Как сделать ванночку для травления печатных плат. Ванна для травления плат. Держатель для печатной платы

Вступление. Не думаю, что открою большой секрет, если скажу, что на скорость и качество при травлении печатных плат влияют несколько основных факторов. Для примера: если процесс травления происходит в растворе хлорного железа комнатной температуры, то длится он, как правило, от 40 мин. до 2,5 часов (в зависимости от насыщенности раствора). Если же раствор подогреть, то сам процесс травления удается сократить по времени раза в полтора. Да и вообще, в идеале, сам раствор должен периодически перемешиваться, в этом случае процесс происходит еще быстрее. Эти факторы влияют непосредственно на скорость травления. Если же говорить о качестве плат, то это касается в первую очередь тех радиолюбителей, которые переносят рисунок на текстолит методом “лазерного принтера и утюга”. Несмотря на то, что тонер держится на фольге довольно крепко, если процесс травления затягивается по времени, то хлорное железо все же попадает под тонер. В этом случае дорожки получаются “пористыми”, что в свою очередь ухудшает качество самой платы и устройства в целом.

Технически же процесс перемешивания раствора можно осуществить несколькими способами (все зависит от изобретательности и “заточенности” рук), но наиболее оптимальным, на мой взгляд, является метод “микропузырьковой ванны”. Именно таким способом изготавливаются заводские платы. Суть метода довольно проста, но очень эффективна. На дне резервуара с хлорным железом расположена пластиковая трубка, в которой через равные промежутки пробиты отверстия. С одного конца трубка заглушена, с другого подается сжатый воздух. В результате, поднимающиеся со дна резервуара пузырьки воздуха естественным образом перемешивают раствор хлорного железа, тем самым, ускоряя процесс травления. Не предусмотрено, правда, подогрева раствора, но так как процесс травления происходит довольно быстро (5 – 10 минут), то данная опция в принципе не имеет смысла, раствор просто предварительно подогревается и заливается в резервуар уже теплым. Итак, на этом вступление можно завершить и приступить непосредственно к осуществлению задуманного.

Резервуар. В качестве резервуара для данной конструкции, естественно, можно использовать любую удобную емкость, мне же на глаза попались кюветы для проявки фотографий. Выглядят они следующим образом:

Трубка . Трубку так же можно использовать любую удобную, мне же показалось самым оптимальным использовать трубку от обычной медицинской капельницы, приобрести ее можно в аптеке всего за 15 рублей. Приклеивается она на обычный клей “Момент кристалл”. Отверстия делаются швейной иглой, с шагом примерно в 1 см:

Естественно, с одной стороны трубка заранее глушится, с другой стороны закрепляется наконечник от той же капельницы, для более удобного подключения к источнику воздуха (о нем немного позднее):

На этом этапе все же необходимо проверить работу самого устройства, просто налив в емкость воды. Дело в том, что все зависит от давления компрессора, от него непосредственно и пляшут диаметр и шаг отверстий, так что, возможно, придется поэкспериментировать:

Сетка . Может быть, кому-то этот пункт покажется лишним. Дело в том, что речь в нем пойдет о сетке, натянутой на расстоянии примерно 1,5 сантиметров от дна резервуара (зазор между трубкой и заготовками плат все же необходим). Сетку делать совсем не обязательно, для обеспечения необходимого зазора можно просто в отверстия плат (лучше всего в те из них, которые предназначены для крепления платы в устройстве) вставить 4-6 спичек так, чтобы они образовывали стойки. Сделать сетку можно, опять же, несколькими способами. Мой способ заключается в следующем: из пластмассы толщиной примерно в 1 мм вырезаются полоски шириной приблизительно 1,5 сантиметра и длиной чуть меньше каждой из сторон резервуара. В результате получается две длинных и две коротких полосы:

На каждой полоске делаются пропилы на половину толщины пластмассы, с шагом в один сантиметр:

Причем приклеиваются таким образом, чтобы пропилы были обращены в сторону стенки резервуара, и через этот пропил проходила тонкая леска:

Затем между короткими:

В результате должна получиться сетка наподобие той, что натянута на теннисной ракетке:

