎重に取り除くことができます。




将来の導電性トラックが大量に蓄積されている場所では、紙からボードへの強度が特に高くなります。 まだ触れていません。



6. ボードをさらに数分間濡らします。 残った紙は消しゴムや指でこすって丁寧に取り除きます。




7.ワークピースを取り出します。 乾かします。 どこかでトラックがはっきりしないことが判明した場合は、薄い CD マーカーを使用してトラックを明るくすることができます。 すべてのトラックが等しくクリアで明るいことを確認することをお勧めします。 それは、1) ワークピースをアイロンで加熱する均一性と十分性、2) 紙を取り除くときの精度、3) テキソライト表面の品質、および 4) 紙の適切な選択に依存します。 最後のポイントでは、実験して最適なオプションを見つけることができます。




8.結果として得られたブランクを、将来の導体トラックが印刷された塩化第二鉄の溶液に入れます。 私たちは1.5時間か2時間中毒します. 待っている間、「お風呂」に蓋をします. 煙は非常に腐食性で有毒です.




9.完成したボードを溶液から取り出し、すすぎ、乾燥させます。 トナーはアセトンでボードから見事に洗い流されます。 ご覧のとおり、幅 0.2 mm の最も細い導体でもかなりうまく出力されました。 残りわずかです。



10. 「レーザーアイロン」法を使用して製造された Ludim プリント回路基板。 残りのフラックスはガソリンまたはアルコールで洗い流してください。



11.ボードを切り取り、無線要素を取り付けるだけです!

結論

ある程度の技術があれば、「レーザーアイロン」法は家庭で簡単なプリント基板を作るのに適しています。 0.2 mm 以上の短い導体が非常に明確に得られます。 太い導体は問題なく機能します。 準備、紙の種類とアイロンの温度の選択、エッチングと錫メッキの実験には約3〜5時間かかります。 しかし、これは会社にボードを注文するよりもはるかに迅速です. 現金コストも最小限です。 一般に、単純な予算のアマチュア無線プロジェクトでは、この方法を使用することをお勧めします。

このページは、高品質のプリント回路基板 (以下、PCB と呼びます) を迅速かつ効率的に製造するためのガイドです。特に、プロのレイアウト PCB 製造向けです。 他のほとんどのガイドとは異なり、品質、速度、および材料の最低コストに重点が置かれています。

このページの方法を使用すると、1 インチあたり 40 ~ 50 素子のピッチと 0.5 mm の穴ピッチの表面実装に適した、十分な品質の片面および両面基板を作成できます。

ここで説明する方法論は、この分野での 20 年にわたる実験で収集された経験の要約です。 ここで説明する方法論に厳密に従えば、毎回優れた品質の PP を得ることができます。 もちろん、実験することはできますが、不注意な行動は品質の大幅な低下につながる可能性があることに注意してください。

ここでは、PCB トポロジー形成のフォトリソグラフィ法のみを示します。転送、銅への印刷など、迅速かつ効率的な使用に適していない他の方法は考慮されていません。

掘削

母材として FR-4 を使用している場合は、タングステン カーバイドでコーティングされたビットが必要です。高速度鋼のビットはすぐに摩耗しますが、鋼は大径の単一穴 (2mm 以上) に使用できます。 この直径のタングステン カーバイド コーティング ドリルは高すぎます。 直径 1 mm 未満の穴を開ける場合は、縦型の機械を使用することをお勧めします。そうしないと、ドリル ビットがすぐに壊れてしまいます。 ツールにかかる負荷に関しては、トップダウンの動きが最適です。 超硬ドリルは、堅いシャンク (つまり、ドリルが穴の直径と正確に一致する)、または標準サイズ (通常 3.5 mm) の太い (「ターボ」と呼ばれることもある) シャンクで作られています。

超硬ドリルで穴あけする場合、PPをしっかりと固定することが重要です。 ドリルは、上に移動するときにボードの断片を引き出すことができます。

小径ドリルは、通常、さまざまなサイズのコレット チャックまたは 3 ジョー チャックのいずれかに挿入されます。3 ジョー チャックが最適な場合もあります。 ただし、正確な固定には、この固定は適していません。また、ドリルのサイズが小さい (1 mm 未満) ため、クランプにすぐに溝ができ、良好な固定が得られます。 したがって、直径1mm未満のドリルの場合は、コレットチャックを使用することをお勧めします。 念のため、各サイズのスペアコレットを含む予備のセットを入手してください。 いくつかの安価なドリルはプラスチック製のコレットで作られています - それらを捨てて金属製のものを購入してください.

許容できる精度を得るには、作業場を適切に整理する必要があります。つまり、まず、穴あけ中にボードを照らす必要があります。 これを行うには、12V ハロゲン ランプ (または明るさを下げるには 9V) を使用し、それを三脚に取り付けて、位置を選択できるようにします (右側を照らします)。 次に、作業面をテーブルの高さから約 6 インチ上げて、プロセスを視覚的に制御しやすくします。ほこりを取り除くとよいでしょう (通常の掃除機を使用できます) が、これは必須ではありません。ダスト粒子のある回路は神話です. 穴あけ中に発生するファイバーグラスからのダストは非常に苛性であり、皮膚に付着すると皮膚の炎症を引き起こすことに注意してください.最後に, フットスイッチを使用するのは非常に便利です.特にドリルを頻繁に交換する場合は、作業中のボール盤の

典型的な穴のサイズ:
ビアホール - 0.8 mm 以下
集積回路、抵抗器など - 0.8mm。
大型ダイオード (1N4001) - 1.0 mm;
· コンタクト ブロック、トリマー - 1.2 ~ 1.5 mm。

直径が 0.8 mm 未満の穴は避けてください。 予備の 0.8mm ドリルを少なくとも 2 つ常備しておいてください。 緊急に注文する必要がある瞬間に常に壊れます。 1mm 以上のドリルはより信頼性が高くなりますが、予備のドリルがあると便利です。 2 つの同一のボードを作成する必要がある場合は、同時に穴を開けることができ、時間を節約できます。 この場合、PCB の各コーナー近くのパッドの中央に非常に慎重に穴をあける必要があります。大きな基板の場合は、中央近くに穴を開けます。 そのため、ボードを積み重ねて、向かい合う 2 つのコーナーに 0.8 mm の穴を開け、ピンをペグとして使用してボードを互いに固定します。

切断

PP を大量生産する場合は、裁断用のギロチン ハサミが必要になります (約 150 米ドルの費用がかかります)。 炭化物でコーティングされた鋸を除いて、従来の鋸はすぐに鈍くなり、鋸屑は皮膚の炎症を引き起こす可能性があります。 のこぎりは、誤って保護フィルムを損傷し、完成したボードの導体を破壊する可能性があります。 ギロチンばさみを使用する場合は、ボードを切るときに非常に注意してください。刃が非常に鋭いことを覚えておいてください。

複雑な輪郭に沿って基板を切断する必要がある場合は、多数の小さな穴をドリルで開け、得られたミシン目に沿って PCB を切断するか、ジグソーまたは小さな弓のこを使用して行うことができますが、頻繁に刃を交換する準備をしてください。 . ギロチンばさみでコーナーカットを行うことは実際には可能ですが、十分に注意してください。

メッキを通して

両面ボードを作る場合、ボードの表側の要素を組み合わせるのに問題があります。 一部のコンポーネント (抵抗器、表面集積回路) は、他のコンポーネント (ピン コンデンサなど) よりはんだ付けがはるかに簡単です。 また、DIP 部品はピンを使用し、コネクタよりもピンの太いモデルを使用することをお勧めします。

DIP コンポーネントをボードの表面から少し持ち上げ、はんだ面からピンをいくつかはんだ付けして、端に小さな帽子を作ります。 次に、再加熱を使用して必要なコンポーネントを上面にはんだ付けする必要があります。はんだ付けするときは、はんだがピンの周囲のスペースを埋めるまで待ちます (図を参照)。 非常に高密度に実装されたボードの場合、DIP コンポーネントのはんだ付けを容易にするために、レイアウトを十分に検討する必要があります。 ボードの組み立てが完了したら、取り付けの双方向の品質管理を実行する必要があります。

ビアには、0.8 mm のクイック マウント タイ ピンが使用されます (図を参照)。

これは、電気接続の最も手頃な方法です。 ツールの先端を穴に完全に正確に挿入し、他の穴で繰り返すだけです。. このセットアップは非常に便利ですが、高価です ($350)。 これは、外側に銅スリーブがメッキされたはんだバーで構成される「プレート バー」 (写真を参照) を使用します。ブッシングには板厚に合わせて1.6mm間隔で切り込みを入れています。 バーは、特別なアプリケーターを使用して穴に挿入されます。 次に、穴がコアで打ち抜かれます。これにより、メッキされたブッシングが反り、ブッシングも穴から押し出されます。 ボードの両側にパッドをはんだ付けして、スリーブをパッドに取り付けます。次に、はんだを編組と一緒に取り除きます。

