Herstellung von Leiterplatten. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Amateurfunk-Technologien

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Die meisten Designs für Anfänger-Funkamateure bleiben in ihren Träumen, da es bei der Herstellung einer Leiterplatte viele Probleme gibt und viele Schaltungen nicht auf dem „Gewicht“ umgesetzt werden können. In letzter Zeit stehen den meisten Funkamateuren verschiedene Methoden zur Herstellung von Leiterplatten zur Verfügung. Alle Methoden unterscheiden sich lediglich in der Art und Weise, wie das Muster auf die Platte aufgetragen wird. Nachfolgende technologische Prozesse wie das Ätzen der Platine oder das Bohren von Löchern sind nicht anders.

Zu den einfachsten Methoden gehören: Zeichnen eines Musters von Hand mit Lack, Farbe oder Sägen der Spuren mit einem Messer. Obwohl diese Methoden einfach sind, ist der Herstellungsprozess sehr langsam und die Qualität der resultierenden Platten ist oft sehr gering.

Bisher sind folgende Methoden am optimalsten: Laser-Eisen-Technologie, photoresistive Methode (Photolithographie), Marker-Methode. Diese Technologien werden in diesem Artikel ausführlicher besprochen.

1. Laser-Eisen-Technologie

Diese Technologie ist in allen Phasen sehr einfach und sieht wie folgt aus.

Um Leiter auf eine Leiterplatte zu bringen, müssen Sie zunächst mit einem Softwareprodukt (Acel Eda, P-CAD, Sprint-Layout usw.) ein Leiterbahnmuster erstellen. Anschließend müssen Sie die Vorlage auf einem Laserdrucker ausdrucken und auf Glasfaserfolie übertragen, mit einem Muster auf der Folie befestigen und mit einem Bügeleisen erhitzen. Der Toner aus der Schablone sollte an der Platine haften. Nachdem die Schablone auf der Tafel geklebt hat, muss das Papier, auf dem sie angefertigt wurde, abgerissen werden. Wo sich der Tonerfilm herausgestellt hat, werden leitende Pfade vorhanden sein, d. h. Nach dem Ätzen bleibt das Kupfer unter dem Toner zurück.

Ich möchte darauf hinweisen, dass es für die Herstellung einer Vorlage am besten ist, mattes Fotopapier für den Tintenstrahldruck zu verwenden, da es über eine gepresste, fein verteilte Absorptionsschicht verfügt, die leicht hinter der Basis zurückbleibt und somit die Qualität des übertragenen Bildes beeinträchtigt an die Tafel ist ziemlich hoch. Die Dichte von Fotopapier sollte etwa 100-120 g/m3 betragen, Fotopapier mit einer geringeren Dichte hinkt leichter hinterher und die Qualität ist ausgezeichnet. Der Drucker sollte eine Auflösung von 600 dpi haben, besser ist es jedoch, einen Drucker mit einer Auflösung von 1200 dpi zu verwenden.

Nach dem Ätzen kann der Toner mit Schleifpapier (Nullstellen) von den Kupferbahnen entfernt werden, am einfachsten geht dies jedoch mit Aceton oder Farbverdünner.

2. Photoresistive Methode

Dieses Verfahren basiert auf Fotolack, dessen Verwendung eine sehr hohe Qualität und Stabilität bei der Herstellung von Leiterplatten ermöglicht. Heutzutage bietet die Industrie viele verschiedene Fotolacksprays an. Filmfotoresist ist jedoch am billigsten und am einfachsten zu verwenden. Wir werden die Anwendung im Folgenden genauer beschreiben. In der Praxis kann Filmfotoresist vom Typ LIUXI oder PF-VShch verwendet werden.

Zuerst müssen Sie eine Fotomaske erstellen. Dazu benötigen Sie einen Tintenstrahl- oder Laserfilm (je nach verfügbarem Drucker), auf den das Leiterplattenmuster gedruckt wird. Diese Fotomaske sollte mit maximaler Auflösung und Qualität gedruckt werden, damit die Farbschicht möglichst dick ist. Die Fotomaske wird je nach verwendetem Fotoresistfilm entweder positiv oder negativ gedruckt (negative Fotoresistfilme werden in der Industrie am häufigsten hergestellt).

Anschließend wird ein fotoresistiver Film auf den vorbereiteten Folientextolit geklebt (Abb. 1).

Der Fotoresistfilm ist mit zwei Schutzfilmen bedeckt, von denen einer matt ist (unter dem Fotolack befindet sich eine Klebebasis) und der andere glänzend (schützend) ist. Um den Fotoresistfilm auf den Textolithen zu kleben, ist es notwendig, den matten Film vorsichtig nach und nach abzuziehen und den Fotoresist gut zu verkleben und zu glätten, damit sich keine Luftblasen darunter befinden (Abb. 2).

Wenn der Fotoresistfilm auf den Textolith geklebt wird, wird darauf eine Fotomaske gelegt, die mit Hilfe von gewöhnlichem (transparentem) Fensterglas gut gegen die Platte gedrückt wird.

Als nächstes muss die Fotomaske (Abb. 3) dem Fotolack ausgesetzt werden, wofür normalerweise eine UV-Lampe verwendet wird. Die (experimentell ermittelte) Belichtungszeit kann je nach Emissionsspektrum der Lampe, Abstand zwischen Lampe und Platine und Art des Fotolacks zwischen mehreren zehn Sekunden und mehreren zehn Minuten variieren.

Nach der Belichtung muss der Fotolack in einer 3-5%igen Sodalösung entwickelt werden. Bevor Sie die Platine in eine warme Sodalösung legen, müssen Sie die Schutzfolie entfernen. Während der Entwicklung des Fotolacks ist es notwendig, die Sodalösung ständig zu rühren. Die Entwicklungszeit beträgt ca. 30-60 Sekunden, danach wird der unnötige Fotolack unter einem warmen Wasserstrahl von der Platine abgewaschen. In den Bereichen, in denen Leiterbahnen vorhanden sein sollten, verbleibt ein Fotolackfilm (Abb. 4).

Nach dem Ätzen der Platine (Abb. 5) wird der auf den Leiterbahnen verbleibende Fotolack mit Aceton oder Ammoniak entfernt.

Es ist zu beachten, dass bei allen Vorgängen kein Zugang zu Sonnenlicht möglich ist und die Beleuchtung mit Leuchtstofflampen organisiert werden sollte, auf die der Fotolack praktisch nicht reagiert.

Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Methode kann als Ätzmittel eine Lösung aus Kupfersulfat, Eisenchlorid, Salpetersäure usw. verwendet werden.

3. Marker-Methode

Zuvor hat sich der Autor bei der Herstellung von Leiterplatten (PCB) den Kopf mit Lacken, Spritzen etc. getäuscht. Früher war es notwendig, Inschriften auf dem Glas anzubringen. Zu diesem Zweck habe ich in einem Schreibwarengeschäft einen in Italien hergestellten Marker HI-TEXT 720P PERMANENT mit einem Schreibteildurchmesser von 1 mm gekauft.

Bei der Herstellung der nächsten Stromversorgungsplatine habe ich für das Experiment Beschriftungen auf dem Werkstück angebracht. Nach dem Ätzen der Platine war ich angenehm überrascht: Die Beschriftungen ließen sich nicht abwaschen und waren deutlich auf der Platine aufgedruckt. Seitdem zeichne ich mit solchen Markern beliebige Spuren, egal in welcher Dicke und Konfiguration (bis 0,1 mm). Mit dem 647. Lösungsmittel lassen sich Fehler leicht korrigieren.

PP wird auf folgende Weise hergestellt. Ich bohre Löcher, ich reinige Grate. Dann wische ich das PP mit einem Schulgummiband, dem harten Teil, auf Hochglanz. Ich zeichne mit einem Marker. Als nächstes ätze ich mit einer Lösung der folgenden Zusammensetzung: 4 EL. Esslöffel Salz und 2 EL. Löffel Kupfersulfat, 0,5 Liter heißes Wasser 60 ... 80 ° C. Ich bereite die Lösung in einem Plastikbehälter (Plastikschüssel) vor. PP-Verfolgung im Wasserbad für 10 ... 15 Minuten (ich stelle eine Schüssel in einen breiten Topf mit Wasser, das Wasser im Topf sollte nicht kochen, die Schüssel muss manchmal geschüttelt werden) – und fertig ist das Brett. Diese Lösungsmenge reicht für eine doppelseitige Platte mit den Maßen 100x150 mm. Als nächstes spüle ich das PP mit Wasser ab und wasche Abbildung 647 mit einem Lösungsmittel ab. Wieder wische ich die PP-Schienen mit einem Radiergummi ab, bedecke sie mit flüssigem Kolophonium und verzinne sie mit einem Lötkolben. Dann wasche ich das Kolophonium mit einem Lösungsmittel ab (ich überprüfe die Qualität der Spuren) und bedecke es erneut mit flüssigem Kolophonium – die Platine ist bereit für die Installation. Beim Einbau reinige ich die Anschlüsse der Teile mit einem Gummiband.

Literatur, Quellen

1. Petrov K.S. Funkmaterialien, Funkkomponenten und Elektronik: Lehrbuch - St. Petersburg: Peter, 2004. - 522 S.: Abb.
2. http://liveinternet.ru/users/burokrat/post34051454/
3. http.//en.wikipedia.org/wiki/Laser-iron_technology
4. http://cxem.net/master/20.php
5. http://radiokot.ru/lab/hardwork/06/
6. http://datagor.ru/practice/diy-tech/page,1,2,257-photoresist.html

Autoren: E.Pereverzev Region Krasnodar, Kropotkin; Yu.A. Kamyshansky, Dorf Russkaya-Lozovaya, Region Charkiw

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