Крышка . Собственно на этом можно было бы и закончить, но при испытании данного агрегата с водой выяснилась одна не совсем приятная особенность. Дело в том, что работающий агрегат разбрызгивает в разные стороны очень мелкие капли. Возможно, для кого-то это не будет являться проблемой, но лично у меня возникло желание сделать крышку. По размерам кюветы, из пластмассы была вырезана заготовка, в которой были просверлены отверстия достаточные для вентиляции, но недостаточные для загрязнения окружающего пространства:

Срезы на крышке сделаны по причине того, что с одной стороны выходит трубка, а с другой находится слив (к слову, сливать раствор при закрытой крышке стало намного удобнее, меньше вероятность его пролить). Крышка готова, осталось сделать для нее на резервуаре крепеж. Выполнен он не совсем стандартно: на кювету приклеиваются клипсы, предназначенные для крепления коаксиального кабеля:

Всего их шесть штук…

…по две с каждой стороны в качестве направляющих для крышки…

… и еще две как стопор при полностью закрытой крышке:

Компрессор. Вот теперь можно поговорить об источнике воздуха. Наиболее распространенным является пластиковая бутылка с клапаном, в которую при помощи насоса закачивается воздух. Возможен так же вариант с автомобильной камерой. В моем случае в качестве источника воздуха используется обычный микрокомпрессор для аквариума АЭН-3, который для большей производительности был немного доработан:

Собственно доработка сводилась к наиболее оптимальному расположению магнита в поле катушки (кто хоть раз разбирал подобные устройства, поймет, о чем идет речь). Путем таких нехитрых манипуляций удалось увеличить производительность компрессора примерно в два раза, чего оказалось вполне достаточно.

Изготовление печатных плат своими руками с помощью лазерно-утюжного метода и с помощью фоторезиста, кажется, уходит в прошлое. Сегодня все больше и больше появляется методов, поражающих своей изысканностью и гениальностью. Так, например, с появлением и широким распространением 3D принтеров появилась возможность задействовать эти функциональные устройства в деле производства печатных плат.



Энтузиаст по имени Arvid придумал способ, как использовать 3D принтер в качестве станка с числовым программным управлением (ЧПУ) для создания дорожек печатных плат. Данный метод очень прост и не требует какого-то дополнительного оборудования, кроме самого 3D принтера!


Кусок текстолита необходимого размера предварительно тщательно зачищается и потом закрашивается обычным маркером, после чего помещается на печатную платформу 3D принтера, у которого вместо сопла установлен гравер. Этот гравер убирает краску с тех мест, где медь на плате должна быть вытравлена. После получения рисунка плата кладется в раствор хлорного железа на некоторое время до получения готового состояния. G-код для 3D принтера генерировался в специальной программе FlatCAM , предназначенной для создания печатных плат с помощью станков ЧПУ.


Такой метод механического вытравливания представляет собой наиболее быстрый, чистый, высокопроизводительный и экономически эффективный способ создания печатных плат для прототипирования. Сама программа FlatCAM, значительно облегчающая процесс, обладает интересными и полезными функциями. С помощью нее, например, можно создавать не только односторонние, но и двухсторонние платы благодаря встроенному специальному алгоритмическому инструменту. TCL-консоль программы обеспечивает гибкость для пользователей, которые хотят автоматизировать работу и реализовать свои собственные функции. Удобный просмотрщик программы FlatCAM позволяет визуализировать файлы Gerbers, Drill и G-Code. Так вы всегда будете знать, как будет работать ваш 3D принтер, создающий требуемую печатную плату.Программа может пригодиться даже тогда, когда у пользователя имеется несколько геометрических объектов, но он хочет получить один G-код. В этом случае FlatCAM позволит скомбинировать эти геометрические объекты и сгенерировать одно задание для вашего импровизированного станка с ЧПУ.


Ниже показано видео процесса изготовления печатной платы с помощью 3D принтера.




.
   Если Вы хотите, чтобы интересные и полезные материалы выходили чаще, и было меньше рекламы,
   Вы можее поддержать наш проект, пожертвовав любую сумму на его развитие.

Не думаю, что открою большой секрет, если скажу, что на скорость и качество при травлении печатных плат влияют несколько основных факторов. Для примера: если процесс травления происходит в растворе хлорного железа комнатной температуры, то длится он, как правило, от 40 мин. до 2,5 часов (в зависимости от насыщенности раствора). Если же раствор подогреть, то сам процесс травления удается сократить по времени раза в полтора. Да и вообще, в идеале, сам раствор должен периодически перемешиваться, в этом случае процесс происходит еще быстрее. Эти факторы влияют непосредственно на скорость травления. Если же говорить о качестве плат, то это касается в первую очередь тех радиолюбителей, которые переносят рисунок на текстолит методом “лазерного принтера и утюга”. Несмотря на то, что тонер держится на фольге довольно крепко, если процесс травления затягивается по времени, то хлорное железо все же попадает под тонер. В этом случае дорожки получаются “пористыми”, что в свою очередь ухудшает качество самой платы и устройства в целом.

Технически же процесс перемешивания раствора можно осуществить несколькими способами (все зависит от изобретательности и “заточенности” рук), но наиболее оптимальным, на мой взгляд, является метод “микропузырьковой ванны”. Именно таким способом изготавливаются заводские платы. Суть метода довольно проста, но очень эффективна. На дне резервуара с хлорным железом расположена пластиковая трубка, в которой через равные промежутки пробиты отверстия. С одного конца трубка заглушена, с другого подается сжатый воздух. В результате, поднимающиеся со дна резервуара пузырьки воздуха естественным образом перемешивают раствор хлорного железа, тем самым, ускоряя процесс травления. Не предусмотрено, правда, подогрева раствора, но так как процесс травления происходит довольно быстро (5 – 10 минут), то данная опция в принципе не имеет смысла, раствор просто предварительно подогревается и заливается в резервуар уже теплым. Итак, на этом вступление можно завершить и приступить непосредственно к осуществлению задуманного.

Резервуар. В качестве резервуара для данной конструкции, естественно, можно использовать любую удобную емкость, мне же на глаза попались кюветы для проявки фотографий. Выглядят они следующим образом:

Трубка . Трубку так же можно использовать любую удобную, мне же показалось самым оптимальным использовать трубку от обычной медицинской капельницы, приобрести ее можно в аптеке всего за 15 рублей. Приклеивается она на обычный клей “Момент кристалл”. Отверстия делаются швейной иглой, с шагом примерно в 1 см:

Естественно, с одной стороны трубка заранее глушится, с другой стороны закрепляется наконечник от той же капельницы, для более удобного подключения к источнику воздуха (о нем немного позднее):

На этом этапе все же необходимо проверить работу самого устройства, просто налив в емкость воды. Дело в том, что все зависит от давления компрессора, от него непосредственно и пляшут диаметр и шаг отверстий, так что, возможно, придется поэкспериментировать:

Сетка . Может быть, кому-то этот пункт покажется лишним. Дело в том, что речь в нем пойдет о сетке, натянутой на расстоянии примерно 1,5 сантиметров от дна резервуара (зазор между трубкой и заготовками плат все же необходим). Сетку делать совсем не обязательно, для обеспечения необходимого зазора можно просто в отверстия плат (лучше всего в те из них, которые предназначены для крепления платы в устройстве) вставить 4-6 спичек так, чтобы они образовывали стойки. Сделать сетку можно, опять же, несколькими способами. Мой способ заключается в следующем: из пластмассы толщиной примерно в 1 мм вырезаются полоски шириной приблизительно 1,5 сантиметра и длиной чуть меньше каждой из сторон резервуара. В результате получается две длинных и две коротких полосы:

На каждой полоске делаются пропилы на половину толщины пластмассы, с шагом в один сантиметр:

Причем приклеиваются таким образом, чтобы пропилы были обращены в сторону стенки резервуара, и через этот пропил проходила тонкая леска:

Затем между короткими:

В результате должна получиться сетка наподобие той, что натянута на теннисной ракетке:

Крышка . Собственно на этом можно было бы и закончить, но при испытании данного агрегата с водой выяснилась одна не совсем приятная особенность. Дело в том, что работающий агрегат разбрызгивает в разные стороны очень мелкие капли. Возможно, для кого-то это не будет являться проблемой, но лично у меня возникло желание сделать крышку. По размерам кюветы, из пластмассы была вырезана заготовка, в которой были просверлены отверстия достаточные для вентиляции, но недостаточные для загрязнения окружающего пространства:

Срезы на крышке сделаны по причине того, что с одной стороны выходит трубка, а с другой находится слив (к слову, сливать раствор при закрытой крышке стало намного удобнее, меньше вероятность его пролить). Крышка готова, осталось сделать для нее на резервуаре крепеж. Выполнен он не совсем стандартно: на кювету приклеиваются клипсы, предназначенные для крепления коаксиального кабеля:

Всего их шесть штук…

…по две с каждой стороны в качестве направляющих для крышки…

… и еще две как стопор при полностью закрытой крышке:

Компрессор. Вот теперь можно поговорить об источнике воздуха. Наиболее распространенным является пластиковая бутылка с клапаном, в которую при помощи насоса закачивается воздух. Возможен так же вариант с автомобильной камерой. В моем случае в качестве источника воздуха используется обычный микрокомпрессор для аквариума АЭН-3, который для большей производительности был немного доработан:

Собственно доработка сводилась к наиболее оптимальному расположению магнита в поле катушки (кто хоть раз разбирал подобные устройства, поймет, о чем идет речь). Путем таких нехитрых манипуляций удалось увеличить производительность компрессора примерно в два раза, чего оказалось вполне достаточно.

Вот таким образом, в результате всех трудов, появился незамысловатый агрегат…

…который, тем не менее, увеличил качество и скорость изготавливаемых устройств в несколько раз.

P.S. Возможно, кому-то многое в этой конструкции покажется лишним, ведь вместо сетки можно использовать спички, вместо крышки – кусок фанеры или старый журнал (только не по радиоэлектронике, тут уже дело принципа), а вместо компрессора вполне подойдут собственные легкие, вот только все вышеперечисленное комфорта при работе не добавит точно. Впрочем, это всего лишь мое сугубо личное мнение, а если все вышеизложенное кому-нибудь пригодится, то я с полной уверенностью смогу сказать, что поставленную цель я выполнил на все сто.

С уважением, Электронных Дел Мастер

Пару лет назад сделал вот такую ванну для травления печатных плат. Идея в голове сидела задолго, но все упиралось в посудину, и вот на просторах инета на сайте hardlock.org.ua увидел реализацию такой ванны и самое главное было, что посудина была склеена на аквариумном герметике из стекла. И там же на сайте была отличная схема термостата, не пришлось тратить время на выдумку своей схемы. Заказал посудину у человека который делает аквариумы на заказ, обошлось в 200 рублей. В аквариумном магазине купил компрессор самый дешевый за 150 рублей + трубка и всякие присоски около 100 рублей. Самое дорогое из всех покупок был нагреватель, уже точно не помню, ну что то около 400-500 рублей. Детали для термостата обошлись около 150 рублей. Для более устойчивости сделал из дсп подставку на которую и закрепил посудину и термостат (см. фото). Собрал все в кучу, испытал, и был в полном восторге. Первая плата вытравилась за 3 минуты!!! На свежем растворе хлорного железа процесс очень быстрый, а на растворе двухлетнем примерно 20 мин:-). Причем в этом растворе я вытравил примерно 30-40 плат разного размера. И он еще бы поработал, но на дне уже был осадок толщиной 15мм. что стало забивать трубку для выхода воздуха. Решил заменить раствор, а заодно снять фото.

Термостат, корпус от детских сосок 🙂

На фото нет распылителя воздуха так как я делал самодельный из пластиковой трубки в которой сверлил с десяток отверстий диаметром 1мм., но из-за отложений он засорился и я его выкинул, буду делать новый. Вот как то так…А может вы подскажите как сделать крышку, удобную?

Пузырьковая ванна для травления печатных плат довольно распространённое и очень удобное приспособление, о котором знают и пользуются многие радиолюбители. Однако пузырьковая ванна имеет некоторые недостатки, решение которых и родило принципиально новую конструкцию ванны для травления печатных плат.

Пузырьковая ванна-миксер:

Образованный радиолюбитель знает, что для равномерного и качественного (а также быстрого) травления печатной платы, раствор для травления нужно подогреть и постоянно помешивать. Подогрев (хлорного железа, к примеру) травильного раствора ускоряет реакцию, а перемешивание снимает верхний слой окислов (это тоже способствует скорости травления) и позволяет получить качественную печатную плату.

