ZX Hard #02 28 октября 1999

Железо

 ────────────────────────────────────────
                  FeClЗ,
            или травим платы.
 ────────────────────────────────────────

 (c) VTS'99

   Итак, сегодня я расскажу, как можно са-
мому  сделать наикрутейшую печатную плату,
не уступающую заводским... времен ламповых
телевизоров  ;)  Хотя  особо  настырные  и
сверхаккуратные может быть и вытравят себе
плату  по  4'му классу точности, пусть и в
еденичном экземпляре ;)


   Для начала Вам нужно запастись материа-
лами - хлорным железом (продается на любом
радиотолчке, обычно в кульках, в сухом ви-
де  - желто-зеленый порошок. Хорошо впиты-
вает  влагу,  потому  не  совсем  сухой) и
фольгированным   стеклотекстолитом   (пока
хватит односторонней металлизации).
   В  результате всех трудов мы должны по-
лучить  из  фольги токопроводящие дорожки,
которые  соединят  контактные  площадки  с
припаянными  к ним деталями. Есть, конечно
простой способ - разрезать специальным но-
жом  фольгу так, чтобы оставшиеся изолиро-
ванные медные площадки соединили соответс-
твующие  выводы.  Но для сложных плат этот
способ  слишком трудоемок, а травить хлор-
ным  железом  гораздо интереснее ;) надеж-
нее, красивее...

   Итак,  этап  первый. Трассировка платы.
Необходимо  разработать  рисунок  печатных
проводников.  В простейших случаях это де-
лается  вручную.  На первых порах попытай-
тесь  сделать несколько вариантов платы, с
различным расположением элементов, и выбе-
рите  лучший. Критерием выбора должны быть
min размеры платы и min количество перемы-
чек.
   Лучше  всего разводить плату карандашом
на  листке  в клетку с шагом Smm, т.к. все
расстояния  между  выводами  обычно кратны
2.Smm  (пол-клетки). Например, шаг выводов
микросхем  -  2.Smm, резистор - 1Omm, кон-
денсатор  - Smm, и т.д. Обратите внимание,
что вручную провести дорожку между вывода-
ми  микросхем  сложно, хотя со временем Вы
сможете  протравливать  и  такие ювелирные
участки.
   Не  забудьте  про крепежные отверстия и
утолщенные  проводники питания: из расчета
min 1мм на ампер протекающего тока. А зем-
лей  можно  заполнить  пустующие площади -
это снизит уровень помех и наводок.
   И  не забудьте, что печатные проводники
находятся снизу платы, т.е. необходимо ис-
пользовать  зеркальное отображение цоколе-
вок микросхем, транзисторов, и т.д.
   Кстати,  при этом можно воспользоваться
программами типа LAYOUT86/91.