幸いなことに、このシステムを使用して、完全なキットを購入しなくても、標準の 0.8 mm 穴をメッキできます。 アプリケータは、直径 0.8 mm の自動ペンシルであればどれでもかまいません。そのモデルは、図に示されているものと同様の先端を持ち、実際のアプリケータよりもはるかにうまく機能します。取り付け前に穴の金属化を行う必要があります。ボードの表面は完全にフラットです。 穴は直径 0.85 mm でドリルする必要があります。 メタライゼーション後、それらの直径は減少します。

プログラムがドリル ビットと同じサイズでパッドを描画した場合、穴がパッドを超えて広がり、ボードが誤動作する可能性があることに注意してください。 理想的には、コンタクト パッドは穴から 0.5 mm はみ出します。

グラファイトをベースとしたホールプレーティング

穴を通して導電性を得るための 2 番目のオプションは、グラファイトによるメタライゼーションと、それに続くガルバニック銅堆積です。 穴あけ後、ボードの表面をグラファイトの微粒子を含むエアロゾル溶液で覆い、スキージ(スクレーパーまたはヘラ)で穴に押し込みます。 クラモリン「グラファイト」エアロゾルを使用できます。 このエアロゾルは、電気鋳造やその他の電気めっきプロセス、および無線電子機器の導電性コーティングの取得に広く使用されています。 ベースが揮発性の高い物質である場合は、ベースが蒸発する前に穴から余分なペーストを取り除くために、基板の平面に対して垂直方向にボードをすぐに振る必要があります。 表面から余分なグラファイトは、溶剤または機械的に - 研削によって除去されます。 結果として得られる穴のサイズは、元の直径よりも 0.2 mm 小さくなる可能性があることに注意してください。 汚れた穴は、針などできれいにすることができます。 エアロゾルに加えて、グラファイトのコロイド溶液を使用できます。 次に、孔の導電性円筒面に銅が堆積される。

ガルバニック堆積プロセスは十分に開発されており、文献で広く説明されています。 この操作を実行するための設備は、電解液(Cu 2 SO 4の飽和溶液+ H 2 SO 4の10%溶液)で満たされた容器であり、その中に銅電極とワークピースが下げられます。 電極とワークピースの間に電位差が生じ、ワークピース表面の 1 平方デシメートルあたり 3 アンペア以下の電流密度を提供する必要があります。 高い電流密度により、高い銅堆積速度を実現できます。 したがって、厚さ 1.5 mm のワークピースに堆積するには、最大 25 ミクロンの銅を堆積する必要があり、このような密度では、このプロセスに 30 分強かかります。 プロセスを強化するために、さまざまな添加剤を電解質溶液に追加し、液体を機械的混合、バブリングなどにかけることができます。銅が表面に不均一に適用されている場合、ワークピースを研磨することができます。 グラファイトによるメタライゼーションのプロセスは、通常、サブトラクティブ技術で使用されます。 フォトレジストを塗布する前。

銅を塗布する前にペーストが残っていると、穴の自由体積が減少し、穴が不規則な形状になり、コンポーネントの取り付けがさらに複雑になります。 導電性ペーストの残留物を除去するより信頼性の高い方法は、過圧で掃除機をかけるかパージすることです。

フォトマスク形成

ポジ (つまり、黒 = 銅) の半透明のフォトマスク フィルムを作成する必要があります。 高品質のフォトマスクがなければ、本当に優れた PCB を作成することはできないため、この操作は非常に重要です。 明確かつ明確にすることが非常に重要です。非常に不透明PCB トポロジーのイメージ。

現在および将来、フォトマスクは、この目的に適したファミリまたはグラフィック パッケージのコンピュータ プログラムを使用して形成されます。 このペーパーでは、ソフトウェアの利点については説明しません。任意のソフトウェア製品を使用できることだけを述べますが、プログラムがパッドの中央にある穴を印刷することが絶対に必要です。これは、後続のマーカーとして使用されます。穴あけ作業。 これらのガイドラインがなければ、手作業で穴を開けることはほとんど不可能です。 汎用の CAD またはグラフィックス パッケージを使用する場合は、プログラム設定で、パッドを、表面に小さな直径の白い同心円がある黒く塗りつぶされた領域を含むオブジェクトとして指定するか、塗りつぶされていない円として指定します。事前に大きな線の太さ(つまり、黒いリング)。

コンタクト パッドの位置とラインの種類を決定したら、推奨される最小寸法を設定します。
- ドリルの直径 - (1 ミル = 1/1000 インチ) 0.8 mm より小さなスルー ホールの PCB を作成することはできますが、はるかに困難になります。
- 通常のコンポーネントおよび DIL LCS 用のパッド: 穴径 0.8 mm の 65 ミルの円形または正方形のパッド。
- 線幅 - 12.5 ミル。必要に応じて 10 ミルを入手できます。
- 幅 12.5 ミルのトラックの中心間のスペース - 25 ミル (プリンターのモデルが許せば、わずかに小さいかもしれません)。

カットコーナーのトラックの正しい斜め接続に注意する必要があります(メッシュ - 25 ミル、トラック幅 - 12.5 ミル)。

フォトマスクは、画像と PCB の間のギャップを最小限に抑えるために、露光時にインクが塗布された面が PCB の表面に向くように印刷する必要があります。 実際には、これは両面 PCB の上面を鏡像で印刷する必要があることを意味します。

フォトマスクの品質は、出力デバイスとフォトマスクの材料の両方、および次に説明する要因に大きく依存します。

フォトマスク材料

これは、中程度の透明度のフォトマスクを使用することではありません。半透明のマスクで紫外線を照射するのに十分であるため、これは必須ではありません。 透明度の低い素材の場合、露光時間はかなり長くなります。 線の読みやすさ、黒い領域の不透明度、およびトナー/インクの乾燥速度は、はるかに重要です。 フォトマスクを印刷する際の代替案:
透明アセテートフィルム(OHP)- これが最も明白な代替手段のように思えるかもしれませんが、この代替には費用がかかる可能性があります。 素材はレーザープリンターで加熱すると曲がったり歪んだりする傾向があり、トナー/インクが割れたり剥がれたりしやすくなります。 非推奨
ポリエステル描画フィルム- 良いが高価で、優れた寸法安定性。 ざらざらした表面は、インクやトナーをよく保持します。 レーザープリンターを使用する場合は、厚いフィルムを取る必要があります。 加熱すると、薄膜は反ります。 ただし、厚いフィルムでも一部のプリンターでは変形する可能性があります。 推奨されませんが、可能です。
トレーシングペーパー。あなたが見つけることができる最大の厚さを取ります - 少なくとも1平方メートルあたり90グラム. メートル(薄くすると反る可能性があります)、1平方メートルあたり120グラム。 メートルはさらに良いでしょうが、見つけるのは難しいです. 安価で、オフィスで簡単に入手できます。 トレーシングペーパーは紫外線の透過性が良く、インキの保持力はドローイングフィルムに近く、熱しても歪まないという特性はそれを凌駕します。

出力機器

ペンプロッター-骨の折れる、遅い。 高価なポリエステル画用紙(トレーシングペーパーはインクが単線で塗られるのでダメ)と専用インクが必要です。 ペンは定期的に掃除する必要があります。 汚れやすい。 推奨されません。
インクジェットプリンター- 使用時の主な問題 - 必要な不透明度を達成するため。 これらのプリンタは非常に安価なので試してみる価値はありますが、印刷品質はレーザー プリンタに匹敵するものではありません。 最初に紙に印刷してから、適切なコピー機を使用して画像をトレーシング ペーパーに転写することもできます。
植字工- フォトマスクの品質を最高にするために、Postscript または PDF ファイルが作成され、DTP またはコンポジターに送信されます。 この方法で作成されたフォトマスクは、少なくとも 2400DPI の解像度、黒い領域の完全な不透明度、および完璧な画像の鮮明さを備えています。 コストは通常​​、使用される領域を除いた 1 ページに対して与えられます。 PCB のコピーを複製したり、PCB の両面を同じページに配置したりできれば、お金を節約できます。 このようなデバイスでは、プリンターがサポートしていないフォーマットの大きなボードを作成することもできます。
レーザープリンター- 最高の解像度を手頃な価格で高速に簡単に提供できます。 使用するプリンターは、すべての PCB に対して少なくとも 600dpi の解像度が必要です。 1 インチあたり 40 個のストリップを作成する必要があります。 300DPI は、600DPI とは異なり、1 インチを 40 で割ることができません。

