Лут плати в домашніх умовах. Простий спосіб виготовлення друкованих плат (не ЛУТ). Тепер готуємо склотекстоліт

Коли є лазерний принтер, радіоаматорами застосовується технологія виготовлення друкованих плат, яка називається ЛУТ. Однак такий прилад є далеко не в кожному будинку, оскільки навіть у наш час він коштує досить дорого. Ще є технологія виготовлення із застосуванням фоторезистивної плівки. Однак для роботи з нею теж потрібний принтер, але вже струйний. Вже простіше, але сама плівка коштує досить дорого, а радіоаматору-початківцю спочатку краще витратити наявні кошти на хорошу паяльну станцію та інше приладдя.
Чи можна виготовити друковану плату прийнятної якості в домашніх умовах без принтера? Так. Можна, можливо. Причому якщо все зробити, як описано в матеріалі, знадобиться зовсім небагато грошей і часу, а якість буде на дуже високому рівні. У всякому разі електричний струм«побіжить» такими доріжками з великим задоволенням.

Перелік необхідних інструментів та розхідників

Почати варто з підготовки інструментів, пристроїв та витратних матеріалів, без яких просто не можна обійтися. Для реалізації бюджетного способу виготовлення друкованих плат у домашніх умовах знадобиться таке:

1. Програмне забезпечення розробки рисунка.
2. Прозора поліетиленова плівка.
3. Вузький скотч.
4. Маркер.
5. Фольгований склотекстоліт.
6. Наждачний папір.
7. Спирт.
8. Непотрібна зубна щітка.
9. Інструмент для свердління отворів діаметром від 07 до 12 мм.
10. Хлорне залізо.
11. Пластикова ємність для травлення.
12. Пензлик для малювання фарбами.
13. Паяльник.
14. Припій.
15. Рідкий флюс.

Пройдемося стисло по кожному пункту, оскільки є деякі нюанси, дійти до яких можливо лише досвідченим шляхом.
Програм для розробки друкованих плат існує сьогодні величезна кількість, але для радіоаматора-початківця найпростішим варіантом буде Sprint Layout. Нескладно освоїти інтерфейс, користуватися можна безкоштовно, є величезна бібліотека, що включає поширені радіокомпоненти.
Поліетилен необхідний переносу малюнка з монітора. Краще взяти більш жорстку плівку, наприклад, від старих обкладинок для шкільних книг. Для її кріплення до монітора підійде будь-який скотч. Краще взяти вузький – простіше відклеюватиме (монітору ця процедура не шкодить).
На маркерах варто зупинитися докладніше, оскільки це хвора тема. Для перенесення малюнку на поліетилен, в принципі, підійде будь-який варіант. А ось для малювання за фольгованим склотекстолітом потрібен спеціальний маркер. Але тут є маленька хитрість, як заощадити, і не купувати досить дорогі спеціальні маркери для малювання друкованих плат. Справа в тому, що ці вироби за своїми властивостями абсолютно ні чим не відрізняються від звичайних маркерів, які продаються в 5-6 разів дешевше в будь-якому канцелярському магазині. Але маркер повинен обов'язково мати напис "Permanent". Інакше нічого не вийде.

Фольгований склотекстоліт можна брати будь-хто. Краще, якщо він буде товстішим. Початківцям з таким матеріалом працювати набагато простіше. Для його очищення знадобиться наждачний папір зернистістю близько 1000 одиниць, а також спирт (є в будь-якій аптеці). Останній розхідник можна замінити на рідину для зведення лаку для нігтів, яка є в будь-якому будинку, де живе жінка. Однак цей засіб досить неприємно пахне і довго вивітрюється.
Для свердління плати краще мати спеціальну міні-дриль або гравер. Однак можна піти і дешевшим шляхом. Достатньо купити цанговий або кулачковий патрон під маленькі свердла та пристосувати його до звичайного побутового дриля.
Хлорне залізо можна замінити на інші хімічні засоби, включаючи ті, які вже напевно є у вашому будинку. Наприклад, підійде розчин лимонної кислоти у перекисі водню. Інформацію про те, як готуються альтернативні хлорному залізу склади для травлення плат, без проблем можна знайти у Мережі. Єдине, на що варто звернути увагу, це на ємність для такої хімії – вона має бути пластиковою, акриловою, скляною, але не металевою.
Про паяльник, припій та рідкий флюс докладніше говорити не варто. Якщо радіоаматор дійшов до питання виготовлення друкованої плати, то з цими речами він уже напевно знайомий.

Розробка та перенесення малюнка плати на шаблон

Коли всі вищезазначені інструменти, пристрої та витратні матеріалипідготовлені, можна братися за розробку плати. Якщо пристрій, що виготовляється, не унікальний, то набагато простіше буде скачати його проект з Мережі. Підійде навіть звичайний рисунок у форматі JPEG.

Хочете піти складнішим шляхом – малюйте плату самостійно. Цей варіант часто буває неминучим, наприклад, в ситуаціях, коли у вас немає в наявності точно таких радіодеталей, які потрібні для складання оригінальної плати. Відповідно, замінюючи компоненти аналогами, під них доводиться виділяти місце на склотекстоліті, підганяти отвори та доріжки. Якщо проект унікальний, то платню доведеться розробляти з нуля. Для цього і потрібне вищезгадане програмне забезпечення.
Коли макет плати готовий, його залишається лише перенести на прозорий шаблон. Поліетилен фіксується прямо на моніторі за допомогою скотчу. Далі просто перекладаємо малюнок – доріжки, контактні п'ятачки і так далі. Для цих цілей найкраще використовувати той самий перманентний маркер. Він не стирається, не розмазується, і добре видно.

Підготовка фольгованого склотекстоліту

Наступним етапом йде підготовка склотекстоліту. Спочатку потрібно відрізати його за розмірами майбутньої плати. Робити це краще із невеликим запасом. Для розкривання фольгованого склотекстоліту можна використовувати одні з кількох способів.
По-перше, матеріал добре ріжеться за допомогою ножівки по металу. По-друге, якщо у вас є гравер з відрізними колами, зручно буде використовувати його. По-третє, склотекстоліт можна відрізати за розміром канцелярським ножем. Принцип розкривання такий самий, як і при роботі зі склорізом – у декілька проходів наноситься лінія відрізу, потім матеріал просто відламується.

Тепер обов'язково потрібно очистити мідний шар склотекстоліту від захисного покриття та оксиду. Найкращого способу, Чим обробка наждачним папером, для вирішення цього завдання немає. Зернистість береться від 1000 до 1500 одиниць. Ціль – отримати чисту блискучу поверхню. До дзеркального блиску зачищати мідний шар не варто, тому що дрібні подряпини від наждакового паперу збільшують адгезію поверхні, що знадобиться далі.
На завершення залишається лише очистити фольгу від пилу та слідів ваших пальців. Для цього використовується спирт або ацетон (рідина для зняття лаку). Після обробки до мідної поверхні руками не торкаємось. Для подальших маніпуляцій захоплюємо склотекстоліт за межі.

Поєднання шаблону та склотекстоліту

Тепер нашим завданням є суміщення отриманого на поліетилені малюнка з підготовленим склотекстолітом. Для цього плівка накладається на потрібне місце та позиціонується. Залишки загортаються на зворотний бікі кріпляться за допомогою того ж скотчу.

Свердління отворів

Перед свердлінням рекомендується будь-яким способом закріпити склотекстоліт із шаблоном на поверхні. Це дозволить досягти більшої точності, а також виключить раптове прокручування матеріалу під час проходу свердла наскрізь. Якщо у вас є свердлильний верстат для такої роботи, описана проблема взагалі не виникне.

Свердлити отвори в склотекстоліті можна на будь-якій швидкості. Хтось працює на малих оборотах, хтось на більших. Досвід показує, що самі свердла служать набагато довше, якщо їх експлуатувати на низьких швидкостях. Так їх складніше зламати, погнути та пошкодити заточування.
Отвори свердляться прямо через поліетилен. Орієнтирами служитимуть майбутні контактні п'ятачки, намальовані на шаблоні. Якщо цього вимагає проект, то своєчасно змінюємо свердла під потрібний діаметр.

Малювання доріжок

Далі шаблон знімається, але не викидається. До мідного покриття, як і раніше, намагаємося не торкатися руками. Для малювання доріжок використовуємо маркер, обов'язково перманентний. Його добре видно по сліду, що він залишає. Малювати краще за один прохід, тому що після застигання лаку, який є у складі перманентного маркера, виправляти робити буде дуже важко.

Як орієнтир використовуємо той самий шаблон з поліетилену. Можна також малювати перед комп'ютером, звіряючись з оригінальним макетом, де є маркування та інші позначки. Якщо є можливість, краще використовувати кілька маркерів з наконечниками різної товщини. Це дозволить якісніше промалювати і тонкі доріжки, і великі полігони.

Після нанесення малюнка обов'язково чекаємо на деякий час, необхідний для остаточного затвердіння лаку. Можна навіть підсушити феном. Від цього залежатиме якість майбутніх доріжок.

Травлення та очищення доріжок від маркера

Тепер найцікавіше – травлення плати. Тут є кілька нюансів, про які мало хто згадує, але вони суттєво впливають на якість результату. Насамперед готуємо розчин хлорного заліза згідно з рекомендаціями на упаковці. Зазвичай порошок розбавляється водою у співвідношенні 1:3. І тут перша порада. Зробіть розчин більш насиченим. Це допоможе прискорити процес, і намальовані доріжки не відваляться, перш ніж витравиться все необхідне.

Відразу ж порада друга. Ванночку з розчином рекомендується занурити у гарячу воду. Можна нагріти її у металевому посуді. Підвищення температури, як відомо, ще зі шкільної програми значно прискорює хімічну реакцію, якою травлення нашої плати і є. Скорочення часу процедури нам на руку. Нанесені маркером доріжки досить нестабільні, і що менше вони киснуть у рідини, то краще. Якщо за кімнатної температури плата в хлорному залозі труїться близько години, то теплої воді цей процес скорочується до 10 хвилин.
На завершення ще одна порада. У процесі травлення, хоч і так прискорений з допомогою підігріву, рекомендується постійно рухати плату, і навіть зчищати продукти реакції щіточкою для малювання. Поєднуючи всі вищеописані маніпуляції цілком можливо витравити зайву мідь всього за 5-7 хвилин, що є просто чудовим результатом для цієї технології.

Наприкінці процедури плату потрібно ретельно промити під проточною водою. Потім просушуємо її. Залишається тільки змити сліди від маркера, які все ще закривають наші доріжки та п'ятачки. Робиться це тим самим спиртом чи ацетоном.

