Home » Uncategorized » Ецване на платки в домашни условия

Ецване на платки в домашни условия

Тъй като сме форум за хардуер, предполагам, че има доста хора, които са по-навътре с електрониката, както и такива, които искат тепърва да навлизат.
В този „кратък” самоучител искам да дам своя начин за правене на платки като основа на моите скромни проекти.
От сега искам дебело да подчертая, че всяка стъпка има своите забележки относно безопасността, които трябва задължително да се спазват.
Описаните неща са пробвани от мен и работят по начина, по който съм ги описал. Следването на съветите в тази страница е изцяло на ваша отговорност!
И така, предполага се, че имате някакъв опит и можете да прочетете и съответно – начертаете схемата, която искате да осъществите, както и имате съответните познания какво се случва в тази схема и можете да направите някакво приемливо оптимално разположение на компонентите в нея.
Моят самоучител е въз основа на следния процес:

1) Изготвяне на компютърен модел
2) Подготовка на текстолита
3) Тонер-трансферен метод за печатане върху текстолит
4) Алтернативна система за ецване с достъпни материали
5) Финална подготовка на платката

Стъпка 1: Изготвяне на схемата в специализиран софтуер

Необходими материали:
– Компютър
– Специализиран софтуер

За да създадете компютърен модел на желаната схема, първо ви трябва съответния софтуер, който ще свърши трудната работа вместо вас. Софтуерът, който лично аз харесвам и ползвам е Eagle (www.cadsoft.de), който има безплатна версия, а друга широко ползвана алтернатива е ExpressPCB. Има множество достъпен софтуер и видео туториали, с чиято помощ да навлезете много бързо в програмата и да създавате своите схеми без особено усилия.

Веднъж след като създадете своята схема в едитора, трябва да я прехвърлите като платка в съответния модул. След това трябва да наредите компонентите и да начертаете пътечките. Много е важно в схемата или на платката да сте задали точните компоненти или пълни техни аналози, да имате точния зададен фактор на размерите на компонентите (т.н. корпус).

Когато схемата е готова, е необходимо да си подготвите за печат само слоевете, които съдържат:
– писти
– падове
– дупки и контактни повърхонсти
От модела трябва да отстраните всички схеми и контури на устройствата, всички наименования и стойности. Трябва да останат само нещата, които ще трябва да се ецнат върху платката.

При изготвянето на схемата трябва да имате предвид следните неща:
– оставяйте разстояние между пътечките и компонентите
– не оставяйте писти в близост до самия ръб на платката
– следвайте основните принципи и особености за вида устройство, който правите

На този етап аз принтирам схемата като PDF файл и с Adobe Illustrator си добавям маркери по краищата на платката, с чиято помощ да я напасна.

Стъпка 2: Подготвяне на парчето текстолит

Необходими материали:
– Текстолит/Теодолит за печатната платка
– Ацетон или лакочистител с ацетон
– Шкурка 800-1200, за предпочитане водна.
– Макетен нож, ножица за ламарина или друго средство за рязане

Необходими средства за защита:
– Респираторна маска
– Латексови или найлонови ръкавици

Когато вашата платка е готова в софтуерния редактор и готова, тя трябва да бъде отпечатана по специален начин и да бъде прехвърлена върху текстолита.

Първото нещо, което трябва да направите, е да подготвите парчето текстолит, което ще използвате за основа на вашата платка. То трябва да бъде отрязано в точния размер или форма, каквато е платката, генерирана в софтуера. Лично аз предпочитам да отрежа необходимото ми парче текстолит в самото начало и да работя само с него. Аз го режа със стабилен макетен нож и използвам метална линия, за да следвам една и съща линия. Много е важно първите линии да станат точно прави, след това се коригира трудно! ВАЖНО: при рязането на текстолита носeте респираторната маска и да правите въпросното упражнение на място, което ще може после лесно да почистите! Използването на защитни очила също е силно препоръчително, особено ако използвате друг метод за рязане! ВАЖНО: пръстите ви са за цял живот, пазете ги!

