Comment faire une très bonne planche à la maison. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radio-amateur Technologies

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Cette page est un guide pour la production rapide et efficace de cartes de circuits imprimés de haute qualité (ci-après dénommées PCB), en particulier pour la production de circuits imprimés professionnels. Contrairement à la plupart des autres guides, l'accent est mis sur la qualité, la rapidité et le coût le plus bas des matériaux.

En utilisant les méthodes de cette page, vous pouvez créer une carte simple face et double face de qualité suffisante, adaptée au montage en surface avec un pas de 40 à 50 éléments par pouce et avec un pas de trou de 0.5 mm. La méthodologie décrite ici est la synthèse de l'expérience accumulée au cours de 20 ans d'expérimentation dans ce domaine. Si vous suivez strictement la méthodologie décrite ici, vous pourrez obtenir à chaque fois un PP d'excellente qualité. Bien sûr, vous pouvez expérimenter, mais rappelez-vous que des actions imprudentes peuvent entraîner une réduction significative de la qualité. Seules les méthodes photolithographiques de formation de la topologie des PCB sont présentées ici - les autres méthodes, telles que le transfert, l'impression sur cuivre, etc., qui ne sont pas adaptées à une utilisation rapide et efficace, ne sont pas considérées.

Forage

Si vous utilisez le FR-4 comme matériau de base, vous aurez besoin de forets revêtus de carbure de tungstène - les forets HSS s'usent très rapidement, bien que l'acier puisse être utilisé pour les trous simples de grand diamètre (supérieur à 2 mm) comme les forets revêtus de carbure de tungstène de ce diamètre sont trop chers. Lorsque vous percez des trous d'un diamètre inférieur à 1 mm, il est préférable d'utiliser une machine verticale, sinon vos forets cassent rapidement. Le mouvement de haut en bas est le plus optimal en termes de charge sur l'outil. Les forets en carbure sont fabriqués avec une tige rigide (c'est-à-dire que le foret correspond exactement au diamètre du trou), ou avec une tige épaisse (parfois appelée "turbo"), ayant une taille standard (généralement 3.5 mm). Lors du perçage avec des forets revêtus de carbure, il est important de fixer fermement le PP, car. la perceuse peut retirer un fragment de la planche lors de la montée. Les forets de petit diamètre sont généralement insérés soit dans une pince de serrage de différentes tailles, soit dans un mandrin à 3 mors - parfois un mandrin à XNUMX mors est la meilleure option.

Pour une fixation précise cependant, cette fixation n'est pas adaptée, et la petite taille du foret (moins de 1 mm) réalise rapidement des rainures dans les pinces qui assurent une bonne fixation. Par conséquent, pour les forets d'un diamètre inférieur à 1 mm, il est préférable d'utiliser une pince de serrage. Au cas où, procurez-vous un jeu supplémentaire contenant des pinces de rechange pour chaque taille. Certaines perceuses peu coûteuses sont fabriquées avec des pinces en plastique - jetez-les et achetez-en des en métal. Pour obtenir une précision acceptable, il est nécessaire d'organiser correctement le lieu de travail, c'est-à-dire, dans un premier temps, de fournir un éclairage de la planche pendant le perçage. Pour cela, vous pouvez utiliser une lampe halogène 12V (ou 9V pour réduire la luminosité) et la fixer sur un trépied pour pouvoir choisir la position (éclairer le côté droit). Deuxièmement, élevez la surface de travail d'environ 6" au-dessus de la hauteur de la table, pour un meilleur contrôle visuel du processus. Ce serait bien d'enlever la poussière (vous pouvez utiliser un aspirateur ordinaire), mais ce n'est pas nécessaire - court-circuitez accidentellement le circuit avec une particule de poussière est un mythe.Il convient de noter que la poussière de fibre de verre générée lors du forage est très caustique et irrite la peau si elle entre en contact.Enfin, il est très pratique d'utiliser l'interrupteur au pied de la perceuse à colonne pendant travail, en particulier lors du changement fréquent de forets.Tailles de trou typiques :

• Via trous - 0.8 mm ou moins
• Circuit intégré, résistances, etc. - 0.8 millimètres.
• Grandes diodes (1N4001) - 1.0 mm ;
• · Blocs de contact, trimmers - de 1.2 à 1.5 mm ;

coupe

Si vous produisez du PP en masse, vous aurez besoin de cisailles à guillotine pour la coupe (elles coûtent environ 150 USD).

Les scies conventionnelles s'émoussent rapidement, à l'exception des scies à revêtement au carbure, et la poussière de sciage peut provoquer une irritation de la peau. Une scie peut accidentellement endommager le film protecteur et détruire les conducteurs sur la carte finie. Si vous souhaitez utiliser des cisailles à guillotine, soyez très prudent lorsque vous coupez la planche, rappelez-vous que la lame est très tranchante. Si vous avez besoin de couper la carte le long d'un contour complexe, cela peut être fait soit en perçant de nombreux petits trous et en cassant le PCB le long des perforations obtenues, soit en utilisant une scie sauteuse ou une petite scie à métaux, mais soyez prêt à changer la lame souvent . Il est pratiquement possible de couper un coin avec une cisaille guillotine, mais soyez très prudent.

par placage

Lorsque vous réalisez un tableau double face, il y a un problème de combinaison d'éléments sur la face supérieure du tableau. Certains composants (résistance, circuits intégrés de surface) sont beaucoup plus faciles à souder que d'autres (par exemple un condensateur à broche), donc l'idée est de ne connecter en surface que des composants "légers". Et pour les composants DIP, utilisez des broches, et il est préférable d'utiliser un modèle avec une broche épaisse, plutôt qu'un connecteur.

Soulevez légèrement le composant DIP de la surface de la carte et soudez quelques broches du côté soudure, en faisant un petit chapeau à l'extrémité. Ensuite, vous devez souder les composants requis sur le côté supérieur en utilisant le réchauffage, et lors de la soudure, attendez que la soudure remplisse l'espace autour de la broche (voir figure). Pour les cartes très denses, la disposition doit être bien pensée pour faciliter le soudage des composants DIP. Après avoir terminé l'assemblage de la carte, il est nécessaire d'effectuer un contrôle qualité à double sens de l'installation. Pour les vias, des broches à montage rapide de 0.8 mm sont utilisées (voir figure).

C'est le moyen de raccordement électrique le plus abordable. Il vous suffit d'insérer avec précision l'extrémité de l'appareil dans le trou sur toute la longueur, répétez la même chose avec d'autres trous. Si vous avez besoin de réaliser des métallisations traversantes, par exemple pour connecter des éléments inaccessibles, ou pour des composants DIP (bond pins), vous aurez besoin du système "Copperset". Cette configuration est très pratique, mais chère (350 $). Il utilise des "barres de plaque" (voir photo), qui consistent en une barre de soudure avec un manchon en cuivre plaqué à l'extérieur.

Des encoches sont découpées sur la douille avec un intervalle de 1.6 mm, correspondant à l'épaisseur de la planche. La barre est insérée dans le trou à l'aide d'un applicateur spécial. Ensuite, le trou est percé avec un noyau, ce qui provoque le gauchissement de la douille plaquée et pousse également la douille hors du trou. Des pastilles sont soudées de chaque côté de la carte pour fixer le manchon aux pastilles, puis la soudure est retirée avec la tresse. Heureusement, ce système peut être utilisé pour plaquer des trous standard de 0.8 mm sans acheter un kit complet.

L'applicateur peut être n'importe quel crayon automatique de 0.8 mm de diamètre qui a une pointe similaire à celle illustrée et qui fonctionne bien mieux qu'un véritable applicateur. Le placage des trous doit être fait avant le montage, tandis que la surface de la carte est complètement plate. Les trous doivent être percés avec un diamètre de 0.85 mm, car après métallisation, leurs diamètres diminuent. Notez que si votre programme a dessiné les pastilles de la même taille que le foret, les trous pourraient alors s'étendre au-delà des pastilles, provoquant un dysfonctionnement de la carte. Idéalement, le plot de contact dépasse du trou de 0.5 mm.

Placage de trous à base de graphite

La deuxième option pour obtenir la conductivité à travers les trous est la métallisation avec du graphite, suivie d'un dépôt galvanique de cuivre. Après perçage, la surface de la planche est recouverte d'une solution aérosol contenant de fines particules de graphite, qui est ensuite enfoncée dans les trous à l'aide d'une raclette (grattoir ou spatule). Vous pouvez utiliser l'aérosol CRAMOLIN "GRAPHITE". Cet aérosol est largement utilisé dans l'électroformage et d'autres procédés de galvanoplastie, ainsi que dans l'obtention de revêtements conducteurs en radioélectronique.

Si la base est une substance volatile, secouez immédiatement la planche dans une direction perpendiculaire au plan de la planche, de sorte que l'excès de pâte soit retiré des trous avant que la base ne s'évapore. L'excès de graphite de la surface est éliminé avec un solvant ou mécaniquement - par meulage. Il convient de noter que la taille du trou résultant peut être inférieure de 0.2 mm au diamètre d'origine. Les trous sales peuvent être nettoyés avec une aiguille ou autrement. En plus des aérosols, des solutions colloïdales de graphite peuvent être utilisées. Ensuite, du cuivre est déposé sur les surfaces cylindriques conductrices des trous. Le procédé de dépôt galvanique est bien développé et largement décrit dans la littérature.

L'installation pour réaliser cette opération est un récipient rempli d'une solution d'électrolyte (solution saturée de Cu₂SO₄+10% solution H₂SO₄), dans lequel les électrodes en cuivre et la pièce sont abaissées. Une différence de potentiel est créée entre les électrodes et la pièce, qui doit fournir une densité de courant ne dépassant pas 3 ampères par décimètre carré de la surface de la pièce. La densité de courant élevée permet d'atteindre des taux de dépôt de cuivre élevés. Ainsi, pour un dépôt sur une pièce d'une épaisseur de 1.5 mm, il est nécessaire de déposer jusqu'à 25 microns de cuivre ; à une telle densité, ce processus prend un peu plus d'une demi-heure.

Pour intensifier le processus, divers additifs peuvent être ajoutés à la solution d'électrolyte et le liquide peut être soumis à un mélange mécanique, à des bulles, etc. Si le cuivre est appliqué de manière inégale sur la surface, la pièce peut être polie. Le processus de métallisation avec du graphite est généralement utilisé dans la technologie soustractive, c'est-à-dire avant d'appliquer la résine photosensible. Toute pâte restante avant l'application du cuivre réduit le volume libre du trou et donne au trou une forme irrégulière, ce qui complique le montage ultérieur des composants. Une méthode plus fiable pour éliminer les résidus de pâte conductrice consiste à aspirer ou à purger avec surpression.

Formation de photomasque

Vous devez produire un film photomasque translucide positif (c'est-à-dire noir = cuivre). Vous ne ferez jamais un très bon PCB sans un photomasque de qualité, cette opération est donc d'une grande importance. Il est très important d'avoir une vision claire et extrêmement opaqueimage de la topologie du PCB. Aujourd'hui et dans le futur, le photomasque sera formé à l'aide de programmes informatiques de la famille PCAD ou de progiciels graphiques adaptés à cet effet. Dans cet article, nous n'aborderons pas les avantages du logiciel, nous dirons seulement que vous pouvez utiliser n'importe quel produit logiciel, mais il est absolument nécessaire que le programme imprime des trous situés au centre du tampon, utilisés comme marqueurs dans la suite. opération de forage. Il est presque impossible de percer manuellement des trous sans ces directives. Si vous souhaitez utiliser des progiciels de CAO ou graphiques à usage général, dans les paramètres du programme, définissez les pastilles soit comme un objet contenant une zone noire remplie avec un cercle concentrique blanc de plus petit diamètre sur sa surface, soit comme un cercle non rempli, en définissant un une grande épaisseur de trait au préalable (c'est-à-dire un anneau noir). Une fois que nous avons déterminé l'emplacement des coussinets et des types de ligne, nous fixons les dimensions minimales recommandées : diamètre de forage - (1 mil = 1/1000 de pouce) 0.8 mm.

Vous pouvez fabriquer des PCB avec des trous traversants plus petits, mais ce sera beaucoup plus difficile. · Coussinets pour composants normaux et DIL LCS : coussinets ronds ou carrés de 65 mil avec un diamètre de trou de 0.8 mm. · largeur de ligne - 12.5 mils, si vous en avez besoin, vous pouvez obtenir 10 mils. · Espacement centre à centre de 12.5 mil à 25 mil (peut-être un peu moins si votre modèle d'imprimante le permet).

Il est nécessaire de veiller à la connexion diagonale correcte des pistes aux coins coupés (grille - 25 mil, largeur de piste - 12.5 mil). Le photomasque doit être imprimé de manière à ce qu'une fois exposé, le côté sur lequel l'encre est appliquée soit tourné vers la surface du PCB, afin d'assurer un écart minimum entre l'image et le PCB. En pratique, cela signifie que la face supérieure du PCB double face doit être imprimée en miroir. La qualité d'un photomasque dépend fortement à la fois du périphérique de sortie et du matériau du photomasque, ainsi que des facteurs dont nous parlerons ensuite.

Matériau du photomasque

Il ne s'agit pas d'utiliser un photomasque de transparence moyenne - puisqu'un masque translucide suffira pour le rayonnement ultraviolet, ce n'est pas indispensable, car. pour un matériau moins transparent, le temps d'exposition augmente un peu. La lisibilité des lignes, l'opacité de la zone noire et la vitesse de séchage du toner/encre sont beaucoup plus importantes. Alternatives possibles lors de l'impression d'un photomasque : Film d'acétate transparent (OHP) - cela peut sembler l'alternative la plus évidente, mais ce remplacement peut être coûteux. Le matériau a tendance à se plier ou à se déformer lorsqu'il est chauffé par l'imprimante laser, et le toner/encre peut se fissurer et s'écailler facilement. NON RECOMMANDÉ Film de dessin en polyester- bon mais cher, excellente stabilité dimensionnelle. La surface rugueuse retient bien l'encre ou le toner.

Lors de l'utilisation d'une imprimante laser, il est nécessaire de prendre un film épais, car. lorsqu'il est chauffé, un film mince est sujet au gauchissement. Mais même les films épais peuvent être déformés par certaines imprimantes. Non recommandé, mais possible. Papier calque.Prenez l'épaisseur maximale que vous pouvez trouver - au moins 90 grammes par mètre carré. mètre (si vous le prenez plus fin, il peut se déformer), 120 grammes par m². un mètre serait encore mieux, mais plus difficile à trouver. Il est peu coûteux et facilement disponible dans les bureaux. Le papier calque a une bonne perméabilité au rayonnement ultraviolet et se rapproche du film à dessiner par sa capacité à retenir l'encre, et le surpasse même par ses propriétés à ne pas se déformer lorsqu'il est chauffé.

dispositif de sortie

Traceurs à stylo- minutieux et lent. Vous devrez utiliser un film à dessin en polyester coûteux (le papier calque n'est pas bon, car l'encre est appliquée en une seule ligne) et des encres spéciales. Le stylo devra être nettoyé périodiquement, car. il se salit facilement. NON RECOMMANDÉ. Imprimantes à jet d'encre- le principal problème lors de l'utilisation - pour obtenir l'opacité nécessaire. Ces imprimantes sont si bon marché qu'elles valent certainement la peine d'être essayées, mais leur qualité d'impression n'est pas comparable à celle des imprimantes laser. Vous pouvez également essayer d'imprimer d'abord sur du papier, puis utiliser un bon copieur pour transférer l'image sur du papier calque.

Compositeurs- pour la meilleure qualité du photomasque, un fichier Postscript ou PDF est créé et envoyé à un PAO ou compositeur. Un photomasque réalisé de cette manière aura une résolution d'au moins 2400DPI, une opacité absolue des zones noires et une netteté d'image parfaite. Le coût est généralement donné pour une page, à l'exclusion de la zone utilisée, c'est-à-dire. si vous pouvez reproduire des copies du PCB ou mettre les deux côtés du PCB sur la même page, vous économiserez de l'argent. Sur de tels appareils, vous pouvez également réaliser une grande carte dont le format n'est pas pris en charge par votre imprimante.

Imprimantes laser- Fournir facilement la meilleure résolution, abordable et rapide. L'imprimante utilisée doit avoir une résolution d'au moins 600 dpi pour tous les PCB. nous devons faire 40 bandes par pouce. Le 300DPI ne pourra pas diviser un pouce par 40 contrairement au 600DPI. Il est également important de noter que l'imprimante produit de bonnes impressions en noir sans taches de toner. Si vous envisagez d'acheter une imprimante PCB, vous devez d'abord tester ce modèle sur une feuille de papier ordinaire. Même les meilleures imprimantes laser peuvent ne pas couvrir complètement de grandes surfaces, mais ce n'est pas un problème si des lignes fines sont imprimées. Lorsque vous utilisez du papier calque ou du film à dessin, vous devez disposer d'un manuel pour charger le papier dans l'imprimante et changer correctement le film afin d'éviter de coincer l'équipement. N'oubliez pas que dans la fabrication de petits PCB, pour économiser du film ou du papier calque, vous pouvez couper les feuilles en deux ou à la taille souhaitée (par exemple, couper du A4 pour obtenir du A5). Certaines imprimantes laser impriment avec une précision médiocre, mais comme toute erreur est linéaire, elle peut être compensée en mettant à l'échelle les données lors de l'impression.

Photoréserve

Il est préférable d'utiliser la fibre de verre FR4 déjà avec un film résistant appliqué. Sinon, vous devrez couvrir la pièce vous-même. Vous n'avez pas besoin d'une pièce sombre ou d'un éclairage tamisé, évitez simplement la lumière directe du soleil en minimisant l'excès de lumière et développez-la immédiatement après l'exposition aux UV. Les résines photosensibles liquides sont rarement utilisées, elles sont appliquées par pulvérisation et recouvrent le cuivre d'un film mince. Je ne recommanderais pas de les utiliser à moins que vous n'ayez les conditions pour obtenir une surface très propre ou que vous souhaitiez obtenir un PCB à faible résolution.