また、プリンタがトナーのしみのない良好な黒の印刷を生成することに注意することも重要です。 PCB プリンターの購入を計画している場合は、まずこのモデルを通常の紙でテストする必要があります。 最高のレーザー プリンターでも広い領域を完全にカバーできない場合がありますが、細い線が印刷される場合は問題ありません。

トレーシングペーパーや製図用フィルムを使用する場合は、プリンターへの用紙のセット方法のマニュアルを用意し、フィルムを正しく交換して、機器の詰まりを回避する必要があります。 小さな PCB の製造では、フィルムやトレーシング ペーパーを節約するために、シートを半分または希望のサイズにカットできます (たとえば、A4 をカットして A5 にします)。

一部のレーザー プリンターは精度の低い印刷を行いますが、エラーは線形であるため、印刷時にデータをスケーリングすることで補正できます。

フォトレジスト

フィルム レジストが塗布された FR4 ガラス繊維を使用するのが最適です。 そうしないと、ワークピースを自分でカバーする必要があります。 暗い部屋や薄暗い照明は必要ありません。余分な光を最小限に抑えて直射日光を避け、紫外線にさらされた直後に現像してください.

液体フォトレジストはめったに使用されず、スプレーで塗布され、銅を薄膜で覆います。 非常にきれいな表面を得る条件がない場合、または低解像度の PCB が必要な場合を除き、これらの使用はお勧めしません。

暴露

フォトレジストでコーティングされたボードは、UV マシンを使用してフォトマスクを介して紫外線にさらされる必要があります。

露光時には、標準の蛍光灯と UV カメラを使用できます。 小さな PCB の場合、2 つまたは 4 つの 8W 12 インチ電球で十分です。より大きなもの (A3) の場合は、4 つの 15 インチ 15W 電球が理想的です。 露光中のガラスからランプまでの距離を決定するには、ガラスの上にトレーシング ペーパーを置き、紙面の照度が適切なレベルになるように距離を調整します。 必要な UV ランプは、医療設備用の交換部品として、またはディスコ照明用の「ブラック ライト」ランプとして販売されています。 それらは白または時には黒/青に着色されており、紙を蛍光にする紫色の光で光ります(明るく光ります). 消去可能な ROM や透明ガラスの殺菌ランプなどの短波長 UV ランプは使用しないでください。 短波長の紫外線を放出するため、皮膚や目に損傷を与える可能性があり、PP の製造には適していません。

露出設定には、PP の放射線への露出時間を表示するタイマーを装備できます。その測定の限界は、30 秒単位で 2 ~ 10 分です。 露出時間の終了を示す可聴信号をタイマーに提供するとよいでしょう。 機械式または電子式の電子レンジタイマーを使用するのが理想的です。

必要な露光時間を見つけるには、実験する必要があります。 20 秒から 10 分まで、30 秒ごとに露光してみてください。 PP を開発し、取得した許可を比較します。 露出オーバーは、露出アンダーよりも良いイメージを生成することに注意してください。

したがって、片面 PCB を露出させるには、フォトマスクの印刷面を上にして取り付けガラスに置き、保護フィルムをはがして、敏感な面を下にしてフォトマスクの上に PCB を置きます。 最高の解像度を得るには、PCB をガラスに押し付けてギャップを最小にする必要があります。 これは、PCB の表面に重りを置くか、UV ユニットにゴム製シール付きのヒンジ付きカバーを取り付けて、PCB をガラスに押し付けることによって実現できます。 一部の取り付けでは、より良い接触のために、小さな真空ポンプを使用してキャップの下を真空にすることで PCB を固定します。

両面基板を露光する場合、トナーを含むフォトマスクの面 (粗い) は、通常は PP のはんだ面に適用され、反対側 (部品が配置される場所) には鏡像化されます。 フォトマスクの印刷を並べて配置し、それらを位置合わせした後、フィルムのすべての領域が一致することを確認します。 これを行うには、バックライト付きのテーブルを使用すると便利ですが、窓面にフォトマスクを組み合わせれば、通常の昼光に置き換えることができます。 印刷中に座標精度が失われた場合、穴のある画像の位置ずれにつながる可能性があります。 ビアがパッドの端を超えないようにしながら、平均誤差値でフィルムを位置合わせしてみてください。 フォトマスクを接続して正しく位置合わせしたら、シートの端から 10 mm の距離で、シートの反対側の 2 か所 (ボードが大きい場合は 3 辺) で粘着テープを使用して PCB 表面に貼り付けます。皿。 ペーパー クリップと PCB の端の間に隙間を残すことが重要です。 これにより、画像の端が損傷するのを防ぐことができます。 ペーパー クリップの厚さが PP よりも大きくならないように、見つけられる最小サイズのペーパー クリップを使用します。

PCB の各面を順番に露出させます。 PCB を照射した後、フォトレジスト フィルム上のトポロジーのイメージを見ることができます。

最後に、目に放射線を短時間さらしても害はありませんが、特に強力なランプを使用する場合は不快感を感じることがあります。 取り付けフレームには、プラスチックではなくガラスを使用することをお勧めします。 より剛性が高く、接触時に割れにくくなっています。

UVランプと白色光管を組み合わせることが可能です。 両面基板の生産の注文が多い場合は、PCB が 2 つの光源の間に配置され、PCB の両面が放射線にさらされる両面露光セットアップを購入する方が安価です。同時。

顕在化

この操作について重要なことは、フォトレジストを現像するときに水酸化ナトリウムを使用しないことです。 この物質はPPの発現にはまったく適していません-溶液の腐食性に加えて、その欠点には、温度と濃度の変化に対する強い感受性、および不安定性が含まれます。 この物質は弱すぎて画像全体を現像できず、強すぎてフォトレジストを溶解できません。 それらの。 このソリューションで満足のいく結果を得ることは不可能です。特に、温度が頻繁に変化する部屋 (ガレージ、小屋など) に実験室を設置する場合はなおさらです。

現像液としては、液体濃縮物として販売されているケイ酸エステルをベースに作られた溶液がはるかに優れています。 その化学組成はNa 2 SiO 3 * 5H 2 Oです。この物質には多くの利点があります。 最も重要なことは、その中で PP を過度に露出することが非常に難しいということです。 固定されていない正確な時間、PP を離れることができます。 これは、温度変化によってその特性がほとんど変化しないことも意味します。温度が上昇しても分解するリスクはありません。 また、この溶液の有効期間は非常に長く、その濃度は少なくとも数年間は一定に保たれます。

溶液に過度の露出の問題がないため、濃度を上げてPPの開発時間を短縮できます。 濃縮物 1 部と水 180 部を混合することをお勧めします。 200mlの水には1.7g強含まれています。 ケイ酸ナトリウムが得られない場合は、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウム (Na 2 CO 3) を使用することができます。使用済み。

PCB を塩化第二鉄に非常に短時間浸漬することで、現像プロセスを制御できます。銅はすぐに色あせ、画像の線の形状を識別できます。 光沢が残っていたり、線の隙間がぼやけている場合は、基板を洗って現像液に数秒浸してください。 露出不足の PP は、溶剤で除去されないレジストの薄い層を残す場合があります。 フィルムの残留物を取り除くには、導体を損傷することなくフォトレジストを取り除くのに十分な粗さのペーパー タオルで PCB をそっと拭きます。

フォトリソ現像槽または縦型現像槽のいずれかを使用できます。浴は、溶液から PP を除去せずに現像プロセスを制御できるという点で便利です。 溶液の温度が少なくとも 15 度に保たれていれば、温水浴やタンクは必要ありません。

溶液を開発するための別のレシピ: 200 ml の液体ガラスを用意し、800 ml の蒸留水を加えてかき混ぜます。 次に、この混合物に水酸化ナトリウム 400 g を加えます。

予防措置: 固体の水酸化ナトリウムを手で取り扱わないでください。手袋を使用してください。 水酸化ナトリウムを水に溶かすと大量の熱が発生するので、少量ずつ溶かす必要があります。 溶液が熱くなりすぎた場合は、冷却してから粉末を追加します。 この溶液は非常に苛性であるため、作業中は保護メガネを着用する必要があります。 液体ガラスは、「ケイ酸ナトリウム溶液」および「卵保存剤」としても知られています。 排水管の掃除に使用され、金物店で販売されています。 この溶液は、固体のケイ酸ナトリウムを単に溶解するだけでは作ることができません。 上記の現像液は濃縮液と同じ強度を持っているため、使用するレジストと温度に応じて、濃縮液 1 に対して水 4 ~ 8 の割合で希釈する必要があります。

エッチング

塩化第二鉄は通常、エッチング液として使用されます。 これは非常に有害な物質ですが、入手が簡単で、ほとんどの類似体よりもはるかに安価です。 塩化第二鉄はステンレス鋼を含むすべての金属をエッチングするため、エッチング装置を設置するときは、プラスチック製またはセラミック製の堰を使用し、プラスチック製のネジとネジを使用し、ボルトで材料を取り付ける場合は、その頭にシリコン ゴムのシールが必要です。 金属製のパイプがある場合は、プラスチックで保護してください (新しい排水管を取り付ける場合は、耐熱プラスチックを使用するのが理想的です)。 通常、溶液の蒸発はそれほど激しくはありませんが、バスやタンクを使用していないときは、それらをカバーすることをお勧めします。

黄色で、粉末または顆粒の形で販売されている塩化第二鉄六水和物の使用をお勧めします。 溶液を得るには、温水を注ぎ、完全に溶解するまで攪拌する必要があります。 小さじ 1 杯の食卓塩を溶液に加えることで、環境の観点から生産を大幅に改善できます。 茶緑色の顆粒の外観を持つ無水塩化鉄が時々見られます。 可能な限り、この物質の使用を避けてください。最後の手段としてのみ使用できます。 水に溶けると大量の熱を放出します。 それでもエッチング液を作ることにした場合は、決して粉末に水を入れないでください。 顆粒は非常に注意深く、徐々に水に加える必要があります。 得られた塩化第二鉄溶液でレジストが完全にエッチングされない場合は、少量の塩酸を加えて 1 ~ 2 日間放置してみてください。

ソリューションを使用したすべての操作は、非常に慎重に実行する必要があります。 両方のタイプのエッチング液が飛び散らないようにしてください。 混合すると小爆発を起こし、容器から液が飛び散り、目や衣服に付着するおそれがあり危険です。 そのため、作業中は手袋とゴーグルを着用し、皮膚に付着した水滴はすぐに洗い流してください。

時は金なりである専門的な基準で PCB を製造している場合は、プロセスをスピードアップするために加熱酸洗ポットを使用できます。 新鮮なホット FeCl を使用すると、PP は 30 ~ 50 度の溶液温度で 5 分で完全にエッチングされます。 これにより、エッジの品質が向上し、画像の線幅がより均一になります。 温水浴を使用する代わりに、ピクルスパンをお湯で満たされた大きな容器に入れることができます.

溶液を撹拌するために空気を入れた容器を使用していない場合は、ボードを定期的に動かして均一なエッチングを確保する必要があります。

錫メッキ

PPの表面への錫の適用は、はんだ付けを容易にするために行われます。 メタライゼーション操作は、銅の表面にスズ (2 ミクロン以下) の薄い層を堆積させることで構成されます。

PCB の表面処理は、めっきを開始する前の非常に重要なステップです。 まず、特別な洗浄液を使用できる残りのフォトレジストを除去する必要があります。 レジストを剥離するための最も一般的なソリューションは、40 ~ 50 度に加熱された KOH または NaOH の 3% 溶液です。 基板をこの溶液に浸し、しばらくするとフォトレジストが銅表面から剥がれます。 濾した後、溶液は再利用できます。 別のレシピは、メタノール (メチルアルコール) を使用するものです。 クリーニングは次のように行います。PCB (洗浄および乾燥) を水平に持ち、表面にメタノールを数滴落とし、次に基板を少し傾けて、アルコールの滴を表面全体に広げます。 10秒ほど待ってからティッシュで基板を拭き取り、レジストが残っている場合は再度操作を繰り返してください。 次に、PCB の表面をワイヤ クロス (サンドペーパーや研磨ローラーよりもはるかに良い結果が得られます) で光沢のある表面になるまでこすり、スポンジで残った粒子をティッシュで拭き取り、すぐにボードを配置します。スズ溶液。 清掃後はボード表面に指を触れないでください。 はんだ付けプロセス中に、スズははんだ溶融物によって濡れる可能性があります。 酸を含まないフラックスを使用した柔らかいはんだではんだ付けすることをお勧めします。 技術的な操作の間に一定の期間がある場合、形成された酸化銅を除去するためにボードを斬首する必要があることに注意する必要があります。5%塩酸溶液で2〜3秒、続いて流水で洗浄します. 化学錫メッキを行うだけで十分です。これは、ボードを塩化錫を含む水溶液に浸すためです。 銅コーティングの表面でのスズの放出は、銅の電位がコーティング材料よりも電気陰性であるスズ塩の溶液に浸漬したときに発生します。 所望の方向への電位の変化は、チオカルバミド(チオ尿素)、アルカリ金属シアン化物であるスズ塩の溶液に錯化添加剤を導入することによって促進されます。 このタイプの溶液は、次の組成 (g/l) を持っています。

1 2 3 4 5
塩化スズ SnCl 2 *2H 2 O 5.5 5-8 4 20 10
チオカルバミド CS(NH 2) 2 50 35-50 - - -
硫酸 H 2 SO 4 - 30-40 - - -
KCN - - 50 - -
酒石酸 C 4 H 6 O 6 35 - - - -
水酸化ナトリウム - 6 - - -
乳酸ナトリウム - - - 200 -
硫酸アンモニウムアルミニウム(アンモニウムミョウバン) - - - - 300
温度、Сo 60-70 50-60 18-25 18-25 18-25

上記の中で、解決策 1 と 2 が最も一般的です。 注意!シアン化カリウムをベースにした溶液は非常に有毒です!

場合によっては、1溶液の界面活性剤として、プログレス洗剤を1 ml / lの量で使用することが提案されています。 溶液 2 に 2 ~ 3 g/l の硝酸ビスマスを加えると、最大 1.5% のビスマスを含む合金が沈殿し、コーティングのはんだ付け性が向上し、数か月間保持されます。 表面を保護するために、フラックス組成物に基づくエアゾールスプレーが使用されます。 乾燥後、ワークの表面に塗布されたワニスは、酸化を防ぐ強力で滑らかな膜を形成します。 クラモリン社の「SOLDERLAC」も人気の商品です。 その後のはんだ付けは、ワニスをさらに除去することなく、処理された表面を直接通過します。 はんだ付けの特に重要なケースでは、ワニスをアルコール溶液で取り除くことができます。

人工錫メッキ溶液は、特に空気にさらされると、時間の経過とともに劣化します。 したがって、定期的に大量の注文がない場合は、必要な量の PP を缶詰にするのに十分な少量の溶液をすぐに準備して、残りの溶液を密閉容器に保管してください (次のいずれかを使用するのが理想的です)。写真で使用している空気を通さないボトル)。 また、物質の品質を大幅に低下させる可能性のある汚染物質から溶液を保護することも必要です。 各プロセスステップの前に、ワークピースを完全に洗浄して乾燥させます。 この目的のために、特別なトレイとトングが必要です。 また、使用後は工具を徹底的に洗浄する必要があります。

錫メッキ用の最も一般的で単純な溶融物は可溶合金 - 「ローズ」 (錫 - 25%、鉛 - 25%、ビスマス - 50%) で、その融点は 130 C o です。 基板をトングを使って液体メルトのレベルの下に 5 ~ 10 秒間置き、取り外したら、すべての銅面が均一に覆われているかどうかを確認します。 必要に応じて、操作が繰り返されます。 ボードを溶融物から取り出した直後に、ゴム製のスクイージーを使用するか、ボードの平面に垂直な方向に強く振って、クランプで保持して取り外します。 ローズ合金の残留物を取り除く別の方法は、オーブンで加熱して振ることです。 この操作を繰り返して、均一な厚さのコーティングを実現できます。 ホットメルトの酸化を防ぐために、ニトログリセリンを溶液に加えて、そのレベルがメルトを 10 mm 覆うようにします。 操作後、流水でボードをグリセリンから洗い流します。

注意!これらの操作には、高温の影響下にある設備や材料を扱う作業が含まれるため、火傷を防ぐために、保護手袋、ゴーグル、エプロンを使用する必要があります。 錫鉛錫メッキ作業も同様に進行しますが、溶融温度が高いため、手工芸品生産におけるこの方法の範囲が制限されます。

加熱酸洗槽、バブリング槽、現像皿の3槽プラント。 保証された最小値として: 酸洗槽とボードをすすぐための容器。 フォト トレイは、基板の現像と錫メッキに使用できます。
- さまざまなサイズの錫メッキ トレイのセット
- PP 用のギロチンまたは小型のギロチン ハサミ。
●ボール盤には、付属のフットペダル付き。

ウォッシュバスを利用できない場合は、ハンドスプレーを使用してボードを洗浄できます (たとえば、花に水をやる)。

これで終わりです。 このテクニックをうまくマスターして、毎回素晴らしい結果が得られることを願っています。

イーグル製ボードの生産準備方法

制作準備は技術制限チェック(DRC)とガーバー形式ファイル生成の2段階

コンゴ民主共和国

すべての PCB メーカーは、最小トレース幅、トレース間隔、穴の直径などに技術的な制限を設けています。 ボードがこれらの制限を満たさない場合、メーカーはボードの生産を拒否します。

PCB ファイルを作成するとき、デフォルトのテクノロジー制限は、dru ディレクトリの default.dru ファイルから設定されます。 原則として、これらの制限は実際のメーカーの制限に対応していないため、変更する必要があります。 ガーバー ファイルを生成する直前に制限を設定できますが、ボード ファイルが生成された直後に設定することをお勧めします。 制限を設定するには、DRC ボタンを押します

ギャップ

導体間のギャップが設定されている [クリアランス] タブに移動します。 2 つのセクションがあります。 異なる信号同じ信号. 異なる信号- 異なる信号に属する要素間のギャップを定義します。 同じ信号- 同じ信号に属する要素間のギャップを定義します。 入力フィールド間を移動すると、画像が変化し、入力値の意味が示されます。 寸法は、ミリメートル (mm) または 1/1000 インチ (mil、0.0254 mm) で指定できます。

距離

[距離] タブは、銅箔と基板の端の間の最小距離を定義します ( 銅/寸法) と穴の端の間 ( ドリル/穴)

最小寸法

両面基板の [サイズ] タブでは、次の 2 つのパラメーターが適切です。 最小幅- 最小導体幅と 最小ドリル最小穴径です。

ベルト

Restring タブは、出力コンポーネントのビアとパッドの周りのバンドのサイズを定義します。 カラーの幅は穴の直径のパーセンテージとして設定されますが、最小幅と最大幅の制限を設定できます。 両面ボードの場合、パラメーターは意味があります パッド/トップ, パッド/ボトム(上層と下層のパッド) と ビア/アウター(貫通穴)。

マスク

[マスク] タブでは、パッドの端からはんだマスクまでのギャップが設定されます ( 止まる) およびはんだペースト ( クリーム)。 クリアランスは小さい方のパッド サイズのパーセンテージとして指定されますが、最小クリアランスと最大クリアランスに制限を設定できます。 ボード メーカーが特別な要件を指定していない場合は、このタブのデフォルト値をそのままにしておくことができます。

パラメータ 限界マスクで覆われないビアの最小直径を定義します。 たとえば、0.6mm を指定すると、直径が 0.6mm 以下のビアがマスクされます。

チェックの実行

制限を設定したら、タブに移動します ファイル. ボタンをクリックすると、設定をファイルに保存できます。 名前を付けて保存.... 将来的には、他のボードについては、設定をすばやく読み込むことができます ( ロード...).

ボタンを押す 申し込み設定された技術制限が PCB ファイルに適用されます。 レイヤーに影響する tStop、bStop、tCream、bCream. また、出力コンポーネントのビアとパッドは、タブで設定された制約に合わせてサイズ変更されます。 リストリング.

ボタンを押す 小切手制約制御プロセスを開始します。 ボードがすべての制限を満たしている場合、プログラム ステータス ラインに次のメッセージが表示されます。 エラーなし. ボードが制御を渡さない場合、ウィンドウが表示されます DRC エラー

このウィンドウには、DRC エラーのリストが含まれており、エラーの種類とレイヤーが示されています。 ラインをダブルクリックすると、エラーのあるボードの領域がメイン ウィンドウの中央に表示されます。 エラーの種類:

クリアランスが少なすぎる

穴径が小さすぎる

信号の異なる線路の交差点

箔が基板の端に近すぎる

エラーを修正した後、コントロールを再度開始し、すべてのエラーが解消されるまでこの手順を繰り返す必要があります。 これで、ボードをガーバー ファイルに出力する準備が整いました。

ガーバーファイル生成

メニューから ファイル選ぶ カムプロセッサー. ウィンドウが表示されます カムプロセッサー.

ファイル生成パラメータのセットは、タスクと呼ばれます。 このタスクはいくつかのセクションで構成されています。 このセクションでは、1 つのファイルの出力パラメーターを定義します。 Eagle にはデフォルトで gerb274x.cam タスクが付属していますが、2 つの欠点があります。 まず、下のレイヤーが鏡像で表示されます。次に、ドリル ファイルが表示されません (ドリルを生成するには、もう 1 つのタスクを実行する必要があります)。 したがって、最初からタスクを作成することを検討してください。

7 つのファイルを作成する必要があります: 基板の境界線、銅の上部と下部、シルクスクリーンの上部、はんだマスクの上部と下部、ドリルです。

ボードの境界線から始めましょう。 フィールドで セクションセクションの名前を入力します。 グループの内容を確認する スタイルインストールのみ 位置 座標, 最適化フィルパッド. リストから デバイス選ぶ GERBER_RS274X. 入力欄に ファイル出力ファイルの名前を入力します。 ファイルを別のディレクトリに置くと便利なので、このフィールドには %P/gerber/%N.Edge.grb と入力します。 これは、ボード ソース ファイルが配置されているディレクトリ、サブディレクトリを意味します。 ガーバー、元のボード ファイル名 (拡張子なし) .brd) を最後に追加 .edge.grb. サブディレクトリは自動的に作成されないため、ファイルを生成する前にサブディレクトリを作成する必要があることに注意してください ガーバープロジェクトディレクトリにあります。 分野で オフセット 0 を入力します。レイヤーのリストで、レイヤーのみを選択します。 寸法. これでセクションの作成は完了です。

新しいセクションを作成するには、 を押します。 追加. ウィンドウに新しいタブが表示されます。 上記のようにセクション パラメータを設定し、すべてのセクションに対してこのプロセスを繰り返します。 もちろん、各セクションには独自のレイヤー セットが必要です。

    銅トップ - トップ、パッド、ビア

    銅ボトム - ボトム、パッド、ビア

    上にシルクスクリーン - tPlace、tDocu、tNames

    トップマスク - tStop

    ボトムマスク - bStop

    ドリル - ドリル、穴

およびファイル名。例:

    トップ銅 - %P/gerber/%N.TopCopper.grb

    ボトム銅 - %P/gerber/%N.BottomCopper.grb

    トップシルクスクリーン - %P/gerber/%N.TopSilk.grb

    トップマスク - %P/gerber/%N.TopMask.grb

    ボトムマスク - %P/gerber/%N.BottomMask.grb

    ドリル - %P/gerber/%N.Drill.xln

ドリル ファイルの場合、出力デバイス ( デバイス) である必要があります エクセロン、 だがしかし GERBER_RS274X

一部のボード メーカーは、8.3 形式の名前のファイルのみを受け入れることに注意してください。つまり、ファイル名は 8 文字以内、拡張子は 3 文字以内です。 ファイルに名前を付けるときは、これを考慮する必要があります。

次の結果が得られます。

次に、ボード ファイル ( ファイル => 開く => ボード)。 ボード ファイルが保存されていることを確認してください。 クリック ジョブの処理- そして、ボードの製造元に送信できる一連のファイルを取得します。 実際のガーバーファイルに加えて、情報ファイルも生成されることに注意してください(拡張子付き) .gpiまた .dri) - 送信する必要はありません。

目的のタブを選択して を押すと、個々のセクションのファイルのみを表示することもできます。 プロセスセクション.