След като имате готовото парче текстолит, трябва да го почистите хубаво четка и ацетон или лакочистител, за да махнете повърхностното замърсяване. ВАЖНО: правете това само навън – двор, тераса, открито пространство! Изполвайте респираторна маска и дръжте детайла далеч от лицето си, за да не вдишвате парите, които са вредни! Използвайте ръкавици! Когато приключите с четкането, вземете шкурката (ако е водна, я намокрете) и първо изравнете ръбовете, които вероятно са се надигнали при рязането, след това изтъркайте леко парчето текстолит по двата диагонала, докато отстраните окисите от медния слой. Не правете медния слой гладък и не го шкуркайте прекалено много! След като приключите с това измийте ръкавиците, ако сте ги ползвали при шкуркането, сложете ги и отново изчистете платката с ацетон, този път може да ползвате памук. ВАЖНО: на този етап е важно да не докосвате с пръсти медния слой! В противен случай ще оставите мазни петна, които може да попречат на залепването на тонера по-късно.

Стъпка 3: Тонер-трансферен метод

Необходими материали:
– Лазерен принтер с оригинален тонер
– Хартия от списание (но не корица)
– Ютия за гладене на дрехи (или специален ламинатор за PCB)
– Дървена дъска или друго подобно пособие
– Салфетка

На този етап трябва да отпечатате компютърно генерирания модел на платка върху специална хартия с помощта на лазерен принтер.

Поради вероятността нищо да не се получи, е хубаво да използвате оригинален тонер. Още една особеност е, че тонерът на лазерните принтери на Brother има по-висока температура на топене и там не винаги нещата са ясни (но не и невъзможни). Аз лично използвам оригинален HP тонер, който върши повече от чудесна работа. Тонерът на Samsung също трябва да се справи отлично.

Преди да отпечатате платката, имайте предвид следното:
– Ако правите двуслойна платка, горният слой трябва да е обърнат огледално!
– Ако слагате надписи на долния слой, те също трябва да бъдат обърнати огледално!
– Уверете се, че размерът, който отпечатвате, е 100% и няма преоразмеряване! Ако печатате от PDF файл Adobe Reader, Page scaling трябва да е none, Auto-rotate and Center трябва да е изключено!

Самата платка трябва да се отпечата върху специална хартия, за да проработи методът на трансфер. Най-подходящото нещо е вътрешна страница от списание – тя трябва да е гладка и лъскава, но да не е лакирана; т.е. не може да използвате корицата. Измерете размера на страницата и го задайте в драйвера на принтера, след което отпечатайте. Готовата страница се оформя с ножица, като се оставят място около самата платка. Парчето текстолит, което вече е подготвено и почистено, се слага със слоя мед към отпечатана страна на страницата, подравняват се и стърчащата отстрани хартия се прегъва хубаво върху парчето текстолит от всички страни, така, че да не мърда. ВАЖНО: не използвайте тиксо, тъй като може да се разтече и да развали платката!

Следващото нещо е да се направи реалният трансфер на тонер върху медния слой с помощта на ютия. В повечето туториали в интернет се казва, че ютията трябва да е на максимална температура, но лично аз съм против това, защото тонерът се разтапя прекалено много и се разтича, поради което пътечките може да се разлеят и да се съединят. Лично аз оставям ютията на около 2 ½ и я оставям да се нагорещи, през това нареждам в следния ред:
– дъврена дъска (предпазва пода или съответната мебел от ютията)
– текстолита, опакован в хартията
– наполовина разгъната салфетка (предпазва ютията от случайно разтекъл се тонер).

С нагорещената ютия се притиска платката надолу, БЕЗ НИКАКВО ДВИЖЕНИЕ. Обикновено страниците на списанията са покрити с фин лак, който се разтича при нагряване. Това, заедно с разтапящия се тонер, създава фин, хлъзгав слой и реална опасност от разместване. Задръжте ютията за около 40 секунди с умерен натиск и абсолютно неподвижно. След това изключете ютията, изчакайте още около 10 секунди и съвсем бавно придвижете ръба на ютията през центъра и краищата на текстолитената плочка, но много внимателно! Отново – в интернет пише, че този процес трябва да се направи за около 3 минути, но при мен нещата стават по-добре, ако го направя за по-кратко и не нагрявам много!

Оставете плочката да изстине и след това я оставете за около 5-10 минути в съд с хладка вода (не трябва да е гореща, за да не се разтече тонерът). След като хартията се намокри хубаво, внимателно я отлепете от платката. Като отстраните главното парче, разтъркайте мократа платка с пръсти, докато не падне цялата хартия и не останат само пистичките с тонер. Като помощно средство може да се ползва и стара четка за зъби.