Exposition

Le panneau enduit de résine photosensible doit être exposé à la lumière ultraviolette à travers un photomasque à l'aide d'une machine à UV. Lorsqu'elles sont exposées, des lampes fluorescentes standard et des caméras UV peuvent être utilisées. Pour un petit PCB, deux ou quatre ampoules 8W 12" suffiront, pour les plus grandes (A3) quatre ampoules 15" 15W sont idéales. Pour déterminer la distance entre le verre et la lampe pendant l'exposition, placez une feuille de papier calque sur le verre et ajustez la distance pour obtenir le niveau d'éclairage souhaité de la surface du papier. Les lampes UV dont vous avez besoin sont vendues soit comme pièces de rechange pour les installations médicales, soit comme lampes "lumière noire" pour l'éclairage disco. Ils sont de couleur blanche ou parfois noire/bleue et brillent d'une lumière violette qui rend le papier fluorescent (il brille vivement). N'UTILISEZ PAS de lampes UV à courte longueur d'onde telles que des lampes ROM effaçables ou des lampes germicides en verre transparent. Ils émettent des rayons UV à courte longueur d'onde qui peuvent endommager la peau et les yeux et ne conviennent pas à la production de PP. Le réglage d'exposition peut être équipé d'une minuterie qui affiche la durée d'exposition au rayonnement sur le PP, la limite de sa mesure doit être de 2 à 10 minutes par incréments de 30 s.

Ce serait bien de fournir au minuteur un signal sonore qui indique la fin du temps d'exposition. L'idéal serait d'utiliser une minuterie micro-ondes mécanique ou électronique. Vous devrez expérimenter pour trouver le temps d'exposition requis. Essayez d'exposer toutes les 30 secondes, en commençant à 20 secondes et en terminant à 10 minutes. Élaborer le PP et comparer les permis obtenus. Notez que la surexposition produit une meilleure image que la sous-exposition.

Ainsi, pour exposer un PCB unilatéral, tournez le photomasque avec le côté imprimé vers le haut sur le verre d'installation, retirez le film protecteur et placez le PCB avec le côté sensible vers le haut sur le photomasque. Le PCB doit être pressé contre le verre pour obtenir l'écart minimum pour la meilleure résolution. Ceci peut être réalisé soit en plaçant un poids sur la surface du PCB, soit en fixant un couvercle à charnière avec un joint en caoutchouc à l'unité UV, qui presse le PCB contre le verre. Dans certaines installations, pour un meilleur contact, le PCB est fixé en créant un vide sous le capuchon à l'aide d'une petite pompe à vide. Lors de l'exposition d'une carte double face, le côté du photomasque avec toner (plus rugueux) est appliqué normalement sur le côté soudure du PP et sur le côté opposé (où les composants seront placés) - en miroir.

Après avoir placé les photomasques côte à côte et les avoir alignés, vérifiez que toutes les zones du film correspondent. Pour ce faire, il est pratique d'utiliser une table avec rétro-éclairage, mais elle peut être remplacée par la lumière du jour ordinaire si vous combinez des photomasques sur la surface de la fenêtre. Si la précision des coordonnées a été perdue lors de l'impression, cela peut entraîner un mauvais repérage de l'image avec des trous ; essayez d'aligner les films par la valeur d'erreur moyenne, en vous assurant que les vias ne dépassent pas les bords des pastilles. Une fois les photomasques connectés et correctement alignés, fixez-les à la surface du circuit imprimé avec du ruban adhésif à deux endroits sur les côtés opposés de la feuille (si la carte est grande, puis sur 3 côtés) à une distance de 10 mm du bord de la plaque.

Il est important de laisser un espace entre les trombones et le bord du circuit imprimé, car cela évitera d'endommager le bord de l'image. Utilisez les plus petits trombones que vous pouvez trouver afin que l'épaisseur du trombone ne soit pas beaucoup plus épaisse que le PP. Exposez tour à tour chaque côté du PCB. Après avoir irradié le PCB, vous pourrez voir une image de la topologie sur le film de résine photosensible. Enfin, on peut noter qu'une courte exposition du rayonnement aux yeux n'est pas nocive, mais une personne peut ressentir une gêne, en particulier lors de l'utilisation de lampes puissantes. Pour le cadre d'installation, il est préférable d'utiliser du verre et non du plastique, car. il est plus rigide et moins sujet aux fissures au contact. Il est possible de combiner des lampes UV et des tubes à lumière blanche. Si vous avez de nombreuses commandes pour la production de cartes double face, il serait alors moins cher d'acheter une configuration d'exposition double face, où les PCB sont placés entre deux sources lumineuses, et les deux côtés du PCB sont exposés au rayonnement à la en même temps.

Manifestation

La principale chose à dire à propos de cette opération - NE PAS UTILISER D'HYDROXYDE DE SODIUM lors du développement de la résine photosensible. Cette substance est totalement inadaptée à la manifestation du PP - outre la causticité de la solution, ses inconvénients incluent une forte sensibilité aux changements de température et de concentration, ainsi qu'une instabilité. Cette substance est trop faible pour développer toute l'image et trop forte pour dissoudre la résine photosensible. Ceux. il est impossible d'obtenir un résultat acceptable avec cette solution, surtout si vous installez votre laboratoire dans une pièce aux changements fréquents de température (garage, cabanon, etc.). Bien mieux comme révélateur est une solution à base d'ester d'acide silicique, qui est vendu sous forme de concentré liquide. Sa composition chimique est Na₂SiO₃* 5H₂O. Cette substance a un grand nombre de vertus.

Le plus important est qu'il est très difficile de surexposer le PP dedans. Vous pouvez quitter le PP pour un temps exactement non fixé. Cela signifie également qu'il ne change presque pas ses propriétés avec les changements de température - il n'y a aucun risque de décomposition avec l'augmentation de la température. Cette solution a également une très longue durée de conservation et sa concentration reste constante pendant au moins deux ans. L'absence de problème de surexposition dans la solution vous permettra d'augmenter sa concentration pour réduire le temps de développement du PP. Il est recommandé de mélanger 1 volume de concentré avec 180 volumes d'eau, c'est-à-dire 200 ml d'eau en contiennent un peu plus de 1,7 g. silicate, mais il est possible de faire un mélange plus concentré pour que l'image se développe en 5 secondes environ sans risque de destruction de surface lors d'une surexposition, si le silicate de sodium ne peut pas être acheté, le carbonate de sodium ou le carbonate de potassium (Na₂CO₃).

Vous pouvez contrôler le processus de développement en immergeant le PCB dans du chlorure ferrique pendant une très courte période - le cuivre s'estompera immédiatement et la forme des lignes de l'image pourra être discernée. S'il reste des zones brillantes ou si les espaces entre les lignes sont flous, lavez la planche et laissez-la tremper dans la solution de développement pendant quelques secondes supplémentaires. Le PP sous-exposé peut laisser une fine couche de résine non éliminée par le solvant. Pour enlever les résidus de film, essuyez délicatement le circuit imprimé avec une serviette en papier suffisamment rugueuse pour retirer la résine photosensible sans endommager les conducteurs. Vous pouvez utiliser soit une cuve de développement photolithographique, soit une cuve de développement verticale - le bain est pratique car il vous permet de contrôler le processus de développement sans retirer le PP de la solution. Vous n'aurez pas besoin de bains ou de réservoirs chauffés si la température de la solution est maintenue à au moins 15 degrés. Une autre recette de solution révélatrice : Prendre 200 ml de verre liquide, ajouter 800 ml d'eau distillée et agiter.

Ajoutez ensuite 400 g d'hydroxyde de sodium à ce mélange. Précautions : Ne jamais manipuler la soude solide avec les mains, utiliser des gants. Lorsque l'hydroxyde de sodium est dissous dans l'eau, une grande quantité de chaleur est libérée, il doit donc être dissous en petites portions. Si la solution est devenue trop chaude, laissez-la refroidir avant d'ajouter une autre portion de poudre. La solution est très caustique et par conséquent, des lunettes de protection doivent être portées lorsque vous travaillez avec. Le verre liquide est également appelé "solution de silicate de sodium" et "conservateur d'œufs". Il est utilisé pour nettoyer les tuyaux d'évacuation et est vendu dans n'importe quelle quincaillerie. Cette solution ne peut pas être préparée en dissolvant simplement du silicate de sodium solide. La solution de développement décrite ci-dessus a la même intensité que le concentré et doit donc être diluée - 1 partie de concentré avec 4 à 8 parties d'eau, en fonction de la réserve utilisée et de la température.

Gravure

Le chlorure ferrique est généralement utilisé comme agent de gravure. C'est une substance très nocive, mais elle est facile à obtenir et beaucoup moins chère que la plupart des analogues. Le chlorure ferrique gravera n'importe quel métal, y compris les aciers inoxydables, donc lors de l'installation d'un équipement de décapage, utilisez un déversoir en plastique ou en céramique, avec des vis et des vis en plastique, et lors de la fixation de matériaux avec des boulons, leurs têtes doivent avoir un joint en caoutchouc de silicone. Si vous avez des tuyaux en métal, protégez-les avec du plastique (lors de l'installation d'un nouveau drain, l'idéal serait d'utiliser du plastique résistant à la chaleur).

