Há algum tempo, a fiação e a fabricação de uma placa de circuito impresso para o seu dispositivo era uma habilidade obrigatória para quase qualquer radioamador. Por um lado, não há para onde ir - ninguém fará isso por você e, por outro, o processo envolve uma quantidade razoável de conhecimentos e habilidades práticas que não serão supérfluas. E lembre-se de como essas placas de circuito impresso pintaram ... Onde há desenho a tinta sobre papel vegetal, que atormentou mais de uma geração de estudantes em universidades de áreas técnicas.
De fato, existem vários métodos para fabricar uma placa de circuito impresso, se falamos sobre a dissolução química de seções desprotegidas de cobre em plástico laminado, então historicamente a primeira era um método de desenho manual - uma caneta de desenho vulgar, geralmente uma de vidro especial. Eles também usaram capilares de plástico retirados de uma ampola substituível de parede espessa de uma caneta esferográfica ou, melhor, de metal de agulhas de seringas médicas. Havia várias técnicas especiais, semelhantes ao desenho a tinta, permitindo desenhar faixas uniformes, réguas especiais com pernas ou borda elevada, para não manchar as faixas. Andamos pelas mãos receitas para composições fáceis de desenhar - sem secar na agulha nem borrar.
Quando os computadores pessoais deixaram de ser exóticos, constatou-se que, juntamente com os jogos, havia vários programas muito úteis e bastante complexos - os chamados "CAD" (sistemas de design auxiliados por computador), entre eles havia também aqueles orientados para nossos assuntos de rádio amador, em particular eletrônico indústria como um todo. No início, durante o tempo dos “286s” e “386s”, quando “o sapo A salta mais que o sapo B”, lembro-me de que havia programas simples que possibilitavam, no entanto, simplificar consideravelmente o trabalho de “rastrear” as pranchas - diante deles, eles pintaram em papel milimetrado ou simplesmente em um pedaço de papel em uma caixa.Além disso, era possível imprimir o desenho finalizado em uma escala de 1: 1 (sempre não havia cartuchos suficientes em uma impressora matricial de carbono) e fixá-lo com fita adesiva ao espaço em branco da fibra de vidro, pintar os centros dos futuros orifícios na impressão - como resultado, os orifícios na placa eram muito mais uniformes e mais precisamente, o que era muito importante para os microcircuitos. Mesmo assim, os caminhos foram traçados com as mãos, todos iguais com um marcador de rota.
Um pouco mais tarde, as impressoras matriciais caíram no esquecimento e foram substituídas por impressoras a laser e jato de tinta. Eu suspeito que desde o início do desenho de placas de circuito impresso em um computador, os amadores foram atormentados com a pergunta - como eu transferia essa beleza assim, da tela, caso contrário, dolorosamente saiu "lá" e desajeitada "aqui", algo com isso tinha que ser feito. Quando as impressoras a laser, o “milagre da tecnologia hostil”, apareceram relativamente falando, não apenas nos decanos, mas também em departamentos e pessoas, descobriram o que estava acontecendo, a tecnologia nasceu com a transferência de toner derretido, um ferro, conhecido como “LUT” (ferro a laser). ) Bem, logo produtos químicos especializados surgiram.
Este último permite organizar um meio muito simples, em casa, um processo semelhante ao industrial e obter uma qualidade muito boa dos produtos finais. Sim, como um dispositivo para imprimir máscaras fotográficas, é permitido e, mais ainda, é diretamente recomendado que a impressora seja uma impressora a jato de tinta - ao contrário de uma impressora a laser, ela não aquece papel e filme ao imprimir, e a impressão corresponde exatamente aos tamanhos especificados. Bem, a máscara fotográfica acaba sendo mais “densa” - ou seja, preta, na luz, é preta, não cinza.
Portanto, consideraremos detalhadamente todo o processo.
O que era necessário para ele.
Ferramentas
Requer acesso a um computador com uma impressora, uma pequena ferramenta de bancada, recipientes do tamanho apropriado para desenvolvimento e gravação. Você definitivamente precisará de uma lâmpada UV. Escova macia.
Materiais
Filme transparente para impressão no tipo de impressora a que você tem acesso, verniz fotorresistente, produtos químicos para desenvolvimento (NaOH, "Mole"), para gravação (opcionalmente cloreto férrico, sulfato de cobre com sal, ácido cítrico com peróxido de hidrogênio) de fato, a própria peça.
