Мастер-класс Перенос изображения фотоспособом на медь или ее сплавы

Перенос изображения фотоспособом (контактная печать, аэрозольный фотолак) на медь или ее сплавы (печатные платы, лицевые панели, бирки, шильдики, шкалы)

Некоторое время назад, разводка и изготовление печатной платы для своего прибора, было обязательным умением практически любого радиолюбителя. С одной стороны и деваться некуда – никто за тебя, ее родимую не сделает, а с другой – процесс, предполагает изрядный кусок знаний и практических навыков, которые лишними не будут. А вспомнить, как эти печатные платы рисовали… Куда там черчению тушью на кальке, коим изводили не одно поколение студентов в ВУЗах технических направленностей.

Действительно, существует несколько способов изготовления печатной платы, если говорить о химическом растворении незащищенных участков меди на фольгированном слоистом пластике, то исторически первым, был способ ручного вычерчивания – вульгарным рейсфедером, часто специальным стеклянным. Применяли также пластиковые капилляры, оттянутые из толстостенной сменной ампулы от шариковой ручки или, что лучше – металлические от игл медицинских шприцев. Существовал целый ряд специальных приемов, родственных черчению тушью, позволяющих вычерчивать ровные дорожки, специальные линейки с ножками или приподнятым краем, чтобы не размазать дорожки. Ходили по рукам рецепты удобных для черчения составов – не засыхающих в игле и не размазывающихся.

Когда персональные компьютеры перестали быть экзотикой, обнаружилось, что наряду с играми, существовал и ряд весьма полезных, довольно сложных программ – так называемые «САПР» (системы автоматизированного проектирования), среди них попадались и ориентированные на наши радиолюбительские дела в частности и электронную промышленность в целом. В самом начале, во времена «286-х» и «386-х», когда «лягушка А, прыгает дальше чем лягушка Б», помнится, были несложные программки, позволявшие тем не менее, изрядно облегчить работу по «трассировке» плат – до них рисовали на миллиметровой бумаге или попросту на листике в клеточку. Более того можно было распечатать готовый рисунок в масштабе 1:1 (на матричном принтере под копирку – картриджей всегда не хватало) и закрепив липкой лентой на заготовке фольгированного стеклотекстолита, накернить центры будущих отверстий по распечатке – в итоге, отверстия на плате располагались значительно ровнее и точнее, что было весьма актуально для микросхем. Дорожки все равно рисовали руками, все тем же рейсфедером.

Бескислородная медь (Oxygen Free Copper). Разбираем видео другого канала.

Чуть попозже, канули в Лету матричные принтеры и на смену им пришли лазерные и струйные. Подозреваю, что с момента самого начала рисования печатных плат на компьютере, радиолюбительский народ терзался вопросом – как бы эту красоту перенести прямо вот так вот, с экрана, а то больно уж красиво выходило «там» и коряво «тут», что-то с этим нужно было делать. Когда лазерные принтеры, «чудо враждебной техники», появились, условно говоря, не только в деканатах, а и на кафедрах и народ разобрался, что к чему, родилась технология с переносом расплавленного тонера, утюгом, известная как «ЛУТ» (лазерно-утюжная). Ну а вскоре и химикаты специализированные подтянулись.

Последние, позволяют организовать весьма простыми средствами, на дому, процесс, аналогичный промышленному и добиться весьма хорошего качества конечных изделий. Да, в качестве устройства печати фотошаблонов, допускается и более того, прямо таки рекомендуется, принтер струйный – он в отличии от лазерного, бумагу и пленку при печати не нагревает и распечатка, весьма точно соответствует заданным размерам. Ну и фотошаблон получается более «плотный» — то есть, черный, на просвет, это черный, а не серенький.

Итак, рассмотрим подробненько весь процесс.

Что для него понадобилось.

Инструменты.
Требуется доступ к компьютеру с принтером, мелкий слесарный инструмент, емкости соответствующего размера для проявки и травления. Непременно понадобиться УФ лампа. Мягкая кисть.

Материалы.
Прозрачная пленка для печати на том типе принтера, к которому есть доступ, лак-фоторезист, химикаты для — проявки (NaOH, «Крот»), для травления (на выбор – хлорное железо, медный купорос с солью, лимонная кислота с перекисью водорода), собственно, сама заготовка.

ЛУТ — не только печатные платы

Мне достался такой вот лак-фоторезист в аэрозольной упаковке. «Позитив» — это в том смысле, что при печати фотошаблона переводить изображение в негатив не нужно – все, что черное на шаблоне, будет защищено лаком от травильного раствора и останется в виде выпуклостей на заготовке.

Первым делом вырезаем заготовку. Если это железка, то все понятно, если это слоистый пластик со слоем фольги, тогда стоит озаботиться нехитрым инструментом, позволяющим сильно облегчить процесс.

Соединение медь — алюминий, наращивание алюминиевых проводов. #КомандаГОСТплюс

Резак делается из поломанного ножовочного полотна, зуб пропиливается «болгаркой», ручка из чего придется, но эстетствовать не стоит – инструмент не слишком долговечный, нужно регулярно обновлять «коготь» — стеклотекстолит материал абразивный.

Заготовку следует вырезать с «припуском» — миллиметров по десять с каждой стороны оказываются, не пригодны для качественного отпечатка.

5 лекция ОАП

После вырезания заготовки, ее тщательным образом шкурят мелкой наждачной бумагой, несколько раз, чередуя направления шлифовки. Поверхность заготовки должна быть ровной, матовой. Касаться руками подготовленной поверхности нельзя – жирные пятна не позволят лаку надежно прилипнуть. Лучше, еще до шлифовки, на левую руку одеть, чистую перчатку и удерживать заготовку только ей.

Бескислородная медь 99.9999%: Аудиофильский миф или реальный факт?

После шлифовки, на подготовленную поверхность наносится лак. Тонким слоем (частая ошибка – наливать пожирнее, слой должен быть слегка виден и только). Заготовку лучше наклонить, чтобы излишки жидкого лака стекли. Понятно в проветриваемом месте или на улице и при неярком освещении, чтобы сразу же не засветить. После стекания лишнего заготовка укладывается горизонтально в подготовленную заранее светонепроницаемую коробку для сушки.

Сушка. Здесь два варианта – «естественная» — минимум сутки, при комнатной температуре и «принудительная» — в сушильном шкафу при 75 градусах Цельсия, четверть часа. Сушильный шкаф при этом, должен быть оборудован ПИД регулятором, иначе не избежать существенного «выбега» температуры и заготовка, скорее всего, будет испорчена. В фабричных условиях, сушить при комнатной температуре не любят – долго и высок риск наловить на липкую поверхность пылинок. Нам же спешить, как будто бы некуда.

Пока сохнет заготовка, печатаем фотошаблон. На прозрачной пленке, предназначенной для печати на нашем типе принтера. Из той программы, где разрабатывали рисунок. Качество печати, следует установить максимальное. В принципе, одного прохода достаточно, но на большом поле готового изделия видны небольшие «язвочки». Чтобы свести их к минимуму, следует интервал засветки принять минимально возможным и отсчитывать его весьма точно, лучше по секундомеру.

Более плотный фотошаблон, допускающий больше вольностей, можно сделать двойной печатью по одному месту, если механизм нашего принтера, совершенно одинаково заглатывает листы. Если нет, лучше сделать две копии и наложить друг на друга скрепив кусочками скотча. Взглянем на это.

Медь. Что мы знаем о меди? Интересные факты.

Печатается два одинаковых фотошаблона. Зеркально. Оба. Для того, чтобы приложить их к заготовке стороной с чернилами – мера, положительно влияющая на разрешение будущего отпечатка.

Напечатанные шаблоны вырезаются ножницами, причем один из экземпляров, лучше сделать несколько меньше второго – удобнее его будет закреплять скотчем. Четыре кусочка неширокого скотча, длиной по несколько сантиметров, заранее отрезаются и приклеиваются на краешек рабочего стола.

Шаблон с большими полями кладется на лист белой бумаги, слоем с чернилами на бумагу. Сверху кладется шаблон с полями поменьше и сдвигая его, точно совмещаем рисунок. На белом фоне листа бумаги, делать это весьма удобно. Удерживая одной рукой верхний шаблончик, закрепляем его края приготовленными кусочками липкой ленты. Порядок.

Титан и его сплавы

При однослойном фотошаблоне, на фоне снега за окном, видно, что он немного просвечивает.

Плавил алюминий с медью, получил философский камень

С двумя же слоями, черный цвет, на фоне того же снега, остается черным.

Галилео. Медь

После сушки заготовки, вынимаем ее при скудном освещении, осматриваем. Поверхность должна быть прозрачная, блестящая, лаковая, слегка фиолетового цвета. Скорее всего, на краях образовались небольшие подтеки, но на то и припуск. Малейшая матовость пленки, говорит о не пригодности покрытия для дальнейших эволюций. Можно смывать такую ацетоном, без сожаления, только время сэкономим.

Экспонирование. Наш лак чувствителен к ультрафиолетовому свету (УФ). Самым удобным источником УФ света является, пожалуй, лампа вроде энергосберегающей. Достаточно вкрутить ее в любой настольный светильник с подходящим цоколем и «облучатель» готов.

8. Цветные металлы и сплавы

Такой лампой удается экспонировать заготовки до 200 мм в длину. За один присест, если припечет засветить более длинную, можно применить военную хитрость – экспонировать по частям, закрывая готовую непрозрачной пластинкой.

Экспонирование. Заготовка кладется на ровную поверхность, поверх нее соответствующей стороной фотошаблон и все это добро прижимается стеклом. Удобно вырезать два одинаковых стекла и помещать заготовку с фотошаблоном меж ними. Края стекол можно временно закрепить канцелярскими зажимами.

Но лучшие результаты получаются с упругой прозрачной «подушкой». В большинстве случаев, на некрупных заготовках, удобно пользоваться герметичным пакетиком с застежкой «молнией».

Сплавы металлов

Совсем чуть-чуть надуваем его и заделываем застежку. Так, чтобы получился этакий «матрасик». Он прокладывается между верхним стеклом и фотошаблоном. Суть его применения – равномерный плотный прижим фотошаблона к заготовке. Существует еще способ прижима разрежением, но так несравненно проще. Когда размеров пакетика с застежкой не хватает, можно такой матрасик спаять самостоятельно из обычного пакета или просто полиэтилена.

На свариваемое место кладется полоска бумаги и поверх нее протягивается разогретое жало паяльника. Скорость и температуру, следует заранее подобрать. Паяльник желателен средней

40 Вт, мощности и с регулированием температуры жала.

Время экспонирования следует подобрать заранее путем несложного эксперимента – на заготовку наносится фото лак и печатается шаблон – 10мин, 9мин, 8мин, 7мин… Затем, под УФ лампу кладется заготовка с таким «временным» фотошаблоном, на которой все, кроме «10мин» прикрыто, ну, скажем – кусочком жести. Через минуту сдвигаем пластинку, оголяя надпись «9мин», потом, еще через минуту, к ним добавляем «8мин» и так далее. Потом, после проявки, осматриваем результат и записываем в рабочем журнале и на коробочке с УФ лампой, промежуток времени, при котором получились наиболее четкие отпечатки.

При этом следует помнить, что следует полностью повторять условия экспонирования – тот же светильник, то же расстояние до заготовки, те же стекла. Еще важный момент – как и все люминесцентные (энергосберегающие) лампы, наша УФ плавно выходит на рабочий режим. То есть, нужно лампу включить, подождать пару минут, тогда совать под нее заготовку с фотошаблоном. Это конечно жаль — заманчиво было бы применить реле времени для фотопечати, но там использовались лампы накаливания.

После экспонирования, заготовку снова кладем в светонепроницаемую коробку, на 5…10мин. Это важно.
После выдержки в темноте – проявка.

Проявка моего лака, осуществляется щелочью – NaOH, продается в радиомагазинах в сухом виде. Растворяется в воде. Можно и даже лучше, использовать раствор средства для прочистки труб, вроде «КРОТа», в чей состав эта щелочь входит. Во первых дешево и доступно, во вторых действие такого прочистного раствора значительно более мягкое. Правда не во все варианты «КРОТа» входит эта щелочь. Концентрация – 60 мл на 1л воды. Платка или заготовка нашей железки, окунается в подходящее корытце с раствором щелочи и пару минуток выждав, чуть обмахиваем ею поверхность заготовки в растворе, очень мягкой кисточкой. Области лака бывшие под прозрачными участками фотошаблона должны начать растворяться. В конце концов, останется довольно хорошо заметный, четкий отпечаток.

Немедленно промываем заготовку в чистой воде и помещаем ее в травильный раствор.

Рецептов для травления меди и ее сплавов, существует несколько. Последнее время, кажется, обрел популярность рецепт с перекисью водорода и лимонной кислотой. Дамский, такой раствор – чтоб ничего не испачкать дома и купить ингредиенты в привычном продуктовом магазине и аптеке. На этом его достоинства исчерпываются. Стоимость компонентов в пересчете на нужный объем, выходит ничуть не дешевле хлорного железа. Последнее, «хрестоматийный» рецепт. Работает быстро, особенно при подогреве, сейчас вполне доступен. Работать надо аккуратно – сильно красит ткань, руки. И наконец, самый дешевый рецепт – на две части поваренной соли, одна часть медного купороса. Последний продается в хозяйственных магазинах с огородным уклоном. При хорошем подогреве, работает не хуже хлорного железа. Правда соединения меди ядовиты – не «иприт-зарин-зоман» конечно, изолирующий противогаз не нужен, но помыть руки после работы, не повредит.

Итак, химикаты и посуда заранее подобраны, раствор приготовлен. Помещаем в него проявленную заготовку. Да, если это железка, обратную сторону от разъедания раствором и сам раствор от лишнего расходования следует предохранить – защитить поверхность от доступа к ней травильного раствора, например нитролаком. Делать это уместно, перед покрытием фото лака. То есть покрывается обратная сторона заготовки нашей железки нитролаком, не забывая промазывать и торцы. В пару слоев, благо, сохнет быстро. После полного высыхания, рабочую поверхность зачищаем мелкой шкуркой и наносим на нее чувствительный лак из баллончика.

Во время травления, на поверхности заготовки образуется слой продуктов реакции, препятствующий хорошему доступу свежего раствора и реакция замедляется. Процесс будет идти существенно быстрее при смывании продуктов, есть несколько испытанных способов – помещение заготовки в слое раствора вверх тормашками, например, закрепив ее на плавающем поплавке из кусочка пенопласта. Есть несколько способов перебалтывания раствора – от специальных магнитных мешалок, вроде химических, до пузырьков воздуха и вибрации мощного динамика или акустической системы подключенной к усилителю ЗЧ в режиме генерации. Конечно, процесс пройдет и так, но значительно дольше, в таком случае, стоит разместить кювету недалеко и почаще покачивать раствор.

К слову о кюветах, если не находится емкости подходящего размера, можно сделать бортики из брусочков и выстелить внутри полиэтиленом. Рабочие растворы (травильный и проявочный), удобно хранить в пластиковых прямоугольных контейнерах с герметичной крышкой, иначе будут испаряться.

Небольшие заготовки можно обрабатывать прямо в контейнерах, для этого из кусочка пчелиного сборника прополиса сделана решеточка с ручкой из провода в изоляции.

Когда травление закончено – полностью растворена медь на незащищенных участках печатной платы, вытравлен рисунок достаточной глубины в стальных случаях, заготовку тщательно промывают водой и сушат. Слой защитного лака стирают кусочком ветоши, смоченной ацетоном, или счищают механически – некрупной шлифовальной шкуркой.

Если заготовка – печатная плата, осталось отпилить припуски, посверлить отверстия и по желанию – лудить.

Если заготовка железка (шкала, шильдик, панель), предстоит вытравленный рисунок «проявить» — заполнить выемки темным на светлом фоне. Лучше всего сделать это патинированием – нанесением искусственной патины. Патинирование, это отдельная интересная история.

Брошь «Пейсли»_Fast tutorial

Видео-урок без подробностей и нюансов, показаны только основные шаги, поэтому уровень сложности установлен как «выше средней».

Затраченное время на изготовление изделия — 4 часа.

Немного о материалах и технологии изготовления:

— в основе сутаж серебряный 3 мм (цвет темное серебро),

Химия 11 класс (Урок№13 — Сплавы металлов.)

— при использовании бусин-капель 7 мм (длина) и кристалла Сваровски 1,5 см (длина), на выходе получится изделие размером: 7х4 см.

Сплавы цветных металлов.

— фурнитура для броши с защитным замком 4 см подходит для габаритов данного изделия (пришить по диагонали и идеальная посадка броши на одежде гарантирована).

— последний ряд с зеленым бисером лучше обшить двойным слоем сутажа, с одним слоем «он чувствует себя некомфортно» (слегка западает).

Паяем золотую рыбку из латуни и олова

Многим хотелось бы встретить золотую рыбку. Та рыбка, процесс изготовления которой я сегодня покажу, желаний, к сожалению, не исполняет. Если только вы не желаете красивую брошку :)

Итак, нам понадобятся:

— оловянный бессвинцовый припой;

— ножницы по металлу;

— перманентный водостойкий маркер;

— паяльник с широким жалом;

— застежка для броши;

— химические патины для латуни и олова;

— краски для металла;

— молоток и наковальня;

— лак (можно для ногтей);

— мини-дрель с насадками для грубой и мелкой шлифовки;

— наждачная бумага зернистостью 1000-1200;

— витражная самоклеющаяся фольга;

— очень тонкая кисть;

— доска для пайки;

— бумажный шаблон в виде рыбки.

Для начала нужно вырезать из бумаги силуэт рыбки, приложить к листу латуни и обвести тонким маркером.

Электрохимическое травление нержавейки

Далее можно пойти двумя путями — выпилить рыбку ювелирным лобзиком или вырезать ножницами по металлу. Лобзик у меня есть, но выпиловку из листа я пока не освоила, поэтому иду вторым путем. Многие говорят, что резать латунь толщиной 0,8 ножницами даже сложнее, чем пилить, но я приноровилась или накачала руку :) Да и то, что это латунь, а не серебро или золото, позволяет мне не бояться кучи обрезков. Да, получается менее аккуратный край, но я легко корректирую это последующей шлифовкой.

Один момент — металл не бумага, его нельзя просто резать в одном направлении — он не гнется. Поэтому приходится направлять ножницы с разных сторон к внутренним углам.

8. Цветные металлы. Окружающий мир — 2 класс

После этого заготовку надо отбить молоточком на наковальне. Желательно киянкой, чтобы не повредить, но можно и обычным аккуратно. Заднюю стороны рыбки покрыть лаком, любым, хоть для ногтей. Главное, чтобы потом его можно было легко стереть ацетоном.

На лицевую сторону перманентным маркером нанести рисунок чешуи и плавников, и опустить рыбку травиться в раствор хлорного железа.

После травления я отчищаю заготовки ацетоном от лака и маркера и шлифую края дремелем. Сначала грубо, корректируя форму насадкой «шлифовальный камень», затем убираю все заусенцы наждачным кругом.

Вот здесь видно, что наждачный круг при шлифовке надо держать не только перпендикулярно к краю рыбки, но и чуть под углом, с разных концов. Таким образом убираются все заусенцы и получается слегка закругленный срез.

Оборачиваем кабошон витражной фольгой.

И приступаем к пайке. Сначала лудим заднюю сторону рыбки и кабошон. Предварительно, смазав флюсом.

Химия 9. Сплавы

Затем паяльником как бы «закрашиваем» область на лицевой стороне, где будет кабошон, прикладываем и нагреваем рыбку, чтобы олово расплавилось и схватилось. Например, можно пинцетом держать рыбу на весу, кабошон положить сверху и греть паяльником снизу. Так получается минимальный оловянный «кант» на лицевой стороне.

Добавляем декоративных оловянных капелек, ненадолго прикасаясь к теплой рыбке паяльником. Чтобы олово не успело растечься, но схватилось.

Переворачиваем и припаиваем булавку, предварительно ее облудив. Если нагреть достаточно, но не перегреть, кабошон никуда не денется, и даже объемные капельки олова не ратекутся на лицевой стороне. Вообще, в пайке оловом это самое важное — видеть, насколько нагрета заготовка и как растекается олово, где нагреть побольше, а где чуть остудить.

Отмыть рыбку от флюса и покрыть латунь специальной патиной.

И олово — патиной для олова.

Медь и ее сплавы

Черную черную рыбку помыть под водой и снять лишнюю черноту самой мягкой шлифовальной губкой.

Можно было бы и так оставить, но я еще отполировала немного латунной крацовкой и добавила немного росписи красками по металлу.

А после — еще немного мееелкой наждачки. Кое-где.

Мастер-класс Перенос изображения фотоспособом на медь или ее сплавы