При изготовлении различных самодельных радиоэлектронных устройств часто требуется изготовить печатную плату для него. Устройство на печатной плате и выглядит гораздо симпатичнее чем с навесным монтажом, и работает лучше и надежнее.

Изготовление печатной платы начинается с ее трассировки или разводки. Можно воспользоваться для этого либо специальными программами, а можно это сделать вручную в любом графическом редакторе. И зачастую платы, разведенные вручную оказываются гораздо компактнее и лучше, чем растрассированная программой. Так как человек с опытом интуитивно располагает радиоэлементы оптимально, а из многих «тупиковых» ситуаций выходит за счет нестандартных приемов (например, раздвинув посадочные места элементов или наоборот, располагая их самих в нестандартных «позах»).

Трассировку платы начинают с анализа схемы, разбиения ее на функциональные блоки и располагая элементы на чистом листе бумаги. Выделив основные узлы схемы, прорисовывают их «начерно» по отдельности, группируя вокруг основных элементов вспомогательные. В качестве основы, как правило, выступает принципиальная электрическая схема. После этого начинают трассировать плату в графическом редакторе. Для этого на поле накладывают «сетку» с шагом 2,54 мм или вдвое чаще. Все контактные площадки располагают в узлах сетки.

Итак, плата разведена и можно приступать к непосредственному ее изготовлению. Собственно изготовление платы заключается в нанесении защитного слоя на медную фольгу, приклеенную к текстолиту (стеклотекстолиту), с последующим вытравливанием незащищенной фольги с специальном растворе. На стеклотекстолите останутся только защищенные проводники.

Раньше в домашних условиях печатные платы рисовались вручную, с помощью перьев, рейсфедеров и кисточек. В качестве защитного слоя выступал цапонлак или битумный лак. Нарисовать красивую печатную плату было очень трудно. На производстве печатные платы изготавливались путем нанесения защитного слоя с помощью т.н. фоторезиста и наложения на него пленки – трафарета. Фоторезист засвечивали ультрафиолетовыми лучами, он менял свои свойства и смывался над теми местами, где надо было вытравить фольгу. Сейчас такая технология доступна и в домашних условиях. В продаже имеются и все необходимые материалы и оборудование. Однако есть способ изготовить печатную плату самостоятельно и более простым способом. Причем качество при этом нисколько не пострадает!

Для изготовления печатной платы нам потребуется всего лишь… лазерный принтер. А в качестве защитного материала будет выступать тонер. Рисунок печатной платы нам надо подготовить в компьютере. При этом важно учесть, что рисовали рисунок скорее всего как вид со стороны проводников печатной платы. Так же он выведется и на бумагу. Но для переноса нам потребуется приложить отпечаток изображением к фольге. А значит — рисунок станет «зеркальным». Очень важно учесть этот момент при выводе рисунка печатной платы! Поэтому рисовать проводники печатной платы рекомендуется как бы со стороны монтажа, как будто плата прозрачная. Это, кстати, и удобнее. Расставил элементы так, как они и будут стоять и трассируй.

Итак, мы распечатываем рисунок печатной платы на бумагу. Лучше всего использовать глянцевую фотобумагу. Выводим его в реальном масштабе и в «зеркальном» виде. После распечатки ни в коем случае нельзя дотрагиваться до изображения руками!

Подготавливаем фольгированный стеклотекстолит. Удаляем с него все загрязнения и окислы с помощью мелкой наждачной бумаги – «нулевки» и обезжириваем поверхность спиртом, ацетоном или чистым бензином. До чистой фольги тоже нельзя дотрагиваться.

Для переноса рисунка печатной платы на фольгу нам потребуется еще утюг. Прогреваем его до максимума, выкрутив регулятор до упора. Накладываем наш отпечаток на фольгу изображением, и аккуратно начинаем гладить. Нельзя допускать смещения бумаги, иначе рисунок поплывет. Гладим 2-3 минуты, с небольшим, но действенным нажимом, до пожелтения бумаги от температуры. Бумага очень крепко припекается к фольге.

Для того что бы бумагу удалить, мы ее отмачиваем. Кладем нашу заготовку печатной платы в воду и ждем, когда бумага промокнет, минут 10-15. После этого сырую и рыхлую бумагу аккуратно счищаем. Иногда она отходит сразу слоем. Иногда ее приходится отшелушивать по мелким кусочкам. Но так или иначе, бумага раскисает и смывается, а рисунок из тонера остается на фольге.

Тонер образует достаточно стойкое и прочное изображение, но будет нелишним внимательно осмотреть рисунок с помощью хорошей лупы на предмет микротрещин, нарушения рисунка и т.д. Исправить дефекты можно с помощью лака для ногтей, битумного лака, краски, и т.д.

Теперь можно приступать к травлению печатной платы. Наилучшим раствором для травления является раствор хлорного железа. Однако он достаточно дорог и не всегда имеется в продаже. Существует, к счастью, и другой способ. Нам потребуется немного медного купороса. Он продается в любом магазине для садоводов в отдельной таре (пакетики по 100 гр.) или в составе т.н. «Бордосской смеси» (купорос и известь). Нам нужен только купорос. Еще нам потребуется поваренная соль, которая есть на каждой кухне.

Для приготовления раствора для травления в литр теплой воды мы высыпаем 100 гр купороса и 200 гр соли и растворяем. Раствор готов. Но для того, что реакция началась, нам еще потребуется кроме платы опустить в раствор какой либо железный (не просто металлический, а именно железный) предмет. Например — пару больших гвоздей. Их тоже надо зачистить и обезжирить. Не вдаваясь в тонкости химии, скажу лишь, что в результате химических реакций железо растворяется в растворе, но и растворяется и фольга на текстолите! Для ускорения реакции раствор рекомендуется держать теплым и интенсивно перемешивать (например моторчиком с лопастями или аквариумным компрессором). Процесс травления занимает примерно 15-30 минут. Раствор при этом сильно буреет и становится непрозрачным.

И вот наша печатная плата готова. Надо ее тщательно промыть под проточной водой. Осталось лишь просверлить в ней отверстия под радиодетали и счистить защитный слой тонера мелкой шкуркой. И можно пускать ее в дело. Иногда для более эстетичного вида и облегчения процесса пайки проводники платы облуживают. Для этого используют либо сплав Розе, либо сплав Вуда. Они имеют низкую температуру плавления (70-90 градусов). Печатную плату кладут в емкость с раствором лимонной кислоты, помещают туда немного сплава Вуда или Розе и нагревают. С помощью деревянной палочки припоем натирают проводники платы. Они покрываются серебристым металлом и выглядят совершенно как промышленно изготовленные. Теперь можно приступать к монтажу радиодеталей.

Константин Тимошенко © 25.03.2011