   Этап второй. Подготовка заготовки и на-
несение защитного рисунка.
   Заготовку  удобнее всего выпиливать но-
жовкой по металлу. Снимите наждачной шкур-
кой  заусенцы. Можно подогнать размеры на-
пильником, скруглить углы.
   Далее  фольгу  нужно обезжирить и жела-
тельно снять слой окисла. Сделать это мож-
но как механически мелкозернистой шкуркой,
так и химически - с помощью ацетона (спир-
та, бензина...) и слабого раствора соляной
кислоты соответственно.
   Для переноса рисунка можно использовать
копировальную  бумагу (копирку). В местах,
где должны будут быть отверстия под выводы
деталей,   необходимо  сделать  углубления
керном или шилом.
   Кстати,  тут  у  нас  ходят  слухи, что
переносить  рисунок можно с распечатки ла-
зерного  принтера,  проглаживая  ее утюгом
(прямо с P-CAD'а ;). Хотя под большим воп-
росом кислотоупорность такого покрытия.
   Теперь  рисуют дорожки при помощи стек-
лянного  ресфедера нитролаком, цапонлаком,
асфальтобитумным лаком, клеем БФ-2 или ла-
ком  для  ногтей  (да вообще, чем угодно -
лишь  бы  водой не смывалось и в реакцию с
FeClЗ  не  вступало - проверьте сначала на
образце). В местах пайки выводов необходи-
мо  сделать  контактные площадки. Если нет
стеклянного  ресфедера,  можно  изготовить
его аналог из отслужившего стержня обычной
шариковой ручки. Для этого удаляют пишущую
часть,  оставив  пустую  трубку.  Затем  в
средней  части  ее  нагревают над пламенем
зажигалки или спички, до размягчения мате-
риала,  и  растягивают.  При  этом в месте
нагрева диаметр уменьшается. Теперь в этой
точке трубка разрезается лезвием и получа-
ется ресфедер. Конечно, с первого раза на-
верняка не получиться, но после нескольких
попыток  можно получать достаточно качест-
венное и тонкое отверстие.
   Кстати,  не забудьте подобрать вязкость
защитной  краски - чтобы она не застревала
в  ресфедере,  но  и чтобы не была слишком
жидкой.
   Неровности   рисунка  устраняют  острым
кончиком  ножа, скальпелем или лезвием бе-
зопасной  бритвы  после  того,  как краска
подсохнет.

   Этап  третий.  Травление. Для травления
используется раствор хлорного железа трех-
валентного.  Двухвалентный  хлорид травить
не  будет,  поэтому не рекомендуется очень
долго  (год и более) хранить сухой порошок
FeClЗ - его свойства будут ухудшаться. Го-
раздо  надежнее хранить раствор в стеклян-
ных бутылках с хорошими пробками.
   Для  получения  раствора плотностью 1.3
необходимо 150г хлорного железа растворить
в  2OOмл воды, желательно дистиллированой,
или  хотя бы кипяченой. Растворять следует
аккуратно,  т.к. будет происходить неболь-
шое разогревание.
   Для  травления  необходимо использовать
фарфоровую   или   пластмассовую  ванночку
(напр. фотографическую), в которую налива-
ется  необходимое  количество  раствора  и
опускается заготовка.
   Травление  будет  происходить интенсив-
нее,  если раствор подогреть до 40-50 гра-
дусов  и  создать  его движение, например,
покачивать  время  от  времени.  В  свежем
растворе  комнатной температуры плата тра-
вится  за  полчаса,  в  несвежем  - до ча-
са-полтора.  В  подогретом  -  в  2-3 раза
быстрее.
   Протравленную плату тщательно промывают
попеременно  горячей  и холодной проточной
водой, сушат и удаляют защитную краску при
помощи лезвия, мелкой шкурки или раствори-
теля (что поможет).

   Этап  последний. Сверление и лужение. В
намеченных ранее керном местах сверлят от-
верстия  под выводы - от 0.8мм для микрос-
хем  до 1.Smm для мощных резисторов. Затем
мелкой шкуркой снимают заусенцы и покрыва-
ют  плату канифольным лаком (раствор кани-
фоли в спирте или ацетоне).
   Лудить плату, в принципе, не обязатель-
но,  но  желательно,  т.к. это предохранит
проводники  от окисления. Лужение произво-
дят паяльником мощностью 40-80 Вт (в зави-
симости  от толщины проводников). Не стоит
забывать,  что перегрев дорожек может выз-
вать их отслаивание.

   Вместо  заключения. Теперь в полученную
плату  можно впаивать детали - производить
монтаж.  Рекомендуется  сначала установить
детали так, чтобы была достаточная механи-
ческая  прочность, и лишь затем припаивать
их к контактным площадкам (в производстве,
например,  по ГОСТ'ам, запрещена пайка без
механической  прочности, т.к. это вызывает
внутренние  механические  напряжения  в не
таком уж и прочном материале, как припой).
Для этого необходимо соответствующим обра-
зом отформовать выводы деталей - посмотри-
те, как сделано на заводских платах.







    

    

            
Other articles: