4.2 Изготовление печатной платы

В домашних условиях промышленные методы изготовления печатных плат обычно применить невозможно. Поэтому в домашних условиях применяют очень распространённую технологию распечатывания чертежа платы на лазерном принтере и перевода чертежа на плату методом, который любители часто называют «лазерно-утюжная технология». Описание этого метода можно встретить на десятках радиолюбительских сайтов.

Следует ещё раз подчеркнуть, что распечатывать чертёж платы нужно именно на лазерном принтере. Бумага нужна не обычная, а глянцевая – лощёная, хорошо подходит цветная реклама. Можно воспользоваться факсовой бумагой или бумагой для печати фотографий. Текст на бумаге роли не играет.

Далее из фольгированного стеклотекстолита вырезается заготовка печатной платы (ножовкой, резаком или ножницами по металлу).

Перед нанесением рисунка топологии плату нужно обезжирить техническим спиртом или ацетоном (протерев поверхность смоченной тряпкой), подойдут и многие другие растворители. До этого можно зачистить поверхность наждачной бумагой («нулёвкой»).

К заготовке закрепляется рисунок топологии (липкой лентой или пластырем, некоторые рекомендуют его приклеить). По рисунку, с помощью керна или шила, намечаются отверстия для выводов радиоэлементов и крепления платы.

Обычно может возникнуть вопрос: когда сверлить переходные отверстия: до травления платы или после? Вообще-то применимы оба метода, но чаще рекомендуется сначала просверлить отверстия через закреплённый рисунок, а затем уже – травить плату.

Затем включаем утюг (поставив его на «шёлк») и проглаживаем рисунок утюгом, не очень сильно придавливая его. Относительно времени «глажки» есть разные рекомендации. Обычно рекомендуется – примерно одна минута. Это наиболее трудный участок работы – и обычно с первого раза это получается плохо – тут нужно приобрести некоторый опыт. Рисунок должен отпечататься на плате – но часто получается так, что он отпечатался не весь, и приходится, смыв тонер, делать это заново. Некоторые рекомендуют завернуть плату с рисунком ещё в газету, то есть – единой технологии нет, каждый делает это, сообразуясь с собственным опытом. Рекомендации, опубликованные на сайтах, бывают противоречивы.

Если рисунок не отпечатался в некоторых местах, можно дорисовать его вручную. Сейчас продаются специальные маркеры для рисования печатных плат.

Затем смываются тёплой водой остатки бумаги (обычно они остаются. приклеиваясь к текстолиту) – старой зубной щёткой, к примеру.

После этого уже делается травление платы – опускаем её в раствор хлорного железа. Время травления зависит от концентрации раствора. Весь слой фольги при этом растворяется и остаётся только в местах, покрытых тонером. Остатки тонера можно снять наждачной бумагой.

4.3 Пайка

Пайка – это процесс образования механического и электрического контакта между металлическими поверхностями, способного выдерживать значительные механические нагрузки. Пайка образуется при высоких температурах (от 180 до 250°С) спаиваемых поверхностей и расплавленного олова. Для качественной пайки недостаточно нагреть одну поверхность с оловом и прислонить к ней другую: обязательное условие образования надежного контакта – равные температуры спаиваемых поверхностей. Естественно, что добиться этого можно только при помощи верно подобранного инструмента.

Важное замечание: низкая температура жала паяльника приведет к размягчению припоя, но не к его расплавлению. Результат – холодная пайка (узнать можно по зернистой структуре контакта). Перегретое жало – чрезмерное выпаривание припоя. И тот, и другой дефект приводит к рассыпанию или расслоению контакта через некоторое время эксплуатации.

Не нужно забывать и о предельных температурах электронных компонентов: пайка при температуре ≈ 250°С не должна проходить более десяти секунд. Это уже закон, проверенный временем: интегральные компоненты можно запросто пережечь.

Подводя итог вышесказанному, определим требования для паяльного оборудования радиолюбителя: 

1) Желательно приобретать не просто паяльник, а паяльную станцию. Это дороже, но даёт существенные преимущества: регулируемый диапазон нагрева (вероятность пережечь компоненты почти исключена), поддержание постоянной температуры жала (жало не перегорает – снижаются затраты на расходные материалы). Важная особенность всех паяльных станций - наличие подставки под паяльник (вещь необходимая) и ванны для очистной губки – не захотите покупать станцию, будете искать эти вещи отдельно.

2) Мощность паяльника – вещь во многом определяющая качество пайки. При пайке печатных плат вполне достаточно паяльника с мощностью 25–40 Вт.

3) Напряжение питания – на территории России стандартом является напряжение 220 ±10% В, 50 Гц. Хотите паять, подключаясь к сети электропитания – покупайте паяльник/станцию с таким питанием. Для пайки в автомобиле или в местах где сложно найти розетку можно найти паяльник с питанием 12/18/24 В или газовые паяльники. 

4) Важный параметр при пайке плат – форма жала. Сейчас для паяльников/станций предлагается широкий ассортимент жал – лопатка, конус, игла и т. д. Какое выбирать дело ваше: каждому удобно паять тем, чем он привык.

5) Немаловажный параметр – стойкость жала. Вы можете найти термостойкие жала, которым не страшен длительный перегрев. Удобно, но дорого. 

6) Нельзя не упомянуть об антистатических паяльных станций. Если вы готовы выложить более $100 за паяльную станцию – вы получите антистатическую защиту (полезно при пайке полевых транзисторов). Нет таких денег – не расстраивайтесь – можно самостоятельно доработать станцию/паяльник: заземление жала в большинстве случаев помогает. Это, конечно, не та антистатика, которая есть в «навороченных» станциях, но помогает не хуже [11].