L'évaporation de la solution n'est généralement pas très intense, mais lorsque les bains ou le réservoir ne sont pas utilisés, il est préférable de les couvrir. Il est recommandé d'utiliser du chlorure ferrique hexahydraté, qui a une couleur jaune et est vendu sous forme de poudre ou de granulés. Pour obtenir une solution, ils doivent être versés avec de l'eau tiède et agités jusqu'à dissolution complète. La production peut être considérablement améliorée d'un point de vue environnemental en ajoutant une cuillère à café de sel de table à la solution. On trouve parfois du chlorure de fer anhydre, qui a l'aspect de granules brun-vert.

Évitez d'utiliser cette substance si possible.Il ne peut être utilisé qu'en dernier recours, car. lorsqu'il est dissous dans l'eau, il dégage une grande quantité de chaleur. Si vous décidez toujours d'en faire une solution de gravure, ne remplissez en aucun cas la poudre avec de l'eau. Les granulés doivent être ajoutés très soigneusement et progressivement à l'eau. Si la solution de chlorure ferrique résultante ne grave pas complètement la réserve, essayez d'ajouter une petite quantité d'acide chlorhydrique et laissez-la pendant 1 à 2 jours. Toutes les manipulations avec des solutions doivent être effectuées avec beaucoup de soin.

Ne laissez pas les éclaboussures des deux types de décapants, car. lorsqu'il est mélangé, une petite explosion peut se produire, provoquant des éclaboussures de liquide hors du récipient et pouvant pénétrer dans les yeux ou sur les vêtements, ce qui est dangereux. Par conséquent, portez des gants et des lunettes de protection pendant le travail et rincez immédiatement les gouttes qui entrent en contact avec la peau. Si vous produisez des PCB sur une base professionnelle où le temps c'est de l'argent, vous pouvez utiliser des pots de décapage chauffés pour accélérer le processus. Avec du FeCl frais et chaud, le PP sera complètement gravé en 5 minutes à une température de solution de 30 à 50 degrés. Il en résulte une meilleure qualité des bords et une largeur de ligne d'image plus uniforme. Au lieu d'utiliser des bains chauffés, vous pouvez placer le plat de décapage dans un récipient plus grand rempli d'eau chaude. Si vous n'utilisez pas de récipient avec de l'air pour agiter la solution, vous devrez déplacer la planche périodiquement pour assurer une gravure uniforme.

étamage

L'application d'étain à la surface du PP est réalisée pour faciliter la soudure. L'opération de métallisation consiste à déposer une fine couche d'étain (pas plus de 2 microns) sur la surface du cuivre. La préparation de surface du PCB est une étape très importante avant le début du placage. Tout d'abord, vous devez retirer le photorésist restant, pour lequel vous pouvez utiliser des solutions de nettoyage spéciales. La solution la plus courante pour décaper la réserve est une solution à 40 % de KOH ou de NaOH, chauffée à 50 - XNUMX degrés. La carte est immergée dans cette solution et la résine photosensible se décolle de la surface du cuivre après un certain temps. Après avoir filtré, la solution peut être réutilisée. Une autre recette est avec du méthanol (alcool méthylique).

Le nettoyage s'effectue de la manière suivante : en tenant le PCB (lavé et séché) à l'horizontale, déposez quelques gouttes de méthanol sur la surface, puis, en inclinant légèrement la carte, essayez de répartir les gouttes d'alcool sur toute la surface. Attendez environ 10 secondes et essuyez la planche avec un mouchoir, si la résine persiste, répétez l'opération à nouveau. Frottez ensuite la surface du PCB avec un chiffon métallique (ce qui donne un bien meilleur résultat que du papier de verre ou des rouleaux abrasifs) jusqu'à obtenir une surface brillante, essuyez avec un mouchoir pour enlever les particules laissées par le tampon à récurer, et placez immédiatement la carte dans le solution d'étamage. Ne touchez pas la surface du tableau avec vos doigts après le nettoyage.

Pendant le processus de brasage, l'étain peut être mouillé par la soudure fondue. Il est préférable de souder avec des soudures tendres avec des flux sans acide. Il convient de noter que s'il y a un certain laps de temps entre les opérations technologiques, la carte doit être décapitée afin d'éliminer l'oxyde de cuivre résultant: 2-3 s dans une solution d'acide chlorhydrique à 5%, suivie d'un lavage à l'eau courante . Il suffit de réaliser simplement un étamage chimique, pour cela la planche est plongée dans une solution aqueuse contenant du chlorure d'étain. La libération d'étain à la surface du revêtement de cuivre se produit lorsqu'il est immergé dans une solution de sel d'étain, dans laquelle le potentiel du cuivre est plus électronégatif que le matériau de revêtement. Le changement de potentiel dans la direction souhaitée est facilité par l'introduction d'un additif complexant dans la solution du sel d'étain - thiocarbamide (thiourée), cyanure de métal alcalin. Les solutions de ce type ont la composition suivante (g/l) :

Parmi les solutions ci-dessus, les solutions 1 et 2 sont les plus courantes.

Attention!Une solution à base de cyanure de potassium est extrêmement toxique ! Parfois, en tant que tensioactif pour 1 solution, il est proposé d'utiliser le détergent Progress à raison de 1 ml / l. L'ajout de 2-2 g/l de nitrate de bismuth à la solution 3 conduit à la précipitation d'un alliage contenant jusqu'à 1,5 % de bismuth, ce qui améliore la couverture du revêtement et le conserve plusieurs mois. Pour préserver la surface, des aérosols à base de compositions fondantes sont utilisés. Après séchage, le vernis appliqué à la surface de la pièce forme un film solide et lisse qui empêche l'oxydation. Une telle substance populaire est "SOLDERLAC" de Cramolin. La soudure ultérieure passe directement sur la surface travaillée sans retrait supplémentaire du vernis.

Dans les cas de soudure particulièrement critiques, le vernis peut être enlevé avec une solution d'alcool. Les solutions d'étamage artificielles se détériorent avec le temps, en particulier lorsqu'elles sont exposées à l'air. Par conséquent, si vous n'avez pas régulièrement de grosses commandes, essayez de préparer immédiatement une petite quantité de solution, suffisante pour étamer la quantité requise de PP, stockez le reste de la solution dans un récipient fermé (il est idéal d'utiliser l'un des bouteilles utilisées sur la photo qui ne laisse pas passer l'air). Il est également nécessaire de protéger la solution des contaminants, qui peuvent fortement dégrader la qualité de la substance.

Nettoyez et séchez soigneusement la pièce avant chaque étape du processus. Vous devez disposer d'un plateau spécial et de pinces à cet effet. Les outils doivent également être soigneusement nettoyés après utilisation. La fonte la plus populaire et la plus simple pour l'étamage est l'alliage fusible - "Rose" (étain - 25%, plomb - 25%, bismuth - 50%), dont le point de fusion est de 130 C^o. La planche est placée avec des pinces sous le niveau de la fonte liquide pendant 5 à 10 s, et une fois retirée, il est vérifié si toutes les surfaces de cuivre sont uniformément recouvertes. Si nécessaire, l'opération est répétée. Immédiatement après avoir retiré la planche de la fonte, elle est retirée soit avec une raclette en caoutchouc, soit par secousses vives dans la direction perpendiculaire au plan de la planche, en la maintenant dans la pince. Une autre façon d'éliminer les résidus de l'alliage Rose est de le chauffer dans une armoire chauffante et de le secouer.

L'opération peut être répétée pour obtenir un revêtement mono-épais. Pour éviter l'oxydation du thermofusible, de la nitroglycérine est ajoutée à la solution de manière à ce que son niveau recouvre le thermofusible de 10 mm. Après l'opération, la planche est lavée de la glycérine à l'eau courante.

Attention!Ces opérations impliquent de travailler avec des installations et des matériaux qui sont sous l'influence de hautes températures, par conséquent, pour éviter les brûlures, il est nécessaire d'utiliser des gants, des lunettes et des tabliers de protection. L'opération d'étamage étain-plomb se déroule de manière similaire, mais la température de fusion plus élevée limite la portée de cette méthode dans la production artisanale.

Équipement recommandé

· Installation à trois cuves : bain de décapage chauffé, bain bouillonnant et plateau de développement. Au minimum garanti : un bain de décapage et un bac pour le rinçage des planches. Les bacs photo peuvent être utilisés pour le développement et l'étamage des planches.
· Un ensemble de palettes pour l'étamage de différentes tailles
· Guillotine pour PP ou petite cisaille guillotine.
· La perceuse, avec une pédale d'inclusion.
Si vous ne pouvez pas obtenir de bain de lavage, vous pouvez utiliser un pulvérisateur à main pour laver les planches (par exemple, pour arroser les fleurs).

OK, tout est fini maintenant. Nous vous souhaitons de maîtriser cette technique avec succès et d'obtenir d'excellents résultats à chaque fois.

Publication : cxem.net

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