Лудіння друкованих плат

Перед лудінням ще раз обов'язково проходимося по мідному шару наждачним папером. Але тепер робимо це дуже обережно, щоб не пошкодити доріжки. Найпростіший і доступний спосіблудіння – традиційний, за допомогою паяльника, флюсу та припою. Також можна використовувати сплави Розе або Вуда. Також існує на ринку так зване рідке олово, яке може спростити завдання.
Але всі ці нові технології вимагають додаткових витрат та деякого досвіду, тому для першого разу підійде класичний метод лудіння. На очищені доріжки наноситься рідкий флюс. Далі набирається припій на жало паяльника і розподіляється по міді, що залишилася після травлення. Тут важливо прогріти доріжки, інакше припій може не приклеїтися.

Якщо у вас є сплави Розе або Вуда, то їх можна використовувати і не за технологією. Вони просто чудово плавляться паяльником, легко розподіляються по доріжках, не збиваються в грудки, що для радіолюбителя-початківця буде тільки плюсом.

Висновок

Як видно з вищеописаного, бюджетна технологія виготовлення друкованих плат у домашніх умовах справді доступна та недорога. Не потрібен ні принтер, ні праска, ні фоторезистивна плівка. Використовуючи всі вищеописані поради, ви легко зможете виготовляти найпростіші електронні, не вкладаючи в це великих грошей, що дуже важливо на перших етапах заняття радіоаматорством.

Не знаю як ви, а я з лютою ненавистю належу до класичних монтажних плат. Монтажка це така хрень з дірками, куди можна вставляти детальки і запаювати, де всі з'єднання робляться за допомогою проводків. Начебто просто, але при цьому виходить така каша, що зрозуміти в ній щось дуже проблематично. Тому і помилки і деталі, що згоріли, незрозумілі глюки. Ну, її нафіг. Тільки нерви псувати. Мені набагато простіше намалювати в моєму улюбленому схемку і відразу витруїти її у вигляді друкованої плати. З використанням лазеро-прасного методувсе виходить за якихось півтори години ненапруженої роботи. Ну і, звичайно ж, цей метод відмінно підходить для виконання фінального пристрою, так як якість друкованих плат, які отримують такий метод дуже високо. А оскільки даний методдуже непростий для недосвідченого, то я з радістю поділюся своєю відпрацьованою технологією, що дозволяє отримувати з першого разу і без жодних напряг, друковані плати з доріжками 0.3мм та просвітом між ними до 0.2мм. Як приклад я виготовлю налагоджувальну плату для мого навчального курсу, присвяченого контролеру AVR. Принципову ви знайдете в записі, а

На платі розведена демосхема, а ще навалом мідних п'ятачків, які теж можна висвердлити і використовувати під свої потреби, подібно до звичайної монтажної плати.

▌Технологія виготовлення якісних друкованих плат у домашніх умовах.

Суть методу виготовлення друкованих плат у тому, що на фольгований текстоліт наноситься захисний малюнок, який запобігає травленню міді. У результаті після травлення на платі залишаються доріжки провідників. Способів нанесення захисних малюнків багато. Раніше їх малювали нітрофарбою, за допомогою скляної трубочки, потім стали наносити водостійкими маркерами або навіть вирізати зі скотчу та наклеювати на плату. Також для аматорського застосування став доступним фоторезист, що наноситься на плату, а потім засвічується. Засвічені ділянки стають розчинними у лугу та змиваються. Але за простотою застосування, дешевизною та швидкістю виготовлення всі ці методи сильно програють лазерно-прасного методу(далі ЛУТ).

Метод ЛУТ заснований на тому, що захисний малюнок утворюється тонером, який нагрівається переноситься на текстоліт.
Так що нам буде потрібний лазерний принтер, благо вони зараз не рідкість. Я використовую принтер Samsung ML1520із рідним картриджем. Заправлені картриджі підходять дуже погано, тому що у них недостатня щільність та рівномірність видачі тонера. У властивостях друку треба виставити максимальну щільність та контрастність тонера, обов'язково відключити всі режими економії – не той випадок.

▌Інструмент та матеріали
Крім фольгованого текстоліту нам знадобиться ще лазерний принтер, праска, фотопапір, ацетон, дрібна шкірка, щітка для замші з металопластиковим ворсом,

▌Процес
Далі малюємо малюнок плати у будь-якій зручній для нас софтіні та друкуємо його. Sprint Layout. Простий малюнок для плат. Щоб нормально надрукувалося треба зліва кольору шарів виставити чорним. Інакше вийде фігня.

Виведення на друк, дві копії. Мало, раптом одну запортач.

Ось тут полягає головна тонкість технології ЛУТчерез яку у багатьох виникають проблеми з виходом якісних плат, і вони кидають цю справу. Шляхом безлічі експериментів було з'ясовано, що найкращий результат досягається під час друку на глянцевому фотопапері для струменевих принтерів. Ідеальним я б назвав фотопапір LOMOND 120г/м2

Вона коштує недорого, продається скрізь, а головне дає відмінний і повторюваний результат, і не пригорає своїм глянцевим шаром до печі принтера. Це дуже важливо, тому що я чув про випадки, коли глянцевим папером загажували піч принтера.

Заряджаємо папір у принтер і сміливо друкуємо на глянцевому боці. Друкувати потрібно у дзеркальному відображенні, щоб після перенесення картинка відповідала дійсності. Скільки разів я помилявся і робив неправильні відбитки, не перерахувати :) Тому перший раз краще для проби надрукувати на звичайному папері та перевірити, щоб усе було правильно. Водночас і пічку принтера прогрієте.

Після друку картинку в жодному разі не можна хапати руками і бажано берегти від пилу. Щоб ніщо не заважало дотику тонера та міді. Далі вирізаємо малюнок плати точно за контуром. Без запасів — папір жорсткий, тому все буде добре.

Тепер займемося текстолітом. Виріжемо відразу ж шматок потрібного розміру, без допусків та припусків. Стільки скільки потрібно.

Його треба добре зашкурити. Ретельно, намагаючись здерти весь оксид, бажано круговими рухами. Трохи шорсткості не зашкодить — тонер краще триматиметься. Можна взяти не шкірку, а абразивну губку «ефект». Тільки брати треба нову, не жирну.

Шкірку краще взяти найдрібнішу яку знайдете. У мене ось така.

Після зашкурювання його треба ретельно знежирити. Я зазвичай тираю у дружини ватяну подушечку і, змочивши її як слід ацетоном, добре проходжуся по всій поверхні. Знову ж таки після знежирення в жодному разі не можна хапати його пальцями.

Накладаємо наш малюнок на плату, звичайно тонером вниз. Розігрів праска на максимум, Притримуючи папір пальцем, гарненько притискаємо і прогладжуємо одну половину. Треба, щоб тонер прилип до міді.

Далі, не допускаючи зсуву паперу, прогладжуємо всю поверхню. Давимо щосили, поліруємо і прасуємо плату. Намагаючись не пропустити жодного міліметра поверхні. Це найвідповідальніша операція, від неї залежить якість усієї плати. Не бійтеся тиснути щосили, тонер не попливе і не розмажеться, оскільки фотопапір товстий і добре захищає його від розповзання.

Гладимо доти, поки папір не пожовкне. Втім, це залежить від температури праски. У мене на новій прасці майже не жовтіє, а ось на старій майже обвугливалося — результат скрізь був однаково добрий.

Після цього можна дати платі трохи охолонути. А потім, схопивши пінцетом, сунемо під воду. І тримаємо деякий час у воді, зазвичай хвилини дві-три.

Взявши щітку для замші, під сильним струменем води, починаємо люто задирати зовнішню поверхню паперу. Нам треба покрити її множинними подряпинами, щоб вода проникла в глиб паперу. На підтвердження твоїх дій буде прояв малюнка через цупкий папір.

І ось цією щіткою дрючкою платню поки не здеремо верхній шар.

Коли малюнок буде явно видно, без білих плям, то можна починати акуратно, скочувати папір від центру до країв. Папір Lomondскочується чудово, практично відразу ж залишаючи 100% тонера та чисту мідь.

Скачавши пальцями весь малюнок можна зубною щіткою добре продраїти всю плату, щоб вичистити залишки глянсового шару та ошметки паперу. Не бійся, зубною щіткою віддерти добре присмажений тонер практично неможливо.

Витираємо плату і даємо їй просохнути. Коли тонер висохне і стане сірим, то буде видно де залишився папір, а де все чисто. Білі плівочки між доріжками треба прибирати. Можна зруйнувати їх голкою, а можна продерти зубною щіткою під струменем води. Взагалі корисно пройтися щіткою вздовж доріжок. З вузьких щілин білий глянець можна витягувати за допомогою ізоленти або малярського скотчу. Він липне не так люто, як звичайний і не зриває тонер. А ось залишки глянцю відриває без сліду і одразу.

Під світлом яскравої лампи уважно оглядаємо шари тонера на розриви. Справа в тому, що при охолодженні він може потріскатися, тоді тут залишиться вузька тріщина. Під світлом лампи тріщини поблискують. Ці місця варто підфарбувати перманентним маркером для компакт-дисків. Навіть якщо є лише підозра, то краще все ж таки пофарбувати. Цим самим маркером можна домалювати і неякісні доріжки, якщо такі виникли. Я рекомендую маркер Centropen 2846— він дає товстий шар фарби і фактично їм можна тупо малювати доріжки.

Коли плата буде готова, то можна ходити розчин хлорного заліза.

Технічний відступ, за бажання можна його пропустити
Взагалі цькувати можна багато в чому. Хтось труїть у мідному купоросі, хтось у кислотних розчинах, а я в хлорному залозі. Т.к. продається воно в будь-якому радіо магазині, цькує швидко і чисто.
Але у хлорного заліза є моторошний недолік - воно брудниться просто писар. Потрапить на одяг чи будь-яку пористу поверхню на зразок дерева чи паперу все, вважай пляму на все життя. Так що свої фуфайки від Дольче Габани або валянки від Гуччі ніч подалі в сейф і обмотувати скотчем на три рулони. А ще хлорне залізо найжорстокішим чином руйнує майже всі метали. Особливо швидко алюміній та мідь. Так що посуд для травлення повинен бути скляним або пластиковим.

Я кидаю 250 грамовий пакет хлорного заліза у літр води. І отриманим розчином цькування десятки плат, поки не перестане травити.
Порошок треба сипати у воду. І стеж за тим, щоб вода не перегрівалася, бо реакція йде з виділенням великої кількості тепла.

Коли весь порошок розчиниться і розчин придбає однорідне забарвлення, то можна кидати туди плату. Бажано, щоб платня плавала на поверхні, міддю вниз. Тоді осад звалюватиметься на дно ємності, не заважаючи травленню глибших шарів міді.
Щоб плата не тонула, можна на двосторонній скотч приліпити до неї шматок пінопласту. Я так і зробив. Вийшло дуже зручно. Шуруп я вкрутив для зручності, щоб триматися за нього як за ручку.

Плату краще кілька разів макнути в розчин, причому опускати не плашмя, а під кутом, щоб на поверхні міді не залишилися бульбашки повітря, інакше будуть косяки. Періодично треба діставати з розчину та стежити за процесом. У середньому на травлення плати йде від десяти хвилин до години. Все залежить від температури, міцності та свіжості розчину.

Дуже різко прискорюється процес травлення, якщо під плату опустити шланчик від акваріумного компресора і пускати бульбашки. Бульбашки перемішують розчин і м'яко вибивають мідь, що прореагувала, з плати. Також можна похитувати плату або ємність, головне не розплескати, бо не відмиєш потім.

Коли вся мідь стравиться, акуратно виймаємо плату і промиваємо під струменем води. Далі дивимося на просвіт, щоб ніде не було соплів та недотраву. Якщо соплі їсти, то кидаємо ще хвилин на десять у розчин. Якщо доріжки підтравилися або виникли розриви, то значить тонер криво ліг і ці місця треба буде пропаяти мідним дротом.

Якщо все добре, можна змивати тонер. Для цього нам знадобиться ацетон – вірний друг токсикоману. Хоча зараз купити ацетон стає складніше, т.к. якийсь придурок з держнаркоконтролю вирішив, що ацетон це речовина, що використовується для приготування наркотоїків, а отже, потрібно заборонити його вільний продаж. Замість ацетону цілком підходить 646 розчинник.

Беремо шматок бинта і добре змочивши його ацетоном починаємо змивати тонер. Сильно тиснути не треба, головне возякати не дуже швидко, щоб розчинник встигав вбиратися в пори тонера, роз'їдаючи його зсередини. На змив тонера йде хвилини дві три. За цей час навіть зелені собаки під стелею не встигнуть з'явитися, але кватирку все ж таки відкрити не завадить.

Відмиту плату можна свердлити. Я для цієї мети вже багато років використовую моторчик від магнітофона, запитаний від 12 вольт. Монстр машина, щоправда, вистачає його ресурсу приблизно на 2000 отворів, після чого щітки згорають геть-чисто. А ще з нього потрібно видерти схему стабілізації, підпаявши проводки безпосередньо до щіток.

При свердлінні потрібно намагатися тримати свердло строго перпендикулярно. Інакше потім хрін ти туди мікросхему засунеш. А з двосторонніми платами цей принцип стає основним.

Виготовлення двосторонньої плати відбувається також, тільки тут робляться три реперні отвори, якнайменше діаметру. І після витравлювання однієї сторони (іншу в цей час заклеюють скотчем, щоб не стравилася) по цих отворах поєднують і накочують другу сторону. Першу заклеюють наглухо скотчем і травлять другу.

На лицьову сторону можна тим же ЛУТ методом нанести позначення радіодеталей, для краси та зручності монтажу. Втім, я так не морочуся, а от камрад Woodocatіз ЖЖ спільноти ru_radio_electrробить так завжди, за що йому великий респект!

Незабаром я, напевно, видам також і статтю з фоторезистом. Метод більш заморочений, але в той же час мені більше приколює їм робити — люблю з реактивами пошаманити. Хоча 90% плат я роблю все ж таки ЛУТом.

До речі, ось з приводу точності та якості плат виготовлених лазерно-прасованим методом. Контролер P89LPC936у корпусі TSSOP28. Відстань між доріжками 0.3мм, ширина доріжок 0.3мм.

Резистори на верхній платі типорозміру 1206 . Яке?

У цій статті я хочу описати лазерно-прасну технологію (ЛУТ) виробництва друкованих плат, якою сам користуюся досить давно. Ця технологіяописана на багатьох сайтах, але якщо ви вже на моєму сайті можете прочитати прямо тут.

Лазерно прасована технологія - етапи виконання

Крок №1.Малюємо плату на комп'ютері. Можна застосувати спеціалізовані програми, які автоматично роблять розведення плату за принципової схемия для цього використовую програму. До цього для невеликих схем раніше я використав теж, до речі, зручна програма.

Крок №2.З фольгованого склотекстоліту випилюється заготівля майбутньої друкованої плати. Далі бік, на якому будуть провідники, потрібно зачистити, хоча б тією ж нульовкою, але я останнім часом роблю це звичайною гумкою. Потім фольгований бік необхідно знежирити ацетоном.

Крок №3.на лазерний принтерроздруковуємо малюнок доріжок друкованої плати на тонкому глянсовому папері. Я використовую такий папір з каталогу електронних компонентів, який свого часу мені надіслали безкоштовно з якогось сайту, зараз уже не пам'ятаю.

Перед тим, як роздрукувати малюнок, бажано прогнати один аркуш для прогрівання барабана. Потім у налаштуваннях принтера необхідно прибрати економний режим тонера, щоб друк вийшов максимально насиченим.

Крок №4.Після того як зображення роздрукували, вирізаємо контур, не забуваючи залишити поля приблизно на ширину та висоту плати. Укладаємо лист зображенням нагору. Готуємо смужки паперового скотчу довжиною приблизно з сантиметр. Далі накладаємо плату фольгованою стороною на папір, точно розташовуючи по контуру.

Потім щільно притискаючи плату до паперу, акуратно загортаємо краї паперу, закріплюючи заздалегідь приготовленими смужками скотчу.

Тепер беремо звичайну праску, включену на максимальну температуру, і ретельно прогладжуємо загорнуту в папір плату з боку малюнка.

Важливо не дуже сильно натискати, оскільки виникає небезпека, що тонер може розтектися.

Крок 5.Потім поміщаємо плату з прилиплим папером в гарячу воду приблизно градусів 50 і чекаємо, поки папір не розмокне.

Після того, як папір розбухне, його необхідно акуратно відокремити від плати. Залишки паперу скочуємо пальцем під водою. Просушену плату перевіряємо на можливі дефекти, якщо місцями тонер все ж таки відійшов його можна домалювати звичайним перманентним маркером.

Крок 6Витрачаємо нашу плату у хлорному залозі. Щоб процес травлення йшов швидко, розчин необхідно підігріти до 40-50 градусів.

Потреба робити залізо періодично виникає у багатьох технарів. Іноді завдання дозволяє нафігачити все дроти на макетці, а іноді, на жаль, потрібно щось серйозніше. Ось і мене якось наздогнала потреба робити друковані плати… Лазерно-праскова технологія кустарного виготовлення плат спочатку сильно відштовхує своєю рандомністю (на чому друкувати, як гріти, з якою силою тиснути, як віддирати, і т.д.), але друзі поділилися досвідом , і виявилося, що це дійсно не так вже й складно. ЛУТ безперечно дешевше за будь-який інший варіант, і (раптово) цілком підходить для двошарових плат.

Кому цікаво складніше, дорожче і точніше, можна, але наша методика (основним елементом якої є особливий папір) дозволяє стабільно проробляти шини 0.3/0.3 мм, так що в нашому співтоваристві існує думка, що тяни фоторезисти не потрібні.

Хто не бачить сенсу в кустарному виробництві плат, швидше за все зможе згадати кілька випадків, коли доводилося пиляти доріжки і припаювати проводки на цілій партії плат. А зробивши одну плату будинку, можна її добре налагодити і набути впевненості у фабричних платах.

Під катом я поділюся детермінованою методикою виготовлення двошарових друкованих плат за технологією ЛУТ із різними резервними схемами на випадок косяків. Від ідеї до включення. Працюватимемо з KiCad, Inkscape, наждачкою, праскою, персульфатом амонію та гравером.

Будь-який пристрій починається зі схеми. Більшість помилок плати можна усунути на етапі проектування. Щоб схема гарантовано відповідала платі, потрібен хороший EDA-софт. Наприклад, KiCad.

KiCad --> Плата

Якщо Ви все ще працюєте з пропрієтарними обмеженими рішеннями, почніть із статті або пропустіть цей розділ.

Використовуємо KiCad 5, що нещодавно вийшов, оскільки мені глибоко симпатична ця програма, її комьюніті (включає CERN) і ідея мультиплатформенного FOSS в цілому.

Отже, алгоритм з лайфхаками:

Плата --> SVG

Коли плата готова, потрібно перегнати їх у SVG для подальшого доопрацювання. Краще вивантажити плату з EDA без віддзеркалення, щоб точно не заплутатися та віддзеркалити як слід.

А треба віддзеркалити тільки передній шар F.Cu. Оскільки на задній шар B.Cu ми в редакторі дивимося з боку переднього, він вже є дзеркальним. Для надійності, краще помістити хоч якийсь текст на обидва шари і стежити, щоб цей текст не читався))

( , ) З KiCad краще вивантажувати через File | Plotоскільки там є можливість зробити відразу всі отвори 0.35 мм. Для ручного луту жирні дірки не потрібні, краще нехай більше міді буде і вона свердлом зчиститься.

Власне:

1. Завантажуємо обидва шари в Inkscape.
2. Встановлюємо одиниці вимірювання документа міліметри та формат листа А4.
3. Додаємо ще більше написів білим на галузях металізації. KiCad так не вміє, напишіть у коментах якщо ваш EDA вміє.
4. Групуємо, щоб було лише два об'єкти.
5. Вирівнюємо (Ctrl+Shift+A), відстань між шарами (їх габаритними отворами) має бути щонайменше сантиметра.
6. Віддзеркалюємо передній шар кнопочкою на верхньому тулбарі.
7. Зберігаємо у SVG.

Зараз потрібно надіслати SVG на принтер на звичайному папері. І зробити з цим папером таке:

1. Прикладати до неї компоненти і перевірити футпринти (які по-любому вже прийшли з магазину: якщо у вас на платі більше трьох-п'яти компонентів, протрасувати все за один вечір важко)
2. Прикласти до текстоліту та накернити 4 габаритні отвори по кутах, які ми додавали
   • Взяти керн (або цвях) з молотком і зробити надточну неглибоку вм'ятину, що поглинає свердла, що заблукали. Сила удару має бути такою, щоб не деформувати платню.
3. Просвердлити 4 отвори найтоншим свердлом (0.6-0.8) рівно під 90 градусів. Це, мабуть, найскладніша частина, але помилки умовно припустимі; спосіб їхнього подальшого виправлення придуманий.
   • Якщо є верстат, Вам пощастило.
   • Якщо є CNC, Вам пощастило, фігачте всі отвори по DRL-файлу прямо зараз без будь-яких кернов-*ернів.

• Легко здогадатися, що отвори необхідні точного орієнтування переднього шару щодо заднього. Якщо хочеться простіше, є спосіб без отворів: дуже точно скласти папірець із шаблоном та помістити текстоліт усередину. Як уже було сказано, невелике відхилення не стане фатальним (якщо, звичайно, отвори ще не просвердлені)
• Ще однією модифікацією складання:
  Свіженадруковані листи з верхнім і нижнім шаром кладемо один на одного, просвічуючи лампою і поєднуючи. Скріплюємо у кількох місцях з обох боків. У конверт, що вийшов, кладемо текстоліт.
• поділився. Дякую!

Такс, це розділ про SVG, а ми вже до верстатів перейшли ... Все, останній штрих по SVG і більше комп не знадобиться:

Залийте чорним все навколо, щоб частини текстоліту, які не відносяться до плати, не труїлися і не насичували персульфат амонію міддю. Так, хлорне залізо теж можна, але синій амоній.

SVG --> Текстоліт

Також, у нас є інформація про красу паперу Black Diamond. Інші марки можуть мати необхідні властивості, а можуть ні. HP не підходить точно (плавиться під праскою), Lomond умовно підходить, "але якось середньо". Можна експериментувати з різною глянцевим фотопапером для струминного друку . Пишіть у коменти чо як з іншими паперами)

Алгоритм:

1. Ставимо праску грітися на максимальну температуру.
2. Шліфуємо текстоліт з обох боків дрібною наждачкою, сантехнічною абразивною губкою ( , ), губкою для посудуабо абразивним гумкою.
3. Якщо Ваш принтер вміє їсти формати, відмінні від A4, Відрізаємо від А4 смужку за розміром зображення.Папір надцінний: якщо Вам вдалося його дістати, треба заощаджувати.
4. Заштовхуємо в принтер вузькою стороною. Перевіряємо, що зображення двох шарів плати не перевищує ширини відрізаної смужки по ширині та 210 по висоті.
5. Друкуємо лазерником з оригінальним тонером у картриджі на цьому глянсовому фотопапері для струменевих принтерів.
6. Не торкаючись тонеру, розрізаємо шари на два окремі папірці і дірявим габаритні отвори на обох шарах.
7. Вставляємо прямі штирі (наприклад, від PLS/PLD гребінки) в 4 габаритні отвори.
8. Насаджуємо передній шар.
9. Прогладжуємо рівномірно, сильно не натискаючи, до пожовтіння паперу (або ще будь-яких знаків згори, це все-таки ЛУТ: зовсім позбутися магії, напевно, неможливо). Штирки можна витягнути, коли папір почне прилипати і втратить здатність зміщуватися.
10. Не відриваючи папір від текстоліту, повторюємо останні три пункти із заднім шаром.
11. Даємо текстоліту охолонути: можна поки поставити грітися чайник і почати розходжувати персульфат амонію.
12. З остиглого текстоліту (без води, це дуже важливо) акуратно віддерти зайвий папір. Тонер повинен зійти разом із глянцевим шаром фотопаперу, так і було задумано.

У разі помилок, можна стерти один із шарів ацетоном, підкласти вже відірваний папірець протилежного шару (щоб тонер не відліп від плати і не перевівся на дошку, на якій Ви гладите) і повторити.

Текстоліт --> Текстоліт із доріжками

Для травлення нам знадобиться пластиковий контейнер (або будь-яка не-металева тара, в яку плата поміститься лежачи). А також одноразова ложка або варибасі для помішування плати (проти бульбашок, які заважають труїтися).

Персульфат амонію рекомендується розводити у теплій воді 1:2. Але це досить висока концентрація, 1:3 чи навіть 1:4 вистачить. Зрештою, можна ще розмішати потім. Рекомендована температура розбіжності – 40-50 градусів.

Однак, врахуйте, що перегрівати різноманітні хімікати досить небезпечно. Висока концентрація, висока температура та солі міді можуть призвести до крипового результату.

Суть виготовлення друкованих плат лазерно-прасним методом (ЛУт) полягає в термічному перенесенні друкованої на лазерному принтері друкованої плати на фольгований текстоліт з подальшим травленням у хлорному залозі.

Розробка друкованої плати у програмі Sprint-Layout v. 5.0

У разі виготовлення двосторонньої плати перед печаткою на папері шари необхідно розділити. Робиться це шляхом дублювання плати, відображення її по вертикалі/горизонталі та видалення непотрібних доріжок на кожному шарі. При копіюванні відстань між платами має становити сантиметр півтора. У результаті отримуємо:

Підготовка двосторонньої друкованої плати до друку у програмі Sprint-Layout v. 5.0

Вибираю "Файл-Друк". У вікні виконую наступні налаштування:

Налаштовую кольори доріжок (для шару M1 і M2 встановлюю «чорний»).

Приховую непотрібні шари (K1, K2).

Настроюю кількість копій на аркуші (кнопка «Копії…»).

Налаштовую вигляд друку «Нормальний» (не «Дзеркальний»).

Друк плати у програмі Sprint-Layout v. 5.0

Папір – у принтер. Друкую.

Декілька слів про папір. Я, наприклад, беру фірмові бланки. Деякі використовують фотопапір для друку на струменевих принтерах, Інші – сторінки з «глянсових» журналів. Тут тобі доведеться поекспериментувати і вибрати для себе слушний варіант.

Якщо виникають проблеми під час друку, наприклад, деякі принтери категорично не перетравлюють «лащенку», або під час друку на «тонких» аркушах їх розриває, можна поекспериментувати з типом паперу в налаштуваннях принтера. У мене, наприклад, нормальний друк вийшов на типі паперу «Плівка».

Вирізаю один екземпляр плати.

Вирізаний екземпляр друкованої плати

Поєдную «отвори» «на просвіт». Загинаю папір. Ще раз перевіряю, що всі отвори були розташовані як треба (у момент «вигину» могло статися зміщення шарів).

Поєднання шарів плати

Склеюю вільний край.

Виготовлення конверту

Отримую щось схоже на конверт.

Готовий конверт

Таку технологію (виготовлення «конверта») я рекомендую і при виготовленні односторонніх плат – це дозволить зафіксувати текстоліт усередині, а для двосторонньої плати – ще й правильно утримувати шари відносно один одного.

Поки «конверт» сохне між сторінками якоїсь книги – готую текстоліт.

Розмір текстоліту +5...7 мм з кожної сторони до готової плати. Це дозволить не морочитися із зачисткою країв текстоліту (як правило, при перекладі доріжок саме там виникають проблеми), а також з точною установкою плати всередині конверта.

Зачищаю мідь текстоліту до відсутності окислення та одержання характерного блиску: залежно від стану текстоліту – спочатку більшою наждачкою, потім – нулівкою. При виготовленні двосторонньої плати намагаюся менше лапати пальцями за вже зачищений протилежний шар.

Наступний етап – знежирення друкованої плати. Для чого я беру два шматочки фланелевої ганчірки (від вати відмовився тому, що після неї залишаються ворсинки) - один змочений у розчиннику, другий - сухий. Знежирення веду ганчіркою, змоченою в розчиннику, поступово протираючи і переміщаючись від одного краю до іншого (а не круговими рухами) - це дозволяє краще змити і менше розмазувати частинки міді по поверхні плати. Що б не залишалося плям після розчинника, відразу ж після протирання «вологою ганчіркою» витираю поверхню сухої плати.

Тепер все готове для перекладу доріжок із паперу на текстоліт. Готую робоче місце (у мене це стілець, на стільці сантиметровий стос газет), набираю в ємність холодної води, включаю праску і чекаю прогріву (3-4 хв, температура - на максимум, температуру підбирав досвідченим шляхом).

У конверт вставляю платню. Погляд на просвіт, щоб доріжки не звисали з краю плати. Кладу плату на газетну стопку, і плашмя, з достатнім зусиллям притискаю праску до плати на 10 секунд. Це дозволяє тонеру спочатку прилипнути до текстоліту. Потім праску встановлюю на «ребро» і рубом, не поспішаючи, зусилля, вигладжую плату. Вся процедура займає 30-40 секунд. Якщо плата двостороння, перевертаю плату і знову ж таки «ребром» вигладжую протилежну сторону. Не даючи платі охолонути, кидаю її в ємність з водою (у мене, якщо плата остигала «природним» шляхом бувало, що доріжки частково прилипали до паперу назад).

Плата відкидає приблизно хвилину. За цей час папір розмокає і змивається легко. Перевіряю, що вийшло. Якщо є необхідність – видимі короткі замикання усуваю тонким шилом. Якщо відбиток вийшов зовсім поганий, змиваю тонер розчинником і переходжу до етапу «зачистка дрібною наждачкою».

Травлю плату у хлорному залозі. Це приблизно хвилин 20-60 залежно від свіжості розчину та його температури. Більше агресивне середовище (соляна кислота + гідроперит) роз'їдає тонер. Більш слабка – розчин мідного купоросу та солі – довго труїть.

Після травлення плати - промивання під краном у холодній воді з господарським милом.

Тонер поки що не знімаю. Перевіряю плату «на світло» щодо видимих ​​коротких замикань. Їх наявність усуваю за допомогою шила.

Підрізаю плату у розмір. Свердлю отвори. Використовую свердла діаметром 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 2.5, 3.0 мм, залежно від технологічного призначення отвору. Отвори свердлю невеликий ручний 12-вольтовий саморобний дриль.

Свердління отворів

Через те, що деякі свердла вже давно б/в, при свердлінні, по краю отвору з'являється «наплив» міді. Його усуваю після свердління всіх отворів, використовуючи «нульовочку», їй знімаю певний шар тонера. Залишки тонера змиваю розчинником. Останній штрих – легке зачищення доріжок дрібною наждачкою до блиску та покриття плати рідкою каніфоллю. Виноградів.

Готова друкована плата

Лудіння доріжок або не виконую зовсім (плата покрита каніфоллю і на етапі складання та налагодження девайсу не встигає окислитися), або виконую в момент паяння елементів.

Після того як пристрій зібрано та налагоджено, змиваю залишки каніфолі розчинником і покриваю плату прозорим лаком.