Eu tenho um verniz fotorresistente em um pacote de aerossol. “Positivo” é no sentido de que, ao imprimir uma máscara de foto, não é necessário converter a imagem em negativa - tudo o que for preto no modelo será envernizado da solução de gravação e permanecerá na forma de bojo no espaço em branco.
A primeira coisa que fazemos é cortar a peça. Se for um pedaço de ferro, tudo ficará claro, se for plástico laminado com uma camada de papel alumínio, você deverá cuidar de uma ferramenta simples que permita facilitar muito o processo.
O cortador é feito de uma lâmina de serra quebrada, o dente é serrado com um "moedor", é necessário um cabo, mas não vale a pena estetizar - a ferramenta não é muito durável, a "garra" precisa ser atualizada regularmente - a fibra de vidro é um material abrasivo.
O espaço em branco deve ser cortado com uma “margem” - dez milímetros de cada lado se tornam inadequados para uma impressão de qualidade.
Depois de cortar a peça de trabalho, ela é lixada cuidadosamente com papel de esmeril fino várias vezes, alternando entre as direções de retificação. A superfície da peça de trabalho deve ser plana e fosca. Você não pode tocar a superfície preparada com as mãos - manchas oleosas não permitirão que o verniz grude com firmeza. É melhor, mesmo antes de moer, colocar na mão esquerda uma luva limpa e segurar a peça apenas nela.
Após a moagem, o verniz é aplicado na superfície preparada. Camada fina (um erro comum é derramar mais gordura, a camada deve ser ligeiramente visível e apenas). É melhor inclinar a peça de trabalho para que o excesso de verniz líquido seja drenado. É claro em local ventilado ou na rua e com pouca iluminação, para não acender imediatamente. Após drenar o excesso, a peça é colocada horizontalmente em uma caixa de secagem opaca previamente preparada.
Secagem Existem duas opções - "natural" - pelo menos um dia, em temperatura ambiente e "forçado" - em um forno a 75 graus Celsius, um quarto de hora.Nesse caso, o gabinete de secagem deve estar equipado com um controlador PID; caso contrário, não será possível evitar uma "perda de temperatura" significativa e a peça de trabalho provavelmente será danificada. Em condições de fábrica, eles não gostam de secar à temperatura ambiente - por um longo período, há um alto risco de pegar partículas de poeira na superfície pegajosa. Estamos com pressa, como se não houvesse lugar algum.
Enquanto a peça seca, imprima um modelo de foto. Em um filme transparente projetado para impressão em nosso tipo de impressora. Do programa em que o desenho foi desenvolvido. A qualidade da impressão deve estar definida no máximo. Em princípio, basta uma passagem, mas pequenas “feridas” são visíveis no grande campo do produto acabado. Para minimizá-los, você deve tomar o intervalo de exposição o menor possível e contar com muita precisão, de preferência por um cronômetro.
Uma máscara fotográfica mais densa que permita mais liberdade pode ser impressa duas vezes em um só lugar se o mecanismo de nossa impressora engolir as folhas exatamente da mesma maneira. Caso contrário, é melhor fazer duas cópias e colocá-las umas sobre as outras com pedaços de fita adesiva. Dê uma olhada nisso.
Duas máscaras fotográficas idênticas são impressas. Espelho Ambos. Para anexá-los à peça de trabalho com o lado da tinta - uma medida que afeta positivamente a resolução da impressão futura.
Os padrões impressos são cortados com tesoura e, em uma das cópias, é melhor fazer um pouco menos que a segunda - será mais conveniente fixá-lo com fita adesiva. Quatro pedaços de fita estreita, com alguns centímetros de comprimento, são cortados com antecedência e colados na borda da mesa.
Um modelo com margens grandes é colocado em uma folha de papel branco, com uma camada de tinta no papel. Um modelo com campos menores é colocado na parte superior e, deslocando-o, combinamos com precisão o desenho. Em um fundo branco, uma folha de papel é muito conveniente. Segurando o gabarito superior com uma mão, fixamos suas bordas com os pedaços de fita adesiva preparados. Ordem.
Com uma máscara fotográfica de camada única, contra o fundo de neve do lado de fora da janela, pode-se ver que ela brilha um pouco.
Com duas camadas, a cor preta, contra o fundo da mesma neve, permanece preta.
Depois de secar a peça, retire-a com pouca iluminação e inspecione. A superfície deve ser transparente, brilhante, lacada, levemente roxa. Provavelmente, pequenas manchas se formaram nas bordas, mas havia uma margem para isso. A menor opacidade do filme indica que o revestimento não é adequado para futuras evoluções. Você pode enxaguar essa acetona, sem se arrepender, apenas o tempo será economizado.
Exposição. Nosso verniz é sensível à luz ultravioleta (UV). A fonte mais conveniente de luz UV talvez seja uma lâmpada que economiza energia. Basta parafusá-lo em qualquer candeeiro de mesa com uma base adequada e o "irradiador" está pronto.
Essa lâmpada consegue expor peças de até 200 mm de comprimento. Em uma sessão, se você assar para acender uma mais longa, poderá usar um truque militar - expor em partes, fechando a finalizada com uma placa opaca.
Exposição. O espaço em branco é colocado em uma superfície plana, sobre o lado correspondente da máscara fotográfica e todo esse material é pressionado por vidro. É conveniente cortar dois óculos idênticos e colocar um espaço em branco com um modelo de foto entre eles. As bordas dos óculos podem ser fixadas temporariamente com clipes de escritório.
Mas os melhores resultados são obtidos com um "travesseiro" elástico transparente. Na maioria dos casos, em peças pequenas, é conveniente usar uma bolsa selada com um zíper.
Nós inflamos um pouco e fechamos o prendedor. Então, para obter uma espécie de "colchão". É colocado entre o vidro superior e a máscara fotográfica. A essência de sua aplicação é um clipe firme e uniforme da máscara fotográfica na peça de trabalho. Ainda existe um método de pressionar por vácuo, mas é incomparavelmente mais simples. Quando o tamanho da bolsa com o fecho não for suficiente, você pode soldar esse colchão sozinho a partir de uma bolsa comum ou apenas de polietileno.
Uma tira de papel é colocada no local a ser soldado e uma ponta de ferro de soldar aquecida é esticada sobre ela. A velocidade e a temperatura devem ser selecionadas com antecedência. Um ferro de solda é desejável em média ~ 40 watts, ponta de controle de potência e temperatura.
O tempo de exposição deve ser selecionado com antecedência por um experimento simples - um verniz fotográfico é aplicado ao espaço em branco e um modelo é impresso - 10min, 9min, 8min, 7min ... Em seguida, um espaço em branco com uma máscara de foto "temporária" é colocado sob a lâmpada UV, na qual tudo, exceto "10min", está coberto, bem, digamos - um pedaço de lata. Após um minuto, trocamos a placa, expondo a inscrição “9min”, depois, após outro minuto, adicionamos “8min” a elas e assim por diante. Depois, após o desenvolvimento, examinamos o resultado e escrevemos na pasta de trabalho e na caixa com a lâmpada UV, o período em que as impressões mais claras são obtidas.
Deve-se lembrar que as condições de exposição devem ser completamente repetidas - a mesma lâmpada, a mesma distância da peça de trabalho, o mesmo vidro. Outro ponto importante - como todas as lâmpadas fluorescentes (de economia de energia), nosso UV entra suavemente no modo de operação. Ou seja, você precisa acender a lâmpada, aguardar alguns minutos e depois colocar um espaço em branco com um modelo de foto embaixo. É certamente uma pena - seria tentador usar um interruptor de tempo para impressão de fotos, mas lâmpadas incandescentes foram usadas lá.
Após a exposição, colocamos a peça novamente em uma caixa à prova de luz, por 5 ... 10 min. Isso é importante.
Após a exposição no escuro - desenvolvimento.
O desenvolvimento do meu verniz, realizado com álcalis - NaOH, é vendido em lojas de secos em rádios. É solúvel em água. É possível e ainda melhor usar uma solução de limpador de cachimbo, como "MOLE", que inclui esse alcalino. Em primeiro lugar, é barato e acessível e, em segundo lugar, o efeito de uma solução de limpeza é muito mais suave. É verdade que nem todas as variantes do "MOLE" incluem esse álcali. Concentração - 60 ml por 1 litro de água. Um xale ou um pedaço de nosso pedaço de ferro é mergulhado em uma calha adequada com uma solução alcalina e depois de esperar alguns minutos, ventilamos levemente a superfície da peça em solução com uma escova muito macia. As áreas de verniz que estavam sob as áreas transparentes da máscara devem começar a se dissolver. No final, haverá uma impressão clara e bem marcada.
Lavamos imediatamente a peça de trabalho em água limpa e a colocamos na solução de decapagem.
Existem várias receitas para gravar o cobre e suas ligas. Recentemente, uma receita com peróxido de hidrogênio e ácido cítrico parece ter ganhado popularidade. Das mulheres, essa solução - para não manchar nada em casa e comprar ingredientes no supermercado e na farmácia comuns. Nisso, suas vantagens estão esgotadas. O custo dos componentes, em termos do volume necessário, não é mais barato que o cloreto férrico. O último é uma receita de livro didático. Funciona rapidamente, especialmente quando aquecido, agora é bastante acessível. É necessário trabalhar com cuidado - o tecido e as mãos são muito coloridas. E, finalmente, a receita mais barata são duas partes de sal de mesa, uma parte de sulfato de cobre. Este último é vendido em lojas de ferragens com um viés de jardim. Com um bom aquecimento, não funciona pior que o cloreto férrico. Compostos de cobre verdadeiros são venenosos - não é um curso "mostarda-sarin-soman", não é necessária uma máscara de gás isolante, mas lavar as mãos depois do trabalho não fará mal.
Assim, os produtos químicos e utensílios são pré-selecionados, a solução é preparada. Colocamos o espaço em branco desenvolvido nele. Sim, se for um pedaço de ferro, o lado de trás não deve ser corroído pela solução e a solução em si deve ser protegida de gastos desnecessários - proteja a superfície do acesso a ela da solução de ataque, por exemplo, nitro-verniz. É apropriado fazer isso antes de revestir a foto de verniz. Ou seja, o verso do tarugo do nosso pedaço de ferro é revestido com nitro-verniz, não esquecendo de revestir as pontas também. Em algumas camadas, o benefício é que seca rapidamente. Após a secagem completa, limpamos a superfície de trabalho com uma lixa fina e aplicamos verniz sensível em uma lata de spray.
Durante a gravação, uma camada de produtos de reação se forma na superfície da peça de trabalho, o que impede um bom acesso a uma solução nova e a reação diminui. O processo será muito mais rápido ao lavar produtos, existem vários métodos comprovados - colocar a peça na camada da solução de cabeça para baixo, por exemplo, fixá-la em uma bóia flutuante de um pedaço de espuma.Existem várias maneiras de agitar a solução - desde agitadores magnéticos especiais, como químicos, a bolhas de ar e vibrações de um alto-falante ou sistema de alto-falantes poderoso conectado a um amplificador no gerador no modo de geração. Obviamente, o processo continuará assim, mas por muito mais tempo, nesse caso, vale a pena colocar a cubeta nas proximidades e agitar a solução com mais frequência.
Por falar em cubetas, se não houver um recipiente de tamanho adequado, você pode fazer as laterais dos blocos e revestir o interior com polietileno. Soluções de trabalho (decapagem e revelação), é conveniente armazenar em recipientes retangulares de plástico com uma tampa selada, caso contrário eles evaporarão.
Pequenas peças de trabalho podem ser processadas diretamente em contêineres, para isso uma treliça com uma alça de arame isolante é feita a partir de um pedaço de um coletor de própolis.
Quando a gravação é concluída, o cobre é completamente dissolvido nas seções desprotegidas da placa de circuito impresso, um desenho de profundidade suficiente é gravado em caixas de aço, a peça de trabalho é cuidadosamente lavada com água e seca. Uma camada de verniz protetor é apagada com um pedaço de trapo umedecido em acetona ou limpo mecanicamente com um pano de lixa de tamanho médio.
Se a peça de trabalho for uma placa de circuito impresso, resta cortar as aberturas, fazer furos e, se desejado, estanhar.
Se a peça de trabalho for um pedaço de ferro (escala, placa de identificação, painel), o desenho gravado é “para mostrar” - encha os recessos com um rebaixo escuro contra um fundo claro. É melhor fazer isso com a patinação - aplicando uma pátina artificial. Patinação é outra história interessante.