ファイルをボード メーカーに送信する前に、Gerber ビューアーで出力をプレビューすることをお勧めします。 たとえば、Windows 用または Linux 用の ViewMate です。 また、ボードを PDF で保存し (ボード エディタの [ファイル] -> [印刷] -> [PDF] ボタン)、このファイルをガーベラと一緒にメーカーにアップロードすると便利です。 そして、彼らも人間です。これは、彼らが間違いを犯さないようにするのに役立ちます。

フォトレジスト SPF-VShch を使用するときに実行する必要がある技術的な操作

1. 表面処理。
a) 磨かれた粉末 (「マーシャリット」)、サイズ M-40 による洗浄、水での洗浄
b) 10% 硫酸溶液で断頭 (10 ~ 20 秒)、水で洗浄
c)T=80〜90gr.Cで乾燥する。
d) チェック - 30 秒以内かどうか。 連続フィルムが表面に残ります - 基板はすぐに使用できます。
そうでない場合は、もう一度繰り返します。

2. フォトレジストの堆積。
フォトレジストは、Tshafts = 80 gr.C のラミネーターに適用されます。 (ラミネーターの取扱説明書を参照してください)。
この目的のために、高温の基板 (乾燥オーブンの後) は、SPF ロールからのフィルムと同時にロール間のギャップに向けられ、ポリエチレン (マット) フィルムは表面の銅側に向けられる必要があります。 フィルムを基板に押し付けた後、ローラーの動きが始まり、ポリエチレンフィルムが取り除かれ、フォトレジスト層が基板上に転がります。 マイラー保護フィルムが上に残ります。 その後、SPF フィルムを基板に合わせて四方をカットし、室温で 30 分間放置します。 暴露は、室温、暗所で 30 分から 2 日間可能です。

3.露出。

フォトマスクを介した露光は、DRCT-3000 または LUV-30 タイプの UV ランプを備えた SKCI または I-1 設備で、0.7 ~ 0.9 kg/cm2 の真空度で実行されます。 露出時間 (画像を取得するため) は、装置自体によって調整され、実験的に選択されます。 テンプレートは素材にしっかりと押し付ける必要があります。 暴露後、ワークピースは 30 分間エージングされます (最大 2 時間まで許容されます)。

4.症状。
露光後、画像を現像するプロセスが実行されます。 この目的のために、上部保護層であるラヴサン膜が基板の表面から除去される。 その後、ワークピースは、T=35 gr.C でソーダ灰 (2%) の溶液に沈められます。 10 秒後、フォーム ラバー スワブを使用してフォトレジストの未露光部分を除去するプロセスが開始されます。 発現の時期は経験的に選択されます。
次に、基板を現像液から取り出し、水で洗浄し、H2SO4 (硫酸) の 10% 溶液で (10 秒間) 断頭し、再び水で、T=60°C のオーブンで乾燥させます。
結果の図面は剥がれてはいけません。

5. 結果の図面。
得られたパターン (フォトレジスト層) は、以下のエッチングに対して耐性があります。
- 塩化第二鉄
- 塩酸
- 硫酸銅
-王水(追加のなめし後)
およびその他のソリューション

6. フォトレジスト SPF-VShch の有効期間。
SPF-VShch の有効期間は 12 か月です。 保存は5~25グラムの暗所で行います。 C. 直立させ、黒い紙で包みます。

残念ながら、必要なのはテキストライトだけです。購入することしかできず、自宅で見つけることはほとんどありません。
まず、テキソライトをきれいにする (焼き払う) ことをお勧めします。 パターンに従って表面を研磨することがはるかに困難になるため、目的のパターンを切り取る前にこれを行うことをお勧めします。


電子部品用の穴がある場所では、穴の輪郭を描く必要があります。 これを行うには、鋭い釘またはドリルを取り、ドリルを接点に置き、後ろからハンマーで叩きます(ドリルを鈍らせて壊さないように難しくありません)


穴をマーキングしておくと、後で穴を開けるのが簡単になります。 ドリルはそのようなしつけに非常にしっかりとフィットし、飛び散りません。これにより、正確で美しい穴を開けることができます。 また、アンカー ポイントを使用して紙に印刷された図面を再描画するのにも役立ちます。


最も重要な段階は、テクトライトの切断です。 ここでは、メスまたは鋭利なナイフ(刃)が必要です。 ナイフを強く押すと、描かれたパスのすべての端に沿って歩くことができます。 このようにして、不要な銅板からトラックを分離して、浅いカットを作成します. テキソライトの銅板の表面を切るような力でナイフを押す必要があります(強く押すべきではありません-テキソライトを切ることができます)。



次に、テキソライトに接着された銅板を、銅板を取り除くべき場所でメスの鋭利な部分でこじ開けます。 より大胆に行い、たとえば1センチメートルの銅を分離します。指でそれを取り、手前に引っ張ってテキソライトから分離することができます。 余分な銅板は、メスでカットしたパターンに従って正確に分離されます。
このジュエリーの手順に急いではいけません。銅を突然引き裂くと、トラックの一部が引き裂かれ、作業が台無しになります。 どこかでトラックを壊しても心配しないでください...ワイヤーを取り、壊れたトラックの端にはんだ付けして、カットを取り除くことができます.


余分なテキソライトを分離すると、銅の跡が残ります。実際には、穴を開け、電子部品を挿入し、はんだ付けするだけです。

プリント回路基板を作成するその他の方法については、当社の Web サイトをご覧ください。
頑張ってください。

プリント回路基板- これは誘電体ベースであり、電気回路に従って導電パスが適用されている表面およびボリューム内にあります。 プリント回路基板は、その上に取り付けられた電子および電気製品のリードをはんだ付けすることにより、相互の機械的固定および電気接続を目的としています。

プリント回路基板にパターンを描く方法に関係なく、ガラス繊維からワークピースを切断し、穴を開け、プリント回路基板をエッチングして通電トラックを得る操作は、同じ技術を使用して実行されます。

手塗り技術
PCB トラック

テンプレートの準備

PCBレイアウトが描かれている紙は通常薄く、特に自家製のハンドドリルを使用する場合は、より正確に穴を開けるために、ドリルが側面に通じないように、より密にする必要があります。 これを行うには、PVA や Moment などの接着剤を使用して、プリント回路基板のパターンを厚い紙または薄い厚紙に接着する必要があります。

ワークの切断

適切なサイズのホイルでコーティングされたガラス繊維のブランクが選択され、プリント回路基板のテンプレートがブランクに適用され、マーカー、柔らかいシンプルな鉛筆、または鋭利なもので線を引くことで周囲の輪郭が描かれます。

次に、マークされた線に沿ってガラス繊維を金属のはさみまたは弓のこで切断します。 はさみのほうが早く切れて、ゴミが出ません。 ただし、ハサミで切るとファイバーグラスが強く曲がってしまい、銅箔の接着強度がやや悪くなったり、エレメントの再はんだ付けが必要な場合はトラックが剥がれたりする可能性があることを考慮する必要があります。 したがって、ボードが大きく、トラックが非常に細い場合は、弓のこで切断することをお勧めします。

プリント回路基板のパターン テンプレートは、カットされたブランクに瞬間接着剤を使用して接着され、ブランクの角に 4 滴が塗布されます。

接着剤は数分で固まるので、すぐにラジオ部品用の穴を開けることができます。

穴あけ

0.7 ~ 0.8 mm の超硬ドリルを備えた専用のミニ ボール盤を使用して穴を開けるのが最適です。 ミニボール盤が利用できない場合は、低電力のドリルで簡単なドリルで穴を開けることができます。 しかし、ユニバーサル ハンド ドリルを使用する場合、壊れたドリルの数は手の硬さによって異なります。 1回のドリルでは絶対に十分ではありません。

ドリルを固定できない場合は、そのシャンクを数層の紙または 1 層のサンドペーパーで包むことができます。 シャンク部に細い金属線を密にコイルtoコイル巻きすることが可能です。

穴あけ完了後、すべての穴があけられているか確認します。 これは、ライトを通してプリント基板を見るとはっきりと見えます。 ご覧のとおり、欠けている穴はありません。

地形図を描く

導電経路となるガラス繊維上のホイルの場所をエッチング中の破壊から保護するために、それらを水溶液への溶解に耐性のあるマスクで覆う必要があります。 トラックを描くのに便利なように、柔らかくシンプルな鉛筆またはマーカーで事前にマークを付けておくことをお勧めします。

マーキングする前に、プリント基板のテンプレートを接着するために使用された Moment 接着剤の痕跡を取り除くことが不可欠です。 のりはあまり固まっていないので、指で転がすと簡単に取れます。 ホイルの表面も、アセトンやホワイトスピリット(精製ガソリンと呼ばれる)などの手段で布で脱脂する必要があり、フェリーなどの食器洗い洗剤を使用できます。


プリント基板のトラックに印を付けたら、そのパターンの適用を開始できます。 ホワイトスピリット溶剤で適切な濃度に希釈されたPFシリーズのアルキドエナメルなど、あらゆる防水エナメルがトラックを描くのに適しています。 ガラスや金属製の描画ペン、医療用針、つまようじなど、さまざまなツールでトラックを描くことができます。 この記事では、インクで紙に描くように設計されたドローイング ペンとバレリーナを使用して PCB トラックを描く方法を紹介します。


以前はコンピューターがなく、すべての図面はワットマン紙に単純な鉛筆で描かれ、インクでトレーシング ペーパーに転写され、そこからコピー機でコピーされていました。

絵を描くことは、バレリーナで描かれたコンタクトパッドから始まります。 これを行うには、バレリーナの引き出しのスライドジョーのギャップを必要な線幅に調整し、円の直径を設定し、引き出しを回転軸から動かして2番目のネジを調整する必要があります。

次に、長さ5〜10 mmのバレリーナの引き出しにブラシで塗料を塗ります。 プリント基板の保護層には、乾きが遅く落ち着いて作業できるPFやGFブランドの塗料が最適です。 NCブランドの塗料も使用できますが、乾きが早いので扱いにくいです。 塗料はよく落ち、広がらないようにする必要があります。 描画する前に、塗料を液体の粘稠度に希釈し、適切な溶媒を少しずつ加えて激しく攪拌し、ファイバーグラスのスクラップに描画しようとする必要があります. 塗料を扱うには、耐溶剤性のブラシが取り付けられたツイストでマニキュアボトルに注ぐのが最も便利です。

バレリーナの引き出しを調整し、必要なライン パラメータを取得したら、コンタクト パッドの適用を開始できます。 これを行うには、軸の鋭い部分を穴に挿入し、バレリーナのベースを円で回転させます。


ドローイング ペンを正しく設定し、プリント回路基板の穴の周りのペンキを適切な濃度にすることで、完全な円形の円が得られます。 バレリーナの描き方が下手になったら、乾いた絵の具の残りを布で引き出しの隙間から取り除き、引き出しに新しい絵の具を詰めます。 このプリント回路基板のすべての穴の輪郭を円で描くのに、描画ペンを 2 回塗り替えるだけで、時間は 2 分もかかりませんでした。

ボード上の丸いコンタクト パッドが描画されたら、手動描画ペンを使用して導電性トラックの描画を開始できます。 手書きペンの準備と調整は、バレリーナの準備と同じです。

さらに必要なのは平らな定規だけで、エッジに沿ってその側面の1つに厚さ2.5〜3 mmのゴム片が接着されているため、定規は操作中に滑らず、ファイバーグラスは定規に触れることなく、その下を自由に通過できます。 木製の三角形は定規として最適で、安定していると同時に、プリント基板を描くときに手のサポートとしても機能します。

トラックを描くときにプリント基板が滑らないように、2枚のサンドペーパーシートを紙の側面でリベットで留めたサンドペーパーの上に置くことをお勧めします。

パスと円を描くときにそれらが接触した場合、アクションは実行されません。 プリント基板上の塗料を触っても染まらない状態まで乾かし、ナイフの刃を使ってパターンの余分な部分を取り除く必要があります。 塗料が早く乾くようにするには、ボードを暖かい場所、たとえば冬にはラジエーターの上に置く必要があります。 夏のシーズン - 太陽の下で。

プリント基板のパターンが完全に適用され、すべての欠陥が修正されたら、エッチングに進むことができます。

プリント基板描画技術
レーザープリンターを使って

レーザープリンターで印刷する場合、トナーによって形成された画像は、レーザービームが画像を描いたフォトドラムから静電的に紙に転写されます。 トナーは用紙に保持され、静電気のみによって画像が保持されます。 トナーを定着させるために、紙はローラーの間で転がされます。ローラーの 1 つは 180 ~ 220 ℃ の温度に加熱された熱オーブンです。 トナーが溶けて紙の質感に浸透します。 冷却後、トナーは硬化し、用紙にしっかりと付着します。 用紙が 180 ~ 220°C に再び加熱されると、トナーは再び液体になります。 トナーのこの特性は、自宅のプリント回路基板に通電トラックの画像を転写するために使用されます。

プリント基板図面のファイルができたら、レーザープリンターで紙に印刷する必要があります。 この技術のプリント基板図面のイメージは、部品の取り付け側から見る必要があることに注意してください。 インクジェット プリンタは、異なる原理で動作するため、これらの目的には適していません。

パターンをプリント基板に転写するための型紙の準備

OA機器用の普通紙にプリント基板のパターンを印刷すると、多孔質構造のため、トナーが紙の内部に深く浸透し、トナーがプリント基板に転写される際にほとんどが残ります。紙で。 さらに、プリント回路基板から紙を取り除くのが困難になります。 長時間水に浸す必要があります。 したがって、フォトマスクを作成するには、印画紙、粘着フィルムやラベルの基材、トレーシングペーパー、光沢のある雑誌のページなど、多孔質構造を持たない紙が必要です。

PCBのデザインを印刷する用紙は、古いストックのトレーシングペーパーを使用しています。 トレーシング ペーパーは非常に薄く、テンプレートを直接印刷することはできません。プリンターで紙詰まりが発生します。 この問題を解決するには、必要なサイズのトレーシング ペーパーに印刷する前に、隅に接着剤を一滴垂らし、A4 の事務用紙に貼り付けます。

この技術により、最も薄い紙やフィルムにもプリント基板のパターンを印刷できます。 パターンのトナー厚を最大にするためには、印刷前に「プリンターのプロパティ」で節約印刷モードをオフにして設定する必要があります。ダンボールなどで。 最初はうまく印刷できない可能性が十分にあり、レーザー プリンターに最適な印刷モードを選択して、少し実験する必要があります。 結果として得られるパターンの印刷では、この技術段階でのレタッチは役に立たないため、プリント回路基板のトラックとコンタクトパッドは隙間や汚れがないように密集している必要があります。

輪郭に沿ってトレーシング ペーパーをカットすることは残っており、プリント回路基板を製造するためのテンプレートの準備が整い、次のステップに進み、イメージをガラス繊維に転写することができます。

紙からグラスファイバーへのパターンの転写

PCB パターンの転写は、最も重要なステップです。 技術の本質は単純で、プリント回路基板のトラックの印刷パターンの側面を備えた紙を、グラスファイバーの銅箔に適用し、多大な努力を払ってプレスすることです。 次に、このサンドイッチを 180 ~ 220 ℃ の温度に加熱し、室温まで冷却します。 紙が破れて、プリント基板に模様が残っています。

一部の職人は、電気アイロンを使用して紙からプリント回路基板にパターンを転写することを提案しています。 この方法を試してみましたが、結果は不安定でした。 トナーが固化するときに、トナーを所望の温度に加熱すると同時に、印刷回路基板の表面全体に対して紙を均一に押し付けることは困難である。 その結果、パターンが完全に転写されず、PCB トラックのパターンにギャップが生じます。 レギュレーターがアイロンの最大加熱に設定されていたにもかかわらず、アイロンが十分に加熱されなかった可能性があります。 アイロンを開けてサーモスタットを再設定したくありませんでした。 したがって、手間がかからず、100 パーセントの結果が得られる別のテクノロジを使用しました。

所定のサイズにカットされ、アセトンで脱脂されたプリント回路基板上で、パターンが印刷されたトレーシング ペーパーの角にフォイル グラスファイバーのブランクが接着されました。 トレーシング ペーパーの上に、より均一な圧力を加えるために、オフィス ペーパーのシートを置きます。 得られたパッケージを合板の上に置き、その上に同じサイズのシートをかぶせました。 このサンドイッチ全体が、クランプで最大の力で固定されました。


作ったサンドイッチを200℃に加熱して冷ます。 加熱には温度調節機能付きの電気オーブンが最適です。 作成した構造をキャビネットに置き、設定温度に達するまで待ち、30分後にボードを取り外して冷却するだけで十分です。


電気オーブンが使えない場合は、内蔵の温度計に合わせてガス供給ツマミで温度を調節すれば、ガスオーブンでも使用できます。 温度計がない場合、または故障している場合は、女性が助け​​ることができます。パイが焼かれるレギュレーターノブの位置で十分です。


合板の端が反っていたので、念のため追加のクランプで固定しました。 この現象を回避するには、プリント回路基板を厚さ 5 ~ 6 mm の金属シートでクランプすることをお勧めします。 コーナーに穴を開けてプリント基板を固定し、プレートをネジとナットで締めることができます。 M10で十分です。

30 分後、デザインは十分に冷却されてトナーが硬化し、ボードを取り外すことができます。 取り外したプリント基板を一目見ただけで、トナーがトレーシングペーパーから基板に完全に転写されていることがわかります。 トレーシングペーパーは、印刷されたトラック、パッドのリング、およびマーキング文字の線に沿ってぴったりと均等にフィットします。

トレーシングペーパーはプリント回路基板のほぼすべてのトラックから簡単に剥がれ、トレーシングペーパーの残りは湿った布で取り除かれました。 それでも、印刷されたトラックにはいくつかの場所でギャップがありました。 これは、プリンターの不均一な印刷、またはグラスファイバー フォイルに残った汚れや腐食の結果として発生する可能性があります。 ギャップは、防水塗料、マニキュアで埋めるか、マーカーで修正できます。

プリント基板のレタッチにマーカーが適しているかどうかを確認するには、マーカーで紙に線を引き、紙を水で湿らせる必要があります。 線がにじまない場合は、レタッチ マーカーが適しています。


自宅でプリント回路基板をエッチングするには、塩化第二鉄または過酸化水素とクエン酸の溶液が最適です。 エッチング後、印刷されたトラックのトナーは、アセトンに浸した綿棒で簡単に除去できます。

次に、穴が開けられ、導電路と接触パッドがスズメッキされ、放射性元素がはんだ付けされます。


この形式は、無線コンポーネントが取り付けられたプリント回路基板によって取られました。 その結果、ビデ機能付きの通常の便器を補完する電子システム用の電源およびスイッチング ユニットが完成しました。

PCBエッチング

家庭でのプリント回路基板の製造において、フォイル グラスファイバーの保護されていない領域から銅フォイルを除去するために、無線アマチュアは通常、化学的方法を使用します。 プリント回路基板をエッチング液に入れると、化学反応により、マスクで保護されていない銅が溶解します。

エッチング液レシピ

コンポーネントの入手可能性に応じて、ラジオアマチュアは下の表に示すソリューションのいずれかを使用します。 エッチング液は、アマチュア無線家が家庭で使用するために人気のある順にリストされています。

ソリューション名 コンパウンド 調理技術 利点 欠陥
過酸化水素+クエン酸 過酸化水素(H 2 O 2) 100ml クエン酸と食卓塩を 3% 過酸化水素水に溶かす コンポーネントの入手可能性、高い酸洗率、安全性 保存しない
クエン酸 (C 6 H 8 O 7) 30g
塩(NaCl) 5g
塩化第二鉄水溶液 水 (H2O) 300ml 塩化第二鉄をぬるま湯に溶かす 十分なエッチング速度、再利用可能 塩化第二鉄の入手可能性が低い
塩化第二鉄 (FeCl 3) 100グラム
過酸化水素+塩酸 過酸化水素(H 2 O 2) 200ml 10% 塩酸を 3% 過酸化水素水に注ぐ 高い酸洗率、再利用可能 高精度が必要
塩酸(HCl) 200ml
硫酸銅水溶液 水 (H2O) 500ml 熱湯(50~80℃)に食卓塩を溶かし、青酢を溶かす コンポーネントの可用性 硫酸銅の毒性と遅いエッチング、最大 4 時間
硫酸銅 (CuSO 4) 50グラム
塩(NaCl) 100グラム

でプリント回路基板をエッチング 金属製の器具は許可されていません. これを行うには、ガラス、セラミック、またはプラスチック製の容器を使用してください。 使用済みの酸洗液は下水道に捨てることができます。

過酸化水素とクエン酸のエッチング液

クエン酸を溶解した過酸化水素をベースにした溶液は、最も安全で、最も手頃な価格で、最も速く機能します. リストされているすべてのソリューションの中で、すべての基準でこれが最適です。


過酸化水素はどの薬局でも購入できます。 液体の 3% 溶液またはハイドロペリットと呼ばれる錠剤の形で販売されています。 ハイドロペリットから過酸化水素の 3% 液体溶液を得るには、1.5 グラムの錠剤 6 個を 100 ml の水に溶解する必要があります。

結晶の形のクエン酸は、どの食料品店でも販売されており、30 または 50 グラムの重さの袋に入っています。 食卓塩はどの家庭にもあります。 100 ml の酸洗液は、100 cm2 のプリント回路基板から 35 µm 厚の銅箔を取り除くのに十分です。 使用済み溶液は保管されず、再利用できません。 ちなみに、クエン酸は酢酸で代用できますが、刺激臭があるため、プリント基板を戸外で酸洗いする必要があります。

塩化第二鉄を主成分とする酸洗液

2 番目に人気のある酸洗液は、塩化第二鉄の水溶液です。 以前は、塩化第二鉄はどの産業企業でも簡単に入手できるため、最も人気がありました。

エッチング液は温度に敏感ではなく、かなり速くエッチングされますが、溶液中の塩化第二鉄が消費されるにつれてエッチング速度が低下します。


塩化第二鉄は非常に吸湿性が高いため、空気中の水分をすばやく吸収します。 その結果、瓶の底に黄色い液体が現れます。 これは部品の品質に影響を与えず、そのような塩化第二鉄はエッチング溶液の調製に適しています。

使用済みの塩化第二鉄溶液を気密容器に保管すると、繰り返し使用できます。 再生するには、鉄の釘を溶液に注ぐだけで十分です(すぐに銅のゆるい層で覆われます)。 あらゆる表面に接触すると、除去しにくい黄色い斑点が残ります。 現在、プリント回路基板の製造のための塩化第二鉄溶液は、コストが高いためあまり使用されていません。

過酸化水素・塩酸系エッチング液

優れた酸洗液で、高い酸洗速度を実現します。 塩酸を激しく撹拌しながら、過酸化水素の 3% 水溶液に細い流れで注ぐ。 過酸化水素を酸に注ぐことは容認できません! しかし、エッチング液には塩酸が含まれているため、ボードをエッチングするときは細心の注意を払う必要があります。この溶液は手の皮膚を腐食させ、その上にあるものすべてを台無しにするからです。 このため、家庭での塩酸によるエッチング液はお勧めしません。

硫酸銅系エッチング液

硫酸銅を使用してプリント回路基板を製造する方法は、通常、入手できないために他の成分に基づくエッチング液を製造することが不可能な場合に使用されます。 硫酸銅は殺虫剤であり、農業における害虫駆除に広く使用されています。 さらに、PCB のエッチング時間は最大 4 時間ですが、溶液の温度を 50 ~ 80°C に維持し、エッチングされた表面で溶液を常に交換する必要があります。

PCBエッチング技術

上記のエッチング溶液のいずれかでボードをエッチングするには、ガラス、セラミック、または乳製品などのプラスチック器具が適しています。 手元に適切なサイズの容器がない場合は、適切なサイズの厚紙または厚紙で作られた箱を取り、その内側にラップを敷くことができます。 容器にエッチング液を流し込み、パターンを下にしてプリント基板を丁寧に載せます。 液体の表面張力と軽量の力により、ボードは浮きます。

便宜上、ペットボトルのコルクをボードの中央に接着剤で接着できます。 コルクは、ハンドルとフロートとして同時に機能します。 しかし、ボード上に気泡が形成される危険性があり、これらの場所では銅が腐食しません。


銅の均一なエッチングを確実にするために、パターンを上にしてプリント回路基板をタンクの底に置き、定期的に手で浴を振ることができます。 しばらくすると、酸洗液によっては銅のない部分が現れ始め、プリント基板全面で銅が完全に溶解します。


銅が酸洗溶液に最終的に溶解した後、プリント回路基板を浴から取り出し、流水で十分に洗浄します。 トナーはアセトンに浸したぼろきれでトラックから除去され、塗料は溶剤に浸したぼろきれでよく除去されます。

無線コンポーネントを取り付けるためのプリント回路基板の準備

次のステップは、無線素子を取り付けるためのプリント回路基板を準備することです。 ボードから塗料を取り除いた後、トラックは目の細かいサンドペーパーで円を描くように処理する必要があります。 銅線は薄く、簡単に削れるので、夢中になる必要はありません。 低圧研磨剤を数回通過させるだけで十分です。


さらに、プリント回路基板の通電トラックとコンタクト パッドは、アルコール ロジン フラックスで覆われ、折衷型はんだごてを使用して軟質はんだで錫メッキされます。 プリント基板の穴がはんだで締め付けられないように、はんだごての先端に少し取る必要があります。


プリント回路基板の製造が完了したら、無線コンポーネントを目的の位置に挿入し、それらのリードをサイトにはんだ付けするだけです。 はんだ付けする前に、部品の脚をアルコールロジンフラックスで湿らせておく必要があります。 無線部品の脚が長い場合は、サイド カッターで切断してから、プリント基板の表面から 1 ~ 1.5 mm の突出長にはんだ付けする必要があります。 部品の取り付けが完了したら、アルコール、ホワイトスピリット、アセトンなどの溶剤を使用してロジンの残りを取り除く必要があります。 それらはすべてロジンをうまく溶解します。

この単純な容量性リレー回路は、PCB トレースから実用的なプロトタイプまで 5 時間もかからずに完成しました。このページのレイアウトよりもはるかに短い時間です。