Пузырьковую (это не жемчужная ванна и не джакузи) ванну для травления печатных плат довольно просто можно изготовить своими руками, в классическом варианте применяется компрессор и прочие аквариумные причиндалы для обеспечения нагрева и перемешивания травильного раствора (хлорного железа, к примеру). Но при классической организации, не смотря на удобство и экономичность, пузырьковая ванна имеет довольно существенные недостатки. К примеру, со временем распылитель забивается, и пузырьки распространяются, как попало, соответственно раствор перемешивается неравномерно. Таким образом, после долгих размышлений как её доработать, мне в голову пришла довольно оригинальная, новаторская идея, перемешивать раствор при помощи миксера. Результат превзошел все ожидания.

Я пошел классическим путём, взял кусочки органического стекла, заранее разметил и вырезал все детали пузырьковой ванны.


Детали пузырьковой ванны, вырезанные из оргстекла

Потом я взял дихлорэтан и растворил в нём стружку, оставшуюся от резки оргстекла, получив, таким образом, хороший и надёжный клей для оргстекла.


Клей для оргстекла

После недолгих, но весьма кропотливых операций у меня получился корпус пузырьковой ванны с заранее предусмотренными входами для миксера и нагревателя, я просто приклеил два горлышка от обыкновенной ПЭТ бутылки.


Готовый корпус ванны для травления печатных плат

Два входных отверстия в верхней части ванны необходимы для установки миксера и нагревателя, вы правильно догадались их тоже довольно несложно изготовить самостоятельно. Можно использовать нагреватель для аквариума, ну а как сделать нагреватель для хлорного железа, вы можете прочитать .


Нагреватель для травильного раствора

А вот на конструкции миксера следует сделать несколько важных акцентов. Для начала вы должны понимать, что металл использовать нельзя, хлорное железо его просто сожрёт, и спасибо не скажет. Потому я использовал ампулку от ручки в качестве вала, и поршень от медицинского шприца в качестве самого миксера. Вал я установил на миниатюрный двигатель из сидирома типа M25E-4L. Рекомендую использовать движки такого типа, так как он потребляет мало, крутится быстро и рассчитан на долгую работу. А ещё такого плана моторчики очень компактны, M25E-4L влезет даже в пробку от ПЭТ бутылки, вот я использовал две пробки как корпус для моторчика.

Миксер для травильной ванны

Пользоваться моим вариантом ванны для травления печатных плат одно удовольствие. Решение примитивно, дешёвое и лёгкое в воспроизводстве и обращении. Просто вкручиваете пробку с миксером и с нагревателем, и включаете девайс. За счёт того что нет пузырьков, а значит нет и брызг, вы обезопасите свои штаны от заляпывания хлорным железом, а ещё раствор довольно быстро и качественно перемешивается. Плюс мой вариант довольно долговечен и весьма ремонтопригоден.

Когда включается миксер, начинается перемешивание раствора за счёт создаваемого им вихревого потока. За счёт перемешивания не только снимаются окислы с поверхности печатной платы, но и жидкость нагревается равномерно.


Распределение нагрева жидкости до включения миксера
Распределение нагрева жидкости после включения миксера

Держатель для печатной платы:

Отдельное внимание в травильной ванне следует уделить держателю для печатных плат, ведь для удобства он пригодится ещё и как. Я для этой цели выдумал простую конструкцию прищепки из оргстекла, и закрепил её в крышке.


Прищепка, держатель для плат

Обычная прищепка в качестве держателя для печатных плат мне не подходила, так как имела стальную пружину, а это не катит против агрессивной среды травильного раствора. Таким образом, я соорудив прищепку путём совмещения двух тонких полосок из оргстекла.


Эскиз держателя для печатных плат

Такая прищепка не боится ни хлорного железа, ни других слабых травильных растворов, так как её металлические части изолированы от внешней среды, а она сама из оргстекла.

Держит платы такой вариант держателя довольно крепко, устанавливаются они и снимаются довольно быстро и просто.


Зафиксированная пластинка текстолита в держателе.

Короче говоря, у моего варианта пузырьковой ванны для травления плат, с использованием миксера вместо аквариумного компрессора только одни плюсы, быстро просто, надёжно, удобно, качественно, экономично.


Мой вариант ванны для травления печатных плат

Я довольно часто делаю печатные платы, потому знаю много тонкостей и нюансов, и если вы только собираетесь себе собрать ванну для травления печатных плат то поверьте на слово, использование миксера вместо пузырятора гораздо практичнее, а такой вот держатель оправдывает все потраченные на его изготовления усилия.

Статьи по теме: