Установка для травления плат

Проект: установка для эффективного травления печатных плат в домашних условиях. Аналоги присутствуют на рынке. Конструкция требует минимальных затрат по сравнению с конкурентами. Имеет в состеве компрессор, емкость 1,5л, подвес, съемное устройство образования пузырьков.

Описание: для эффективного травления печатных плат в домашних условиях с использованием водного раствора хлорного железа необходимо обеспечить рециркуляцию раствора по емкости, а также для удаления с поверхности платы вытравленного медного покрытия. Лучше всего для этих целей подойдет модифицированное устройство для аэрации воды аквариума. Пластиковая трубка от компрессора проходит по специальному каркасу на дно емкости. Для предотвращения обратного хода жидкости в трубку и попадания ее в компрессор предусмотрен обратный клапан. После клапана установлен тройник для подачи воздуха на 2 образователя воздушных пузырей. Это дает больший охват емкости пузырьками, а следовательно и равномерное перемешивание. Каркас закреплен на краю емкости и в случае необходимости его можно достать для ремонта/очистки/замены без предварительного осушения емкости. Вся конструкция закреплена на ламинированном штативе из МДФ. Емкость и компрессор зажаты в эластичных полиэтиленовых держателях для устойчивости. Плата располагается на подвесе из пластиковой стяжки-хомута, крепится к отверстию в крышке. На конце стяжки закреплена платформа с клейкой поверхностью (используется для крепления той же стяжки к стене). Каркас системы сделан из пластиковых полосок соединенных между собой горячим клеем. Распылители пузырьков закреплены на каркасе стяжками. Печатная плата крепится к подвесу текстолитной стороной к клейкой поверхности. Раствор при включенном компрессоре постоянно перемешивается под действием пузырьков воздуха идущих со дна емкости. Раствор постоянно омывает плату в процессе травления.

Бюджет и материалы:
Что купил:
Емкость 1,5 л с крышкой 60 р.
Набор распылителей и трубок 100 р.
Компрессор 350 р.
Хлорное железо 250 г. 90 р.
Что нашел дома:
Горячий клей и пистолет для него, 1 стержень
Подвес - стяжки и клейкая платформа для стяжки.
Подставка, держатели, каркас (из подручных материалов от упаковки и мебельной панели)
Шнур для компрессора с выключателем (от старой лапмочки)
Итого: 600 р.

Доработки: установку можно оснастить грелкой для аквариума. Это повысит скорость травления в хлорном железе. Грелка стоит от 400-500 р. Крепится к краю емкости.

Подвес можно сделать на леске с пластиковыми зажимами. В моей конструкции приходится прикреплять плату двусторонним скотчем к площадке. А также можно использовать жесткий подвес чтобы плата не болталась от потоков жидкости.

Установка в действии (без добавления хлорного железа):

При добалении железа раствор имеет однородную консистенцию и постоянно обновляется у поверхности платы. Время травления платы на рисунке, примерно, 10 минут. Раствор: 250 г. хлорного железа на 1 литр воды. Крышка задерживает мальенькие капли от выброса за пределы емкости. Конструкция позволяет травить платы от малого до среднего размера.

I'm back

Привет, я вернулся. Все проекты находятся в глубокой криостадии. Лаборатория претерпела переезд на новое место и воссоздается заново. Поэтому, предлагаю химикам-практикам излить свои за и против в комментариях.

Сегодня обнаружил в видеозаписях Чипидипа 2 метода травления, которые и собираюсь опробовать в ближайшее время. Бесценный взгляд и впечатления инсайдера гарантирую в последующих постах.

Итак, метод №1:

Травление электролизом.
1. Раствор, как я понял 1:10 вода:лимонная кислота. (2 чайных ложки кислоты на 200 гр. воды)
2. Источник питания 6В, 500 мА.
3. Электрод, железный, можно взять сверло для дрели.
4. Минусовой контакт подключить к железному предмету, опустить в раствор.
5. Плюсовой контакт подключить к медной площадке вытравливаемой платы с предварительно нанесенным ресунком проводящих дорожек. Подключенную плату опустить в раствор.
6. Подать питание. Power ON.
7. Время травления, примерно, 40 мин. (зависит от размеров платы, начинается с краев платы)
Физ. природа: перенос меди с платы на металлический электрод под действием приложенного напряжения.

Травление медным купоросом
(уже баян, но тем не менее мы начинаем презентацию)
1. 1 часть (или чуть больше?) медного купороса (исп. как удобрение в дачном хоз-ве), 2 части поваренной соли, 20 частей воды.
2. Металлический предмет.
3. Опускаем плату с рисунком в раствор.
4. Опускаем в раствор металлический предмет.
5. Продолжительность травления контроллируем визуально(еще не установлено)
6. Когда раствор цвета "блю кюрасао" превратится в темную бурду - то скорее всего почти готово.

Вот такие естественно-научные чудеса. Если есть что добавить, пока я не испачкал руки - прошу не стесняться!

Optiboot для Arduino Duemilanove (atmega168)

Долгое затишье в моем блоге обосновано проектом, которому отводится большая часть непродолжительного свободного времени. Ему будет посвящен следующий пост. Как раз подходя к финальной черте столкнулся с проблемой нехватки свободного места под программу. Хотелось уместить все в atmega168 и в то же время оставить бутлоадер. Пляска с бубном вокруг кода особого выйгрыша не дала, некуда было уместить примерно 1К (хотя уже мелькали статьи о сокращении бутлоадера до 1К) и тут как гром среди ясного неба появился optiboot и новая Arduino Uno.

Итак, пришло время залить новый бутлоадер и тестировать проект на нем с достаточным количеством флэша для программы.

Что потребуется:
Arduino Duemilanove
Клемы на плату (штыри 1х4)
Шлейф на 4 провода с розетками на провод 1х4

Вот как я это делал:
1. Припаял штырек к Arduino c выводами от микросхемы FT232RL.

2. Соединил с ISP разьемом.

3. Скачал avrdude-serjtag, конфигурационный файл avrdude.conf и avrdude-GUI отсюда. Короче говоря, прошивать строго по этой статье за исключением eFuse, их для m168 нужно установить в 0x04. Настройка аналогично рисунку.

4. Скачать сам загрузчик optiboot, скомпелированный файл для duemilanova и decemila уже есть в архиве, здесь: .\Optiboot_v3\optiboot\bootloaders\optiboot\optiboot_diecimila.hex. Его и выбираем в avrdude-GUI в поле Flash.

5. Подключаем Arduino к USB и жмем кнопку read в программе в области Fuse. Если фьюзы прочитались, удаляем -B 4800 из настроек опций командной строки. И еще раз читаем фьюзы и убеждаемся что все ОК.

6. Жмем Erase, выставялем фьюзы в hFuse DDh, lFuse FFh, eFuse 04h. Жмем write для фьюзов. Жмем Erase-Write-Verify, проверив, что выбран нужный файл бутлоадера в поле Flash.

7. Дожидаемся завершения процесса. И устанавливаем Lock Bit в 0Fh и записываем нажав Write в этой области.

8. Отключаем шлейф от ISP. Берем файл boards.txt из архива optiboot и копируем в Arduino IDE 0021 на место родного.

9. Запускаем Arduino IDE, выбираем порт и board на нашу duemilanove, там они будут с префиксом [optioboot] и заливаем для проверки стандартный example Blink. НАЖИМАЕМ RESET НА ПЛАТЕ. (автозапуск почему-то не работает после заливки скетча)

10. Убеждаемся в работоспособности. Тестируем.

Update: 19/10/2010 20:08
Большие скетчи, которые граничат с максимально допустимым размером пока не загрузить. Вот открыли issue по этому поводу: http://code.google.com/p/arduino/issues/detail?id=380

Усилитель для саба на TDA7294

Фоторезист уже кончился, а печатной платы так и нет... (все ушло на эксперименты, целый рулон)
И вот, вспомнилось мне, что уже 3 года пылится у меня потолочный сабвуфер на 140Вт пиковой мощности PMPO. (для использования в каком-нибудь помещении типа торгового центра или кафе) Усилитель к нему нужен, а покупать специально, естественно, не позволила зеленая рептилия крепко сдавливающая органы дыхания.
Пошел я  Чип и Дип, а там вообще чуть не задохнулся. Усилитель-конструктор как они пишут 100Вт на TDA7294 стоит 560 р. Покрутив коробочку с детальками в руках пришло озарение, что с конструкцией справится даже школьник. Для экономии времени купил у них отдельно микруху TDA7294 за 260р. Я хорошо понимаю, что переплатил дважды. :)
Фоторезистивный метод пошел в первый боевой (продакшн) эксперимент.
Выбрал конструкцию отсюда: http://www.electroclub.info/invest/tda7294/hf_7293-4.htm

Там много статей про эту микросхему и все классно расписано. Одно замечание, что емкости я ставил свои, близкие к номинальным на схеме. Короче, особо не парился, но входной фильтр все же посчитал на бумажке.
 Блок питания нужен двуполярный, мощный. Идеально - тороидальный трансформатор на 100Вт, с 2 вторичными обмотками на ~25В. Но такой стоит ~1500р. Опять же свой я достал из пепла старой кассетной деки Вега 122-стерео. С ним для дома - прекрасно работает. Напряжение вторичных обмоток ~22-25 В. После выпрямления получится в ~1,4 раза больше, а это порядка 30 В, что нам и нужно. Фильтр сделал простейший, ибо стабилизатор не особо нужен. Выпрямитель на КЦ405, конденсаторы по 5000мкФ оставил родные и добавил свои по 4700 мкФ. Все смонтировал на плате которую просто начирикал перманентным фломастером от руки и протравил в хлорном железе. Перекоса по плечам не было (+-32В без нагрузки), точнее порядка 0,5 В, но это как писали где-то на форумах не страшно.  Резистор, который на схеме 0,5 Вт взял 12 Ом вместо 10 Ом и не 0,5 Вт, а 1 Вт. Емкости неполярные все керамические, конденсаторы питания неполярные на плате усилителя взял 100нФ на 250В. Такие уж были...
Вот сам саб:

JBL Control 19CS 140W

Плату, хотя и легко сделать ЛУТом, но сделана она фоторезистивным методом.

Радиатор от процессора intel celeron, дырки в нем сверлятся очень легко.

Снизу на картинке не попавший в фокус резистор на 1,5КОм, но он туда случайно попал, это ослабление входного сигнала. Вообще усилитель заработал сразу и в настройке не нуждается. Когда я все собрал в корпус - то появился фон силовой сети, достаточно мощное гудение на 50 Гц. Все еще раз перепроверил, изолировал от корпуса (корпус от блока питания компа), фон утих. Потом догадался убрать перемычку между корпусом и контактом заземления на силовом проводе. Шум удалился и больше не приходил. При отсутствии входного сигнала от динамика абсолютная тишина, никаких наводок и еле слышных гудений. Микруха порадовала вдвойне.
Вот конструкция блока питания:

Вот зеленый провод слева на рисунке нужно убрать. Иначе гудит.

 

Все влезает в блок питания от компьютера, кроме радиатора микросхемы. Когда динамик молчит - он чуть теплый, а то и вообще холодный. Ток покоя у микросхемы мал. Еще раз говорю - она мне понравилась. :)

Свободное пространство заполнил полипластом (типа пенопласта, токо полиэтиленовый), навесные сглаживающие конденсаторы примотал скотчем. Плата выпрямителя с моими фильтрами крепится перпиндикулярно трансу. Транс спрятан в железный корпус и не создает вокруг себя помех.

Вся конструкция в сборе (провод входного сигнала и выходного - колокольчики, провод питания - стандартный силовой от компа):

Звук приятный, чистый и мощный. Проверял на сэмплах для саба, который прогоняют частоты от 5 до 100Гц - домашние умоляли выключить - звуковое давление было значительным. :)

Короче конструкция удалась на ура, всем советую для HiFi устройств.

Фоторезистивный метод

Обещанного три года ждут, кажется прошло даже больше :)
Итак, обещанный фото-резистивный метод в студию...

Материалы:
1. Фоторезист пленочный, бывает негатив/позитив и еще индикаторный (у меня это пленочный негатив, 300х500, стоимость 90 р.). Негативный - это тот который закрепляет просвеченные участки пленки, так что потом только ацетоном ототрешь. ФР имеет срок годности, берите свежак!

2. Кальцинированная сода для отмывания в ней не засвеченных участков и оголения меди стеклотекстолита. (стоимость 60 р.)

3. Ацетон для обезжирки и оттирания проявленного фоторезиста после травления от платы.

4. Ламинатор. (может можно и утюг, а может и вообще без него) Нужен для лучшего прилипания фото-резистивной пленки к меди до проявки и после проявки перед отмыванием в соде.

5. Текстолитка, емкости для соды, воды, ватные диски, ветошь, хлорное железо и прочие расходники и вспомогательные материалы.
6. Самое главное - матрица, если используется негативный ФР как у меня - то нужно чтобы рисунок дорожек платы был напечатан в негативе (т.е. дорожки - белые, а все остальное что стравливаем - черное).

7. Калька и лазерный принтер. Кальку использую специальную для принтера, формата А4. Можно легко делать на кальке для выпечки, наклеив ее по углам на лист А4. В настройках печати ставится режим "Не жалей тонера", я ставлю 600 dpi. Печатать надо зеркально, чтобы приложив кальку тонером к меди получался оригинальный рисунок дорожек.
8. Два стекла. (можно одно) Между ними кладется матрица тонером к меди, печатная плата и зажимается канцелярскими байндерами(прищепками, если стекло толстое - можно не зажимать). Кто-то зажимает между стекляшками от компакт-дисков. Но с ними у меня ничего не получилось - они кривые и матрица плохо прилегает к меди и идет ужасная боковая засветка. (мучался с этим неделю, не мог понять что не так). К тому же стекло и пластик по разному пропускают ультрафиолет, стекло пропускает УФ очень хорошо. Чем лучше - тем меньше время облучения! И чем ровнее и тверже тем лучше качество!

9. Ультрафиолетовая лампа. Я использую 30 Вт энергосберегающую лампу черного цвета. Бактерицидные лампы, говорят, не годятся. (стоимость 250-300 р.)

10. Установка для облучения. По большому счету тут работает исключительно фантазия. Вот наша установка (4 коробки из-под картриджей, половина железной трубы - отражатель, еще несколько коробок)

Технологический процесс:
1. Печатается матрица ПП на кальке, лазерным принтером, в негативе (если фоторезист негативный), зеркально.
2. Текстолит режется по размеру, пленка фоторезиста делается чуть больше платы - это допуск, если пойдет перекос во время приклеивания.
3. Далее нужно приклеить пленку ФР к текстолиту. Обезжириваем мель ацетоном. Берем вырезанную пленку ФР и снимаем защитную пленку (их там 2: одна, глянцевая, сверху, а другая, матовая, снизу - а между сам ФР, по св-вам он похож на очень тонкий полиэтилен темно-фиолетового цвета). Снимать надо МАТОВУЮ. Иголкой зацепляем уголок и отгибаем равномерно со всего края эту матовую пленочку, прикладываем к платке и начинаем растирать ватным диском или тряпочкой от середины к краям, чтобы не образовывались пузыри. Напоминает приклеивание обоев или какой-нить наклейки. Закрываем всю медь фоторезистом. Он должен приклеиться к меди. Края обрезаем скальпелем.
4. Пропускаем заготовку в ламинатор. Это прочно приклеит ФР к плате и может быть разгладит некоторые микро-полости.
5. Кладем заготовку на стекло медью вверх,на текстолитку кладем матрицу ТОНЕРОМ К МЕДИ. Закрываем вторым стеклом, прицепляем прищепки по краям. Следите чтобы не было перекосов. Вот он наш бутерброд!
6. Кладем заготовку под ультрафиолетовую лампу матрицей вверх. Чтобы ультрафиолет светил через маску на плату с нанесенным ФР. И выдерживаем определенное время. А вот теперь самое неблагодарное: определение времени экспонирования. Зависит это от мощности лампы, расстояния от лампы до заготовки, от материала стекла (пластик или стекло и его толщина), толщины кальки, возможно тонера от вашего принтера. Если один из параметров меняется - то время меняется причем не совсем предсказуемо. Время облучения определяется опытным путем. Берется матрица, скажем с 6 квадратиками, в которых цифры и может быть дорожки разной толщины. И каждые 2 минуты облучения листом картона закрывается квадратик один за одним. Далее все проявляется и смотрим где - лучше всего. Если скажем 3-й квадрат - то оптимальное время засветки - 6 минут.

7. После засветки. У меня это занимает 6 мин, лампой 30 Вт с расстояния, примерно 40 см, через стеклянное стекло и кальку плотностью 90 г/см2. Пропускаем заготовку через ламинатор. СНИМАЕМ ГЛЯНЦЕВЫЙ слой полиэтилена с верха ФР. Без этого ничего не проявится, будьте внимательны. И опускаем в раствор кальцинированной соды. Достаточно 1 чайной ложки на 250 г. воды. Концентрацию подбирать тоже можно под себя. Чем она выше - тем быстрей идет проявка - главное не переполоскать. Я ставлю рядом 2 ванночки (с водой и содой) и если не весь не проявленный (для негатива) фоторезист смылся - то опускаю еще раз в соду. Можно использовать губку или зубную щетку для ускорения проявки и смытия ненужного ФР, однако ей можно повредить очень тонкие дорожки. Также если были пузыри на ФР - то ждите разорванных связей. НО все если что можно подрисовать перманентным маркером для компакт-дисков. Промываем заготовку водой и...
Должно получиться:

На последней картинке - то что у меня не получалось ЛУТом. Но кто-то может больший виртуоз, чем я.
8. Опускаем в хлорное железо или что там у вас, персульфат аммония...
9. Травим и на выходе: (у меня раствор FeCl3 плохой, слабой концентрации и чудес я от него не ждал, но вполне сносно)

10. Далее сверлим, лудим сплавом Вуда, см. пост про ЛУТ.

ВОТ И ВСЕ РЕБЯТА!

Доменное имя и мои достижения

Привет!

Давно влядея доменным именем, наконец-то, дошли руки прикрутить его к блогу.

В этот блог можно также попасть по URL http://smoltis.spb.ru

А вот еще! Время проведенное весной в изоляции от блоггера не прошло даром, а было потрачено на получение статуса MCP от Microsoft.
Теперь я наконец-то сертифицированный специалист по Microsoft SQL Server 2008.
УРА, товарищи!!!

Сочинение - Как я провел Весну

Итак, здравствуйте!

Давненько здесь никто не бывал...

Ну, поехали!

До наступления теплых майских деньков полностью погрузился в изучение MSP430. Сделал программатор (ждите пост) для параллельного порта, отладочные платы для пары контроллеров - но  получив на выходе практически нулевой результат (все не заработало) забросил в дальний угол и взял отпуск.

Побывав на майские в Италии, в Милане не удержался от приключения прикупить всемогущий Arduino Mega. На офф. сайте Arduino указана небольшая миланская лавка LED Elettronica http://www.ledelettronica.com . Там я и стал счастливым обладателем. Хотя сразу после покупки стало как-то не так интересно.

По возвращению, 2 недели осваивали на работе фоторезистивный метод изготовления печатных плат.
Как оказалось с наскоку освоить его (я имею в виду добиться приемлемых результатов) оказалось не просто. И как всегда выручила смекалка и настойчивость. О результатах и методике расскажу в ближайших постах, а сейчас платка неспешно купается в растворе хлорного железа...

Пока все, оставайтесь с нами...