プリント基板のエッチング用ソリューション。過酸化水素とクエン酸を使用した基板のエッチング: 基板処理の微妙な点。必要な道具と化学薬品

プリント基板とは

プリント回路基板 (英語: プリント回路基板、PCB、またはプリント配線基板、PWB) - 表面および/またはその体積内に導電性回路が形成されている誘電体で作られたプレート電子回路。プリント基板は、さまざまな電子コンポーネントを電気的および機械的に接続するように設計されています。プリント回路基板上の電子部品は、通常はんだ付けによって、その端子によって導電パターンの要素に接続されます。

とは異なり壁掛け式、プリント回路基板上の導電性パターンは箔でできており、固体の絶縁ベース上に完全に配置されています。プリント回路基板には、リード付きコンポーネントまたは平面コンポーネントを取り付けるための取り付け穴とパッドが含まれています。さらに、プリント回路基板には、基板の異なる層にある箔のセクションを電気的に接続するためのビアがあります。基板の外側には、通常、保護コーティング (「はんだマスク」) とマーキング (設計文書に従って図面とテキストをサポート) が適用されます。

導電パターンを備えた層の数に応じて、プリント基板は次のように分類されます。

片面 (OSP): 誘電体シートの片面に箔が 1 層だけ接着されています。

両面 (DPP): 2 層のフォイル。

多層 (MLP): 基板の両面だけでなく、誘電体の内側の層にも箔があります。多層プリント回路基板は、いくつかの片面または両面基板を接着することによって作られます。

設計されたデバイスの複雑さと設置密度が増すにつれて、基板上の層の数も増加します。

基礎プリント基板誘電体として機能し、最も一般的に使用される材料はグラスファイバー、ゲティナクです。また、プリント回路基板のベースは、誘電体でコーティングされた金属ベース (たとえば、トラックの陽極酸化銅箔が誘電体の上に適用される) にすることもできます。このようなプリント基板は、電子部品から効率的に熱を除去するためにパワーエレクトロニクスで使用されます。この場合、基板の金属ベースがラジエーターに取り付けられます。マイクロ波範囲および最大 260 °C の温度で動作するプリント基板に使用される材料は、ガラス繊維で強化されたフッ素樹脂 (FAF-4D など) およびセラミックです。フレキシブル回路基板は、カプトンなどのポリイミド材料で作られています。

ボードを作るためにどのような材料を使用しますか?

ボードを作成するための最も一般的で手頃な材料は、Getinax とファイバーグラスです。 Getinax 紙にはベークライトワニス、エポキシを含むグラスファイバーテキソライトが含浸されています。必ずグラスファイバーを使用します！

フォイルグラスファイバーラミネートは、ガラス繊維にバインダーを含浸させたシートです。エポキシ樹脂厚さ 35 ミクロンの銅電解耐ガルバニック箔で両面が裏打ちされています。最大許容温度は-60°С ～ +105°С。非常に高い機械的および電気的絶縁特性を備えており、切断、穴あけ、スタンピングによって容易に機械加工できます。

グラスファイバーは主に厚さ 1.5 mm の片面または両面で使用され、厚さ 35 ミクロンまたは 18 ミクロンの銅箔が使用されます。厚さ 0.8 mm の片面ガラス繊維ラミネートと厚さ 35 ミクロンのフォイルを使用します (理由は後で詳しく説明します)。

家庭でプリント基板を作る方法

基板は化学的および機械的に製造できます。

化学的方法では、ボード上のトラック（パターン）があるべき場所に、保護組成物（ワニス、トナー、ペイントなど）がホイルに塗布されます。次に、基板を特殊な溶液（塩化第二鉄、過酸化水素など）に浸します。この溶液は銅箔を「腐食」しますが、保護組成物には影響を与えません。その結果、銅が保護組成物の下に残る。その後、保護組成物が溶剤で除去され、完成したボードが残ります。

機械的方法ではメスを使用します（手作り）またはフライス盤。特殊なカッターでフォイルに溝を作り、最終的には必要なパターンであるフォイルで島を残します。

かわいいフライス盤高価な喜び、カッター自体も高価であり、リソースが不足しています。したがって、この方法は使用しません。

最も単純な化学的方法- マニュアル。リソグラフワニスを使用して、ボード上にトラックを描き、溶液でエッチングします。この方法では、非常に薄い配線を備えた複雑な基板を作成することはできません。したがって、これも私たちのケースではありません。

回路基板を作成する次の方法は、フォトレジストを使用することです。これは非常に一般的な技術であり (基板は工場でこの方法を使用して製造されます)、家庭でもよく使用されています。インターネット上には、このテクノロジーを使用して基板を作成するための記事や方法がたくさんあります。非常に優れた再現可能な結果が得られます。ただし、これも私たちの選択肢ではありません。主な理由は、かなり高価な材料 (フォトレジスト、これも時間の経過とともに劣化します) と追加のツール (UV 照明ランプ、ラミネーター) にあります。もちろん、自宅で回路基板を大規模に生産している場合、フォトレジストは比類のないものです。それをマスターすることをお勧めします。また、この装置とフォトレジスト技術により、回路基板上にシルクスクリーン印刷と保護マスクを製造できることも注目に値します。

レーザープリンターの出現により、アマチュア無線家は回路基板の製造にレーザープリンターを積極的に使用し始めました。ご存知のとおり、レーザープリンターは「トナー」を使って印刷します。これは温度下で焼結して紙に付着する特殊な粉末であり、その結果として絵が描かれます。トナーはさまざまな耐性を備えています化学薬品、これにより、銅の表面の保護コーティングとして使用できます。

そこで、紙から銅箔の表面にトナーを転写し、特殊な溶液で基板をエッチングしてパターンを作成する方法を採用しています。

この方法は使いやすいため、アマチュア無線で非常に普及しています。 Yandex または Google でトナーを紙から板に転写する方法を入力すると、「LUT」（レーザーアイロン技術）などの用語がすぐに見つかります。この技術を使用したボードは次のようにして作成されます。トラックのパターンが鏡面バージョンで印刷され、銅板上のパターンを備えた紙がボードに貼り付けられ、この紙の上からアイロンがけされ、トナーが柔らかくなって表面に貼り付きます。ボード。その後、紙を水に浸してボードの準備が整います。

インターネット上には、このテクノロジーを使用して基板を作成する方法に関する記事が「100 万件」あります。しかし、このテクノロジーには多くの欠点があり、直接手を動かす必要があり、慣れるまでに非常に長い時間がかかります。つまり、それを感じる必要があるのです。支払いは初回ではなく、2回おきに行われます。ラミネーターを使用すると（通常のラミネーターでは温度が不十分です）、多くの改善点があり、非常に良い結果を得ることができます。特殊なヒートプレスを構築する方法もありますが、これもすべて必要になります。特別な装備。 LUT テクノロジーの主な欠点は次のとおりです。

過熱 - 線路が広がる - 広くなる

過熱 - トラックが紙上に残ります

紙がボードに「焼き付けられる」ので、濡れていても剥がれにくくなります。その結果、トナーが損傷する可能性があります。どの紙を選択すればよいかについては、インターネット上にたくさんの情報があります。

多孔質トナー - 紙を除去した後、トナー内に微細孔が残ります - それを通して基板もエッチングされます - 腐食したトラックが得られます

結果の再現性 - 今日は素晴らしく、明日は悪く、その後は良い - 安定した結果を達成することは非常に困難です - トナーをウォームアップするために厳密に一定の温度が必要であり、ボード上の安定した接触圧力が必要です。

ちなみにこの方法では基板を作ることはできませんでした。雑誌とコート紙の両方でやってみました。その結果、基板をダメにしてしまいました。過熱により銅が膨張しました。

何らかの理由で、インターネット上には、トナー転写の別の方法であるコールドケミカル転写法に関する情報が不当にほとんどありません。これは、トナーはアルコールには溶けないが、アセトンには溶けるという事実に基づいています。その結果、トナーを柔らかくするだけのアセトンとアルコールの混合物を選択すると、トナーを紙からボードに「再接着」することができます。私はこの方法がとても気に入って、すぐに成果を上げました。最初のボードの準備が整いました。しかし、後でわかったことですが、100％の結果をもたらす詳細な情報はどこにも見つかりませんでした。子供でもボードを作れる方法が必要です。しかし、2度目は基板を作ることができず、そのときも必要な材料を選ぶのに時間がかかりました。

その結果、多大な労力を費やした結果、一連のアクションが開発され、100% ではないにしても 95% の効果をもたらすすべてのコンポーネントが選択されました。良い結果。そして最も重要なことは、プロセスが非常に簡単なので、子供が完全に独立してボードを作成できることです。これが私たちが使用する方法です。 (もちろん、理想に近づけ続けることもできます。もっと良くなったら、書いてください)。この方法の利点:

すべての試薬は安価で入手しやすく、安全です

追加の道具は必要ありません（アイロン、ランプ、ラミネーター - 何も必要ありませんが、鍋は必要です）

ボードを損傷する方法はありません - ボードはまったく加熱しません

紙が勝手に剥がれます - トナー転写の結果がわかります - 転写が出なかった場所

トナーには細孔がありません（紙で密封されています） - したがって媒染剤はありません

1-2-3-4-5 を実行すると、常に同じ結果が得られます - ほぼ 100% の再現性

始める前に、必要なボードと、この方法を使用して自宅で何ができるかを見てみましょう。

製造されたボードの基本要件

最新のセンサーと超小型回路を使用して、マイクロコントローラー上でデバイスを作成します。マイクロチップはどんどん小型化しています。したがって、次のことを実行する必要があります。以下の要件ボードへ:

ボードは両面でなければなりません（原則として、片面ボードの配線は非常に難しく、家庭で4層ボードを作るのは非常に困難です。マイクロコントローラーには干渉から保護するためにグランド層が必要です）

トラックの厚さは 0.2 mm である必要があります。このサイズで十分です。0.1 mm であればさらに良いでしょう。ただし、はんだ付け中にエッチングされ、トラックが剥がれる可能性があります。

トラック間のギャップは 0.2mm で、これはほとんどすべての回路に十分です。ギャップを 0.1 mm まで縮小すると、トラックの結合や基板の短絡の監視が困難になります。

保護マスクは使用しませんし、シルクスクリーン印刷も行いません。これにより生産が複雑になりますが、自分で基板を作成する場合は、その必要はありません。繰り返しますが、このトピックに関する情報はインターネット上にたくさんあります。必要に応じて、自分で「マラソン」を企画することもできます。

基板に錫メッキを施しません。これも必要ありません（100 年使用するデバイスを製造する場合を除く）。保護のためにワニスを使用します。私たちの主な目標は、デバイス用のボードを自宅で迅速、効率的、そして安価に作成することです。

完成した基板はこんな感じです。当社の方法で作成 - トラック 0.25 および 0.3、距離 0.2

片面基板2枚から両面基板を作る方法

両面基板を作成する際の課題の 1 つは、ビアが揃うように側面を位置合わせすることです。通常、このために「サンドイッチ」が作られます。 1 枚の用紙に両面を一度に印刷します。シートを半分に折り、特別なマークを使用して側面を正確に位置合わせします。内側には両面テキストライトを配置。 LUT 法を使用すると、このようなサンドイッチにアイロンがかけられ、両面基板が得られます。

しかし、コールドトナー転写方式では、転写そのものが液体を用いて行われます。したがって、片面と同時にもう一方の面を濡らすプロセスを組織することは非常に困難です。もちろん、これも行うことができますが、特別な装置であるミニプレス（バイス）を使用します。厚い紙を使用し、液体を吸収してトナーを転写します。シートを濡らすと液体が垂れなくなり、シートの形状が保持されます。そして「サンドイッチ」が作られます - 湿らせたシート、シートトイレットペーパー余分な液体を吸収するには、模様のあるシート、両面ボード、模様のあるシート、トイレットペーパー、そして再び湿らせたシートを使います。これらはすべて万力で垂直に固定されています。しかし、私たちはそんなことはせず、もっとシンプルにやります。

非常に良いアイデアが基板製造フォーラムで思いつきました。両面基板を作るのは大変なことです。ナイフを使って PCB を半分に切ります。グラスファイバーは層状のマテリアルであるため、特定のスキルがあればこれを行うのは難しくありません。

その結果、厚さ 1.5 mm の 1 枚の両面基板から 2 つの片面半分が得られます。

次に、2 つのボードを作成し、ドリルで穴を開けて完了です。完全に位置が揃っています。 PCB を均一に切断することが常に可能であるとは限りませんでした。最終的には、厚さ 0.8 mm の薄い片面 PCB を使用するというアイデアに至りました。 2 つの半分を接着する必要はなく、ビア、ボタン、コネクタのはんだ付けされたジャンパーによって所定の位置に保持されます。ただし、必要に応じて、エポキシ接着剤で問題なく接着できます。

このハイキングの主な利点:

厚さ0.8mmのテキストライトなので、紙ハサミで簡単にカットできます！どのような形状でも、つまり体に合わせてカットするのが非常に簡単です。

薄いテキストライト - 透明 - 懐中電灯を下から照らすことで、すべてのトラック、短絡、破損が正確であることを簡単に確認できます。

片側のはんだ付けが簡単です - 反対側のコンポーネントが干渉せず、超小型回路ピンのはんだ付けを簡単に制御できます - 最後に側面を接続できます

2回ドリルする必要がありますさらに穴穴がわずかに一致しない場合があります

ボードを接着しないと構造の剛性がわずかに失われますが、接着はあまり便利ではありません

厚さ 0.8 mm の片面ガラス繊維ラミネートは入手が困難です。ほとんどの場合、1.5 mm が販売されていますが、入手できない場合は、ナイフで厚いテキストライトをカットできます。

詳細に進みましょう。

必要なツールと化学

次の材料が必要です。

これですべてが揃ったので、段階的に見ていきましょう。

1. InkScape を使用した印刷用の用紙上のボード層のレイアウト

自動コレットセット：

最初のオプションをお勧めします - 安価です。次に、ワイヤーとスイッチ (できればボタン) をモーターにはんだ付けする必要があります。モーターを素早くオン/オフするのがより便利になるように、ボタンを本体に配置することをお勧めします。残っているのは電源を選択することだけです。7 ～ 12V 電流 1A の任意の電源を使用できます (これより少ない電源も可能です)。そのような電源がない場合は、1 ～ 2A の USB 充電または Krona バッテリーが適している可能性があります。（試してみてください。誰もがモーターの充電を好むわけではありません。モーターが始動しない可能性があります）。

ドリルの準備ができたので、ドリルできます。ただし、厳密に 90 度の角度で穴を開ける必要があるだけです。ミニマシンを構築できます - インターネット上にはさまざまなスキームがあります。

しかし、もっと簡単な解決策があります。

穴あけ治具

正確に90度の穴を開けるには穴開け治具を作れば十分です。次のようなことを行います。

作り方はとても簡単です。正方形のプラスチックを用意します。ドリルをテーブルまたはその他の平らな面に置きます。そして、必要なドリルを使用してプラスチックに穴を開けます。ドリルの水平方向の動きを均一にすることが重要です。モーターを壁やレール、プラスチックに立てかけることもできます。次に、大きなドリルを使用してコレット用の穴を開けます。裏側から、プラスチック片をドリルで開けるか、切り取り、ドリルが見えるようにします。滑り止めの表面を紙や輪ゴムで底に貼り付けることができます。このような治具はドリルごとに作成する必要があります。これにより、完全に正確な穴あけが保証されます。

このオプションも適切です。上部のプラスチックの一部を切り取り、底部の角を切り取ります。

これを使ってドリルする方法は次のとおりです。

コレットが完全に浸かったときにドリルが2〜3mm飛び出すようにクランプします。穴を開ける必要がある場所にドリルを置きます（基板をエッチングするとき、銅に小さな穴の形で穴を開ける場所にマークが表示されます）。Kicadではこれに特別にチェックマークを付けます。ドリルはそこに自立します)、ジグを押してモーターをオンにすると、穴の準備が整います。照明には懐中電灯をテーブルの上に置いて使用できます。

前に書いたように、穴を開けることができるのはトラックが収まる片側のみで、後半は最初のガイド穴に沿ってジグを使わずに開けることができます。これにより、少し手間が省けます。

8. 基板に錫メッキを施す

基板に錫を塗る理由 - 主に銅を腐食から保護するためです。錫メッキの主な欠点は、ボードが過熱し、トラックが損傷する可能性があることです。はんだ付けステーションがない場合は、基板に錫メッキをしないでください。そうであれば、リスクは最小限です。

ROSE合金を沸騰したお湯で板に錫メッキすることもできますが、高価で入手も困難です。通常のはんだで錫メッキする方が良いです。これを効率的に行うには、非常に薄い層で単純なデバイスを作成する必要があります。部品のはんだ除去用に編組を取り、先端に置き、外れないようワイヤーで先端に固定します。

基板をフラックスで覆います - たとえば LTI120 と編組も同様です。次に、組紐に錫を入れてボードに沿って動かします（ペイントします）。素晴らしい結果が得られます。しかし、編組を使用すると、編組がばらばらになり、銅の綿毛が基板上に残り始めます。それらは除去する必要があります。そうしないと、短絡が発生します。ボードの裏側を懐中電灯で照らすと、これを簡単に確認できます。この方法では、強力なはんだごて (60 ワット) または ROSE 合金を使用するとよいでしょう。

その結果、ボードに錫メッキをするのではなく、最後にニスを塗ることをお勧めします。たとえば、プラスチック70、または自動車部品KU-9004から購入した単純なアクリルワニスです。

トナー転写方法の微調整

この方法には調整可能なポイントが 2 つありますが、すぐには機能しない可能性があります。これらを構成するには、Kicad でテストボードを作成し、0.3 ～ 0.1 mm のさまざまな厚さと 0.3 ～ 0.1 mm のさまざまな間隔の四角いスパイラルのトラックを作成する必要があります。すぐにこのようなサンプルを 1 枚のシートにいくつか印刷し、調整することをお勧めします。

修正される可能性のある問題:

1) トラックはジオメトリを変更することができます - 広がったり、幅が広くなったりしますが、通常は非常にわずかで、最大 0.1 mm ですが、これは良くありません

2) トナーがボードにうまく付着しない、紙を剥がすときにトナーが剥がれる、またはボードへの付着が不十分になる場合があります。

1 番目と 2 番目の問題は相互に関連しています。私が最初の問題を解決したら、あなたは 2 番目の問題に進みます。妥協点を見つける必要があります。

痕跡は 2 つの理由で広がる可能性があります。圧力が高すぎることと、結果として生じる液体中のアセトンが多すぎることです。まず第一に、負荷を減らすように努める必要があります。最小荷重は約 800g ですが、それ以下に減らす価値はありません。したがって、圧力をかけずに荷重を置きます。ただ上に置くだけです。余分な溶液を確実に吸収するために、トイレットペーパーを2〜3層にする必要があります。重石を取り除いた後は、紙が紫色の汚れがなく、白色であることを確認する必要があります。このような汚れは、トナーがひどく溶けていることを示しています。重りで調整できず、跡がまだぼやける場合は、溶液中の除光液の割合を増やしてください。液体 3 部とアセトン 1 部まで増やすことができます。

2 番目の問題は、形状に違反がない場合、荷物の重量が不十分であるか、アセトンの量が少ないことを示しています。繰り返しますが、負荷から始める価値があります。 3kgを超えると意味がありません。それでもトナーがボードにうまく付着しない場合は、アセトンの量を増やす必要があります。

この問題は主に、除光液を変更したときに発生します。残念ながら、これは永久的なコンポーネントや純粋なコンポーネントではなく、別のものと交換することはできませんでした。アルコールに置き換えてみましたが、どうやら混合物が均一ではなく、トナーが部分的に付着しているようです。また、マニキュアの除光液にはアセトンが含まれている場合がありますが、その場合は必要な量は少なくなります。通常、このチューニングは液がなくなるまで一度行う必要があります。

ボードの準備ができました

基板をすぐにはんだ付けしない場合は、基板を保護する必要があります。これを行う最も簡単な方法は、アルコールロジンフラックスでコーティングすることです。はんだ付けの前に、このコーティングをイソプロピルアルコールなどで除去する必要があります。

代替オプション

ボードを作成することもできます。

さらに、Easy EDA などのカスタム基板製造サービスも人気を集めています。より複雑な基板 (4 層基板など) が必要な場合、これが唯一の方法です。

レーザープリンタが利用できるようになると、アマチュア無線家は LUT と呼ばれるプリント基板製造技術を使用します。ただし、このようなデバイスは私たちの時代でも非常に高価であるため、どの家庭でも利用できるわけではありません。フォトレジスト膜を用いた製造技術もあります。ただし、これを使用するにはプリンターも必要ですが、インクジェットプリンターも必要です。すでに簡単ですが、フィルム自体は非常に高価なので、最初は初心者のアマチュア無線家が利用可能な資金を良いものに費やす方が良いです。はんだ付けステーションおよびその他の付属品。
プリンターを使わずに家庭で満足のいく品質のプリント基板を作成することは可能ですか? はい。できる。さらに、すべてが資料に記載されているとおりに実行されれば、お金と時間はほとんどかからず、品質は非常に優れています。ハイレベル。いずれにせよ、電流はそのような経路に沿って大喜びで「流れます」。

必要な工具と消耗品のリスト

まずは、なくてはならないツール、デバイス、消耗品を準備することから始めましょう。家庭でプリント基板を製造するための最も予算に優しい方法を実装するには、次のものが必要です。

図面デザインを行うためのソフトです。
透明ポリエチレンフィルム。
細いテープ。
マーカー。
フォイルグラスファイバー。
サンドペーパー。
アルコール。
不要な歯ブラシ。
直径0.7～1.2mmの穴を開ける工具です。
塩化第二鉄。
エッチング用のプラスチック容器です。
絵の具を塗るための刷毛。
はんだごて。
半田。
液体フラックス。

経験を通じてのみ到達できるニュアンスがいくつかあるため、各ポイントを簡単に説明しましょう。
PCB 設計ソフトウェアは現在存在します莫大な量、しかし初心者のアマチュア無線にとって最も重要なのはシンプルなオプションスプリントレイアウトになります。インターフェースは使いこなすのが簡単で、無料で使用でき、一般的な無線コンポーネントの膨大なライブラリがあります。
モニターのパターンを転写するにはポリエチレンが必要です。たとえば、教科書の古い表紙から、より硬いフィルムを選択する方が良いです。モニターへの貼り付けには、どのようなテープでも適しています。狭いものを選択する方が良いです - 剥がしやすくなります（この手順はモニターに害を与えません）。
これは厄介なテーマなので、マーカーをさらに詳しく見る価値があります。原則として、デザインをポリエチレンに転写するには、どのオプションも適しています。ただし、グラスファイバー箔に絵を描くには、特別なマーカーが必要です。しかし、プリント基板の描画に高価な「特別な」マーカーを買わずにお金を節約するちょっとしたコツがあります。実際のところ、これらの製品は、事務用品店で5〜6倍安く販売されている通常の油性マーカーとその特性にまったく違いはありません。ただし、マーカーには「Permanent」という刻印がなければなりません。そうしないと何も機能しません。

フォイル加工されたグラスファイバーラミネートであればどれでも使用できます。厚い方が良いです。初心者にとって、そのような素材を扱うのははるかに簡単です。それをきれいにするには、約1000単位のグリットサイズのサンドペーパーとアルコール（薬局で入手可能）が必要です。最後の消耗品は、女性が住んでいる家ならどこでも手に入るマニキュア混合液で代用できます。ただし、この製品はかなり悪臭があり、消えるまでに時間がかかります。
ボードに穴を開けるには、特別なミニドリルまたは彫刻機を使用することをお勧めします。ただし、より安価なルートを選択することもできます。小さなドリル用のコレットまたはジョーチャックを購入し、それを通常の家庭用ドリルに適合させるだけで十分です。
塩化第二鉄は他のもので代替可能化学薬品、おそらくあなたの家にすでにあるものを含みます。例えば、クエン酸の過酸化水素溶液が適している。エッチング基板用に塩化第二鉄の代替組成物がどのように調製されるかについての情報は、インターネットで簡単に見つけることができます。注意を払う価値がある唯一のことは、そのような化学物質を入れる容器です - それはプラスチック、アクリル、ガラスであるべきですが、金属ではありません。
はんだごて、はんだ、液体フラックスについては、これ以上詳しく話す必要はありません。アマチュア無線家がプリント基板の作成を考えたことがあるなら、おそらくこれらのことにはすでに精通しているでしょう。

基板設計の開発とテンプレートへの転送

上記のすべてのツール、デバイス、および消耗品準備ができたら、ボードの開発を開始できます。製造されているデバイスが独特でない場合は、その設計をインターネットからダウンロードする方がはるかに簡単です。 JPEG 形式の通常の写真でも十分です。

もっと行きたいですか困難な道– 自分でボードを描きます。このオプションは、元のボードを組み立てるのに必要な無線コンポーネントがまったく同じでない場合など、避けられないことがよくあります。したがって、コンポーネントを類似品と交換する場合は、グラスファイバー上にコンポーネント用のスペースを割り当て、穴とトラックを調整する必要があります。プロジェクトがユニークな場合は、ボードを一から開発する必要があります。これには上記のソフトウェアが必要です。
基板レイアウトの準備ができたら、あとはそれを透明なテンプレートに転送するだけです。ポリエチレンはテープを使用してモニターに直接固定されます。次に、既存のパターン (トラック、接触パッチなど) を単純に変換します。これらの目的には、同じ油性マーカーを使用するのが最善です。磨耗せず、汚れず、はっきりと見えます。

フォイルグラスファイバーラミネートの準備

次の段階はグラスファイバーの準備です。まず、将来のボードのサイズにカットする必要があります。これは少し余裕を持って行う方が良いでしょう。フォイルグラスファイバーラミネートを切断するには、いくつかの方法のいずれかを使用できます。
まず、材料は金ノコを使用して完全に切断できます。次に、切断ホイールを備えた彫刻機をお持ちの場合、それを使用すると便利です。第三に、グラスファイバーはカッターナイフを使用して適切なサイズに切断できます。切断の原理はガラスカッターで作業する場合と同じです。切断線を数回に分けて適用し、その後材料を単に切断します。

ここで、必ずグラスファイバーの銅層をきれいにする必要があります。保護コーティングそして酸化物。最良の方法この問題を解決するには、サンドペーパーを使用するより良い方法はありません。粒度は 1000 から 1500 単位となります。目標は、きれいで光沢のある表面を得ることです。サンドペーパーによる小さな傷により、後で必要になる表面の接着力が高まるため、銅層を研磨して鏡面の輝きにする価値はありません。
最後に残っているのは、ホイルのほこりや指紋を取り除くことだけです。これを行うには、アルコールまたはアセトン（除光液）を使用します。加工後は銅の表面には一切手を触れません。その後の操作のために、グラスファイバーの端をつかみます。

テンプレートとグラスファイバーの組み合わせ

ここで私たちの仕事は、ポリエチレンで得られたパターンを、準備されたグラスファイバーラミネートと結合することです。これを行うには、フィルムを目的の場所に貼り付けて配置します。遺骨は裏側から包まれ、同じテープで固定されます。

穴あけ

穴を開ける前に、何らかの方法でガラス繊維ラミネートとテンプレートを表面に固定することをお勧めします。これにより、精度が向上し、ドリルが通過する際の材料の突然の回転も防止されます。そのような作業用のボール盤をお持ちであれば、上記の問題はまったく発生しません。

任意の速度でグラスファイバーに穴を開けることができます。低速で動作するものもあれば、高速で動作するものもあります。経験上、低速で操作するとドリル自体の寿命がはるかに長くなります。これにより、壊れたり、曲がったり、研ぎに損傷を与えたりすることがより困難になります。
穴はポリエチレンに直接開けられます。テンプレート上に描画される将来の接触パッチは、参照点として機能します。プロジェクトで必要な場合は、すぐに必要な直径のドリルに変更します。

描画トラック

次に、テンプレートは削除されますが、捨てられません。に銅コーティング私たちは今でも手で触らないようにしています。パスを描画するには、常に永続的なマーカーを使用します。それはその跡からはっきりと見えます。油性マーカーに含まれるニスが硬化すると、編集が非常に困難になるため、1 パスで描画することをお勧めします。

同じポリエチレンのテンプレートをガイドとして使用します。パソコンの前で、元のレイアウトやマーキングなどのメモを確認しながら描くこともできます。可能であれば、先端の太さが異なる複数のマーカーを使用することをお勧めします。これにより、細いパスと広範囲のポリゴンの両方をより効率的に描画できるようになります。

描画後は必ずニスの最終硬化に必要な時間を置いてください。ヘアドライヤーで乾かすこともできます。今後のトラックの品質はこれに依存します。

マーカートラックのエッチングとクリーニング

ここからが楽しい部分です - 基板のエッチングです。ここには、あまり言及されていないニュアンスがいくつかありますが、それらは結果の品質に大きく影響します。まず、パッケージの推奨事項に従って塩化第二鉄溶液を準備します。通常、粉末は水で1:3の比率で希釈されます。そして、これが最初のアドバイスです。溶液をより飽和させます。これにより、プロセスが高速化され、必要なものがすべてエッチングされる前に、描画されたパスが脱落することがなくなります。

すぐに2つ目のヒント。お湯に溶液を入れたお風呂に浸すことをお勧めします。中で温めることができます金属製の食器。以来知られているように、気温の上昇学校のカリキュラム、化学反応を大幅にスピードアップします。これが当社の基板のエッチングです。手続き時間の短縮は当社にとって有利です。マーカーで作った軌跡は非常に不安定なので、液体中での酸っぱさは少ないほど良いです。もし、室温基板は塩化第二鉄で約 1 時間エッチングされ、その後温水このプロセスは 10 分に短縮されます。
最後に、もう一つアドバイスを。エッチング中は加熱によりエッチングが促進されますが、常に基板を動かし、反応生成物を描画ブラシで除去することをお勧めします。上記のすべての操作を組み合わせることで、わずか 5 ～ 7 分で余分な銅をエッチングすることが可能です。これは簡単です。素晴らしい結果このテクノロジーのために。

手順の最後に、ボードを流水で徹底的にすすぐ必要があります。それから乾燥させます。残っているのは、まだ道やパッチを覆っているマーカーの痕跡を洗い流すことだけです。これは同じアルコールまたはアセトンを使用して行われます。

プリント基板の錫メッキ

錫めっきの前に、必ずサンドペーパーで銅層をもう一度磨きます。しかし今では線路を傷つけないように細心の注意を払って作業を行っています。最もシンプルで、手頃な方法錫メッキ - はんだごて、フラックス、はんだを使用する伝統的な方法。ローズまたはウッド合金も使用できます。作業を大幅に簡素化できる、いわゆる液体錫も市販されています。
ただし、これらの新しい技術はすべて追加のコストとある程度の経験を必要とするため、古典的な錫メッキ方法も初めての使用に適しています。液体フラックスが洗浄されたトラックに塗布されます。次に、はんだをはんだごての先端に集め、エッチング後に残った銅の上に広げます。ここでトレースを温めることが重要です。そうしないと、はんだが「くっつかない」可能性があります。

ローズ合金またはウッド合金がまだある場合は、テクノロジーの外で使用できます。はんだごてでうまく溶け、線路に沿って簡単に分配でき、塊にならないことは、アマチュア無線の初心者にとってはプラスでしかありません。

結論

上記からわかるように、家庭でプリント基板を製造するための低予算技術は、本当に利用可能で安価です。プリンター、アイロン、高価なフォトレジストフィルムは必要ありません。上記のすべてのヒントを使用すると、多額の資金を投資することなく最も単純な電子無線機を簡単に作成できます。これはアマチュア無線の最初の段階で非常に重要です。

あなたはどうか知りませんが、私は古典的な回路基板に対して激しい憎しみを持っています。取り付けは、部品を挿入してはんだ付けできる穴があり、すべての接続が配線によって行われるようなひどいものです。単純そうに見えますが、実際は非常に複雑で、その内容を理解するのは非常に困難です。そのため、エラーや焼け、理解できない不具合があります。まあ、彼女を台無しにします。神経をダメにするだけです。お気に入りの回路を描いて、すぐにプリント基板の形にエッチングする方がはるかに簡単です。使用する レーザーアイロン法 1時間半ほどの簡単な作業ですべてが完成します。そしてもちろん、この方法で得られるプリント基板の品質は非常に高いため、この方法は最終デバイスの製造に最適です。この方法は経験の浅い人にとっては非常に難しいため、初めてでもストレスなくプリント基板を入手できる、私の実証済みの技術を喜んで共有したいと思います。 トラック0.3mm、トラック間のクリアランス最大0.2mm。例として、私の開発ボードを作成します。トレーニングコースコントローラー専用 AVR。原則はエントリに記載されています。

ボード上にはデモ回路と多数の銅パッチがあり、通常の回路基板と同様に必要に応じて穴を開けて使用することもできます。

▌高品質なプリント基板を在宅で製造する技術。

プリント回路基板の製造方法の本質は、銅のエッチングを防ぐ保護パターンを箔でコーティングされた PCB に適用することです。その結果、エッチング後、基板上に導体の痕跡が残ります。保護パターンを適用するにはさまざまな方法があります。以前はガラス管を使用してニトロ塗料で塗装していましたが、耐水性マーカーで塗ったり、テープを切り取ってボードに貼り付けたりするようになりました。アマチュアでも使用可能 フォトレジスト、ボードに適用されてから照明されます。露出部分はアルカリに溶けて洗い流されます。しかし、使いやすさ、安さ、生産速度の点で、これらの方法はすべてはるかに劣っています。 レーザーアイロン法（さらに遠く LUT).

LUT 方式は、保護パターンがトナーによって形成され、加熱によって PCB に転写されるという事実に基づいています。
今ではレーザープリンターは珍しくないので、レーザープリンターが必要になります。プリンターを使用します サムスンML1520純正カートリッジ付き。再充填されたカートリッジは、トナーの供給の密度と均一性に欠けるため、適合性が非常に悪いです。印刷プロパティでは、最大トナー濃度とコントラストを設定し、必ずすべての節約モードを無効にする必要がありますが、これは当てはまりません。

▌道具と材料
フォイル PCB に加えて、レーザープリンター、アイロン、写真用紙、アセトン、細かいサンドペーパー、金属とプラスチックの毛が付いたスエードブラシ、

▌プロセス
次に、便利なソフトウェアで基板の図面を描き、印刷します。スプリントレイアウト。回路基板用のシンプルな描画ツール。正常に印刷するには、左側のレイヤーの色を黒に設定する必要があります。そうしないとゴミになってしまいます。

印刷中、2部。もしかしたら大失敗してしまうかも知れません。

ここにこのテクノロジーの最も重要な点があります LUTそのため、多くの人が高品質のボードのリリースに問題を抱え、このビジネスを諦めています。多くの実験を通じて、最も多くのことが判明しました。最高の結果インクジェットプリンタ用の光沢のある写真用紙に印刷するときに実現されます。理想的な写真用紙と言えます ローモンド 120g/m2

安価でどこでも販売されており、最も重要なのは、優れた再現性のある結果が得られ、光沢のある層がプリンターのコンロにくっつかないことです。光沢紙を使用してプリンターのオーブンを汚したという話を聞いたことがあるので、これは非常に重要です。

プリンターに用紙をセットし、自信を持って印刷します 光沢のある側に。転送後の画像が現実と一致するように、鏡像で印刷する必要があります。何回間違えたり、間違った印刷をしたのか数え切れません:) したがって、最初は、テストのために普通紙に印刷して、すべてが正しいことを確認することをお勧めします。同時にプリンターオーブンを暖めます。

写真を印刷した後は、いかなる場合も 手でつかまないでください。ほこりを避けて保管してください。。そのため、トナーと銅の接触を妨げるものは何もありません。次に、基板パターンを輪郭に沿って正確に切り出します。何も予備を持たずに - 紙は硬いので、すべてがうまくいきます。

次に、textolite を扱いましょう。公差や許容値なしで、必要なサイズのピースをすぐに切り出します。必要なだけ。

よく研磨する必要があります。慎重に、できれば円を描くようにすべての酸化物を除去しようとします。多少の荒れは問題ありません。トナーの定着が良くなります。サンドペーパーではなく、「エフェクト」研磨スポンジを使用できます。脂っこいものではなく、新しいものを摂取するだけです。

できるだけ小さな皮を取るのが良いでしょう。これを持っています。

サンディング後は十分に脱脂を行う必要があります。私は普段妻のコットンを使用し、アセトンでしっかり湿らせてから全体に丁寧に塗ります。繰り返しになりますが、脱脂後は絶対に指で掴まないでください。

当然トナーを落とした状態で、ボードに絵を描きます。ウォーミングアップ 最大限までアイロンをかける、紙を指で押さえ、半分をしっかり押さえてアイロンをかけます。トナーは銅に付着する必要があります。

次に、紙を動かさずに全体にアイロンをかけます。力を込めてプレスし、磨き、アイロンをかけます。表面を1ミリも見逃さないように努めます。これは最も重要な操作であり、ボード全体の品質が左右されます。フォト用紙は厚く、トナーが広がるのを完全に防ぐため、できる限り強く押しても、トナーが浮いたり汚れたりすることはありません。

紙が黄色くなるまでアイロンをかけてください。ただし、アイロンの温度にもよります。新しいアイロンはほとんど黄色になりませんでしたが、古いアイロンはほとんど焦げていました。結果はどこでも同様に良好でした。

その後、ボードを少し冷まします。そして、それをピンセットでつかみ、水の中に置きます。そして、しばらくの間、通常は約2〜3分間水の中に入れておきます。

スエードブラシを使って、強い水流の下で紙の外側の表面を激しく持ち上げ始めます。紙の奥まで水が浸透するように、複数の傷で覆う必要があります。あなたの行動を確認するために、図面は厚紙を通して表示されます。

そして、このブラシを使って、最上層を除去するまでボードを磨きます。

白い斑点がなく、デザイン全体がはっきりと見えたら、紙を中心から端まで注意深く巻き始めます。紙 ローモンド美しく展開され、ほぼすぐに 100% のトナーと純銅が残ります。

パターン全体を指で伸ばしたら、ボード全体を歯ブラシで徹底的にこすり、残った光沢のある層や紙の切れ端を取り除きます。心配しないでください。よく調理されたトナーを歯ブラシで取り除くのはほぼ不可能です。

ボードを拭き、乾燥させます。トナーが乾燥して灰色になると、どこに紙が残っているか、どこがきれいになっているかがはっきりとわかります。トラック間の白っぽいフィルムは取り除く必要があります。針で破壊することもできますし、流水の下で歯ブラシでこすることもできます。一般に、ブラシを使って道に沿って歩くと便利です。絶縁テープやマスキングテープを使用すると、狭い亀裂から白っぽい光沢を引き出すことができます。いつものように激しくくっつかず、トナーが剥がれることもありません。しかし、残った光沢は跡形もなくすぐに剥がれます。

明るいランプの光の下で、トナー層に破れがないか注意深く調べます。実際のところ、冷えると亀裂が入り、この場所に狭い亀裂が残ることがあります。ランプの光の下では、ひび割れがキラキラと輝きます。これらの領域は、CD 用の油性マーカーで修正する必要があります。疑いがあるだけでも、塗りつぶした方が良いです。同じマーカーを使用して、低品質のパスがあればそれを埋めることもできます。マーカーをお勧めします セントロペン 2846- それはペイントの厚い層を与え、実際、それを使って愚かにもパスをペイントすることができます。

ボードの準備ができたら、塩化第二鉄溶液に水をまくことができます。

技術的な余談ですが、必要に応じてスキップできます。
一般に、多くのものに毒を加えることができます。硫酸銅に含まれる毒もあれば、酸性溶液に含まれる毒もあり、塩化第二鉄に含まれる毒もあります。なぜならどこのラジオ店でも販売されており、素早くきれいに送信します。
しかし、塩化第二鉄にはひどい欠点があります。それはただ汚れるということです。衣服や木や紙などの多孔性の表面に付着すると、一生汚れとなってしまいます。そこで、ドルチェハバナのスウェットシャツやグッチのフェルトブーツを金庫に入れ、テープを 3 ロール巻きます。塩化第二鉄は、最も残酷な方法でほぼすべての金属を破壊します。アルミニウムと銅は特に高速です。したがって、エッチング用の道具はガラスまたはプラスチックでなければなりません。

投げてるよ 水 1 リットルあたり塩化第二鉄 250 グラムのパケット。そして、得られた溶液を使用して、エッチングが停止するまで数十枚の基板をエッチングします。
粉末は水に注ぐ必要があります。また、水が過熱しないように注意してください。過熱しないと、反応によって大量の熱が放出されます。

すべての粉末が溶けて、溶液が均一な色になったら、そこにボードを投げます。基板が銅面を下にして表面に浮いていることが望ましいです。その後、沈殿物は銅のより深い層のエッチングを妨げることなく容器の底に落ちます。
ボードが沈むのを防ぐには、発泡プラスチックを両面テープで貼り付けます。私はまさにそれをしました。とても便利になりました。ハンドルのように持てるように、便宜上ネジをねじ込みました。

ボードを溶液に数回浸し、銅の表面に気泡が残らないように、平らではなく斜めに下げることをお勧めします。そうしないと、枠ができます。定期的にソリューションからそれを削除し、プロセスを監視する必要があります。平均して、基板のエッチングには 10 分から 1 時間かかります。それはすべて、溶液の温度、強度、新鮮さに依存します。

水族館のコンプレッサーからのホースをボードの下に下げて泡を放出すると、エッチングプロセスが非常に急激に加速します。泡が溶液を混合し、反応した銅を基板から静かに叩き出します。ボードや容器を振ることもできます。重要なのはこぼさないことです。そうしないと、後で洗い流すことができなくなります。

すべての銅を除去したら、基板を慎重に取り外し、流水ですすいでください。次に、どこにも鼻水やゆるい草がないように空き地を確認します。鼻水が出ている場合は、さらに10分間溶液に入れてください。トラックがエッチングされたり破損したりした場合は、トナーが曲がっていることを意味しており、これらの場所を銅線で半田付けする必要があります。

すべて問題がなければ、トナーを洗い流してください。このためには、薬物乱用者の真の友人であるアセトンが必要です。今ではアセトンを購入するのが難しくなってきていますが、なぜなら... 国家麻薬取締局の愚か者が、アセトンは麻薬の調製に使用される物質であるから、その自由販売は禁止されるべきだと決めつけた。アセトンの代わりに使えます 646溶剤.

包帯を取り、アセトンで十分に湿らせ、トナーを洗い流し始めます。強く押す必要はありません。重要なのは、溶媒がトナーの細孔に吸収され、内部から腐食する時間を確保するために、あまりにも早くいじらないことです。トナーを洗い流すのに約 2 ～ 3 分かかります。この間、天井の下の緑の犬でさえ現れる時間がありませんが、窓を開けても問題ありません。

きれいになった基板に穴あけ加工が可能です。これらの目的のために、私は 12 ボルトで駆動されるテープレコーダーのモーターを長年使用してきました。寿命は約2000穴ですが、その後はブラシが完全に焼き切れてしまうモンスターマシンです。また、ワイヤをブラシに直接はんだ付けして、安定化回路を取り外す必要もあります。

穴を開けるときは、ドリルを厳密に垂直に保つようにしてください。そうでない場合は、そこに超小型回路を挿入することになります。両面基板では、この原則が基本になります。

両面基板の製造も同様に行われますが、ここでは可能な限り小さい直径の 3 つの基準穴が開けられるだけです。そして、片面をエッチングした後（このとき、もう片面はエッチングされないようにテープでシールします）、もう一方の面をこれらの穴に沿って位置合わせして転がします。 1 つ目はテープでしっかりと封止され、2 つ目はエッチングされます。

前面では、同じ LUT メソッドを使用して、美しさと取り付けの容易さのために無線コンポーネントの指定を適用できます。でも、そんなに気にしないけど、同志 ウッドキャット LJコミュニティから ru_radio_electr彼はいつもそうするので、私はとても尊敬しています。

近いうちにフォトレジストに関する記事も出版する予定です。この方法はより複雑ですが、同時に、試薬を使っていたずらをするのが好きなので、より楽しいこともできます。とはいえ、今でもボードの 90% は LUT を使用して作成しています。

さて、レーザーアイロン法で作られた基板の精度と品質について。コントローラ P89LPC936ケースの中で TSSOP28。トラック間の距離は0.3mm、トラックの幅は0.3mmです。

トップサイズ基板上の抵抗器 1206 。それはどんな感じですか？

最近インターネットで見つけました新しい方法プリント基板のエッチングは、古典的なエッチング方法とは異なり、さらに、この方法は従来のエッチング方法に固有の特性を持っていません。 塩化第二鉄そして 過硫酸アンモニウム欠点。塩化第二鉄は、洗濯できない汚れが衣服に付着し、その結果、物を傷つけてしまうため、長い間、多くの人にとって好まれなかったかもしれません。また、過硫酸アンモニウム、誰もが自宅にエッチング用の別のテーブルを持っているわけではありません-はんだ付け、おそらくほとんどの人は、私と同じようにバスルームでそれを行います。過硫酸アンモニウムによる不注意な行為や水滴が衣服に付着した結果、時間が経つと小さな穴が開いて物が破損することがあります。

過硫酸塩はエッチング速度が速いので満足していると言う人もいるかもしれませんが、新しいエッチング方法では、それに劣らない速度で基板をエッチングできると思います。昨日、30分でボードをエッチングし、デザインを描きました簡単な修正マーカーによると、最も狭い道の幅は 1 mm で、下草は見当たりませんでした。下の基板の写真は、基板上にすべての部品を錫めっきしてはんだ付けした後ですが、狭いトレースでもアンダーカットなしで得られることを示すためだけに、これで十分だと思います。しかし、すぐに注意したいのは、図面がプリント基板に転写されたことです。 LUT (レーザーアイロン技術) 人々のレビューによると、この方法でエッチングすると、幅 1 mm の狭いパスでも一貫して良好に仕上がります。

さて、本題に入りましょう。エッチングした 35*25 の基板には、次の材料を使用しました。薬局の過酸化水素のボトル 50 ml、価格は 3 ルーブル、1 袋 10 グラム食品グレードのクエン酸 3.5ルーブルの費用がかかります、塩小さじ（触媒として使用）もちろん無料で、キッチンにあるものなら何でも、ヨウ素添加されたものでも大丈夫です。ここでは正確な比率は必要ありません。次のようにします。 ボードを5 mm覆うのに十分な過酸化水素を注ぎ、10グラム（私の場合は1袋）のクエン酸を加え、小さじ1杯の塩を加えます。 .

水を加える必要はなく、過酸化物に含まれる液体が使用されます。基板をエッチングする予定がある場合大きいサイズ、次に、上で示したように、ボードが 5 mm 隠れるように、過酸化水素に対してそれらの割合で成分の量を増やします。エッチングが終了すると、溶液は青みがかかります。エッチング中、基板上に気泡が蓄積してエッチングを妨げるため、容器内で基板を移動させます。

エッチングの終わりに近づいたら、ピンセットを使って基板を溶液から取り出し、検査します。マーカーで絵を描く場合、狭い道に小さなアンダーカットができないように何層にも分けて描くことをお勧めしますが、塩化第二鉄と過硫酸アンモニウムでも同じ効果が得られます。エッチングで残った溶液は排水溝に注ぎ、その後、多数の水。再利用するために溶液を保存する人はいないと思います。古い溶液でエッチングするよりも、必要に応じて新しい溶液を作成する方が常に簡単です。

昔の方法と比べて時間とお金を節約できることは誰の目にも明らかだと思います。美容院で販売されている濃縮過酸化物や、 ハイドロペライト錠、しかし、私は実験していないので、ここでは誰もが材料の比率を自分で選択する必要があります。約束通り、急いで作ったのでこの方法でエッチングした基板の写真を載せておきます。

これについてもう少し詳しく便利なもの、どうやって縦型浴槽。均一で高品質な両面エッチングが必要な場合は、溶液を混合する縦型バスが便利です。撹拌は水槽のエアレーターからのチューブを浴槽に挿入して行われます。また、垂直バスでは蒸発面積が最小限になります。また、溶液が古くてポイ捨てされている場合は、汚れがこびりつきません。アンダーカットなくエッチングが成功することを祈っています。私はあなたと一緒にいた AKV .

記事について議論するプリント基板のエッチング

プリント基板– これは誘電体ベースであり、その表面および体積内に電気回路に従って導電パスが適用されます。プリント回路基板は、その上に取り付けられる電子製品や電気製品のリード線をはんだ付けによって機械的に固定したり、電気的に接続したりすることを目的としています。

プリント基板にパターンを適用する方法に関係なく、グラスファイバーからワークピースを切り出し、穴を開け、プリント基板をエッチングして通電トラックを得る作業は、同じ技術を使用して実行されます。

手動塗布技術
PCB トラック

テンプレートの準備

PCB レイアウトが描かれる紙は通常薄く、特に手動で穴を開ける場合はより正確に穴を開けることができます。手作りドリルドリルが側面に通らないように、ドリルを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、プリント基板の設計を厚い紙または薄くて厚いボール紙に貼り付ける必要があります。

ワークの切断

適切なサイズのフォイルグラスファイバーラミネートのブランクを選択し、プリント基板テンプレートをブランクに適用し、マーカー、柔らかい鉛筆、または鋭利な物体でマーキングして周囲の輪郭を描きます。

次に、ガラス繊維ラミネートを、金属ハサミを使用してマークした線に沿って切断するか、金鋸で切り出します。ハサミの切断速度が速く、ゴミも出ません。ただし、ハサミで切断するとグラスファイバーが強く曲がるため、銅箔の接着強度が若干低下し、再はんだ付けが必要な場合にはトラックが剥がれ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、トレースが非常に薄い場合は、金ノコを使用して切断することをお勧めします。

プリント基板パターンのテンプレートは、モーメント接着剤を使用して切り出したワークピースに接着され、その接着剤をワークピースの角に 4 滴塗布します。

接着剤はわずか数分で固まるので、すぐにラジオ部品用の穴を開け始めることができます。

穴あけ

直径0.7〜0.8 mmの超硬ドリルを備えた特別なミニボール盤を使用して穴を開けるのが最適です。ミニならボール盤が利用できない場合は、単純なドリルを使用して低電力ドリルで穴を開けることができます。しかし、ユニバーサルに作業するときは、ハンドドリル折れるドリルの数は手の硬さによって異なります。 1つのドリルだけでは絶対に達成できません。

ドリルをクランプできない場合は、ドリルのシャンクを数枚の紙または 1 枚のサンドペーパーで包みます。細い金属ワイヤーをシャンクの周りにしっかりと巻き付け、回転させます。

穴あけ終了後、すべての穴が開いているか確認してください。これは、プリント基板を光に当てて見るとはっきりとわかります。ご覧のとおり、穴の欠落はありません。

地形図の適用

エッチング中の導電路となるグラスファイバー積層板上の箔の領域を破壊から保護するために、それらの領域を水溶液中での溶解に耐性のあるマスクで覆う必要があります。パスを描画しやすいように、柔らかい鉛筆またはマーカーを使用して事前にマークを付けておくことをお勧めします。

マーキングを適用する前に、プリント基板テンプレートを接着するために使用された接着剤の痕跡を除去する必要があります。接着剤はあまり固まっていないので、指で転がすと簡単に剥がすことができます。フォイルの表面も、アセトンやホワイトアルコール (いわゆる精製ガソリン) などの何らかの手段を使用して布を使用して脱脂する必要があります。洗剤フェリーなどの食器洗いに。

プリント基板のトラックにマークを付けた後、その設計の適用を開始できます。防水エナメルはパスを描くのに適しています。アルキドエナメル PFシリーズを白色アルコール溶剤で適当な濃度に希釈したものです。ガラスや金属製の描画ペン、医療用針、さらには爪楊枝など、さまざまなツールを使用してパスを描画できます。この記事では、インクで紙に描くための描画ペンとバレリーナを使用して、回路基板のパターンを描画する方法を説明します。

以前はコンピューターはなく、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、コピー機を使用してコピーが作成されていました。

描画はバレリーナで描画されるコンタクトパッドから始まります。これを行うには、バレリーナ製図板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、2番目のネジで調整を実行し、製図板を軸から遠ざける必要があります。回転。

次に、バレリーナの画板に、筆を使って絵の具を5～10mmの長さで埋めていきます。プリント基板への保護層の塗布には、乾燥が遅く、静かに作業できるPFまたはGF塗料が最適です。 NTsブランドの塗料も使えますが、乾燥が早くて作業が難しいです。塗料はしっかりと密着し、広がってはいけません。塗装する前に、塗料を液体の粘稠度に希釈する必要があり、激しくかき混ぜながら適切な溶剤を少しずつ加え、グラスファイバーの切れ端に塗装してみます。ペイントを扱うには、マニキュアワニスのボトルにペイントを注ぎ、その中に耐溶剤性のブラシが取り付けられているのが最も便利です。

バレリーナの描画ボードを調整し、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を描くように回転させます。

で正しい設定製図板を使用し、プリント基板の穴の周りのペイントを適切な濃度にすると、完全な円が得られます。バレリーナの絵の描き方が下手になったら、画板の隙間から残った乾燥した絵の具を布で取り除き、画板を新しい絵の具で満たします。このプリント基板上のすべての穴を円で描くには、描画ペンを 2 回補充するだけで、時間は 2 分もかかりません。

基板上の丸いパッドを描画したら、手描きペンを使用して導電パスの描画を開始できます。手動製図板の準備と調整は、バレリーナの準備と何ら変わりません。

追加で必要なのは、平らな定規だけです。平らな定規の一方の側面の端に沿って厚さ 2.5 ～ 3 mm のゴム片が接着されているため、定規が操作中に滑らず、グラスファイバーが定規に触れずに自由に通過できます。その下にあります。木製の三角形は定規として最適であると同時に、プリント基板を描くときに手の支え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するには、プリント基板をサンドペーパーの上に置くことをお勧めします。サンドペーパーは、紙の側面が一緒にシールされた 2 枚のサンドペーパーで構成されています。

パスや円を描くときに接触した場合は、何も対策を取る必要はありません。プリント基板の塗料を触れても汚れない状態まで乾燥させ、ナイフの先端を使ってデザインの余分な部分を取り除きます。塗料をより早く乾燥させるために、ボードを暖かい場所、例えば室内に置く必要があります。冬時間暖房用バッテリーに。夏には - 太陽の光の下で。

プリント基板上の設計が完全に適用され、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。

プリント基板設計技術
レーザープリンターを使用する

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、レーザービームによって画像が描かれたフォトドラムから静電気によって紙に転写されます。トナーは静電気のみによって用紙上に保持され、画像が維持されます。トナーを定着させるには、紙をローラーの間で回転させます。ローラーの 1 つは 180 ～ 220°C の温度に加熱されたサーマルオーブンです。トナーが溶けて紙の質感に浸透します。冷却されるとトナーは硬化し、紙にしっかりと付着します。紙を再度 180 ～ 220°C に加熱すると、トナーは再び液体になります。トナーのこの特性は、電流が流れるトラックの画像を家庭のプリント基板に転写するために使用されます。

プリント基板設計を含むファイルが準備できたら、レーザープリンターを使用して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画像は、部品が取り付けられる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原理が異なるため、これらの用途には適していません。

デザインをプリント基板に転写するための紙テンプレートの準備オフィス機器用の普通紙にプリント基板のデザインを印刷すると、その多孔質構造により、トナーが紙本体の奥まで浸透し、トナーがプリント基板に転写されたときに、そのほとんどが残ります。紙の中で。さらに、プリント基板から紙を取り除くのが難しくなります。長時間水に浸しておかなければなりません。したがって、フォトマスクを準備するには、多孔質構造を持たない紙、たとえば写真用紙、基板が必要です。粘着フィルム

PCB 設計を印刷する用紙として古いストックのトレーシングペーパーを使用します。トレーシングペーパーは非常に薄いため、プリンターでテンプレートを直接印刷することはできません。この問題を解決するには、印刷する前に、必要なサイズのトレーシングペーパーの隅に接着剤を一滴塗布し、A4 オフィス用紙に接着する必要があります。

この技術を使用すると、最も薄い紙やフィルムにもプリント基板の設計を印刷できます。図面のトナーの厚さを最大にするには、印刷する前に、エコノミー印刷モードをオフにして「プリンタのプロパティ」を設定する必要があります。この機能が利用できない場合は、最も目の粗い用紙の種類を選択してください。たとえば、段ボールなど。最初はうまく印刷できない可能性が高く、少し試して、選択する必要があります。ベストモードレーザープリンター印刷。この技術段階でのレタッチは無駄であるため、結果として得られるデザインのプリントでは、プリント基板のトラックとコンタクトパッドが隙間や汚れがなく緻密である必要があります。

残っているのは輪郭に沿ってトレーシングペーパーをカットすることだけです。これでプリント回路基板を作成するためのテンプレートが準備が整い、次のステップに進み、画像をグラスファイバーラミネートに転写することができます。

デザインを紙からグラスファイバーに転写する

プリント基板設計の転送は最も重要なステップです。この技術の本質はシンプルです。プリント基板のトラックのパターンが印刷された面を備えた紙をグラスファイバーの銅箔に貼り付け、強い力で押し付けます。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。紙は剥がされ、デザインはプリント基板に残ります。

職人の中には、電気アイロンを使って紙からプリント基板にデザインを転写することを提案する人もいます。この方法を試してみましたが、結果は不安定でした。トナーが硬化するときに、トナーを必要な温度まで加熱することと、紙をプリント基板の表面全体に均一に押し付けることを同時に保証することは困難です。その結果、パターンは完全に転写されず、プリント基板のトラックのパターンにギャップが残ります。おそらく、レギュレータがアイロン加熱の最大値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ていなかったのでしょう。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。そこで、私は、より労力がかからず、100% の結果が得られる別のテクノロジーを使用しました。

プリント基板のサイズにカットし、アセトンで脱脂したフォイルグラスファイバーラミネートの上に、パターンが印刷されたトレーシングペーパーを角に貼り付けました。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事務用紙のシートを置きました。得られたパッケージを合板シートの上に置き、その上を同じサイズのシートで覆いました。このサンドイッチ全体をクランプで最大の力でクランプしました。

残っているのは、準備したサンドイッチを200℃の温度に加熱して冷やすだけです。加熱には温度コントローラー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、設定温度に達するのを待ち、30分後にボードを取り出して冷却するだけで十分です。

電気オーブンがない場合は、内蔵の温度計を利用してガス供給つまみで温度を調節すれば、ガスオーブンでもご使用いただけます。温度計がない場合、または温度計が故障している場合は、パイを焼くときの調節ノブの位置を女性が手伝ってください。

合板の端が歪んでいたので、念のため追加のクランプで固定しました。この現象を避けるには、プリント基板を厚さ 5 ～ 6 mm の金属板で挟むとよいでしょう。角に穴を開けてプリント基板をクランプし、ネジとナットを使用してプレートを締めることができます。 M10で十分でしょう。

30 分後、構造が十分に冷えてトナーが固まると、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ると、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、接触パッドのリング、およびマーキング文字の線に沿ってしっかりと均等にフィットします。

プリント基板のほぼすべてのトレースからトレーシングペーパーが簡単に剥がれ、残ったトレーシングペーパーは湿らせた布で取り除きました。しかし、それでも、印刷されたトラックにはいくつかの場所に隙間がありました。これは、プリンターからの不均一な印刷、またはグラスファイバーフォイル上の汚れまたは腐食の残りの結果として発生する可能性があります。隙間は防水塗料やマニキュアで塗りつぶしたり、マーカーで修正したりできます。

プリント基板の修正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描き、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。

家庭でプリント基板を塩化第二鉄または過酸化水素の溶液でエッチングするのが最善です。クエン酸。エッチング後、アセトンに浸した綿棒を使用すると、トナーを印刷トラックから簡単に取り除くことができます。

次に、穴が開けられ、導電性パスと接触パッドが錫メッキされ、放射性元素が封止されます。

無線部品を実装したプリント基板の外観です。その結果、ビデ機能を備えた通常のトイレを補完する、電子システム用の電源およびスイッチングユニットが誕生しました。

PCBエッチング

家庭でプリント基板を製造する場合、アマチュア無線家は通常、化学的方法を使用して、箔付きグラスファイバー積層板の保護されていない領域から銅箔を除去します。プリント基板はエッチング液の中に置かれます。化学反応マスクで保護されていない銅は溶解します。

ピクルス溶液のレシピ

コンポーネントの入手可能性に応じて、アマチュア無線家は以下の表に示すソリューションのいずれかを使用します。エッチング溶液は、家庭でのアマチュア無線家による使用の人気順に並べられています。

ソリューションの名前	コンパウンド	量	調理技術	利点	欠陥
過酸化水素とクエン酸	過酸化水素 (H 2 O 2)	100ml	クエン酸と食塩を 3% 過酸化水素溶液に溶解します。	コンポーネントの入手可能性、高いエッチング速度、安全性	保存されていない
	クエン酸 (C 6 H 8 O 7)	30g
	食塩(NaCl)	5g
塩化第二鉄水溶液	水(H2O)	300ml	塩化第二鉄を温水に溶かす	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
塩化第二鉄水溶液	塩化第二鉄 (FeCl 3)	100g	塩化第二鉄を温水に溶かす	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
過酸化水素と塩酸	過酸化水素 (H 2 O 2)	200ml	10% 塩酸を 3% 過酸化水素溶液に注ぎます。	高いエッチングレート、再利用可能	細心の注意が必要
過酸化水素と塩酸	塩酸(HCl)	200ml	10% 塩酸を 3% 過酸化水素溶液に注ぎます。	高いエッチングレート、再利用可能	細心の注意が必要
硫酸銅水溶液	水(H2O)	500ml	でお湯(50～80℃) 食塩を溶解し、次に硫酸銅を溶解します。	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(CuSO4)	50g
	食塩（NaCl）	100g

プリント基板をエッチングする 金属製の食器は使用できません。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する必要があります。使用済みのエッチング液は下水道に廃棄することができます。

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が、最も安全で、最も手頃な価格で、最も速く効果を発揮します。リストされているすべてのソリューションの中で、これはすべての基準から見て最高です。

過酸化水素はどこの薬局でも購入できます。ハイドロペライトと呼ばれる3%の液体または錠剤の形で販売されています。ハイドロペライトから過酸化水素の 3% 液体溶液を得るには、1.5 グラムの重さの錠剤 6 個を 100 ml の水に溶かす必要があります。

結晶の形のクエン酸は、重さ 30 グラムまたは 50 グラムの袋に包装されて、どの食料品店でも販売されています。食卓塩はどの家庭にもあります。 100 ml のエッチング液は、面積 100 cm 2 のプリント基板から厚さ 35 ミクロンの銅箔を除去するのに十分です。使用済みの溶液は保管されず、再利用できません。ちなみに、クエン酸は酢酸でも代用できますが、刺激臭があるため屋外でプリント基板のエッチングを行う必要があります。

塩化第二鉄酸洗液

2 番目に一般的なエッチング液は、塩化第二鉄の水溶液です。以前は、どのバージョンでも最も人気がありました。産業企業塩化第二鉄は簡単に入手できました。

エッチング溶液は温度を必要としません。十分に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とエッチング速度は低下します。

塩化第二鉄は吸湿性が非常に高いため、空気中の水分をすぐに吸収します。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は影響せず、このような塩化第二鉄はエッチング液の調製に適しています。

使用済みの塩化第二鉄溶液は密閉容器に保管すれば何度でも再利用できます。再生の対象となる場合は、鉄釘を溶液に注ぐだけです（すぐに銅の緩い層で覆われます）。何かの表面に付着すると、除去するのが難しい黄色の汚れが残ります。現在、塩化第二鉄溶液はコストが高いため、プリント基板の製造にはあまり使用されていません。

過酸化水素と塩酸をベースにしたエッチング液

優れたエッチング液であり、高いエッチング速度を実現します。塩酸を、激しく撹拌しながら、３％過酸化水素水溶液に細い流れで注ぎます。過酸化水素を酸に注ぐことは容認できません。しかし、その存在のおかげで、酸洗液塩酸で基板をエッチングするときは、溶液が手の皮膚を腐食し、接触するすべてのものを台無しにするため、細心の注意を払う必要があります。このため、家庭で塩酸を含むエッチング液を使用することはお勧めできません。

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、他の成分にアクセスできないためにエッチング液を製造できない場合に使用されます。硫酸銅は農薬であり、害虫駆除に広く使用されています。農業。さらに、プリント基板のエッチング時間は最大 4 時間ですが、溶液温度を 50 ～ 80°C に維持し、エッチングされる表面の溶液を一定に変化させる必要があります。

プリント基板エッチング技術

上記のエッチング溶液のいずれかで基板をエッチングするには、例えば乳製品からのガラス、セラミック、またはプラスチックの皿が適しています。適切なサイズの容器が手元にない場合は、適切なサイズの厚紙またはボール紙の箱を用意し、その中に詰めることができますプラスチックフィルム。エッチング液を容器に注ぎ、その表面にプリント基板をパターンを下にして慎重に置きます。液体の表面張力とその軽さにより、ボードは浮きます。

ペットボトルのキャップを瞬間接着剤でボードの中央に接着すると便利です。コルクはハンドルと浮きの役割を同時に果たします。ただし、基板上に気泡が形成され、その場所の銅がエッチングされなくなる危険性があります。

銅を均一にエッチングするには、パターンを上にしてプリント基板を容器の底に置き、定期的にトレイを手で振ります。しばらくすると、エッチング液によっては銅のない部分が現れ始め、その後銅がプリント基板の表面全体で完全に溶解します。

銅がエッチング液に完全に溶解した後、プリント基板を槽から取り出し、流水で徹底的に洗浄します。流水。トナーはアセトンに浸した布を使ってトラックから取り除きます。また、ペイントは、希望の粘稠度を得るためにペイントに加えた溶剤に浸した布で簡単に取り除きます。

無線コンポーネントを取り付けるためのプリント基板の準備

次のステップは、無線要素を取り付けるためのプリント基板を準備することです。ボードからペイントを除去した後、細いサンドペーパーで円を描くようにトラックを研磨する必要があります。銅線のトラックは薄くて簡単に削れるので、あまり気負う必要はありません。軽い圧力で研磨剤を数回通過させるだけで十分です。

次に、プリント基板の通電経路とコンタクトパッドをアルコールロジンフラックスでコーティングし、電気はんだごてを使用して軟はんだで錫めっきします。プリント基板の穴がはんだで埋もれないようにするには、はんだごての先に少量のはんだを付けておく必要があります。

プリント基板の製造が完了したら、あとは無線部品を指定の位置に挿入し、リード線をパッド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る必要があります。無線コンポーネントの脚が長い場合は、はんだ付けする前に、プリント基板の表面からの突出長さが 1 ～ 1.5 mm になるようにサイドカッターで切断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、白アルコール、アセトンなどの溶剤を使用して、残ったロジンを除去する必要があります。それらはすべてロジンをうまく溶解します。