В процессе обучения искусству цифровой схемотехники неизбежно возникает этап, когда вы уже узнали достаточно и желаете проверить свои знания на практике. Нужно изготовить какое ни, будь электронное устройство. Цифровые микросхемы не будешь паять навесным монтажом. В результате вы неизбежно придете к необходимости разработки и изготовления печатных плат для своих конструкций.

Для тех, кто не в курсе, поясним, что же такое печатная плата. Вы можете увидеть образец печатной платы, открыв практически любое устройство, содержащее какую либо электронную схему. Печатная плата - это, обычно, прямоугольник, вырезанный из листового материала (стеклотекстолита или гетинакса). На одной стороне платы обычно расположены радиоэлементы, а на другой медные проводники - так называемые дорожки. Выводы радиоэлементов проходят через отверстия в печатной плате. Причем под каждый вывод сверлится свое специальное отверстие. Дорожки выполняются методом травления.

В более сложном варианте, как радиоэлементы, так и дорожки могут находиться с обеих сторон печатной платы. Такие печатные платы называются двухсторонними.

Существует несколько различных технологий изготовления печатных плат. Мы рассмотрим одну из них, наиболее подходящую для самодельных конструкций.
Согласно этой технологии, для изготовления печатной платы берется специально производимый для этой цели фольгированный стеклотекстолит или фольгированный гетинакс. Такой фольгированный материал с одной либо с обеих сторон покрыт сплошным слоем медной фольги. Поверх слоя фольги при помощи нитрокраски наносится рисунок будущих дорожек. Затем краске дают высохнуть и всю плату погружают в раствор хлорного железа. Происходит химическая реакция. Под ее воздействием, медь, не защищенная краской, вытравливается. Медь под краской остается. Затем краска удаляется. В местах пайки радиоэлементов, называемых контактными площадками, медные проводники облуживаются припоем. При промышленном изготовлении печатных плат, остальную поверхность покрывают защитной маской. В качестве защитной маски применяют лак на эпоксидной основе зеленого или розового цвета. В самодельных конструкциях обычно маску не применяют. А дорожки рекомендуется залудить полностью.

Для того, что бы научиться изготавливать печатные платы, необходимо освоить следующие этапы:
1. Разработка рисунка будущих проводников печатной платы (разводка платы).
2. Перенос рисунка печатной платы на заготовку.
3. Травление и обработка после травления.

Опишем подробно эти этапы.

Разводка печатных плат.

Разводка печатных плат может выполняться как вручную, так и на компьютере.

Ручная разводка применяется в настоящее время либо для очень простых печатных плат, либо в том случае, когда нет возможности работать на компьютере. Например, нет под рукой соответствующих программ. Особенности разводки вручную вы найдете здесь.

Компьютерная разводка. Для компьютерной разводки печатных плат существует множество различных программ. У каждой из них есть свои достоинства и свои недостатки. Автор этих строк использует программу PCAD. По отзывам других специалистов, это не самая лучшая на сегодня программа. Однако же она получила наибольшее распространение. Даже фирма ACCEL Technologies, купившая в свое время права на программу PCAD и выпускавшая при этом программу разводки печатных плат под названием ACCEL EDA, в последствии вернулась к названию PCAD, так как продукт под этим названием вызывал у потребителя больше доверия.

Так получилось исторически, что программа PCAD версии 4,5 написанная под DOS получила в свое время очень широкое распространение на территории тогда еще СССР. Ее распространению способствовало то, что некие народные умельцы смогли русифицировать программу. То есть ввели возможность делать надписи на платах и схемах русскими буквами. Интерфейс при этом оставался английским. Последующие версии PCAD 6; 7; 8,5 не получили такого же широкого распространения, так как их так никто и не русифицировал. И лишь с появлением сначала ACCEL EDA, а затем PCAD 2000 и, наконец, PCAD 2001 начался переход на новые версии. Программы ACCEL EDA, и PCAD 2000, и PCAD 2001 написаны под Windows со всеми вытекающими отсюда преимуществами. Но еще до сих пор есть немало пользователей, которые рисуют платы на PCAD 4,5.

Однако думаю, что все-таки на страницах этого сайта, правильнее всего рассматривать приемы разработки печатных плат на примере самой последней версии - это PCAD 2008. Более подробно о работе с программой PCAD 2008 вы можете найти здесь.

Перенос рисунка печатной платы на стеклотекстолит.

Существует множество способов переноса рисунка на плату. В промышленности широко применяется способ с применением фоторезиста. Фоторезист - это такое фоточувствительное вещество, которое наносят тонким равномерным слоем на всю плату поверх медной фольги при малом освещении. Затем плату, покрытую фоторезистом, подвергают интенсивному освещению сквозь маску с рисунком проводников, выполненную обычным фото способом, либо методом печати на специальную прозрачную пленку при помощи лазерного принтера. В процессе засветки, местах, где должны будут пройти дорожки, не засвечиваются. После этого плату подвергают травлению в специальном растворе. Засвеченные участки вымываются. А оставшийся фоторезист служит маской при травлении печатной платы уже в растворе хлорного железа.

В домашних условиях такой метод непригоден, так как очень дорог. Метод с использованием фоторезиста пригоден лишь при больших тиражах печатных плат. Приемлемый метод переноса рисунка с компьютера на стеклотекстолит предложил в своем письме Сергей Лихота из Екатеринбурга посмотреть.

С давних времен радиолюбители наносили рисунок печатной платы вручную. Для самодельных конструкций мы рекомендуем именно этот способ. Подробнее о ручном нанесении рисунка можно узнать здесь.

Травление печатных плат.

С процессом травления печатных плат дело обстоит гораздо проще. Травление всегда происходит примерно одинаково. Подробнее о процессе травления вы можете узнать здесь.