На този етап се вижда колко добре сте се справили с ютията. Ако пистичките се отлепват, значи не сте ги нагрели достатъчно. Ако са разтопени и имат неправилна форма – значи са били пренагрети. Лошото на ползването на ютия за този метод е, че трудно се постига повтаряемост на резултата, затова съм срещал много препоръки използването на модифицирани ламинатори (като подходящите започват от 100 долара нагоре…). Но с малко повече старание нещата са доста използваеми.

Вашата платка е почти готова за ецване, но преди това трябва да бъде инспектирана отблизо дали всичко е станало както трябва. Ако някъде е останала хартия или има свързване с тонер, се разделя с остър предмет. Ако пък някъде тонерът е паднал, може да се дорисува с перманентен маркер (въпреки, че се отмива понякога при ецването).

След като всичко е проверено, може да се мине на следващата стъпка.

Стъпка 4: Ецване

Преди да продължим нататък, има няколко неща, които трябва да имате превдид:
Първо – работата с химически реагенти изисква съответното внимание.
Второ – описаният процес трябва да се прави на открито и да се вземат необходимите мерки за безопасност
Трето – остатъчният продукт има вредно влияние за околната среда, а директното му излизане в канализацията може да доведе до разяждане на тръбопроводи и аварии, затова е необходимо да се изпълнят условията по безопасност в края. Моля не предприемайте нищо от описаното, ако нямате възможност да осигурите безопасността на околната среда, както и на ВиК инсталациите.

Необходими материали:
– 2 шишета по 100 мл кислородна вода 3% (водороден пероксид, намира се в аптеката – H2O2).
– Ябълков оцет ок. 5 градуса (CH3COOH)
– Готварска сол (NaCl)
– Сода за хляб (сода бикарбонат – NaHCO3) – за обезвреждането на остатъчния продукт
– Пластмасов или стъклен съд
Необходими средства за безопасност:
– Домакински ръкавици
– Респираторна маска
– Защитни очила

Прави впечатление, че никъде не се споменава за класическите, силно реактивни и опасни агенти като Железен трихлорид – FeCl3, солна или азотна киселина и т.н. Вместо това може да се използва една много проста и по-безопасна смес от няколко широко достъпни компонента.

ВНИМАНИЕ: При следващия процес се уверете, че ецващата смес не влиза никога в контакт с метални предмети, включително сифони и мивки!!!

ВНИМАНИЕ: НИКОГА НЕ ИЗХВЪРЛЯЙТЕ ЕЦВАЩАТА СМЕС В КАНАЛИЗАЦИЯТА!!!

ВНИМАНИЕ: Ецването трябва да се извършва на открито или в добре вентилирано помещение.

ВНИМАНИЕ: Използвайте домакински ръкавици!

Първо ви трябва съд, в който да приготвите ецващата смес. Можете да отрежете наполовина шише от 2 л Кока Кола – изключително удобно нещо. Каквото и да ползвате, след това ще трябва да го хвърлите. Не използвайте нищо, което ще влиза в контакт с храни.

В съда изсипете стабилно количество готварска сол – ок 200 гр е добре.

Добавете кислородната вода – 200 мл. е добре за малки платки, за по-големи може да е необходимо по-голямо количество, за да покрие целия съд (виж алтернативните методи долу).

Накрая добавете 50 до 100 мл чист ябълков оцет.
Допълнение: добавянето на прекалено много оцет ще доведе до спиране на процеса на по-ранен етап, преди платката да се е ецнала.

ВНИМАНИЕ: Запомнете, че киселините винаги се добавят последни!!!

Може да разбъркате леко сместа с пластмасова или дървена клечка.

Потопете приготвената платка в сместа отначало реакцията е слаба, но се виждат балончета. Реакцията е екзотермична и се отделя топлина, сместа постепенно се затопля, което ускорява процеса. Цветът първоначално е леко кафеникав, после постепенно преминава в синьо-зеленикаво. Това е заради отделянето на хлорни (Cl) йони от готварската сол и свързването им с медта (Cu), т.е. в началото е важно да има достатъчно готварска сол, за да тръгне процесът.

Ецването не отнема много време, в зависимост от температурата на сместа и използването на помощни средства, някъде около 20 мин може да са достатъчни при стандартна дебелина на медния слой. Не оставайте прекалено дълго платката в разтвора, тъй като ще започне да разгражда и пистичките. Не я вадете преди да се е показал текстолитът отдолу. Когато това стане, извадете платката и я измийте обилно с много вода.

Има два начина да подобрите скоростта на реакцията.

Единият, който ползвам аз, е използването на попмичка за рибки и две камъчета, които да разпръскват въздух в съда с ецващия разтвор. В този случай платката трябва да седи вертикално.

Другият начин е използването на гъбка и търкането на платката с разтвора, вместо кисненето й.

И двата работят добре, тъй като при ецването с този и доста други разтвори, се получава предпазващ слой, който бавно блокира процеса. Тези две тънкости пречат донякъде на образуването на този слой и процесът тече по-бързо.

ВНИМАНИЕ: След приключване на ецващия процес не изхвърляйте разтвора в канализацията! Той може да се ползва многократно и за известно време ще работи по-добре от нов разтвор, докато не се пренасити. Тогава можете да го подсилите отново с готварска сол и кислородна . До следващото му използване, можете да го изсипете в плътно затворено пластмасово шише. Отделената топлина и достъпът на въздух провокират допълнително разпадането на Водородния пероксид до вода и разтворът изветрява бързо. При съхранението му в затворено шише, може да те отдели кислород, което ще провокира запалимостта на околните материали в случай на пожар!!!

Когато разтворът вече престане да работи, той трябва да се обезвреди. За да сторите това, изнесете го в широк съд навън и сложете малко сода бикарбонат. Ще започне да шупти доста силно, затова го оставете така. От време на време добавяйте още сода бикарбонат, докато не престане да реагира. На дъното трябва да се утаи медта. Течността вече е безопасна за изливане в канализацията, но утайката от мед не трябва да попада вътре. Трябва да разделите добре течността от нея, след което да я оставите на слънце да се дехидратира. Така отделената мед трябва да съхранявате по начин, който да не позволява попадането на й в околната среда до момента, в който в България не се въведе ефективна система за управление на опасни отпадъци…

Тъй като въпросната рецепта е нетрайна, по-долу в пост #11 съм дал още няколко алтернативнти.

Стъпка 5: Завършване на платката

Необходими материали:
– Ацетон / лакочистител
– Инструмент за разпробиване, желателно тип „дремел”
– Бургии за разпробиване, желателно карбидни или остри диамантени бидове.
– Колофон/флюс
– Тинол и поялник

Необходими средства за безопасност:
– Респираторна маска
– Защитни очила
– Домакински/латексови/найлонови ръкавици

Това е най-досадната част, но без нея не може.

Започва се с отстраняване на тонера. Използвайте лакочистител или най-добре ацетон. Вече знаете – ползвайте ръкавици и правете всичко това на открито. Ако тонерът е силно разтопен, може да се наложи да използвате четка, да потопите в малък съд платката и да търкате, докато целият тонер падне.

Втора стъпка е разпробиването на платката. Лично аз използвам дрил-преса + дремел. Едно добро решение е оригинална Dremel Workstation (220), ако се намери някакъв евтин клонинг – още по-добре. Ако нямате дрил-преса, се случват две неща – първо центровате дупките с фин остър център, след това много внимателно разпробивате на средни обороти, като държите инструмента винаги вертикално.

ВНИМАНИЕ: Използването на защитни очила и респираторна маска е задължително!!!

Разпробиването може да се направи със специални карбидни бидове – има комплекти за разпробиване на платки. Преди да пробиете нещо с тях, вижте дали са добре центровани! Ако нямате и не можете да намерите, можете да ползвате много тънки диамантени накрайници, но не е особено препоръчително. Бургиите не са особено интересни, тъй като се изхабяват лесно, а и най-малкият размер, който съм виждал, е 1мм. За фини дупки по платката може да се наложи да ползвате 0.6мм бидове, обичайно се ползват 0.8мм.

След разпробиването следва калайдисването. Трабва ви колофон или флюс. Ако имате твърд флюс или колофон, разтворете малко количество в спирт и нанесете с памук. След това с тинол и поялник калайдисайте пистите. Накрая изчистете със спирт.

Честито, вече имате собственоръчно направена платка

Още веднъж обръщам внимание, че трябва да осигурите собствената и тази на околната безопасност, както и да опазвате околната среда!

Автор: Р-к. Юлиян Костадинов
Взето от: НАПРАВИ СИ САМ-изобретения

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *