Перенос рисунка на печатную плату: Перевод рисунка печатной платы без нагрева

Перевод рисунка печатной платы без нагрева

При изготовлении печатных плат дома, самый простой и распространенный метод, это метод ЛУТ.

Этот способ не лишен недостатков. Если тонер нагреть слабо, то он не прилипнет к фольге печатной платы, сильно нагреть- он смажется. Надо подбирать качество печати, если тонера будет много – он размажется, дорожки, при маленьких промежутках, могут слипнуться друг с другом. Плохо прогреть напечатанную плату, и часть дорожек не отпечатается, особенно это часто случается в углах печатных плат.

Я расскажу вам о способе перевода распечатанного рисунка на фольгу без нагрева. Рисунок не будет смазываться, тонер с бумаги переносится весь. Для этого понадобится два дешевых химических компонента: спирт и ацетон.

Вместо ацетона можно использовать любое другое вещество, которое хорошо растворяет тонер.

Спирт не реагирует с тонером, это знает каждый, кто пытался оттереть им печатную плату после травления, но он быстро улетучивается. Он нужен для того, чтобы разбавить ацетон.

Ацетон отлично растворяет тонер и тоже быстро испаряется. Если попытаться использовать его в чистом виде- он смажет ваш рисунок, как на фото.

На печатной плате получится какая-то размазня.

В каких пропорциях смешивать ацетон и спирт?

Понадобится три части ацетона и восемь частей спирта. Все это надо перемешать и залить в какую-нибудь емкость с плотной крышкой. Важно, чтобы емкость не растворялась ацетоном.

Как пользоваться смесью?

Наберите не много получившейся смеси в шприц,

нанесите ее на предварительно зачищенную от окислов и хорошо обезжиренную (это важно), будущую печатную плату (не на распечатку). После этого положите на нее вашу распечатку. Особо можно не торопиться, смесь не выветривается моментально. Слегка нажмите на бумагу, чтобы она полностью прилегла к плате и пропиталась раствором,

подождите 10-15 сек., вы увидите, когда бумага пропитается,

после этого прижмите бумагу сильно, прижимайте бумагу строго перпендикулярно, чтобы она не сдвинулась. Подождите еще 10-20 сек. За это время тонер вступит в реакцию с ацетоном, станет липким и приклеится к плате. Бумажными салфетками промокните остатки жидкости, подождите, пока бумага высохнет, после этого опустите плату в воду, чтобы бумага намокла, и отклейте ее. Весь тонер останется на плате, а бумага будет чистая. После этого промойте плату от остатков ацетона. Все. Можно травить печатную плату.
На фото, я снял бумагу не размачивая ее в воде и тонер местами остался.

Перенос рисунка платы на текстолит.

Итак, Вы занимаетесь изготовлением печатной платы в домашних условиях, и если Вы читали предыдущие статьи на эту тему, ссылки на которые Вы можете найти в конце страницы, то у Вас уже есть распечатанный рисунок верхнего слоя платы. Поэтому дальше я опишу небольшую последовательность действий, необходимую для перевода рисунка с бумаги на текстолит.

• Для начала берем кусок текстолита и с помощью ножниц по металлу, ножа или других подручных средств вырезаем необходимый нам кусок.
• Далее необходимо зачистить медное покрытие с помощью наждака или некоторых современных чистящих средств (в виде порошка), рекламируемых по телевизору, до состояния блеска меди и отсутствия окислений.
• Совмещаем текстолит и лист бумаги с рисунком платы. По краям можно зафиксировать скрепками или какими-нибудь аналогичными приспособлениями.
• Ложим получившуюся конструкцию на плоский стол (желательно без ямок и горбов, можно использовать книгу), и накрываем сверху обычным листом бумаги для принтера.
• Гладим горячим утюгом в течении 5 минут. Это действие необходимо выполнять аккуратно, чтоб глянцевая бумага не съезжала относительно текстолита, также прогрев должен быть равномерным по всей площади платы, чтоб не было зон в которых тонер не перенеся и плохо перенеся на плату. Будьте осторожны – текстолит сильно нагревается.
• После окончания глажки положите печатную плату в теплую воду на 10 минут, после чего снимите бумагу с текстолита. В большинстве случаев придется немного потереть руками или тряпочкой для полной очистки платы.
• После окончания всех вышеперечисленных процедур высушиваете плату и смотрите на качество получившегося чертежа. В случае, если хотя бы 10 – 20% печатных дорожек разорваны (или связи слишком тонкие в сравнении с остальными дорожками), то лучше сделать плату заново (текстолит от тонера можно отмыть растворителем), если разорванных дорожек немного, то их можно дорисовать спиртосодержащим маркером или обычным лаком. Только следует учитывать, что лаком нанести тонкую печатную дорожку врядли получится, а для нормального эффекта от маркера надо повторить процедуру рисования несколько раз, то есть нарисовали дорожку – подождали, пока маркер высохнет и так раз пять.

 

Если Вы удовлетворены качеством полученного рисунка, то можно приступать к травлению печатной платы, который более подробно описан в следующей статье.

Делаем печатную плату

Что такое печатная платa

Печа́тная пла́та (англ. printed circuit board, PCB, или printed wiring board, PWB) — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы.

Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки для монтажа выводных или планарных компонентов. Кроме того, в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения участков фольги, расположенных на разных слоях платы. С внешних сторон на плату обычно нанесены защитное покрытие («паяльная маска») и маркировка (вспомогательный рисунок и текст согласно конструкторской документации).

В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на:

• односторонние (ОПП): имеется только один слой фольги, наклеенной на одну сторону листа диэлектрика.

• двухсторонние (ДПП): два слоя фольги.

• многослойные (МПП): фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика. Многослойные печатные платы получаются склеиванием нескольких односторонних или двухсторонних плат.

По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа, увеличивается количество слоёв на платах.

Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как стеклотекстолит, гетинакс. Также основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие печатные платы применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов. При этом металлическое основание платы крепится к радиатору. В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д), и керамика.

Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон.

Какой материал будем использовать для изготовления плат

Самые распространненые, доступные материалы для изготовления плат — это Гетинакс и Стеклотекстолит. Гетинакс-бумага пропитанная бакелитовым лаком, текстолит стекловолокно с эпоксидкой. Однозначно будем использовать стеклотекстолит!

Стеклотекстолит фольгированный представляет собой листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол и облицованные с двух сторон медной электролитической гальваностойкой фольгой толщиной 35 мкм. Предельно допустимая температура от -60ºС до +105ºС. Имеет очень высокие механические и электроизоляционные свойства, хорошо поддается механической обработке резкой, сверлением, штамповкой.

Стеклотекстолит в основном используется одно или двухсторонний толщиной 1.5мм и с медной фольгой толщиной 35мкм или 18мкм. Мы будем использовать односторонний стеклотекстолит толщиной 0.8мм с фольгой толщиной 35мкм (почему будет подробно рассмотрено далее).

Методы изготовления печатных плат дома

Платы можно изготавливать химическим методом и механическим.

При химическом методе в тех местах где должны быть дорожки (рисунок) на плате на фольгу наносится защитный состав (лак, тонер, краска и т.д.). Далее плата погружается в специальный раствор (хлорное железо, перекись водорода и другие) который «разъедает» медную фольгу, но не действует на защитный состав. В итоге под защитным составом остается медь. Защитный состав в дальнейшем удаляется растворителем и остаётся готовая плата.

При механическом методе используется скальпель (при ручном изготовлении) или фрезерный станок. Специальная фреза делает бороздки на фольге, в итоге оставляя островки с фольгой — необходимый рисунок.

Фрезерные станки довольно дорогое удовольствие, а также сами фрезы дороги и имеют небольшой ресурс. Так что, этот метод мы не будем использовать.

Самый простой химический метод — ручной. Ризографом лаком рисуются дорожки на плате и потом травим раствором. Этот метод не позволяет делать сложные платы, с очень тонкими дорожками — так что это тоже не наш случай.

Следующий метод изготовления плат — с помощью фоторезиста. Это очень распространненая технология (на заводе платы делаются как раз этим методом) и она часто используется в домашних условиях. В интернет очень много статей и методик изготовления плат по этой технологии. Она дает очень хорошие и повторяемые результаты. Однако это тоже не наш вариант. Основная причина — довольно дорогие материалы (фоторезист, который к тому же портится со временем), а также дополнительные инструменты (УФ ламка засветки, ламинатор). Конечно, если у вас будет объемное производство плат дома — то фоторезист вне конкуренции — рекомендуем освоить его. Также стоит отметить, что оборудование и технология фоторезиста позволяет изготовливать шелкографию и защитные маски на платы.

С появлением лазерных принтеров радиолюбители стали активно их использовать для изготовления плат. Как известно, для печати лазерный принтер использует «тонер». Это специальный порошок, который под температурой спекается и прилипает к бумаге — в итоге получается рисунок. Тонер устойчив к различным химическим веществам, это позволяет использовать его как защитное покрытие на поверхности меди.

Итак, наш метод состоит в том, чтобы перенести тонер с бумаги на поверхность медной фольги и потом протравить плату специальным раствором для получения рисунка.

В связи с простотой использования данный метод заслужил очень большое распространение в радиолюбительстве. Если вы наберете в Yandex или Google как перенести тонер с бумаги на плату — то сразу найдёте такой термин как «ЛУТ» — лазерно утюжная технология. Платы по этой технологии делаются так: печатается рисунок дорожек в зеркальном варианте, бумага прикладывается к плате рисунком к меди, сверху данную бумагу гладим утюгом, тонер размягчяется и прилипает к плате. Бумага далее размачивается в воде и плата готова.

В интернет «миллион» статей о том как сделать плату по этой технологии. Но у данной технологии есть много минусов, которые требуют прямых рук и очень долгой пристройки себя к ней. То есть ее надо почувствовать. Платы не выходят с первого раза, получаются через раз. Есть много усовершенствований — использовать ламинатор (с переделкой — в обычном не хватает температуры), которые позволяют добиться очень хороших результатов. Даже есть методы построения специальных термопрессов, но все это опять требует специального оборудования. Основные недостатки ЛУТ технологии:

• перегрев — дорожки растекаются — становятся шире

• недогрев — дорожки остаютяся на бумаге

• бумага «прижаривается» к плате — даже при размокании сложно отходит — в итоге может повредится тонер. Очень много информации в интернете какую бумагу выбрать.

• Пористый тонер — после снятия бумаги в тонере остаются микропоры — через них плата тоже травится — получаются изъеденные дорожки

• повторяемость результата — сегодня отлично, завтра плохо, потом хорошо — стабильного результат добиться очень сложно — нужна строго постоянная температура прогрева тонера, нужно стабильное давление прижима платы.

К слову, у меня этим методом не получилось сделать плату. Пробовал делать и на журналах, и на мелованной бумаге. В итоге даже платы портил — от перегрева вздувалась медь.

В интернет почему-то незаслуженно мало информации про еще один метод переноса тонера — метод холодного химического переноса. Он основан на том факте, что тонер не растворяется спиртом, но растворяется ацетоном. В итоге, если подобрать такую смесь ацетона и спирта, которая будет только размягчать тонер — то его можно «переклеить» на плату с бумаги. Этот метод мне очень понравился и сразу дал свои плоды — первая плата была готова. Однако, как оказалось потом, я нигде не смог найти подробной информации, которая давала бы 100% результат. Нужен такой метод, которым плату мог сделать даже ребёнок. Но на второй раз плату сделать не вышло, потом опять и пришло долго подбирать нужные ингридиенты.

В итоге после долгих была разработана последовательность действий, подобраны все компоненты, которые дают если не 100% то 95% хорошего результата. И самое главное процесс настолько простой, что плату может сделать ребенок полностью самостоятельно. Вот этот метод и будем использовать. (конечно его можно и далее доводить до идеала — если у вас выйдет лучше — то пишите). Плюсы данного метода:

• все реактивы недорогие, доступные и безопасные

• не нужны дополнительные инструменты (утюги, лампы, ламинаторы — ничего, хотя нет – нужна кастрюля)

• нет возможности испортить плату — плата вообще не нагревается

• бумага отходит сама – видно результат перевода тонера — где перевод не вышел

• нет пор в тонере (они заклеиваются бумагой) — соответственно нет протравов

• делаем 1-2-3-4-5 и получаем всегда один и тот же результат — почти 100% повторяемость

Прежде чем начать, посмотрим какие платы нам нужны, и что мы сможем сделать дома данным методом.

Основные требования к изготовленным платам

Мы будем делать приборы на микроконтроллерах, с применением современных датчиков и микросхем. Микросхемы становятся все меньше и меньше. Соответственно необходимо выполнение следующих требований к платам:

• платы должны быть двух сторонними (как правило развести одностороннюю плату очень сложно, сделать дома четырехслойные платы довольно сложно, микроконтроллерам нужен земляной слой для защиты от помех)

• дорожки должны быть толщиной 0.2мм — такого размера вполне достаточно — 0.1мм было бы еще лучше — но есть вероятность протравов, отхода дорожек при пайке

• промежутки между дорожками — 0.2мм — этого достаточно практически для всех схем. Уменьшение зазора до 0.1мм чревато сливанием дорожек и сложностью в контроле платы на замыкания.

Мы не будем использовать защитные маски, а также делать шелкографию — это усложнит производство, и если вы делаете плату для себя, то в этом нет нужды. Опять же в интернет много информации на эту тему, и если есть желание вы можете навести «марафет» самостоятельно.

Мы не будем лудить платы, в этом тоже нет необходимости (если только вы не делаете прибор на 100лет). Для защиты мы будем использовать лак. Основная наша цель — быстро, качественно, дёшево в домашних условиях сделать плату для прибора.

Вот так выглядит готовая плата. сделанная нашим методом — дорожки 0.25 и 0.3, расстояния 0.2

 

Как сделать двухстороннюю плату из 2-ух односторонних

Одна из проблем изготовления двухсторонних плат — это совмещение сторон, так чтобы переходные отверстия совпадали. Обычно для этого делается «бутерброд». На листе бумаги печатается сразу 2 стороны. Лист сгибается пополам, на просвет точно совмещаются стороны с помощью специальных меток. Внутрь вкладывается двухсторонний текстолит. При методе ЛУТ такой бутерброд проглаживается утюгом и получается двухсторонняя плата.

Однако, при методе холодного переноса тонера сам перенос осуществляется с помощью жидкости. И поэтому очень сложно организовать процесс смачивания одной стороны одновременно с другой стороной. Это конечно тоже можно сделать, но с помощью специального приспособления — мини пресса (тисков). Берутся плотные листы бумаги — которые впитывают жидкость для переноса тонера. Листы смачиваются так, чтобы жидкость не капала, и лист держал форму. И дальше делается «бутерброд» – смоченный лист, лист туалетной бумаги для впитывания лишней жидкости, лист с рисунком, плата двухсторонняя, лист с рисунком, лист туалетной бумаги, опять смоченный лист. Все это зажимается вертикально в тиски. Но мы так делать не будем, мы поступим проще.

На форумах по изготовлению плат проскочила очень хорошая мысль — какая проблема делать двухстороннюю плату — берем нож и режем текстолит пополам. Так как стеклотекстолит — это слоеный материал, то это не сложно сделать при опредленной сноровке:

В итоге из одной двухсторонней платы толщиной 1.5мм получаем две односторонние половинки.

Далее делаем две платы, сверлим и все — они идеально совмещены. Ровно разрезать текстолит не всегда получалось, и в итоге пришла идея использовать сразу тонкий односторонний текстолит толщиной 0.8мм. Две половинки потом можно не склеивать, они будут держаться за счет запаяных перемычек в переходных отверстиях, кнопок, разъемов. Но если это необходимо без проблем можно склеить эпоксидным клеем.

Основные плюсы такого похода:

• Текстолит толщиной 0,8мм легко режется ножницами по бумаге! В любую форму, то есть очень легко обрезать под корпус.

• Тонкий текстолит — прозрачный — посветив фонарем снизу можно легко проверить корректность всех дорожек, замыкания, разрывы.

• Паять одну сторону проще — не мешают компоненты на другой стороне и легко можно контролировать спайки выводов микросхем— соединить стороны можно в самом конце

Минусы:

• Сверлить надо в два раза больше отверстий и отверстия могут чуть-чуть не совпасть

• Немного теряется жёсткость конструкции если не склеивать платы, а склеивать не очень удобно

• Односторонний стеклотекстолит толщиной 0. 8мм трудно купить, в основном продается 1.5мм, но если не удалось достать, то можно раскроить ножем более толстый текстолит.

Перейдем к деталям.

Необходимые инструменты и химия

Нам понадобятся следующие ингридиенты:

• стеклотекстолит 0.8мм 1-сторонний

• губка пружинка для мытья посуды

• фейри или другая жидкость для мытья посуды

• ацетон (Не забывайте что его пары ядовиты! Работайте в хорошо провертриваемом помещении!)

• жидкость для снятия лака без ацетона (например ЛАСКА, она точно подходит). Обязательно проверьте жидкость. сейчас очень много подделок, в которые добавлен ацетон. Для проверки надо смочить распечатку на бумаге этой жидкостью, тонер не должен поплыть!

• спирт технический (ИЗОПРОПАНОЛ — Изопропиловый спирт абслолютированный 99. 7% безводный), можно и медицинский, но его сейчас трудно купить

• туалетная бумага мягкая двух-слойная (например Zewa)

• шприц пластиковый на 2-3мл

• фото бумага LOMOND 0102145 85gsm InkJet Photo Paper

• принтер лазерный чернобелый с высоким разрешением — больше 600dpi. Например HP LaserJet P1102. Картридж можно использовать неоригинальный. Например — Profline отлично подходит.

• Ножницы, лучше швейный для раскроя ткани

• сверла 0.6, 0.8, 1мм

• маркер для корректировки плат Edding 140S

• минидрель из моторчика (ниже будет рассказано как ее сделать)

• гидроперит (приобретается в аптеке)

• лимонная кислота (в хозяйсвтенном магазине или супермаркете)

• соль каменная (без йода)

• емкость для травления — например пластиковый контейнер

Теперь когда все это есть, делаем по шагам.

1. Компоновка слоев платы на листе бумаги для печати c помощью InkScape

Inkscape – это высококачественный профессиональный инструмент для работы с векторной графикой для Windows, Mac OS X и Linux. Он широко используется любителями и профессионалами по всему миру для создания иллюстраций, иконок, логотипов, диаграмм, карт, а также веб-графики. Inkscape использует открытый стандарт SVG (Scalable Vector Graphics) от W3C в качестве формата по-умолчанию, а также сам является свободным и открытым программным обеспечением.

Эта программа очень хороша для компоновки рисунка будущей платы. На выходе программы трассировки платы Kicad (или другой) мы получаем рисунок каждого слоя в формате svg или pdf. С помощью этой программы можно импортировать на один лист каждый слой (то есть несколько svg файлов), если необходимо отразить их зеркально и разместить их на листе в нужном количестве. Получившийся рисунок можно сохранить в pdf формате или сразу распечтать.

Давайте посмотрим как это делается.

1. Создаем новый документ в InkScape

2. Выбираем «Файл — Импортировать» и выбираем наши файлы svg слоев платы. ОБЯЗАТЕЛЬНО делать импортирование, иначе можно измениться геометрия рисунка! В итоге получается 2 объекта (можно импортировать по одному):

3. Далее растаскиваем два чертежа и необходимый слой платы (если в Kicad делали оба слоя не зеркальные — то F.Cu слой надо сделать зеркальным) делаем зеркальным (кнопка V — вертикально или H — горизонтально, все равно как, больше для наглядности). Располагаем их рядом, чтобы можно было разрезать — достаточно зазора 2-3мм. Для большей точности можно использовать поля с милиметрами в панели инструментов:

4. Если нам надо поместится в печатную плату определенного размера — то можно сделать прямоугольник нужного размера и внутри его располагать наши рисунки. !Перед печатью нужно удалить все лишние элементы!, если оставить то может в итоге выйти не черный цвет.

5. Лучше сразу печатать 2 копии — чтобы сразу посмотреть какая вышла лучше или если не выйдет с первого раз то останется вторая. В этом редакторе легко можно скопировать и сделать второй экземпляр.

6. Выбираем Файл — сохранить Как — формат PDF и сохраняем. Если вы будете печатать непосредственно из Inkscape, то обязательно проверяйте геометрию, диагональные расстояния сверьте линейкой, иначе плата не выйдет. При печати лучше выбирать Тип печати – ВЕКТОРНЫЙ.

Естественно, если вы например делаете несколько плат сразу, то можно на одном листе расположить нужное количество чертежей.

Небольшие советы:

• Старайтесь оставить отступы от краев, потому что принтер может плохо печатать ближе к краю.

• Если плата небольшая, то лучше разместить так, чтобы рисунок занимал пол страницы, тогда можно лист фотобумаги разрезать на 2 части при печати и использовать 2 раза.

• На печати не должно быть никаких серых областей — все только черно-белое!

• Обязательно проверяйте посадочные места перед изготовлением платы — приложите микросхемы к распечатанным областям на обычном листе бумаги, или прямо к монитору

• Внимательно следите за зеркальным слоем — проверить очень легко — после печати — переверните лист и на просвет убедитесь, что все соответсвует рисунку в Kicad.

• Перед началом изготовления выберите лучшую копию — где больше тонера, где он лучше лежит и т. д.

• Старайтесь, чтобы сама плата была не большой — не больше 10см х 10 см, иначе ее будет сложно равномерно прижать чертеж к плате. То есть если плата большая, лучше сделать каждую сторону за отдельный заход.

• Если что-то пошло не так, не переживайте, все можно повторить заново.

• Оставьте небольшой отступ по длинной стороне итогового чертежа, например 2см, чтобы держать вырезанный рисунок руками.

• Сама плата должно быть хотя бы на 3мм больше с каждого края чертежа

Вот идеальный вариант:

Еще раз напишу — все добавленные прямоугольники необходимо удалить! Оставить только рисунки платы!

2. Печатаем на принтере рисунок платы

Для нашего метода изготовления плат нужна специальная бумага. Ее подбор — это большая сложная работа. Перепробовав разные бумаги: факсовая, журналы, мелованная, обычная, наконец то была найдена идеальная бумага. Какая бумага нам нужна:

• Она должна быть легко доступна

• Недорогая

• Тонкая, и в то же время не рвущаяся при размачивании

• Бумага с глянцевым слоем

• Хорошо и быстро впитывающая влагу (наш раствор), и при этом не коробящаяся при намокании

• Она должна подходить для лазерного принтера, чтобы не мучиться с приклеиванием бумаги и т.  д.

Итак, наш выбор — это бумага фотобумага Lomond (см выше точное название).

Печатать нужно на максимальном расходе тонера. В Windows идем в принтеры, находим нужный принтер и на нем нажимаем правой кнопкой мышки — свойства. Идем на закладку «Параметры устройства» и выбираем плотность печати — максимальная (например 5). В linux такой настройки в драйверах нет, пришлось ставить виртуальную машину с Windows.

Без этой настройки перевод может не получится, и тонер может быть более пористым. При печати также выбираем свойства и чернобелую печать и максимальное разрешение:

Данные настройки могут отличаться для разных принтеров, важно чтобы было максимальное качество печати и расход картриджа. После печати ни в коем случае не трогать руками сам рисунок платы, чтобы не оставить на нем жирных следов!

!При печати PDF файла – обязательно следите за тем, чтобы масштаб был 100% или реальный размер. Adobe PDF любит автоматически размещать на листе меняя масштаб! В этом случае ничего не выйдет.

Теперь вырезаем ножницами рисунок который получился лучше всего. С одного края оставляем 2см бумаги, чтобы держать листок руками (лучше по длинной стороне платы). Режем близко к рисунку 2-3 мм от самого рисунка, чтобы видеть границы рисунка. Кладем его рядом, и он ждет своей участи.

3. Готовим раствор для химического перевода

Сам рецепт очень простой. Берем 2 части жидкости для снятия лака и 1 часть ацетона (например 10мл жидкости и 5мл ацетона). Отмерить можно как угодно — шприцом, мерным стаканчиком. На одну плату 100х50мм идет 2-3мл раствора, так что обычно 30мл хватает на долго, тоесть можно все сразу не смешивать. Хранить такой раствор надо обязательно в плотно закрытой емкости. Очень удобно использовать бутылки стеклянные от физраствора из аптеки с резиновыми крышками:

Ацетон более летучий, так что при длительном хранении может нарушится пропорция. Лучше раствор готовить сразу, и очень долго не хранить. Смешали, немного поболтали и все готово.

4. Готовим стеклотекстолит

На этом этапе лучше сразу подготовить рабочее место где вы будете переводить рисунок на плату. Подойдет стол или табуретка. Сверху лучше положить широкую доску толщиной 2 см или мебельный щит — нужна ровная массивная поверхность. В центр доски кладем 1 лист двухслойной туалетной бумаги.

Для хорошего качества перевода тонера плату необходимо подготовить. Делается это в два этапа. Сначала нашей железной губкой пружинками натираем плату круговыми движениями до блеска. Так как плата у нас тонкая — то лучше положить ее на что-то жесткое. Придерживаем за край и движениями от себя зачищаем плату. Должны уйти все следы окислов, царапины мелкие, отпечатки пальцев. Плата должна блестеть как зеркало, примерно так (для сравнения слева вверху необработанная поверхность):

После этого капаем каплю Фейри в центр платы и хорошо вспениваем руки и саму плату. Моем, трем прямо 2-3 минуты. После этого промываем холодной водой. Держим строго за края платы. Никаких следов от рук остаться не должно. После этого плата готова для перевода. Стряхиваем воду и кладем нашу плату на лист туалетной бумаги, которую мы подготовили. Из шприца выдавливаем пару больших капель нашего раствора на плату и протираем ее куском туалетной бумаги на сухо. На этом этапе следим, чтобы на плату не попали ворсинки, пыль, волосы и т. д. Если у вас грязное помещение, то надо сначала навести порядок.

5. Переводим рисунок

Итак, мы добрались до самого ответственного момента — он него зависит качество полученной платы. Самое приятное тут, что если вдруг что-то пойдет не так, то всегда можно начать сначала и переделать плату заново. Сама плата на этом этапе не портится, и этот этап можно повторять, пока не выйдет идеально.

Переводим рисунок (прежде чем делать — прочитайте несколько раз, делать надо все строго последовательно и быстро).

1. Набираем в шприц наш приготовленный раствор — достаточно около 2-3мл.

2. Кладем нашу подготовленную плату на туалетную бумагу медной поверхностью вверх. На медь наносим с помощью шприца много-много капелек, покрывая всю плату тонким слоем раствора. Шприц здесь очень помогает экономить раствор и равномерно наносить его на плату. Лучше чтобы это была цельная лужа без промежутков.

3. 
   Теперь быстро кладем вырезанный чертеж рисунка платы самим рисунком ВНИЗ и белой стороной бумаги вверх на смоченную раствором плату. Класть лучше держа за тот кусочек, который мы специально оставили. Бумага должна лечь ровно по плате и сразу начнем промокать. Двигать ее в этот момент нельзя! Так что лучше потренироваться с водой, чтобы она ложилась ровно по границе платы.

4. 
   По мере промокания бумаги берем пластиковую карту (например карту скидок какого-то магазина) и проводим ей от того места где мы держим бумагу до края, выдавливая лишнюю жидкость и распрямляя наш чертеж.

5. Теперь начинаем считать до 10, кладем сверху 2 куска туалетной бумаги и через 10 секунд придавливаем нашу плату грузом весом около 3кг. Можно использовать кастрюлю с ровным дном, налив туда воды (лучше теплой) или что-то похожее. Дно должно быть очень ровным. Поставили кастрюлю на плату — и надавали на нее половиной своей массы на секунд 5. Теперь ждем 5 минут.

6. Через 5 минут снимаем кастрюлю и достаем нашу плату. Бумага должна стать практически белой, рисунка почти не видно. Это значит, что она высохла. Если это не так, то пусть полежит досохнет. На ощупь она должна стать полностью сухой.

Очень важно чтобы обе поверхности пресса были ровные без выступов и дырок. У нас должен получится ровный гладкий пресс. Большую массу тут нельзя применять. Я пробовал делать это с грузом в 10кг — дорожки расплывались. Вес груза 3-4 кг является идеальным. Вы можете попробовать разные варианты, пока не набьете руку, но в принципе этот этап получается обычно сразу и легко.

Теперь необходимо удалить бумагу, чтобы рисунок остался на плате. Если попробовать сделать как в методе ЛУТ, поместить плату под теплую воду, чтобы бумага размокла. То бумага размокнет, но на плате останется тонка пленка фото слоя, которая будет мешать травлению. Если его продолжать удалять щеткой или руками, то повысится пористось тонера и не выйдут полигоны. В общем каким то случайным образом получилось снять бумагу другим методом, который отлично работает на 95% (иногда не выходит, но после небольшой сноровки получается с первого раза). Лучше этот этап внимательно посмотреть на видео несколько раз, там подробно видно как все работает. По сути это ключевой момент всей технологии.

Нам понадобится изопропиловый спирт 97% (см выше) и старая зубная щетка. Окунаем щетку в спирт, и смачиваем сверху нашу бумагу. Она становится немного маслянистой, и в отличие от воды остается полностью целой, не разбухает, не размокает. С того края, где у нас была лишняя бумага без рисунка немного отгибаем бумагу и щеткой заливаем спирт между бумагой и платой. Нам надо намочить бумагу сверху спиртом и подлить его между бумагой и платой. Подливаем спирт несколько раз, бумагу можно прижимать обратно к плате, чтобы спирт стал проникать на зону чертежа. Теперь начинаем очень медленно, желательно с равномерной, силой тянуть листок бумаги. Вы должны почувствовать как бумага отходит от тонера, а он остается на плате.

Когда пройдете 1см, то опять подливаем спирт сверху и между бумагой, она должна быть постоянно смоченной. Продолжаем тянуть и подливать сприт, пока вся бумага не отойдет от тонера.

В итоге у вас в руках должна остаться бумага БЕЗ ТОНЕРА. А на плате остаться ТОНЕР. Бумага здесь является контрольным инструментом — если часть тонера отвалится, то он останется на БУМАГЕ! То есть вы сразу увидите, как получилось перевести тонер. Например черная точка — это часть дорожки. Бумага должна быть абсолютно без тонера.

Хороший результат если тонер отвалился с части полигонов — плата подойет. Если тонер отвалился с пары дорожек — то не беда — можно подреставрировать. Если же отошли большие куски — значит что-то не то, малый груз, грязная плата, где-то попали ворсинки. Всю процедуру надо повторить. Тонер надо смыть ацетоном, и опять начать сначала, с подготовки текстолита.

Если у вас небольшие куски тонера отвалились, то проще не переделывать плату, а воспользоваться маркером. Он отлично подкрашивает нужные участки. Красить лучше как бы ставя много точек с небольшим нажимом. Оставленный рисунок должен быть плотный и видным как наплыв черного лака. Красить надо минимум в 2 слоя. Вот на дорожке видим отвалился тонер:

На бумаге тоже это будет видно:

А вот так выглядит плата после реставрации (маркер просто идеальный, в конце фото платы после травления):

Плата готова для травления. На этом этапе вы можете еще раз проверить все хорошо. Возьмите яркий источник света и посветите на плату, и наклоняйте ее из стороный в сторну как бы ловя солнечный зайчик. Если в тонере есть поры, или где-то он плохо прилип, то вы без сомнения увидите отблески меди обычно на полигонах. Это говорит скорее всего о том, что у вас сел картридж или низкое разрешение принтера. Можно оставить — плата скорее всего получится, но дорожки могут быть пористыми или переделать.

В нашем методе после высыхания тонер будет иметь белый налет, на нем остается фото слой — он дополнительно защищает поры тонера. Осталось протравить плату.

Если вдруг у вас не получается этот этап, то все равно плату можно сделать — сняв слой бумаги обычным методом как в ЛУТ технологии — размочив в теплой воде, плата получится хорошо — но будет не так идеально на полигонах.

Внимание! Прежде чем травить плату, еще раз проверьте рисунок, там ли находятся отверстия, те ли корпуса под микросхемы, нет ли разрывов на дорожкам. Тут еще можно все переделать. После того как вы протравите плату, придется только работать ножом и проводками. !При переносе тонера, если сдвинуть бумагу или сильно давить картой при выравнивании, может измениться геометрия рисунка. Обязательно проверьте линейкой по диагональным точкам расстояние!

6. Травим плату

В интернет рассмотрено очень много травильных растворов. Самый известный — хлорное железо. Но так как мы занимаемся платами дома, будем использовать самый чистый и безопасный раствор — перекись водорода. Абсолютно безвредная жидкость, можно выливать в раковину, конечно нельзя ПИТЬ.

Минус у нашего раствора один — его нельзя хранить. То есть готовится он на раз. Но с другой стороны его плюс — недорогая стоимость и доступность всех ингридиентов.

Готовим раствор для травления, лучше это делать например в обычной литровой банке, удобно помешивать.

1. Наливаем в банку 50мл теплой воды.

2. Кладем туда 3 таблетки Гидроперита (1 таблетка 1.5г в упаковке 8 таблеток) и помешиваем круговыми движениями, пока она полностью не растворится! Должен получится 3% раствор перекиси водорода.

3. Кладем 15 грамм Лимонной кислоты (можно 20) и 5 гр (чайную ложку) НЕ ЙОДИРОВННОЙ СОЛИ. Все это опять помешиваем круговыми движениями до полного растворения.

Теперь выливаем этот раствор в плоскую емкость, контейнер, и в него кладем нашу плату. Лучше класть плату дорожками вниз! В этом случае процесс будет идти быстрее. Иначе на поверхности платы будет образовываться нерастворимый осадок, который будет мешать травлению. Сразу должен пойти процесс — вся плата должна покрыться пузырьками. Ждем где-то около 20-30 минут и все должно быть готово. Иногда немного дольше — 40минут. Контролировать процесс очень легко — светим фонариком снизу контейнера, и мы должны увидеть рисунок платы. В процессе травления раствор становится сначала зеленый, а потом, когда вся кислота уже прореагировала и стала солью — синий. Если раствор пенится и пузырится, вы перебрали с солью. Капните туда еще немного перекиси и воды. Сильное пузырение может повредить тонер. Когда пузырение прекратится – плата готова.

Если все протравилось — нет точек лишних и т.д. – то достаем плату, еще раз смотрим внимательно и промываем теплой водой, можно добавить немного соды, чтобы нейтрализовать лимонную кислоту. Если плату вы сразу не будете запаивать, то можно оставить тонер как защиту меди. Второй вариант снять тонер ацетоном и покрыть плату спиртоканифольным флюсом. Качество готовой платы вы можете оценить по этому фото (дорожки 0.25):

7. Сверлим отверстия

Не смотрите на то, какие сверла указаны в KICAD, эти размеры используются при сверлении на заводе, при очень точно центровке. При ручной сверловке, подбирайте сверла как можно меньшего диаметра, по деталям, которые будут в эти отверстия запаиваться (Ориентируйтесь на список свёрел, приведенный ниже).

Посмотрим какие свёрла нам могут понадобиться:

• Сверло диаметр 0.6мм — тоньше сверла не нужны, это самое тонкое которое нужно. Чем тоньше сверло, тем более точно вы попадаете в разметку, поэтому этим сверлом можно сверлить ответсвенные переходные отверстия там где нужна особая точность. Потом отверстие можно рассверлить любым нужным сверлом. Такая двухэтапная сверловка будет гораздо точнее, чем сразу сверлить нужным сверлом. Если брать тонкую проволку на переходные отверстия, то оно подойдет для них (например из витой пары).

• Сверло диаметр 0.7мм — самое ходовое сверло, под все выводные компоненты можно сверлить им — резисторы, конденсаторы, кварцы, монтажные провода, переходные отверстия.

• Сверло диаметр 0.8мм — можно использовать для отверстий под монтажные провода и некоторые разъемы.

• Сверло диаметр 1мм — подходит для разъемов типа PIN 2.54 — штыри. Можно конечно попробовать 0.8 — но его чуть-чуть не хватает.

• Сверло диаметр 2мм — хорошо подходит для монтажных отверстий под маленькие шурупы — крепление платы к корпусу

• Сверло диаметр 3мм — монтажные отверстия под болты М3

Чтобы упростить себе работу, сверлить надо только те отверстия где подходит дорожка, и второе отверстие просверлить уже потом, когда запяете переходные отверстия. Чтобы не склеивать плату, для обеспечения жесткости, можно добавить неоходимые переходы по земляным полигонам по краям платы.

Сверла такого диаметра нельзя зажать в обычную дрель. Нужна специальная мини-дрель. Можно использовать готовые — например Дремель или специальный мини станок для сверления плат, но гораздо проще и дешевле сделать минидрель из моторчика.

Делаем мини дрель

Для того чтобы сделать мини дрель нужен только моторчик и цанговый патрон для маленьких сверл. Мотор лучше выбрать с высокими оборотами — около 10тыс оборотов в минуту. Отличный мотор R380-2580. При 12в питании выдает 14тыс оборотов. Диаметр вала — 2.3мм.

Цанговый патрон бывает двух видов — набор цанг на фиксированный диаметр сверла:

Автоматический цанговый набор:

Мы рекомендуем первый вариант — он дешевле. Далее необходимо к мотору припаять провода и выключатель (лучше кнопку). Кнопку лучше разместить на корпусе, чтобы удобнее было быстро включать и выключать моторчик. Остается подобрать блок питания, можно взять любой блок питания на 7-12в током 1А (можно и меньше), если такого блока питания нет, то может подойти зарядка по USB на 1-2А или батарейка Крона (только надо пробовать — не все зарядки любят моторы, мотор может не запустится).

Дрель готова, можно сверлить. Но вот только необходимо сверлить строго под углом 90градусов. Можно соорудить мини станок — в интернет есть различные схемы:

Но есть более простое решение.

Кондуктор для сверления

Чтобы сверлить ровно под 90 градусов достаточно изготовить кондуктор для сверления. Мы будем делать вот такой:

Изготовить его очень легко. Берем квадратик любого пластика. Кладем нашу дрель на стол или другую ровную поверхность. И сверлим в пластике нужным сверлом отверстие. Важно обеспечить ровное горизонтальное смещение дрели. Можно прислонить моторчик к стене или рейке и пластик тоже. Далее большим сверлом рассверлить отверстие под цангу. С обратной стороны рассверлить или срезать кусок пластика, чтобы было видно сверло. На низ можно приклеить нескользящую поверхность — бумагу или резинку. Такой кондуктор надо сделать под каждое сверло. Это обеспечит идеально точное сверление!

Такой вариант тоже подойдет, срезать сверху часть пластика и срезать уголок снизу.

Вот как производится сверление с его помощью:

Зажимаем сверло так, чтобы оно торчало на 2-3мм при полном погружении цанги. Ставим сверло на место где надо сверлить (при травлении платы у нас будет оставаться метка где сверлить в виде мини отверстия в меди — в Kicad мы специально ставили галку для этого, так что сверло будет само вставать туда), прижимаем кондуктор и включаем мотор — отверстие готово. Для подстветки можно использовать фонарик, положив его на стол.

Как уже мы писали ранее, сверлить можно только отверстия с одной стороны — там где подходят дорожки — вторую половину можно досверлить уже без кондуктора по направляющему первому отверстию. Это немного экономит силы.

8. Лужение платы

Зачем лудить платы — в основном для защиты меди от корозии. Основной минус лужения — перегрев платы, возможная порча дорожек. Если у вас нет паяльной станции — однозначо — не лудите плату! Если она есть, то риск минимальный.

Можно лудить плату сплавом РОЗЕ в кипящей воде, но он дорого стоит и его сложно достать. Лудить лучще обычным припоем. Чтобы сдеалать это качественно, очень тонким слоем надо сделать простое приспособление. Берем кусочек оплетки для выпайки деталей и одеваем ее на жало, прикручиваем проволокой к жалу, чтобы она не соскочила:

Плату покрываем флюсом — например ЛТИ120 и оплетку тоже. Теперь в оплетку набираем олово и ей водим по плате (красим)— получается отличный результат. Но по мере использования оплетка расподается и на плате начинают оставаться ворскинки медные – их обязательно надо убрать, а то будет замыкание! Увидеть это очень легко посветив фонарем с обратной стороны платы. При таком методе хорошо использовать или мощный паяльник (60ват) или сплав РОЗЕ.

В итоге, платы лучше не лудить, а покрывать лаком в самом конце— например PLASTIC 70, или простой акриловый лак купленный в автозапчастях KU-9004:

Тонкий тюнинг метода переноса тонера

В методе есть два момента, которые поддаются тюнингу, и могут не получиться сразу. Для их настройки, необходимо в Kicad сделать тестовую плату, дорожки по квадратной спирали разной толщины, от 0. 3 до 0.1 мм и с разными промежутками, от 0.3 до 0.1 мм. Лучше сразу распечатать несколько таких образцов на одном листе и провести подстройку.

Возможные проблемы, которые мы будем устранять:

1) дорожки могут менять геометрию – растекаться, становится шире, обычно очень не значительно, до 0.1мм – но это не хорошо

2) тонер может плохо прилипать к плате, отходить при снятии бумаги, плохо держаться на плате

Первая и вторая проблема взаимосвязаны. Решаю первую, вы приходите ко второй. Надо найти компромисс.

Дорожки могут растекаться по двум причинам – слишкой большой груз прижима, слишком много ацетона в составе полученной жидкости. В первую очередь надо попробовать уменьшить груз. Минимальный груз – около 800гр, ниже уменьшать не стоит. Соответственно груз кладем без всякого прижима – просто ставим сверху и все. Обязательно должно быть 2-3 слоя туалетной бумаги для хорошего впитывания лишнего раствора. Вы должны добиться того, что после снятия груза, бумага должна быть белая, без фиолетовых подтеков. Такие подтеки говорят о сильном расплавлении тонера. Если грузом отрегулировать не получилось, дорожки все равно расплываются, то увеличиваем долю жидкости для снятия лака в растворе. Можно увеличить до 3 части жидкости и 1 часть ацетона.

Вторая проблема, если нет нарушения геометрии, говорит о недостаточном весе груза или малом количестве ацетона. Начать опять же стоит с груза. Больше 3кг смысла не имеет. Если тонер все равно плохо держится на плате, то надо увеличить количество ацетона.

Эта проблема в основном возникает, когда вы меняете жидкость для снятия лака. К сожалению, это не постоянный и не чистый компонент, но на другой его заменить не получилось. Пробовал заменить его спиртом, но видимо получается не однородная смесь и тонер прилипает какими-то вкраплениями. Также жидкость для снятия лака может содержать ацетон, тогда ее надо будет меньше. В общем, такой тюнинг вам надо будет провести один раз, пока не закончится жидкость.

Плата готова

Если вы не будете сразу запаивать плату, то ее необходимо защитить. Самый простой способ сделать это — покрыть спиртоканифольным флюсом. Перед пайкой это покрытие надо будет снять например изопропиловым спиртом.

Альтернативные варианты

Вы также можете сделать плату:

Дополнительно, сейчас набирает популярность сервис изготовления плат на заказ — например Easy EDA. Если необходима более сложная плата (например 4-х слойная) — то это единственный выход.

⚡️Оригинальный способ изготовления печатных плат |

На чтение 4 мин. Опубликовано 19.10.2017 Обновлено 07.07.2019

В данной статье на сайте предлагается оригинальный способ изготовления печатных плат в процессе производства самодельных радиоэлектронных устройств. Оригинальность его заключается в том, что совершенно не требует дорогостоящего специального оборудования и расходных материалов, а качественные характеристики данного способа переноса рисунка высоки.

Ширина линии проводника может достигать 0,2…0,3 мм. В нестоящее время при изготовлении самодельных радиоэлектронных устройств одним из слабых мест является печатная плата.

Нанесение рисунка печатной платы

Процесс изготовления печатной плоты проходит в два этапа:

1. Нанесение рисунка расположения проводников, соединяющих радиоэлементы на фольгированном текстолите.
2. Травление в растворе хлорного железа не закрашенной части фольги текстолита.

Рассмотрим первый этап изготовления, так как второй не представляет сложности. Обычно рисунок расположения проводников наносится на фольгированный текстолит кислотоупорной краской с помощью тонкой кисти, стеклянного рейсфедера или медицинского шприца. При этом невозможно получить ширину линии проводников меньше 1,5…2 мм, что существенно ограничивает возможность миниатюризации, о внешнем виде рисунка и говорить нечего.

Перенос рисунка печатной платы

Радиоэлектронного устройства на фольгированный текстолит. Оригинальность его заключается в том, что совершенно не требует дорогостоящего специального оборудования и расходных материалов, как на промышленном производстве, а качественные характеристики данного способа переноса рисунка высокие.

Ширина линии проводника может достигать 0,2…0,3 мм и ограничивается лишь возможностями используемого лазерного принтера. Для переноса рисунка на текстолит необходимо специальное устройство вулканизатор, применяемый для вулканизации автомобильных камер.

[info]Компания “ООО”«Техномастер» занимается реализацией высококачественных подшипников различной конфигураций. Приобрести изделия можно как оптом, так и в розницу, к примеру подшипник 6205 2RS в этом магазине стоит значительно меньше, чем у конкурентов.[/info]

Кстати, вулканизатор можно разработать и изготовить самостоятельно. Устройство представляет собой металлический каркас, в нижней части которого находится нагревательный элемент, позволяющий нагреть нижнюю плиту до температуры 100…140°С (рис. 1).

Размеры пресса выбираются произвольно, в зависимости от размеров изготовляемых печатных плат. Верхняя часть устройства представляет собой винтовой пресс, позволяющий прижимать изготовляемую плоту к нагретой плите.

В качестве нагревательного элемента можно приспособить обычный утюг (рис.2) или изготовить этот элемент самостоятельно. Для этого необходим металлический каркас, внутрь которого уложено спираль из нихрома. Для изоляции каркаса от спирали можно применить слюду, стекловолокно, керамику.

Также можно использовать смесь глины (жирной) и маршалита (измельченный огнеупорный кирпич) в соотношении 1:3, разведенную водой. Поддерживать заданную температуру нагревательного элемента можно с помощью терморегулятора, встроенного внутрь нижней плиты. Выйти на необходимую температуру можно, подобрав длину спирали (опытным путем).

Способы нанесения рисунка на печатную плату

Рассмотрим этапы и тонкости донного способа нанесения рисунка. На компьютере разрабатывается рисунок расположения проводников, соединяющих радиоэлементы. Для этого лучше использовать специализированные программы, например LAYOUT 3.0, но можно также Photoshop или Microsoft Word. Распечатать рисунок на лазерном принтере с хорошим качеством в натуральную величину. Бумага подходит только глянцевая, например, с настенных рекламных календарей и плакатов.

Подготовить фольгированный текстолит необходимых размеров. Зачистить поверхность мелкой наждачной шкуркой (лучше использовать наждак ‘0’ на тканевой основе коричневого цвета). Протереть зачищенную поверхность от металлической или иной пыли хлопчатобумажной тканью или марлей.

Очистка спиртом или растворителем в данной технологии не применяется, так как в этих случаях на поверхности металла всегда остается углеводородная пленка, о это мешает термопереносу рисунка.

Марлевым тампоном, смоченным тушью, окрасить поверхность фольги до пепельного цвета тонким слоем. Тушь должна высохнуть сама. В противном случае, если сушить окрашенную Пластину на плите вулканизатора, произойдет необратимая реакция, и после перегрева тушь невозможно будет впоследствии удалить, не повредив перенесенный рисунок. Слой туши необходим для более крепкого сцепления рисунка с фольгой.

Тушь подходит только черная отечественная для чертежных работ.

Положить лист фольгированного текстолита на нагревательный элемент пресса фольгой вверх. Сверху положить распечаток рисунка рисунком вниз. Затем положить лист силиконовой резины толщиной 5… 10 мм. Зажать весь этот ‘бутерброд’ в прессе на 1…2 мин при температуре 100… 140°С (рис.3). Открутить прижимной винт пресса, снять резину. На 30 мин замочить плату в воде.

После размягчения бумаги смыть ее остатки (удалить скатывающими движениями пальцев). Но пальцах не должно быть посторонних абразивных песчинок. Смывать нужно аккуратно, чтобы не повредить рисунок. Проделав эту операцию, стряхнуть лишнюю воду и положить лист текстолита рисунком вверх на горячую поверхность пресса для закрепления на 1…2 мин.

Закрепление обязательно. Смывать горячей водой недопустимо!

Полученное таким способом изображение на фольгированном текстолите не стирается, не смывается водой и спиртом, кислотоустойчиво.Основные причины некачественного термопереноса приведены в таблице. Изготовление печатных плат по данной технологии успешно применяется автором при изготовлении самодельных радиоэлектронных устройств.

Как перенести рисунок на печатную плату

При изготовлении печатных плат дома, самый простой и распространенный метод, это метод ЛУТ.

Этот способ не лишен недостатков. Если тонер нагреть слабо, то он не прилипнет к фольге печатной платы, сильно нагреть- он смажется. Надо подбирать качество печати, если тонера будет много – он размажется, дорожки, при маленьких промежутках, могут слипнуться друг с другом. Плохо прогреть напечатанную плату, и часть дорожек не отпечатается, особенно это часто случается в углах печатных плат.

Я расскажу вам о способе перевода распечатанного рисунка на фольгу без нагрева. Рисунок не будет смазываться, тонер с бумаги переносится весь. Для этого понадобится два дешевых химических компонента: спирт и ацетон.

Вместо ацетона можно использовать любое другое вещество, которое хорошо растворяет тонер.

Спирт не реагирует с тонером, это знает каждый, кто пытался оттереть им печатную плату после травления, но он быстро улетучивается. Он нужен для того, чтобы разбавить ацетон.

Ацетон отлично растворяет тонер и тоже быстро испаряется. Если попытаться использовать его в чистом виде- он смажет ваш рисунок, как на фото.

На печатной плате получится какая-то размазня.

В каких пропорциях смешивать ацетон и спирт?

Понадобится три части ацетона и восемь частей спирта. Все это надо перемешать и залить в какую-нибудь емкость с плотной крышкой. Важно, чтобы емкость не растворялась ацетоном.

Как пользоваться смесью?

Наберите не много получившейся смеси в шприц,

нанесите ее на предварительно зачищенную от окислов и хорошо обезжиренную (это важно), будущую печатную плату (не на распечатку). После этого положите на нее вашу распечатку. Особо можно не торопиться, смесь не выветривается моментально. Слегка нажмите на бумагу, чтобы она полностью прилегла к плате и пропиталась раствором,

подождите 10-15 сек., вы увидите, когда бумага пропитается,

после этого прижмите бумагу сильно, прижимайте бумагу строго перпендикулярно, чтобы она не сдвинулась. Подождите еще 10-20 сек. За это время тонер вступит в реакцию с ацетоном, станет липким и приклеится к плате. Бумажными салфетками промокните остатки жидкости, подождите, пока бумага высохнет, после этого опустите плату в воду, чтобы бумага намокла, и отклейте ее. Весь тонер останется на плате, а бумага будет чистая. После этого промойте плату от остатков ацетона. Все. Можно травить печатную плату.
На фото, я снял бумагу не размачивая ее в воде и тонер местами остался.

При изготовлении печатных плат дома, самый простой и распространенный метод, это метод ЛУТ.

Этот способ не лишен недостатков. Если тонер нагреть слабо, то он не прилипнет к фольге печатной платы, сильно нагреть- он смажется. Надо подбирать качество печати, если тонера будет много – он размажется, дорожки, при маленьких промежутках, могут слипнуться друг с другом. Плохо прогреть напечатанную плату, и часть дорожек не отпечатается, особенно это часто случается в углах печатных плат.

Я расскажу вам о способе перевода распечатанного рисунка на фольгу без нагрева. Рисунок не будет смазываться, тонер с бумаги переносится весь. Для этого понадобится два дешевых химических компонента: спирт и ацетон.

Вместо ацетона можно использовать любое другое вещество, которое хорошо растворяет тонер.

Спирт не реагирует с тонером, это знает каждый, кто пытался оттереть им печатную плату после травления, но он быстро улетучивается. Он нужен для того, чтобы разбавить ацетон.

Ацетон отлично растворяет тонер и тоже быстро испаряется. Если попытаться использовать его в чистом виде- он смажет ваш рисунок, как на фото.

На печатной плате получится какая-то размазня.

В каких пропорциях смешивать ацетон и спирт?

Понадобится три части ацетона и восемь частей спирта. Все это надо перемешать и залить в какую-нибудь емкость с плотной крышкой. Важно, чтобы емкость не растворялась ацетоном.

Как пользоваться смесью?

Наберите не много получившейся смеси в шприц,

нанесите ее на предварительно зачищенную от окислов и хорошо обезжиренную (это важно), будущую печатную плату (не на распечатку). После этого положите на нее вашу распечатку. Особо можно не торопиться, смесь не выветривается моментально. Слегка нажмите на бумагу, чтобы она полностью прилегла к плате и пропиталась раствором,

подождите 10-15 сек., вы увидите, когда бумага пропитается,

после этого прижмите бумагу сильно, прижимайте бумагу строго перпендикулярно, чтобы она не сдвинулась. Подождите еще 10-20 сек. За это время тонер вступит в реакцию с ацетоном, станет липким и приклеится к плате. Бумажными салфетками промокните остатки жидкости, подождите, пока бумага высохнет, после этого опустите плату в воду, чтобы бумага намокла, и отклейте ее. Весь тонер останется на плате, а бумага будет чистая. После этого промойте плату от остатков ацетона. Все. Можно травить печатную плату.
На фото, я снял бумагу не размачивая ее в воде и тонер местами остался.

Здравствуйте, дорогие читатели блога. Сейчас на улице замечательная погода, а у меня прекрасное настроение. Сегодня я хочу вам рассказать о том, как можно изготовить качественные печатные платы в домашних условиях.

Не спорю, что в сети информации на эту тему очень много и, наверное, на каждом радиолюбительском сайте есть описание ЛУТовской технологии. Но из всех этих вариантов я выбрал один, который позволяет мне делать действительно качественные печатные платы не уступающие заводским. В этом варианте нет каких-либо тонкостей способных повлиять на результат. Именно этим методом я хочу с вами поделиться.

Вообще метод изготовления печатных плат с помощью лазерного утюга не сложен. Его суть заключается в способе нанесения защитного рисунка на фольгированный текстолит.

В нашем случае защитный рисунок мы сначала с помощью принтера выводим на фотобумагу, глянцевую ее сторону. Затем в результате нагрева утюгом, размягченный тонер прижаривается к поверхности текстолита. Подробности сего действа читайте далее…

Для изготовления платы по технологии ЛУТ нам понадобится:
фольгированный текстолит (одно- или двухсторонний)
лазерный принтер
утюг
ножницы по металлу
глянцевая фотобумага (Lomond)
растворитель (ацетон, спирт, бензин и т.д.)
наждачная бумага (с мелким абразивом, нулевка вполне подойдет)
сверлилка (обычно моторчик с цанговым патроном)
зубная щетка (очень нужная вещь, не только для здоровья зубов)
хлорное железо
собственно сам рисунок платы нарисованный в Sprint-Layout

Берем в руки ножницы по металлу и вырезаем кусок текстолита по размеру нашей будущей печатной платы. Раньше я резал текстолит ножовкой по металлу, но это, оказалось, по сравнению с ножницами не так удобно, да и пыль текстолитовая очень докучала.

Полученную заготовку печатной платы хорошенько шкурим наждачной бумагой – нулевкой до появления равномерного зеркального блеска. Затем смачиваем кусочек ткани ацетоном, спиртом или каким еще растворителем, тщательно протираем и обезжириваем нашу плату.

Наша задача очистить нашу плату от окислов и “потных рук”. Само собой после этого стараемся руками нашу плату не трогать.

Подготовка рисунка печатной платы и перенос на текстолит.

Нарисованный заранее рисунок печатной платы, мы распечатываем на фотобумагу. Причем в принтере отключаем режим экономии тонера, а рисунок выводим на глянцевой стороне фотобумаги.

Теперь достаем из-под стола утюг и включаем в сеть, пускай нагревается. Свежераспечатанный лист бумаги ложим на текстолит рисунком вниз и начинаем проглаживать утюгом. С фотобумагой, в отличие от кальки, подложки от самоклейки церемониться не нужно, “елозим” утюгом до начала пожелтения бумаги.

Здесь можно не бояться передержать плату, или переборщить с давлением. После берем этот бутерброд с прижаренной бумагой и несем его в ванную. Под струей теплой воды подушечками пальцев начинаем скатывать бумагу. Далее берем в руки заготовленную зубную щетку и хорошенько проходим ею по поверхности платы. Наша задача содрать белый меловой слой с поверхности рисунка.

Просушиваем плату и под яркой лампой хорошенько проверяем.

Зачастую меловой слой сдирается с первого раза зубной щеткой, но бывает, что этого оказывается недостаточно. В этом случае можно воспользоваться изолентой. Белесые волокна налипают на изоленту оставляя нашу платку чистой.

Для приготовления травящего раствора нам понадобится хлорное железо FeCL3.

Перенос схемы на печатную плату

Печатная плата – изготовление в домашних условиях

Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.

Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.

Технология ручного способа нанесения дорожек печатной платы

Подготовка шаблона

Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощь любого клея, например ПВА или Момент.

Далее плотная бумага вырезается по контуру приклеенного рисунка и шаблон для сверления готов.

Вырезание заготовки

Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.

Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.

Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.

Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.

Сверление отверстий

Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини сверлильного станка твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь.

Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки.

После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет. Как видно, пропущенных отверстий нет.

Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе. Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера.

Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги так же нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.

После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами – стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью.

Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии.

Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой. Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения.

Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм наполняется с помощью кисточки краской. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать. Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием красу нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям.

После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.

При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. чтобы обрисовать все отверстия на этой печатной плате окружностями понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.

Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера. Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки.

Единственное, что дополнительно понадобится, так это плоская линейка, с приклеенными на одной из ее сторон по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка при работе не скользила и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно проходить под ней. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки.

Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.

Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления. В летнее время года – под лучи солнца.

Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению.

При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера бумага прокатывается между валиками, один из которых является термопечкой, разогретой до температуры 180-220°C. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Если бумагу опять нагреть до 180-220°C, то тонер опять станет жидким. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.

После того, как файл с рисуночком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель. Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.

Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату

Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.

В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.

Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью, нужно выполнить настройку «Свойств принтера», отключив режим экономной печати, а если такая функция не доступна, то выбрать самый грубый тип бумаги, например картон или что то подобное. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.

Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит.

Перенос рисунка с бумаги на стеклотекстолит

Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом. Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Далее этот бутерброд разогревается до температуры 180-220°C и затем охлаждается до комнатной. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате.

Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг. Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера. В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг не достаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей сто процентный результат.

На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги. Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.

Осталось нагреть сделанный бутерброд до температуры 200°C и остудить. Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.

Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги.

Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами. чтобы избежать подобного явления, лучше печатную плату зажимать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно.

Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично. Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки.

Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.

Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.

Травить печатную плату в домашних условиях лучше всего в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер с печатных дорожек легко удаляется тампоном, смоченным в ацетоне.

Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие дорожки и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.

Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. Получился блок питания и коммутации для электронной системы, дополняющий обыкновенный унитаз функцией биде.

Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический способ. Печатная плата помещается в травильный раствор и за счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.

Рецепты травильных растворов

В зависимости от доступности компонентов радиолюбители применяют один из растворов, приведенных в таблице ниже. Травильные растворы расположены в порядке популярности их применения радиолюбителями в домашних условиях.

Травить печатные платы в металлической посуде не допускается. Для этого нужно использовать емкость из стекла, керамики или пластика. Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.

Травильный раствор из перекиси водорода и лимонной кислоты

Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в ней лимонной кислотой является самым безопасным, доступным и быстро работающим. Из всех перечисленных растворов по всем критериям это лучший.

Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно в 100 мл воды растворить 6 таблеток весом 1,5 грамма.

Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетиках весом 30 или 50 грамм. Поваренная соль найдется в любом доме. 100 мл травильного раствора хватит на удаление медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см2. Отработанный раствор не хранится и повторному использованию не подлежит. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее едкого запаха травить печатную плату придется на открытом воздухе.

Травильный раствор на основе хлорного железа

Вторым по популярности травильным раствором является водный раствор хлорного железа. Ранее он был самым популярным, так как на любом промышленном предприятии хлорное железо было легко достать.

Травильный раствор не требователен к температуре, травит достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа в растворе.

Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому из воздуха быстро впитывает воду. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента и такое хлорное железо пригодно для приготовления травильного раствора.

Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно использовать многократно. Подлежит регенерации, достаточно в раствор насыпать железных гвоздей (они сразу покроются рыхлым слоем меди). При попадании на любые поверхности оставляет трудноудаляемые желтые пятна. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже в связи с его дороговизной.

Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты

Отличный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном помешивании вливают в 3% водный раствор перекиси водорода тоненькой струйкой. Вливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении платы нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает. По этой причине травильный раствор с соляной кислотой в домашних условиях использовать не рекомендуется.

Метод изготовления печатных плат с применение медного купороса обычно используют в случае невозможности изготовления травильного растворов на основе других компонентов из-за их недоступности. Медный купорос является ядохимикатом и широко применяется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. В дополнение время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора 50-80°С и обеспечить постоянную смену раствора у стравливаемой поверхности.

Технология травления печатных плат

Для травления платы в любом из вышеперечисленных травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например от молочных продуктов питания. Если под рукой подходящего размера емкости не оказалось, то можно взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и выстелить ее внутренность полиэтиленовой пленкой. В емкость наливается травильный раствор и на его поверхность аккуратно рисунком вниз кладется печатная плата. За счет сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса плата будет плавать.

Для удобства к центру платы клеем момент можно приклеить пробку от пластиковой бутылки. Пробка одновременно будет служить ручкой и поплавком. Но тут есть опасность, что на плате образуются пузырьки воздуха и в этих местах медь не вытравится.

Чтобы обеспечить равномерное вытравливание меди можно положить печатную плату на дно емкости вверх рисунком и периодически покачивать ванночку рукой. Через некоторое время, в зависимости от травильного раствора, начнут появляться участки без меди, а затем медь растворится полностью на всей поверхности печатной платы.

После окончательного растворения меди в травильном растворе печатную плату извлекают из ванночки и тщательно промывают под струей проточной воды. Тонер удаляется с дорожек ветошью, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется ветошью, смоченной в растворителе, который добавлялся в краску для получения нужной ее консистенции.

Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей

Следующий шаг, это подготовка печатной платы к монтажу радиоэлементов. После снятия с платы краски, дорожки нужно обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и можно легко их сточить. Достаточно всего нескольких проходов абразивом со слабым прижимом.

Далее токоведущие дорожки и контактные площадки печатной платы покрываются спирто-канифольным флюсом и лудятся мягким припоем эклектическим паяльником. чтобы отверстия на печатной плате, не затягивались припоем, его на жало паяльника нужно брать немного.

После завершения изготовления печатной платы, останется только вставить в предназначенные позиции радиодетали и запаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей нужно обязательно смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то их нужно перед пайкой обрезать бокорезами до длины выступания над поверхностью печатной платы 1-1,5 мм. После окончания монтажа деталей нужно удалить остатки канифоли с помощью любого растворителя – спирта, уайт-спирта или ацетона. Они все успешно растворяю канифоль.

Подробно о технологии пайки на примерах пайки деталей, о марках припоев и флюсов, устройстве и ремонте паяльников Вы можете узнать из цикла статей раздела «Как паять паяльником».

На воплощение этой простой схемы емкостного реле от разводки дорожек для изготовления печатной платы до создания действующего образца ушло не более пяти часов, гораздо меньше, чем на верстку этой страницы.

ydoma.info

Перевод рисунка печатной платы без нагрева

При изготовлении печатных плат дома, самый простой и распространенный метод, это метод ЛУТ.Этот способ не лишен недостатков. Если тонер нагреть слабо, то он не прилипнет к фольге печатной платы, сильно нагреть- он смажется. Надо подбирать качество печати, если тонера будет много – он размажется, дорожки, при маленьких промежутках, могут слипнуться друг с другом. Плохо прогреть напечатанную плату, и часть дорожек не отпечатается, особенно это часто случается в углах печатных плат.Я расскажу вам о способе перевода распечатанного рисунка на фольгу без нагрева. Рисунок не будет смазываться, тонер с бумаги переносится весь. Для этого понадобится два дешевых химических компонента: спирт и ацетон. Вместо ацетона можно использовать любое другое вещество, которое хорошо растворяет тонер.Спирт не реагирует с тонером, это знает каждый, кто пытался оттереть им печатную плату после травления, но он быстро улетучивается. Он нужен для того, чтобы разбавить ацетон.Ацетон отлично растворяет тонер и тоже быстро испаряется. Если попытаться использовать его в чистом виде- он смажет ваш рисунок, как на фото. На печатной плате получится какая-то размазня.

В каких пропорциях смешивать ацетон и спирт?

Понадобится три части ацетона и восемь частей спирта. Все это надо перемешать и залить в какую-нибудь емкость с плотной крышкой. Важно, чтобы емкость не растворялась ацетоном.

Как пользоваться смесью?

Наберите не много получившейся смеси в шприц, нанесите ее на предварительно зачищенную от окислов и хорошо обезжиренную (это важно), будущую печатную плату (не на распечатку). После этого положите на нее вашу распечатку. Особо можно не торопиться, смесь не выветривается моментально. Слегка нажмите на бумагу, чтобы она полностью прилегла к плате и пропиталась раствором, подождите 10-15 сек., вы увидите, когда бумага пропитается, после этого прижмите бумагу сильно, прижимайте бумагу строго перпендикулярно, чтобы она не сдвинулась. Подождите еще 10-20 сек. За это время тонер вступит в реакцию с ацетоном, станет липким и приклеится к плате. Бумажными салфетками промокните остатки жидкости, подождите, пока бумага высохнет, после этого опустите плату в воду, чтобы бумага намокла, и отклейте ее. Весь тонер останется на плате, а бумага будет чистая. После этого промойте плату от остатков ацетона. Все. Можно травить печатную плату.На фото, я снял бумагу не размачивая ее в воде и тонер местами остался.

Facebook

ВКонтакте

Twitter

ОК

+73

usamodelkina.ru

Делаем печатную плату

Печа́тная пла́та (англ. printed circuit board, PCB, или printed wiring board, PWB) — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки для монтажа выводных или планарных компонентов. Кроме того, в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения участков фольги, расположенных на разных слоях платы. С внешних сторон на плату обычно нанесены защитное покрытие («паяльная маска») и маркировка (вспомогательный рисунок и текст согласно конструкторской документации).

В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на:

• односторонние (ОПП): имеется только один слой фольги, наклеенной на одну сторону листа диэлектрика.

• двухсторонние (ДПП): два слоя фольги.

• многослойные (МПП): фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика. Многослойные печатные платы получаются склеиванием нескольких односторонних или двухсторонних плат.

По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа, увеличивается количество слоёв на платах.

Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как стеклотекстолит, гетинакс. Также основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие печатные платы применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов. При этом металлическое основание платы крепится к радиатору. В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д), и керамика. Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон.

Какой материал будем использовать для изготовления плат

Самые распространненые, доступные материалы для изготовления плат — это Гетинакс и Стеклотекстолит. Гетинакс-бумага пропитанная бакелитовым лаком, текстолит стекловолокно с эпоксидкой. Однозначно будем использовать стеклотекстолит!

Стеклотекстолит фольгированный представляет собой листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол и облицованные с двух сторон медной электролитической гальваностойкой фольгой толщиной 35 мкм. Предельно допустимая температура от -60ºС до +105ºС. Имеет очень высокие механические и электроизоляционные свойства, хорошо поддается механической обработке резкой, сверлением, штамповкой.

Стеклотекстолит в основном используется одно или двухсторонний толщиной 1.5мм и с медной фольгой толщиной 35мкм или 18мкм. Мы будем использовать односторонний стеклотекстолит толщиной 0.8мм с фольгой толщиной 35мкм (почему будет подробно рассмотрено далее).

Методы изготовления печатных плат дома

Платы можно изготавливать химическим методом и механическим.

При химическом методе в тех местах где должны быть дорожки (рисунок) на плате на фольгу наносится защитный состав (лак, тонер, краска и т.д.). Далее плата погружается в специальный раствор (хлорное железо, перекись водорода и другие) который «разъедает» медную фольгу, но не действует на защитный состав. В итоге под защитным составом остается медь. Защитный состав в дальнейшем удаляется растворителем и остаётся готовая плата.

При механическом методе используется скальпель (при ручном изготовлении) или фрезерный станок. Специальная фреза делает бороздки на фольге, в итоге оставляя островки с фольгой — необходимый рисунок.

Фрезерные станки довольно дорогое удовольствие, а также сами фрезы дороги и имеют небольшой ресурс. Так что, этот метод мы не будем использовать.

Самый простой химический метод — ручной. Ризографом лаком рисуются дорожки на плате и потом травим раствором. Этот метод не позволяет делать сложные платы, с очень тонкими дорожками — так что это тоже не наш случай.

Следующий метод изготовления плат — с помощью фоторезиста. Это очень распространненая технология (на заводе платы делаются как раз этим методом) и она часто используется в домашних условиях. В интернет очень много статей и методик изготовления плат по этой технологии. Она дает очень хорошие и повторяемые результаты. Однако это тоже не наш вариант. Основная причина — довольно дорогие материалы (фоторезист, который к тому же портится со временем), а также дополнительные инструменты (УФ ламка засветки, ламинатор). Конечно, если у вас будет объемное производство плат дома — то фоторезист вне конкуренции — рекомендуем освоить его. Также стоит отметить, что оборудование и технология фоторезиста позволяет изготовливать шелкографию и защитные маски на платы.

С появлением лазерных принтеров радиолюбители стали активно их использовать для изготовления плат. Как известно, для печати лазерный принтер использует «тонер». Это специальный порошок, который под температурой спекается и прилипает к бумаге — в итоге получается рисунок. Тонер устойчив к различным химическим веществам, это позволяет использовать его как защитное покрытие на поверхности меди.

Итак, наш метод состоит в том, чтобы перенести тонер с бумаги на поверхность медной фольги и потом протравить плату специальным раствором для получения рисунка.

В связи с простотой использования данный метод заслужил очень большое распространение в радиолюбительстве. Если вы наберете в Yandex или Google как перенести тонер с бумаги на плату — то сразу найдёте такой термин как «ЛУТ» — лазерно утюжная технология. Платы по этой технологии делаются так: печатается рисунок дорожек в зеркальном варианте, бумага прикладывается к плате рисунком к меди, сверху данную бумагу гладим утюгом, тонер размягчяется и прилипает к плате. Бумага далее размачивается в воде и плата готова.

В интернет «миллион» статей о том как сделать плату по этой технологии. Но у данной технологии есть много минусов, которые требуют прямых рук и очень долгой пристройки себя к ней. То есть ее надо почувствовать. Платы не выходят с первого раза, получаются через раз. Есть много усовершенствований — использовать ламинатор (с переделкой — в обычном не хватает температуры), которые позволяют добиться очень хороших результатов. Даже есть методы построения специальных термопрессов, но все это опять требует специального оборудования. Основные недостатки ЛУТ технологии:

• перегрев — дорожки растекаются — становятся шире

• недогрев — дорожки остаютяся на бумаге

• бумага «прижаривается» к плате — даже при размокании сложно отходит — в итоге может повредится тонер. Очень много информации в интернете какую бумагу выбрать.

• Пористый тонер — после снятия бумаги в тонере остаются микропоры — через них плата тоже травится — получаются изъеденные дорожки

• повторяемость результата — сегодня отлично, завтра плохо, потом хорошо — стабильного результат добиться очень сложно — нужна строго постоянная температура прогрева тонера, нужно стабильное давление прижима платы.

К слову, у меня этим методом не получилось сделать плату. Пробовал делать и на журналах, и на мелованной бумаге. В итоге даже платы портил — от перегрева вздувалась медь.

В интернет почему-то незаслуженно мало информации про еще один метод переноса тонера — метод холодного химического переноса. Он основан на том факте, что тонер не растворяется спиртом, но растворяется ацетоном. В итоге, если подобрать такую смесь ацетона и спирта, которая будет только размягчать тонер — то его можно «переклеить» на плату с бумаги. Этот метод мне очень понравился и сразу дал свои плоды — первая плата была готова. Однако, как оказалось потом, я нигде не смог найти подробной информации, которая давала бы 100% результат. Нужен такой метод, которым плату мог сделать даже ребёнок. Но на второй раз плату сделать не вышло, потом опять и пришло долго подбирать нужные ингридиенты.

В итоге после долгих была разработана последовательность действий, подобраны все компоненты, которые дают если не 100% то 95% хорошего результата. И самое главное процесс настолько простой, что плату может сделать ребенок полностью самостоятельно. Вот этот метод и будем использовать. (конечно его можно и далее доводить до идеала — если у вас выйдет лучше — то пишите). Плюсы данного метода:

• все реактивы недорогие, доступные и безопасные

• не нужны дополнительные инструменты (утюги, лампы, ламинаторы — ничего, хотя нет – нужна кастрюля)

• нет возможности испортить плату — плата вообще не нагревается

• бумага отходит сама – видно результат перевода тонера — где перевод не вышел

• нет пор в тонере (они заклеиваются бумагой) — соответственно нет протравов

• делаем 1-2-3-4-5 и получаем всегда один и тот же результат — почти 100% повторяемость

Прежде чем начать, посмотрим какие платы нам нужны, и что мы сможем сделать дома данным методом.

Основные требования к изготовленным платам

Мы будем делать приборы на микроконтроллерах, с применением современных датчиков и микросхем. Микросхемы становятся все меньше и меньше. Соответственно необходимо выполнение следующих требований к платам:

• платы должны быть двух сторонними (как правило развести одностороннюю плату очень сложно, сделать дома четырехслойные платы довольно сложно, микроконтроллерам нужен земляной слой для защиты от помех)

• дорожки должны быть толщиной 0.2мм — такого размера вполне достаточно — 0.1мм было бы еще лучше — но есть вероятность протравов, отхода дорожек при пайке

• промежутки между дорожками — 0.2мм — этого достаточно практически для всех схем. Уменьшение зазора до 0.1мм чревато сливанием дорожек и сложностью в контроле платы на замыкания.

Мы не будем использовать защитные маски, а также делать шелкографию — это усложнит производство, и если вы делаете плату для себя, то в этом нет нужды. Опять же в интернет много информации на эту тему, и если есть желание вы можете навести «марафет» самостоятельно.

Мы не будем лудить платы, в этом тоже нет необходимости (если только вы не делаете прибор на 100лет). Для защиты мы будем использовать лак. Основная наша цель — быстро, качественно, дёшево в домашних условиях сделать плату для прибора.

Вот так выглядит готовая плата. сделанная нашим методом — дорожки 0.25 и 0.3, расстояния 0.2

Как сделать двухстороннюю плату из 2-ух односторонних

Одна из проблем изготовления двухсторонних плат — это совмещение сторон, так чтобы переходные отверстия совпадали. Обычно для этого делается «бутерброд». На листе бумаги печатается сразу 2 стороны. Лист сгибается пополам, на просвет точно совмещаются стороны с помощью специальных меток. Внутрь вкладывается двухсторонний текстолит. При методе ЛУТ такой бутерброд проглаживается утюгом и получается двухсторонняя плата.

Однако, при методе холодного переноса тонера сам перенос осуществляется с помощью жидкости. И поэтому очень сложно организовать процесс смачивания одной стороны одновременно с другой стороной. Это конечно тоже можно сделать, но с помощью специального приспособления — мини пресса (тисков). Берутся плотные листы бумаги — которые впитывают жидкость для переноса тонера. Листы смачиваются так, чтобы жидкость не капала, и лист держал форму. И дальше делается «бутерброд» – смоченный лист, лист туалетной бумаги для впитывания лишней жидкости, лист с рисунком, плата двухсторонняя, лист с рисунком, лист туалетной бумаги, опять смоченный лист. Все это зажимается вертикально в тиски. Но мы так делать не будем, мы поступим проще.

На форумах по изготовлению плат проскочила очень хорошая мысль — какая проблема делать двухстороннюю плату — берем нож и режем текстолит пополам. Так как стеклотекстолит — это слоеный материал, то это не сложно сделать при опредленной сноровке:

В итоге из одной двухсторонней платы толщиной 1.5мм получаем две односторонние половинки.

Далее делаем две платы, сверлим и все — они идеально совмещены. Ровно разрезать текстолит не всегда получалось, и в итоге пришла идея использовать сразу тонкий односторонний текстолит толщиной 0.8мм. Две половинки потом можно не склеивать, они будут держаться за счет запаяных перемычек в переходных отверстиях, кнопок, разъемов. Но если это необходимо без проблем можно склеить эпоксидным клеем.

Основные плюсы такого похода:

• Текстолит толщиной 0,8мм легко режется ножницами по бумаге! В любую форму, то есть очень легко обрезать под корпус.

• Тонкий текстолит — прозрачный — посветив фонарем снизу можно легко проверить корректность всех дорожек, замыкания, разрывы.

• Паять одну сторону проще — не мешают компоненты на другой стороне и легко можно контролировать спайки выводов микросхем— соединить стороны можно в самом конце

Минусы:

• Сверлить надо в два раза больше отверстий и отверстия могут чуть-чуть не совпасть

• Немного теряется жёсткость конструкции если не склеивать платы, а склеивать не очень удобно

• Односторонний стеклотекстолит толщиной 0.8мм трудно купить, в основном продается 1.5мм, но если не удалось достать, то можно раскроить ножем более толстый текстолит.

Перейдем к деталям.

Необходимые инструменты и химия

Нам понадобятся следующие ингридиенты:

• стеклотекстолит 0.8мм 1-сторонний

• губка пружинка для мытья посуды

• фейри или другая жидкость для мытья посуды

• ацетон (Не забывайте что его пары ядовиты! Работайте в хорошо провертриваемом помещении!)

• жидкость для снятия лака без ацетона (например ЛАСКА, она точно подходит). Обязательно проверьте жидкость. сейчас очень много подделок, в которые добавлен ацетон. Для проверки надо смочить распечатку на бумаге этой жидкостью, тонер не должен поплыть!

• спирт технический (ИЗОПРОПАНОЛ — Изопропиловый спирт абслолютированный 99.7% безводный), можно и медицинский, но его сейчас трудно купить

• туалетная бумага мягкая двух-слойная (например Zewa)

• шприц пластиковый на 2-3мл

• фото бумага LOMOND 0102145 85gsm InkJet Photo Paper

• принтер лазерный чернобелый с высоким разрешением — больше 600dpi. Например HP LaserJet P1102. Картридж можно использовать неоригинальный. Например — Profline отлично подходит.

• Ножницы, лучше швейный для раскроя ткани

• сверла 0.6, 0.8, 1мм

• маркер для корректировки плат Edding 140S

• минидрель из моторчика (ниже будет рассказано как ее сделать)

• гидроперит (приобретается в аптеке)

• лимонная кислота (в хозяйсвтенном магазине или супермаркете)

• соль каменная (без йода)

• емкость для травления — например пластиковый контейнер

Теперь когда все это есть, делаем по шагам.

1. Компоновка слоев платы на листе бумаги для печати c помощью InkScape

Inkscape – это высококачественный профессиональный инструмент для работы с векторной графикой для Windows, Mac OS X и Linux. Он широко используется любителями и профессионалами по всему миру для создания иллюстраций, иконок, логотипов, диаграмм, карт, а также веб-графики. Inkscape использует открытый стандарт SVG (Scalable Vector Graphics) от W3C в качестве формата по-умолчанию, а также сам является свободным и открытым программным обеспечением.

Эта программа очень хороша для компоновки рисунка будущей платы. На выходе программы трассировки платы Kicad (или другой) мы получаем рисунок каждого слоя в формате svg или pdf. С помощью этой программы можно импортировать на один лист каждый слой (то есть несколько svg файлов), если необходимо отразить их зеркально и разместить их на листе в нужном количестве. Получившийся рисунок можно сохранить в pdf формате или сразу распечтать.

Давайте посмотрим как это делается.

1. Создаем новый документ в InkScape

2. Выбираем «Файл — Импортировать» и выбираем наши файлы svg слоев платы. ОБЯЗАТЕЛЬНО делать импортирование, иначе можно измениться геометрия рисунка! В итоге получается 2 объекта (можно импортировать по одному):

3. Далее растаскиваем два чертежа и необходимый слой платы (если в Kicad делали оба слоя не зеркальные — то F.Cu слой надо сделать зеркальным) делаем зеркальным (кнопка V — вертикально или H — горизонтально, все равно как, больше для наглядности). Располагаем их рядом, чтобы можно было разрезать — достаточно зазора 2-3мм. Для большей точности можно использовать поля с милиметрами в панели инструментов:

4. Если нам надо поместится в печатную плату определенного размера — то можно сделать прямоугольник нужного размера и внутри его располагать наши рисунки. !Перед печатью нужно удалить все лишние элементы!, если оставить то может в итоге выйти не черный цвет.

5. Лучше сразу печатать 2 копии — чтобы сразу посмотреть какая вышла лучше или если не выйдет с первого раз то останется вторая. В этом редакторе легко можно скопировать и сделать второй экземпляр.

6. Выбираем Файл — сохранить Как — формат PDF и сохраняем. Если вы будете печатать непосредственно из Inkscape, то обязательно проверяйте геометрию, диагональные расстояния сверьте линейкой, иначе плата не выйдет. При печати лучше выбирать Тип печати – ВЕКТОРНЫЙ.

Естественно, если вы например делаете несколько плат сразу, то можно на одном листе расположить нужное количество чертежей.

Небольшие советы:

• Старайтесь оставить отступы от краев, потому что принтер может плохо печатать ближе к краю.

• Если плата небольшая, то лучше разместить так, чтобы рисунок занимал пол страницы, тогда можно лист фотобумаги разрезать на 2 части при печати и использовать 2 раза.

• На печати не должно быть никаких серых областей — все только черно-белое!

• Обязательно проверяйте посадочные места перед изготовлением платы — приложите микросхемы к распечатанным областям на обычном листе бумаги, или прямо к монитору

• Внимательно следите за зеркальным слоем — проверить очень легко — после печати — переверните лист и на просвет убедитесь, что все соответсвует рисунку в Kicad.

• Перед началом изготовления выберите лучшую копию — где больше тонера, где он лучше лежит и т. д.

• Старайтесь, чтобы сама плата была не большой — не больше 10см х 10 см, иначе ее будет сложно равномерно прижать чертеж к плате. То есть если плата большая, лучше сделать каждую сторону за отдельный заход.

• Если что-то пошло не так, не переживайте, все можно повторить заново.

• Оставьте небольшой отступ по длинной стороне итогового чертежа, например 2см, чтобы держать вырезанный рисунок руками.

• Сама плата должно быть хотя бы на 3мм больше с каждого края чертежа

Вот идеальный вариант:

Еще раз напишу — все добавленные прямоугольники необходимо удалить! Оставить только рисунки платы!

2. Печатаем на принтере рисунок платы

Для нашего метода изготовления плат нужна специальная бумага. Ее подбор — это большая сложная работа. Перепробовав разные бумаги: факсовая, журналы, мелованная, обычная, наконец то была найдена идеальная бумага. Какая бумага нам нужна:

• Она должна быть легко доступна

• Недорогая

• Тонкая, и в то же время не рвущаяся при размачивании

• Бумага с глянцевым слоем

• Хорошо и быстро впитывающая влагу (наш раствор), и при этом не коробящаяся при намокании

• Она должна подходить для лазерного принтера, чтобы не мучиться с приклеиванием бумаги и т. д.

Итак, наш выбор — это бумага фотобумага Lomond (см выше точное название).

Печатать нужно на максимальном расходе тонера. В Windows идем в принтеры, находим нужный принтер и на нем нажимаем правой кнопкой мышки — свойства. Идем на закладку «Параметры устройства» и выбираем плотность печати — максимальная (например 5). В linux такой настройки в драйверах нет, пришлось ставить виртуальную машину с Windows.

Без этой настройки перевод может не получится, и тонер может быть более пористым. При печати также выбираем свойства и чернобелую печать и максимальное разрешение:

Данные настройки могут отличаться для разных принтеров, важно чтобы было максимальное качество печати и расход картриджа. После печати ни в коем случае не трогать руками сам рисунок платы, чтобы не оставить на нем жирных следов!

!При печати PDF файла – обязательно следите за тем, чтобы масштаб был 100% или реальный размер. Adobe PDF любит автоматически размещать на листе меняя масштаб! В этом случае ничего не выйдет.

Теперь вырезаем ножницами рисунок который получился лучше всего. С одного края оставляем 2см бумаги, чтобы держать листок руками (лучше по длинной стороне платы). Режем близко к рисунку 2-3 мм от самого рисунка, чтобы видеть границы рисунка. Кладем его рядом, и он ждет своей участи.

3. Готовим раствор для химического перевода

Сам рецепт очень простой. Берем 2 части жидкости для снятия лака и 1 часть ацетона (например 10мл жидкости и 5мл ацетона). Отмерить можно как угодно — шприцом, мерным стаканчиком. На одну плату 100х50мм идет 2-3мл раствора, так что обычно 30мл хватает на долго, тоесть можно все сразу не смешивать. Хранить такой раствор надо обязательно в плотно закрытой емкости. Очень удобно использовать бутылки стеклянные от физраствора из аптеки с резиновыми крышками:

Ацетон более летучий, так что при длительном хранении может нарушится пропорция. Лучше раствор готовить сразу, и очень долго не хранить. Смешали, немного поболтали и все готово.

4. Готовим стеклотекстолит

На этом этапе лучше сразу подготовить рабочее место где вы будете переводить рисунок на плату. Подойдет стол или табуретка. Сверху лучше положить широкую доску толщиной 2 см или мебельный щит — нужна ровная массивная поверхность. В центр доски кладем 1 лист двухслойной туалетной бумаги.

Для хорошего качества перевода тонера плату необходимо подготовить. Делается это в два этапа. Сначала нашей железной губкой пружинками натираем плату круговыми движениями до блеска. Так как плата у нас тонкая — то лучше положить ее на что-то жесткое. Придерживаем за край и движениями от себя зачищаем плату. Должны уйти все следы окислов, царапины мелкие, отпечатки пальцев. Плата должна блестеть как зеркало, примерно так (для сравнения слева вверху необработанная поверхность):

После этого капаем каплю Фейри в центр платы и хорошо вспениваем руки и саму плату. Моем, трем прямо 2-3 минуты. После этого промываем холодной водой. Держим строго за края платы. Никаких следов от рук остаться не должно. После этого плата готова для перевода. Стряхиваем воду и кладем нашу плату на лист туалетной бумаги, которую мы подготовили. Из шприца выдавливаем пару больших капель нашего раствора на плату и протираем ее куском туалетной бумаги на сухо. На этом этапе следим, чтобы на плату не попали ворсинки, пыль, волосы и т. д. Если у вас грязное помещение, то надо сначала навести порядок.

5. Переводим рисунок

Итак, мы добрались до самого ответственного момента — он него зависит качество полученной платы. Самое приятное тут, что если вдруг что-то пойдет не так, то всегда можно начать сначала и переделать плату заново. Сама плата на этом этапе не портится, и этот этап можно повторять, пока не выйдет идеально.

Переводим рисунок (прежде чем делать — прочитайте несколько раз, делать надо все строго последовательно и быстро).

1. Набираем в шприц наш приготовленный раствор — достаточно около 2-3мл.

2. Кладем нашу подготовленную плату на туалетную бумагу медной поверхностью вверх. На медь наносим с помощью шприца много-много капелек, покрывая всю плату тонким слоем раствора. Шприц здесь очень помогает экономить раствор и равномерно наносить его на плату. Лучше чтобы это была цельная лужа без промежутков.

3. Теперь быстро кладем вырезанный чертеж рисунка платы самим рисунком ВНИЗ и белой стороной бумаги вверх на смоченную раствором плату. Класть лучше держа за тот кусочек, который мы специально оставили. Бумага должна лечь ровно по плате и сразу начнем промокать. Двигать ее в этот момент нельзя! Так что лучше потренироваться с водой, чтобы она ложилась ровно по границе платы.

4. По мере промокания бумаги берем пластиковую карту (например карту скидок какого-то магазина) и проводим ей от того места где мы держим бумагу до края, выдавливая лишнюю жидкость и распрямляя наш чертеж.

5. Теперь начинаем считать до 10, кладем сверху 2 куска туалетной бумаги и через 10 секунд придавливаем нашу плату грузом весом около 3кг. Можно использовать кастрюлю с ровным дном, налив туда воды (лучше теплой) или что-то похожее. Дно должно быть очень ровным. Поставили кастрюлю на плату — и надавали на нее половиной своей массы на секунд 5. Теперь ждем 5 минут.

6. Через 5 минут снимаем кастрюлю и достаем нашу плату. Бумага должна стать практически белой, рисунка почти не видно. Это значит, что она высохла. Если это не так, то пусть полежит досохнет. На ощупь она должна стать полностью сухой.

Очень важно чтобы обе поверхности пресса были ровные без выступов и дырок. У нас должен получится ровный гладкий пресс. Большую массу тут нельзя применять. Я пробовал делать это с грузом в 10кг — дорожки расплывались. Вес груза 3-4 кг является идеальным. Вы можете попробовать разные варианты, пока не набьете руку, но в принципе этот этап получается обычно сразу и легко.

Теперь необходимо удалить бумагу, чтобы рисунок остался на плате. Если попробовать сделать как в методе ЛУТ, поместить плату под теплую воду, чтобы бумага размокла. То бумага размокнет, но на плате останется тонка пленка фото слоя, которая будет мешать травлению. Если его продолжать удалять щеткой или руками, то повысится пористось тонера и не выйдут полигоны. В общем каким то случайным образом получилось снять бумагу другим методом, который отлично работает на 95% (иногда не выходит, но после небольшой сноровки получается с первого раза). Лучше этот этап внимательно посмотреть на видео несколько раз, там подробно видно как все работает. По сути это ключевой момент всей технологии.

Нам понадобится изопропиловый спирт 97% (см выше) и старая зубная щетка. Окунаем щетку в спирт, и смачиваем сверху нашу бумагу. Она становится немного маслянистой, и в отличие от воды остается полностью целой, не разбухает, не размокает. С того края, где у нас была лишняя бумага без рисунка немного отгибаем бумагу и щеткой заливаем спирт между бумагой и платой. Нам надо намочить бумагу сверху спиртом и подлить его между бумагой и платой. Подливаем спирт несколько раз, бумагу можно прижимать обратно к плате, чтобы спирт стал проникать на зону чертежа. Теперь начинаем очень медленно, желательно с равномерной, силой тянуть листок бумаги. Вы должны почувствовать как бумага отходит от тонера, а он остается на плате.

Когда пройдете 1см, то опять подливаем спирт сверху и между бумагой, она должна быть постоянно смоченной. Продолжаем тянуть и подливать сприт, пока вся бумага не отойдет от тонера.

В итоге у вас в руках должна остаться бумага БЕЗ ТОНЕРА. А на плате остаться ТОНЕР. Бумага здесь является контрольным инструментом — если часть тонера отвалится, то он останется на БУМАГЕ! То есть вы сразу увидите, как получилось перевести тонер. Например черная точка — это часть дорожки. Бумага должна быть абсолютно без тонера.

Хороший результат если тонер отвалился с части полигонов — плата подойет. Если тонер отвалился с пары дорожек — то не беда — можно подреставрировать. Если же отошли большие куски — значит что-то не то, малый груз, грязная плата, где-то попали ворсинки. Всю процедуру надо повторить. Тонер надо смыть ацетоном, и опять начать сначала, с подготовки текстолита.

Если у вас небольшие куски тонера отвалились, то проще не переделывать плату, а воспользоваться маркером. Он отлично подкрашивает нужные участки. Красить лучше как бы ставя много точек с небольшим нажимом. Оставленный рисунок должен быть плотный и видным как наплыв черного лака. Красить надо минимум в 2 слоя. Вот на дорожке видим отвалился тонер:

На бумаге тоже это будет видно:

А вот так выглядит плата после реставрации (маркер просто идеальный, в конце фото платы после травления):

Плата готова для травления. На этом этапе вы можете еще раз проверить все хорошо. Возьмите яркий источник света и посветите на плату, и наклоняйте ее из стороный в сторну как бы ловя солнечный зайчик. Если в тонере есть поры, или где-то он плохо прилип, то вы без сомнения увидите отблески меди обычно на полигонах. Это говорит скорее всего о том, что у вас сел картридж или низкое разрешение принтера. Можно оставить — плата скорее всего получится, но дорожки могут быть пористыми или переделать.

В нашем методе после высыхания тонер будет иметь белый налет, на нем остается фото слой — он дополнительно защищает поры тонера. Осталось протравить плату.

Если вдруг у вас не получается этот этап, то все равно плату можно сделать — сняв слой бумаги обычным методом как в ЛУТ технологии — размочив в теплой воде, плата получится хорошо — но будет не так идеально на полигонах.

Внимание! Прежде чем травить плату, еще раз проверьте рисунок, там ли находятся отверстия, те ли корпуса под микросхемы, нет ли разрывов на дорожкам. Тут еще можно все переделать. После того как вы протравите плату, придется только работать ножом и проводками. !При переносе тонера, если сдвинуть бумагу или сильно давить картой при выравнивании, может измениться геометрия рисунка. Обязательно проверьте линейкой по диагональным точкам расстояние!

6. Травим плату

В интернет рассмотрено очень много травильных растворов. Самый известный — хлорное железо. Но так как мы занимаемся платами дома, будем использовать самый чистый и безопасный раствор — перекись водорода. Абсолютно безвредная жидкость, можно выливать в раковину, конечно нельзя ПИТЬ.

Минус у нашего раствора один — его нельзя хранить. То есть готовится он на раз. Но с другой стороны его плюс — недорогая стоимость и доступность всех ингридиентов.

Готовим раствор для травления, лучше это делать например в обычной литровой банке, удобно помешивать.

1. Наливаем в банку 50мл теплой воды.

2. Кладем туда 3 таблетки Гидроперита (1 таблетка 1.5г в упаковке 8 таблеток) и помешиваем круговыми движениями, пока она полностью не растворится! Должен получится 3% раствор перекиси водорода.

3. Кладем 15 грамм Лимонной кислоты (можно 20) и 5 гр (чайную ложку) НЕ ЙОДИРОВННОЙ СОЛИ. Все это опять помешиваем круговыми движениями до полного растворения.

Теперь выливаем этот раствор в плоскую емкость, контейнер, и в него кладем нашу плату. Лучше класть плату дорожками вниз! В этом случае процесс будет идти быстрее. Иначе на поверхности платы будет образовываться нерастворимый осадок, который будет мешать травлению. Сразу должен пойти процесс — вся плата должна покрыться пузырьками. Ждем где-то около 20-30 минут и все должно быть готово. Иногда немного дольше — 40минут. Контролировать процесс очень легко — светим фонариком снизу контейнера, и мы должны увидеть рисунок платы. В процессе травления раствор становится сначала зеленый, а потом, когда вся кислота уже прореагировала и стала солью — синий. Если раствор пенится и пузырится, вы перебрали с солью. Капните туда еще немного перекиси и воды. Сильное пузырение может повредить тонер. Когда пузырение прекратится – плата готова.

Если все протравилось — нет точек лишних и т.д. – то достаем плату, еще раз смотрим внимательно и промываем теплой водой, можно добавить немного соды, чтобы нейтрализовать лимонную кислоту. Если плату вы сразу не будете запаивать, то можно оставить тонер как защиту меди. Второй вариант снять тонер ацетоном и покрыть плату спиртоканифольным флюсом. Качество готовой платы вы можете оценить по этому фото (дорожки 0.25):

7. Сверлим отверстия

Не смотрите на то, какие сверла указаны в KICAD, эти размеры используются при сверлении на заводе, при очень точно центровке. При ручной сверловке, подбирайте сверла как можно меньшего диаметра, по деталям, которые будут в эти отверстия запаиваться (Ориентируйтесь на список свёрел, приведенный ниже).

Посмотрим какие свёрла нам могут понадобиться:

• Сверло диаметр 0.6мм — тоньше сверла не нужны, это самое тонкое которое нужно. Чем тоньше сверло, тем более точно вы попадаете в разметку, поэтому этим сверлом можно сверлить ответсвенные переходные отверстия там где нужна особая точность. Потом отверстие можно рассверлить любым нужным сверлом. Такая двухэтапная сверловка будет гораздо точнее, чем сразу сверлить нужным сверлом. Если брать тонкую проволку на переходные отверстия, то оно подойдет для них (например из витой пары).

• Сверло диаметр 0.7мм — самое ходовое сверло, под все выводные компоненты можно сверлить им — резисторы, конденсаторы, кварцы, монтажные провода, переходные отверстия.

• Сверло диаметр 0.8мм — можно использовать для отверстий под монтажные провода и некоторые разъемы.

• Сверло диаметр 1мм — подходит для разъемов типа PIN 2.54 — штыри. Можно конечно попробовать 0.8 — но его чуть-чуть не хватает.

• Сверло диаметр 2мм — хорошо подходит для монтажных отверстий под маленькие шурупы — крепление платы к корпусу

• Сверло диаметр 3мм — монтажные отверстия под болты М3

Чтобы упростить себе работу, сверлить надо только те отверстия где подходит дорожка, и второе отверстие просверлить уже потом, когда запяете переходные отверстия. Чтобы не склеивать плату, для обеспечения жесткости, можно добавить неоходимые переходы по земляным полигонам по краям платы.

Сверла такого диаметра нельзя зажать в обычную дрель. Нужна специальная мини-дрель. Можно использовать готовые — например Дремель или специальный мини станок для сверления плат, но гораздо проще и дешевле сделать минидрель из моторчика.

Делаем мини дрель

Для того чтобы сделать мини дрель нужен только моторчик и цанговый патрон для маленьких сверл. Мотор лучше выбрать с высокими оборотами — около 10тыс оборотов в минуту. Отличный мотор R380-2580. При 12в питании выдает 14тыс оборотов. Диаметр вала — 2.3мм.

Цанговый патрон бывает двух видов — набор цанг на фиксированный диаметр сверла:

Автоматический цанговый набор:

Мы рекомендуем первый вариант — он дешевле. Далее необходимо к мотору припаять провода и выключатель (лучше кнопку). Кнопку лучше разместить на корпусе, чтобы удобнее было быстро включать и выключать моторчик. Остается подобрать блок питания, можно взять любой блок питания на 7-12в током 1А (можно и меньше), если такого блока питания нет, то может подойти зарядка по USB на 1-2А или батарейка Крона (только надо пробовать — не все зарядки любят моторы, мотор может не запустится).

Дрель готова, можно сверлить. Но вот только необходимо сверлить строго под углом 90градусов. Можно соорудить мини станок — в интернет есть различные схемы:

Но есть более простое решение.

Кондуктор для сверления

Чтобы сверлить ровно под 90 градусов достаточно изготовить кондуктор для сверления. Мы будем делать вот такой:

Изготовить его очень легко. Берем квадратик любого пластика. Кладем нашу дрель на стол или другую ровную поверхность. И сверлим в пластике нужным сверлом отверстие. Важно обеспечить ровное горизонтальное смещение дрели. Можно прислонить моторчик к стене или рейке и пластик тоже. Далее большим сверлом рассверлить отверстие под цангу. С обратной стороны рассверлить или срезать кусок пластика, чтобы было видно сверло. На низ можно приклеить нескользящую поверхность — бумагу или резинку. Такой кондуктор надо сделать под каждое сверло. Это обеспечит идеально точное сверление!

Такой вариант тоже подойдет, срезать сверху часть пластика и срезать уголок снизу.

Вот как производится сверление с его помощью:

Зажимаем сверло так, чтобы оно торчало на 2-3мм при полном погружении цанги. Ставим сверло на место где надо сверлить (при травлении платы у нас будет оставаться метка где сверлить в виде мини отверстия в меди — в Kicad мы специально ставили галку для этого, так что сверло будет само вставать туда), прижимаем кондуктор и включаем мотор — отверстие готово. Для подстветки можно использовать фонарик, положив его на стол.

Как уже мы писали ранее, сверлить можно только отверстия с одной стороны — там где подходят дорожки — вторую половину можно досверлить уже без кондуктора по направляющему первому отверстию. Это немного экономит силы.

8. Лужение платы

Зачем лудить платы — в основном для защиты меди от корозии. Основной минус лужения — перегрев платы, возможная порча дорожек. Если у вас нет паяльной станции — однозначо — не лудите плату! Если она есть, то риск минимальный.

Можно лудить плату сплавом РОЗЕ в кипящей воде, но он дорого стоит и его сложно достать. Лудить лучще обычным припоем. Чтобы сдеалать это качественно, очень тонким слоем надо сделать простое приспособление. Берем кусочек оплетки для выпайки деталей и одеваем ее на жало, прикручиваем проволокой к жалу, чтобы она не соскочила:

Плату покрываем флюсом — например ЛТИ120 и оплетку тоже. Теперь в оплетку набираем олово и ей водим по плате (красим)— получается отличный результат. Но по мере использования оплетка расподается и на плате начинают оставаться ворскинки медные – их обязательно надо убрать, а то будет замыкание! Увидеть это очень легко посветив фонарем с обратной стороны платы. При таком методе хорошо использовать или мощный паяльник (60ват) или сплав РОЗЕ.

В итоге, платы лучше не лудить, а покрывать лаком в самом конце— например PLASTIC 70, или простой акриловый лак купленный в автозапчастях KU-9004:

Тонкий тюнинг метода переноса тонера

В методе есть два момента, которые поддаются тюнингу, и могут не получиться сразу. Для их настройки, необходимо в Kicad сделать тестовую плату, дорожки по квадратной спирали разной толщины, от 0.3 до 0.1 мм и с разными промежутками, от 0.3 до 0.1 мм. Лучше сразу распечатать несколько таких образцов на одном листе и провести подстройку.

Возможные проблемы, которые мы будем устранять:

1) дорожки могут менять геометрию – растекаться, становится шире, обычно очень не значительно, до 0.1мм – но это не хорошо

2) тонер может плохо прилипать к плате, отходить при снятии бумаги, плохо держаться на плате

Первая и вторая проблема взаимосвязаны. Решаю первую, вы приходите ко второй. Надо найти компромисс.

Дорожки могут растекаться по двум причинам – слишкой большой груз прижима, слишком много ацетона в составе полученной жидкости. В первую очередь надо попробовать уменьшить груз. Минимальный груз – около 800гр, ниже уменьшать не стоит. Соответственно груз кладем без всякого прижима – просто ставим сверху и все. Обязательно должно быть 2-3 слоя туалетной бумаги для хорошего впитывания лишнего раствора. Вы должны добиться того, что после снятия груза, бумага должна быть белая, без фиолетовых подтеков. Такие подтеки говорят о сильном расплавлении тонера. Если грузом отрегулировать не получилось, дорожки все равно расплываются, то увеличиваем долю жидкости для снятия лака в растворе. Можно увеличить до 3 части жидкости и 1 часть ацетона.

Вторая проблема, если нет нарушения геометрии, говорит о недостаточном весе груза или малом количестве ацетона. Начать опять же стоит с груза. Больше 3кг смысла не имеет. Если тонер все равно плохо держится на плате, то надо увеличить количество ацетона.

Эта проблема в основном возникает, когда вы меняете жидкость для снятия лака. К сожалению, это не постоянный и не чистый компонент, но на другой его заменить не получилось. Пробовал заменить его спиртом, но видимо получается не однородная смесь и тонер прилипает какими-то вкраплениями. Также жидкость для снятия лака может содержать ацетон, тогда ее надо будет меньше. В общем, такой тюнинг вам надо будет провести один раз, пока не закончится жидкость.

Плата готова

Если вы не будете сразу запаивать плату, то ее необходимо защитить. Самый простой способ сделать это — покрыть спиртоканифольным флюсом. Перед пайкой это покрытие надо будет снять например изопропиловым спиртом.

Альтернативные варианты

Вы также можете сделать плату:

Дополнительно, сейчас набирает популярность сервис изготовления плат на заказ — например Easy EDA. Если необходима более сложная плата (например 4-х слойная) — то это единственный выход.

myowndevice.ru

Создание печатной платы методом лазерного утюга.

Не знаю как вы, а я с лютой ненавистью отношусь к классическим монтажным платам. Монтажка это такая хрень с дырками куда можно вставлять детальки и запаивать, где все соединения делаются посредством проводков. Вроде бы просто, но при этом получается такая каша, что понять в ней что либо весьма проблематично. Поэтому и ошибки и сгоревшие детали, непонятные глюки. Ну ее нафиг. Только нервы портить. Мне гораздо проще нарисовать в моем любимом Sprint Layout схемку и тут же вытравить ее в виде печатной платы. С использованием лазеро-утюжного метода все выходит за каких то полтора часа ненапряжной работы. Ну и, конечно же, этот метод отлично подходит для выполнения финального устройства, так как качество печатных плат, получаемых таким методом весьма высоко. А поскольку данный метод весьма непрост для неискушенного, то я с радостью поделюсь своей отработанной технологией, позволяющей получать с первого раза и без каких либо напрягов, печатные платы с дорожками 0.3мм и просветом между ними до 0.2мм. В качестве примера я изготовлю отладочную плату для моего учебного курса, посвященного контроллеру AVR. Принципиальную схему вы найдете в записи про макроассемблер, а готовый файл с разводкой для Sprint Layout 5 я выложил на сайт 

На плате разведена демосхема, а еще навалом медных пятачков, которые тоже можно высверлить и использовать под свои нужды, подобно обычной монтажной плате. 

▌Технология изготовления качественных печатных плат в домашних условиях. 

Суть метода изготовления печатных плат в том, что на фольгированный текстолит наносится защитный рисунок, который предотвращает травление меди. В результате, после травления, на плате остаются дорожки проводников. Способов нанесения защитных рисунков много. Раньше их рисовали нитрокраской, посредством стеклянной трубочки, потом стали наносить водостойкими маркерами или даже вырезать из скотча и наклеивать на плату. Также для любительского применения стал доступен фоторезист, который наносится на плату, а потом засвечивается. Засвеченные участки становятся растворимы в щелочи и смываются. Но по простоте применения, дешевизне и скорости изготовления все эти методы сильно проигрывают лазеро-утюжному методу (далее ЛУТ).  

Метод ЛУТ основан на том, что защитный рисунок образуется тонером, который посредством нагревания переносится на текстолит. Так что нам потребуется лазерный принтер, благо они сейчас не редкость. Я использую принтер Samsung ML1520 с родным картриджем. Заправленные картриджи подходят крайне плохо, так как у них недостаточная плотность и равномерность выдачи тонера. В свойствах печати надо выставить максимальную плотность и контрастность тонера, обязательно отключить все режимы экономии — не тот случай. 

▌Инструмент и материалы Помимо фольгированного текстолита нам потребуется еще лазерный принтер, утюг, фотобумага, ацетон, мелкая шкурка, щетка для замши с металлопластиковым ворсом,

▌Процесс Дальше рисуем рисунок платы в любой удобной для нас софтине и печатаем его. Sprint Layout. Простая рисовалка для плат. Чтобы нормально напечаталось надо слева цвета слоев выставить черным. Иначе получится фигня.  

 

  Вывод на печать, две копии. Мало ли, вдруг одну запортачим.

Вот тут заключается главная тонкость технологии ЛУТ из-за которой у многих возникают проблемы с выходом качественных плат и они бросают это дело. Путем множества экспериментов было выяснено, что самый лучший результат достигается при печати на глянцевой фотобумаге для струйных принтеров. Идеальной я бы назвал фотобумагу LOMOND 120г/м2. Идеальная бумага! 

 

Она стоит недорого, продается везде, а главное дает отличный и повторяемый результат, и не пригорает своим глянцевым слоем к печке принтера. Это очень важно, так как я слышал про случаи когда глянцевой бумагой загаживали печь принтера.  

Заряжаем бумагу в принтер и смело печатаем на глянцевой стороне. Печатать нужно в зеркальном отображении, чтобы после переноса картинка соответствовала действительности. Сколько раз я ошибался и делал неправильные отпечатки, не пересчитать 🙂 Поэтому первый раз лучше для пробы напечатать на обычной бумаге и проверить, чтобы все было правильно. Заодно и печку принтера прогреете.  

Печатаем! 

 

После печати картинку ни в коем случае нельзя хватать руками и желательно беречь от пыли. Чтобы ничто не мешало соприкосновению тонера и меди. Далее вырезаем рисунок платы точно по контуру. Без каких либо запасов — бумага жесткая, поэтому все будет хорошо.  

Теперь займемся текстолитом. Вырежем сразу же кусок нужного размера, без допусков и припусков. Столько, сколько нужно. 

 

Его надо хорошенько зашкурить. Тщательно, стараясь содрать весь окисел, желательно круговыми движениями. Немного шершавости не повредит — тонер будет лучше держаться. Можно взять не шкурку, а абразивную губку «эффект». Только брать надо новую, не жирную. 

Тщательно зашкуриваем:  

Шкурку лучше взять самую мелкую какую найдете. У меня вот такая.  

 

После зашкуривания его надо тщательнейшим же образом обезжирить. Я обычно тырю у жены ватную подушечку и, смочив ее как следует ацетоном, хорошенько прохожусь по всей поверхности. Опять же после обезжиривания ни в коем случае нельзя хватать его пальцами.  

  Обрезаем по размеру заготовки

Накладываем наш рисунок на плату, естественно тонером вниз. Разогрев утюг на максимум, придерживая бумагу пальцем, хорошенько прижимаем и проглаживаем одну половину. Надо чтобы тонер прилип к меди.  

 

Далее, не допуская сдвижения бумаги, проглаживаем всю поверхность. Давим изо всех сил, полируем и утюжим плату. Стараясь не пропустить ни миллиметра поверхности. Это ответственнейшая операция, от нее зависит качество всей платы. Не бойтесь давить изо всех сил, тонер не поплывет и не размажется, так как фотобумага толстая и отлично защищает его от расползания.  

Гладим до тех пор, пока бумага не пожелтеет. Впрочем это зависит от температуры утюга. У меня на новом утюге не желтеет почти, а вот на старом почти обугливалось — результат везде был одинаково хорош.  

 

После можно дать плате немного остыть. А затем, схватив пинцетом, суем под воду. И держим некоторое время в воде, обычно минуты две три.  

Взяв щетку для замши, под сильной струей воды, начинаем яростно задирать внешнюю поверхность бумаги. Нам надо покрыть ее множественными царапинами, чтобы вода проникла в глубь бумаги. В подтверждение твоих действий будет проявление рисунка через плотную бумагу.  

 

И вот этой щеткой дрючим плату пока не сдерем верхний слой.  

 

Когда рисунок будет весь явно виден, без белых пятен, то можно начинать аккуратно, скатывать бумагу от центра к краям. Бумага Lomond скатывается великолепно, практически сразу же оставляя 100% тонера и чистую медь.  

 

Скатав пальцами весь рисунок можно зубной щеткой хорошенько продраить всю плату, чтобы вычистить остатки глянцевого слоя и ошметки бумаги. Не бойся, зубной щеткой отодрать хорошо прижаренный тонер практически нереально.  

 

Вытираем плату и даем ей просохнуть. Когда тонер высохнет и станет серым, то будет явно видно где осталась бумага, а где все чисто. Белесые пленочки между дорожками надо убирать. Можно разрушить их иголкой, а можно продрать зубной щеткой под струей воды. Вообще полезно пройтись щеткой вдоль дорожек. Из узких щелей белесый глянец можно вытаскивать с помощью изоленты или малярного скотча. Он липнет не так яростно как обычный и не срывает тонер. А вот остатки глянца отрывает без следа и сразу же.  

 

Под светом яркой лампы внимательно оглядываем слои тонера на разрывы. Дело в том, что при охлаждении он может потрескаться, тогда в этом месте останется узкая трещина. Под светом лампы трещины поблескивают. Эти места стоит подкрасить перманентным маркером для компакт дисков. Даже если есть лишь подозрение, то лучше все же прокрасить. Этим же маркером можно дорисовать и некачественные дорожки, если таковые возникли. Я рекомендую маркер Centropen 2846 — он дает толстый слой краски и, фактически, им можно тупо рисовать дорожки.  

Когда плата будет готова, то можно бодяжить раствор хлорного железа.  

 

Техническое отступление, при желании можно его пропустить Вообще травить можно много в чем. Кто то травит в медном купоросе, кто то в кислотных растворах, а я в хлорном железе. Т.к. продается оно в любом радио магазине, травит быстро и чисто.

Но у хлорного железа есть жуткий недостаток — оно марается просто писец. Попадет на одежду или любую пористую поверхность вроде дерева или бумаги все, считай пятно на всю жизнь. Так что свои фуфайки от Дольче Габаны или валенки от Гуччи нычь подальше в сейф и обматывай скотчем на три рулона. А еще хлорное железо самым жестоким образом разрушает почти все металлы. Особенно быстро аллюминий и медь. Так что посуда для травления должна быть стеклянной или пластиковой.

Я кидаю 250 граммовый пакет хлорного железа в литр воды. И полученным раствором травлю десятки плат, пока не перестанет травить. Порошок надо сыпать в воду. И следи за тем, чтобы вода не перегревалась, а то реакция идет с выделением большого количества тепла.

Когда порошок весь растворится и раствор приобретет однородную окраску, то можно кидать туда плату. Желательно, чтобы плата плавала на поверхности, медью вниз. Тогда осадок будет сваливаться на дно емкости, не мешая травлению более глубоких слоев меди. Чтобы плата не тонула, то можно на двусторонний скотч прилепить к ней кусок пенопласта. Я так и сделал. Получилось очень удобно. Шуруп я вкрутил для удобства, чтобы держатсья за него как за рукоятку.

Плату лучше несколько раз макнуть в раствор, причем опускать не плашмя, а под углом, чтобы на поверхности меди не остались пузырьки воздуха, иначе будут косяки. Периодически надо доставать из раствора и следить за процессом. В среднем на травление платы уходит от десяти минут до часа. Все зависит от температуры, крепости и свежести раствора.  

Очень резко ускоряется процесс травления если под плату опустить шланчик от аквариумного компрессора и пускать пузырьки. Пузыри перемешивают раствор и мягко выбивают прореагировавшую медь с платы. Также можно покачивать плату или емкость, главное не расплескать, а то не отмоешь потом.  

Когда вся медь стравится, то аккуратно вынимаем плату и промываем под струей воды. Дальше смотрим на просвет, чтобы нигде не было соплей и недотрава. Если сопли есть, то кидаем еще минут на десять в раствор. Если дорожки подтравились или возникли разрывы, то значит тонер криво лег и эти места надо будет пропаять медной проволокой.  

 

Если все хорошо, то можно смывать тонер. Для этого нам потребуется ацетон — верный друг токсикомана. Хотя сейчас ацетон купить становится сложней, т.к. какой то придурок из госнаркоконтроля решил, что ацетон это вещество использующееся для приготовления наркотоиков, а значит нужно запретить его свободную продажу. Вместо ацетона вполне подходит 646 растворитель. 

 

Берем кусок бинта и хорошенько смочив его ацетоном начинаем смывать тонер. Сильно давить не надо, главное возякать не слишком быстро, чтобы растворитель успевал впитываться в поры тонера, разьедая его изнутри. На смыв тонера уходит минуты две три. За это время даже зеленые собаки под потолком не успеют появиться, но форточку все же открыть не помешает.  

Отмытую плату можно сверлить. Я для этих целей уже много лет использую моторчик от магнитофона, запитанный от 12 вольт. Монстр машина, правда хватает его ресурса примерно на 2000 отверстий, после чего щетки сгорают напрочь. А еще из него нужно выдрать схему стабилизации, подпаяв проводки напрямую к щеткам.  

Микродрель  

При сверловке нужно стараться держать сверло строго перпендикулярно. Иначе потом хрен ты туда микросхему засунешь. А с двусторонними платами этот принцип становится основным.  

 

Изготовление двусторонней платы происходит также, только тут делаются три реперных отверстия, как можно меньшего диаметра. И после вытравливания одной стороны (другую в это время заклеивают скотчем, чтобы не стравилась) по этим отверстиям совмещают и накатывают вторую сторону. Первую заклеивают наглухо скотчем и травят вторую.  

На лицевую сторону можно тем же ЛУТ методом нанести обозначение радиодеталей, для красоты и удобства монтажа. Впрочем, я так не заморачиваюсь, а вот камрад Woodocat из ЖЖ сообщества ru_radio_electr делает так всегда, за что ему большой респект! 

В скором времени я, наверное, выдам также и статью по фоторезисту. Метод более замороченный, но в то же время мне им больше прикалывает делать — люблю с реактивами пошаманить. Хотя 90% плат я делаю все же ЛУТом. 

Кстати, вот по поводу точности и качества плат изготовленных лазерно утюжным методом. Контроллер P89LPC936 в корпусе TSSOP28. Расстояние между дорожками 0.3мм, ширина дорожек 0.3мм. 

 

Резисторы на верхней плате типоразмера 1206. Каково? 

UPD: Обещанный видео урок по ЛУТ технологии

easyelectronics.ru

Изготовление печатных плат ЛУТ’ом от А до Я / Хабр

Доброго времени суток! Среди моих знакомых бытует мнение, что самостоятельно изготавливать печатные платы (ПП) бесполезно. Учитывая, что современные компоненты далеко ушли от DIP корпусов, то кустарно травить платы под них даже и не стоит пытаться. Тем не менее необходимость в быстрой оценке того или иного компонента всегда есть, и ждать несколько суток заказанной платы времени нет. И это учитывая, что заказ за «несколько суток» дорог, для одноразовой задачи.

В данной статье я хочу изложить порядок действий, которые позволят быстро изготавливать ПП под компоненты в корпусах подобных TQFP-100, то есть с ногами 0,2мм и таким же зазором, и при этом сводить брак к минимуму.

Конечно это способ изготовления плат только для прототипов, но он снижает риски ошибиться при создании конечного устройства.

В сети много статей и роликов с подобными советами, но как правило там не охвачены все нюансы тех или иных действий. Здесь же хочу показать весь процесс, который в домашних условиях позволит за час-полтора изготовить приемлемый экземпляр ПП.

Под катом подробности и трафик.

Минимальный набор материалов:

1. Правильная бумага (ниже остановлюсь на понятии «правильная»)
2. Персульфат аммония
3. Ёмкость для травления
4. Шкурка «нулевка»
5. Кисточка (натуральная или из стекловолокна)
6. Зубочистка

И, конечно, лазерный принтер и утюг.

Весть процесс покажу на изготовлении ПП под оценочную плату микросхемы ATxmega128A1U-AU (оценка заявленного аппаратного крипто модуля, EBI и вообще), и платы для подключения 7 дюймового дисплея к STM32F407VE

Для оценочных плат стараюсь делать разводку только на одной стороне, там где пересечений не избежать, ставлю резистор с сопротивлением=0 и корпусе 0805, пропуская дорогу под ним. Если пересечений много и точно нужно два слоя, то травлю каждый слой на отдельном текстолите (соединяю потом по VIA).

Первый этап

Подготовка текстолита.

Односторонний текстолит с толщиной меди 17-35мкм отмывается от грязи средством для посуды под теплой водой, потом капля моечного средства наносится на шкурку с зерном P800 или меньше и будущая плата шлифуется до образования шероховатостей по всей площади. Момент со шкуркой обязателен! Таким способом медь до дыр не затрем, но обеспечим хорошее прилипание тонера. После шлифовки поверхность промывается чистой водой, вытирается насухо и откладывается досыхать.

К моменту переноса макета, текстолит должен быть сухой, без окислов, жирных пятен и заметными шероховатостями.

В одной из статей видел рекомендацию, что медный слой надо подержать на солнце, до появления сизой оксидной пленки, в нашем случае это не нужно.

Второй этап

Подготовка макета.

Для ATxmega128 сделал такую вот разводку:

если нужно, то есть PDF.

На плате сама xmega, преобразователь интерфейса ft232 и стабилизатор lp2985, а так же мелочёвка- разъем PDI, USB, светодиодики на весь порт «B». Рисунок платы несколько отличается от того, что буду травить. Перед печатью добавил надписей и мелочей для усложнения.

Все дороги на верхнем слое (TOP), поэтому печатаем макет в отзеркаленном виде.

Наличие в принтере «неэкономного» режима для жирной печати необязательно. Я печатал на разных принтерах с печатью «по дефолту» и проблем не было, за исключением одного момента: Принтеры Brother (а конкретно HL-l2340 и HL-l2250) очень непочтительно относятся к переводу DPI в реальный размер, поэтому рисунок может поплыть по размерам, а это критично, когда на 1мм две дороги должны уместиться.

Теперь бумага.

Никаких глянцевых журналов и подложек от самоклейки!

И даже от китайской бумаги для ЛУТа я тоже отказался (слишком тонкая и мнется при печати)
Бумага должна быть плотной — минимум 150гр на квадратный сантиметр, должна быстро прилипать при нагревании и не ёрзать под утюгом, хорошо набухать в воде.

Лучший вариант- глянцевая фотобумага, не слишком хорошего качества. Не «слишком хорошего качества» это значит не премиум и не LOMOND. То есть дешевая глянцевая фотобумага. На фото выше, одна из таких и показана, есть еще «Фотобумага глянцевая», выпускаемая под брендом крупного магазина компьютерной техники, это клон той, что на фото (складывается впечатление, что они с одного завода, но в разных упаковках).

Данная бумага сразу прилипает к меди под утюгом и не сдвигается при проглаживании (матовая бумага не содержит глянцевого слоя и поэтому не липнет, а горячий тонер легко смазать), она легко отходит в теплой воде (в отличии от LOMOND и бумаги с приставкой «премиум»).

Итак пора печатать. Печатаем макет, потом, не касаясь лицевой стороны пальцами, обрезаем края. и готовим утюг.

Третий этап

Перевод макета.

Необходимо сначала подготовить емкость с водой, в которой будет замачиваться плата. У меня роль этой емкость выполняет обычный тазик. Наливается горячая вода ( градусов 50, то есть чтобы рука уже не терпела), литров пять, и в ней растворяется немного моющего средства (немного, это столовая ложка).

И идем к утюгу.

Подготовленный текстолит кладем на ровную поверхность и накрываем распечатанным макетом, утюгом прогретым до максимальной температуры проглаживаем по центральной линии, а потом от центра к бокам. При первом проглаживании распечатку лучше придерживать, чтобы не сдвинулась. После первого проглаживания лист фотобумаги прилипает к меди и сдвинуть его утюгом уже можно не бояться. Теперь можно носиком утюга пройтись по всем краям и местам, где на вид бумага отходит. Потом секунд тридцать просто прогреваем по всему объему.

Не смог удержаться чтобы в статье про ЛУТ не показать главное действующее лицо:

После проглаживания, не остужая кидаем плату воду. То есть не удаляя бумагу, подхватываем горячую пинцетом и кладем в подготовленную емкость с водой. 10 минут перерыв на отмачивание.

Четвертый этап

Очистка от бумаги.

По истечении 10 минут достаем плату из воды и удаляем бумагу. Как бы долго плата не лежала в воде, вся бумага не отстанет. Точнее сама то бумага без проблем, а вот глянцевый слой, который нам обеспечивал хорошее прилипание останется в узких местах.

как-то так:

Вообще тонер держится очень надежно, тереть можно пальцами, ластиком или губкой для мытья посуды, но между дорожками вытащить глянец сложно, достаточно дать плате высохнуть, как такие места будут видны.

Есть три пути.

1. Замочить плату в спирте еще на 10-15 минут, глянцевый слой набухнет и смоется мягкой тряпочкой. Это не наш способ, в виду его кощунственности.
2. Замочить плату в растворителе «анти-силикон», который продается в строительных магазинах. Не знаю что там в качестве активного вещества (на бутылке не написано), но глянцевый слой тоже разбухает и удаляется, тонер при этом остается. Это способ на любителя, средство довольно вонючее.
3. И третий способ — удалить механически, что не очень долго.

Для этого надо обратно намочить плату и острым предметом удалить лишнее. Лучше всего использовать острую зубочистку. Мокрый глянец удаляется без проблем, а дерево зубочистки не сносит тонер. Особо замечу, что нельзя использовать иголки! Не потому, что можно снять тонер (он то прилеплен хорошо), а потому, что железо оставляет на меди следы. Да! сам в шоке, знаю что медь мягче железа, тем более нержавейки. Но факт имеет место быть. Там где водил иглой медь травится очень медленно.

Пример из практики:

После удаления остатков глянцевого слоя, промываем плату с моющим средством, удаляя «пальчики». Оставляем высыхать.

Почти специально оставил несколько мест, где глянец не удален (потом увидим, что не так все страшно).

Пятый этап

Травление.

Травлю персульфатом аммония, не скажу, что он лучше хлорного железа, просто от железа больше грязи (ну да, персульфат аммония это же отбеливатель, какая тут грязь) и хлорное железо труднее хранить — гигроскопичен и как следствие сплавляется в большие куски, которые надо дробить.

Травлю при температуре 40 градусов. На плату с медью 35мкм — 15 минут, С медью 17мкм — 5 тире 7 минут. Можно и при комнатной температуре 17мкм травится порядка 20 минут, 35мкм в теории 40 минут, но это уже и не помню.

В домашних условиях можно травить в любой емкости, для этой статьи специально травил в обычной пластиковой емкости, что накладывает определенные дополнительные действия от исполнителя. Но если ПП делаются часто, то можно заделать себе ванночку для травления:

главным дополнением которой — насос для перемешивания раствора, он освобождает от «определенных дополнительных действий». Насос нужен мембранный, с пластиковой мембраной.
Тот что на рисунке, купил в интернет магазине для робокрафтеров.

Внутри емкости перегородки, для размещения нескольких ПП.

На фото травятся две стороны платы под STM32F407VE подключаемую к семи дюймовому дисплею.
Под xmega вытравлю в открытой пластиковой.

Делаем раствор — пол литра воды плюс 100-150г персульфата аммония. Вообще рекомендуется 250 грамм на пол литра, но в кустарных условиях при остывании раствора и испарении воды, выпадают кристаллы и намертво прилепляются на медь, как итог непротравленные точки.
Как писал выше — температура 40 градусов.

Кидаем в раствор плату и начинаем кисточкой перемешивать раствор, чтобы травление шло равномерно. Также кисточкой можно удалять с платы хлопья глянцевого покрытия, если при подготовке не все удалились.

У меня плата с медью 35мкм, через 10 минут уже видно текстолит:

Жду еще 5 минут и все готово.

Надо сказать, что в процессе травления лучше передержать плату, чем недодержать. И дополнительное время может быть довольно большим. Один раз я увидев недотравленный полигон закинул платку обратно и забыл про нее часа на три, когда вспомнил, думал что ее разъело насквозь. Однако ни одного подтравливания не заметил:

вот этот передержанец (уже облуженный):

Итак, вытащили нашу плату, помыли и посмотрели на свет:

Если нашли лишнюю медь, то можно кинуть обратно в раствор.

Если все хорошо, то ЛУТ окончен!

Смываем ацетоном тонер и облуживаем, если в ближайшее время облуживание не предусмотрено, то хранить плату можно не смывая тонер, он будет защитной оболочкой.

Итог:

Выше я помечал места на плате, где глянцевое покрытие осталось. Те места, которые глянец закрывал герметично (уголок на плате), там не протравилось, там где небольшие перекрытия между дорожками — все нормально, раствор туда пробрался. Если использовать емкость с насосом, то глянцевое покрытие можно вообще до конца не оттирать, просто время травления увеличивается в два раза.

Пара фраз о лужении. Поскольку ЛУТом делаются платы временные или для себя, то особо возиться с облуживанием не стоит (ИМХО), можно просто пройтись паяльником по тем местам где будет пайка, а потом все покрыть лаком.

Но если компоненты на плате будут перепаиваться или плата будет долгое время эксплуатироваться, то лучше залудить. Либо паяльником пройти по всей меди, либо если есть фен, то паяльной пастой.

Я мешаю пасту с флюсом примерно 1 часть пасты и 5 частей флюса, покрываю всю плату и прогреваю феном:

во время прогрева, текстолитовой кисточкой (известная как «вечная кисточка») сгоняю припой к краям платы, Лишнего припоя на дорожках при таком способе не остается, а там где его не хватает, можно пригнать с краев. Не воздушный нож, конечно, но тоже довольно аккуратно.

Главная проблема при использовании паяльной пасты, это лишние шарики, присохшие к плате. Вот на фото их хорошо видно:

Поэтому после лужения, плату надо хорошенько промыть и оттереть тряпочкой, смоченной в ацетоне.

Плату облудили, теперь точно все. Монтаж. Проверка:

Задача выполнена. На данную плату ушло не больше часа (с учетом фотографирования этапов).

Параллельно у меня травилась вторая плата, точнее две стороны одной платы. И если первая платка была скорее для демонстрации (можно было и на DIP переходнике выполнить, а не подобие ардуины делать), то вторая нужна была для конкретной цели и плести косы проводов на переходнике не вариант (да еще не факт, что помех не нахватает при подключении через fsmc)

Две стороны:

Как видно, я не стал травить двухсторонний текстолит, проходя убийственную процедуру совмещения двух шаблонов на этапе работы утюгом. Лучше это сделать сейчас.

Сверлим отверстия на VIA у всех плат, берем ножки от резисторов и штук 5 припаиваем к одной стороне, потом нанизываем на них вторую сторону, пропаиваем с двух сторон. Все платы совмещены! Теперь можно пропаять все отверстия.

Как-то так:

Все готово!

Вы, должно быть заметили сильный брак на одной из сторон:

Бумага после принтера наэлектролизована и собирает на себя все подряд. Особенно волосы, особенно кошачьи! Так что я не досмотрел.

А вот и виновник:

Контролирует все выполняемые процессы.

После восстановления дорожки, ПП готова и устройство собралось:

Правда, это была плата как раз временная — проверить правильность подключений, чтобы потом развести по-человечески и заказать.

Вот и все. Удачи в ваших начинаниях!

Как использовать краску для переноса искусства на печатную плату

Основной метод переноса рисунка на печатную плату с помощью программы Paint прост. Вы распечатываете искусство и переносите его на печатную плату, используя процесс теплопередачи. Вам нужен лазерный принтер; струйный принтер работать не будет. Однако вы можете печатать на прозрачной пленке, глянцевой фотобумаге для струйных принтеров или матовой бумаге. У каждого метода есть свои плюсы и минусы. Многие любители, которые делают свои собственные печатные платы, имеют информационные сайты.Просмотрите такие сайты, как DIY PCB, и сайты членов QSL Amateur Radio Community, чтобы получить предложения по переносу искусства на печатные платы.

Инструкции

Прозрачная пленка
1 Художественная печать на прозрачной пленке. Используйте программу Paint, чтобы установить ширину рисунка на 100 процентов, высоту на 100 процентов и разрешение на 300 точек на дюйм. Преобразуйте рисунок в черно-белый, если вы планируете протравить доску.

2 Загрузите прозрачную пленку в лазерный принтер так, чтобы печатать на гладкой стороне пленки.Вы можете сделать несколько пробных запусков с обычной бумагой, помеченной на одной стороне, прежде чем печатать на более дорогой прозрачной пленке. Распечатайте изображение на гладкой стороне прозрачной пленки.

3 Перенести дизайн на печатную плату с помощью бытового утюга на «шерсти». Дайте утюгу сначала нагреться. Положите пленку на доску стороной для печати вниз и слегка надавите утюгом. Через пару минут все нагреется, а печать прилипнет к доске.Не перемещайте утюг или прозрачную пленку во время этого процесса.

4 Дайте пленке и доске полностью остыть, прежде чем снимать пленку с доски. Не торопитесь с этим шагом. Если результат вас не устраивает, можно очистить доску с помощью стальной ваты и средства для удаления лака.

Глянцевая бумага для струйной печати
5 С помощью программы Paint установите ширину рисунка на 100 процентов, высоту на 100 процентов и разрешение на 300 точек на дюйм. Преобразуйте рисунок в черно-белый, если вы планируете протравить доску.Печатайте на глянцевой стороне бумаги. При выборе глянцевой бумаги для струйной печати часто самая дешевая бумага оказывается лучшей для художественного перевода. Это связано с тем, что недорогая глянцевая пленка быстро растворяется, облегчая процесс переноса.

6 Разогрейте утюг до высокой температуры. Поместите бумагу отпечатанной стороной вниз на печатную плату и плотно прогладьте, пока тонер не прилипнет к доске. Будьте осторожны, чтобы не обжечь бумагу. В это время вы можете подать пар, чтобы размягчить бумагу.

7 Замочите картон и бумагу до тех пор, пока бумага не отклеится.Не торопите этот процесс. Бумага может отслаиваться слоями. Если это произойдет, верните доску в воду и смочите еще немного. Если вы потрете или соскобите бумагу, чтобы удалить ее, вы также рискуете поцарапать свое произведение.

Матовая фотобумага
8 Используйте программу Paint, чтобы установить ширину рисунка на 100 процентов, высоту на 100 процентов и разрешение на 300 точек на дюйм. Преобразуйте рисунок в черно-белый, если вы планируете протравить доску. Многие типы фотобумаги с матовым покрытием имеют одну сторону, более восприимчивую к печати.Внимательно прочтите бумажные инструкции, чтобы убедиться, что вы печатаете на правильной стороне.

9 Установите средний огонь в утюге, близкий к настройке «Хлопок». Приложите отпечатанную сторону бумаги к печатной плате и осторожно нажмите на утюг, пока тонер не расплавится и не пристанет к печатной плате. Вы можете использовать пар во время последней части этого процесса, чтобы размягчить бумагу.

10 Замочите доску с прикрепленной бумагой, пока она не ослабнет и ее можно будет аккуратно отделить. Хотя процесс изготовления матовой и глянцевой бумаги аналогичен, матовая бумага легче по весу, требует меньше тепла и меньше времени замачивания.

Превратите ваши печатные платы в отличные: Toner Transfer

Единичные экземпляры, которые я никогда бы не сделал профессионально, но которые были бесконечно удобны во время разработки

Многие из нас делают печатные платы дома. Я считаю полезным иметь в своем арсенале уловки для промежуточных этапов на пути к завершенному проекту, даже если готовая версия будет отправлена ​​на фабрику печатных плат. Когда мне нужна коммутационная панель, которая взаимодействует, например, с другими инструментами разработки, нет ничего лучше, чем возможность создать что-то, что подключается прямо к ней.Быстрое выполнение и выполнение остальной части проекта вместо размещения заказа и ожидания доставки помогает мне оставаться в курсе событий.

Перенос тонера – это, безусловно, самый быстрый способ сделать печатную плату в домашних условиях – просто распечатайте схему на лазерном принтере, пригладьте ее на меди и протравите. Когда это работает, это здорово. Когда это не так, это может быть трудным упражнением, чтобы выяснить, какие из бесчисленных факторов не совпадают.

Уже давно я использую очень надежный и повторяемый метод.Недавно я немного изменил производительность системы и подумал, что поделюсь тем, что у меня есть. На данный момент я могу очень надежно изготавливать платы с дорожками 6 мил (0,15 мм) и расстоянием 8 мил (0,20 мм). С небольшой осторожностью в постпроизводстве, 4 мил / 6 мил вполне правдоподобны.

Этого достаточно для большинства моих потребностей в прототипировании, покрывая детали TSSOP с шагом выводов 0,65 мм и позволяя пропустить две дорожки через резистор или конденсатор для поверхностного монтажа 0805. Это наравне с самыми дешевыми профессиональными производителями, но я могу перевернуть доску примерно за пятнадцать минут.В моей книге больше нет порядка и ожидания. Когда мне нужны предметы роскоши, такие как шелкография и покрытие сквозных отверстий, есть обходные пути, но в основном я буду экономить на них, пока не будет сделана окончательная версия.

Научный аппарат: утюг для одежды, скалка и приличный ИК-термометр.

Секрет? Наука! Или, по крайней мере, взять то, что может быть подавляющим числом переменных и секретных методов, свести их к экспериментам, которые изменяют одну переменную за раз, а затем провести оптимизацию по этому одному измерению.Существует огромное количество техник, и многие из них работают только тогда, когда у вас есть именно та марка тонера, правильная бумага или правильное прикосновение к горячему утюгу для одежды. Короче говоря, они не воспроизводимые . Если ваши настройки не совсем соответствуют чьим-то другим, все ставки отключены. Здесь я изложу воспроизводимый метод и покажу вам, как его откалибровать.

Вещи, которые не имеют значения

Многие интернет-руководства по переносу тонера сосредотачиваются на деталях, которые на самом деле не имеют значения, например типе бумаги, используемой для носителя переноса, или методе очистки меди перед глажением.Это не значит, что вам не нужно сначала очищать медь – вы обязательно это сделаете, – но просто не имеет значения, как вы это делаете. Я использовал мелкозернистую наждачную бумагу, зеленые скребки для горшков, а в наши дни я использую губки, которые купил в хозяйственном магазине, для придания блеска стыкам труб перед пайкой. Я протираю ацетоном. Дело в том, что вы удаляете с поверхности окисление и жир. Меня не волнует, как.

Скрабби, ацетон и окисленная медь Приклейте журнал к обычной бумаге и распечатайте Мокрая бумага практически растворяется в воде

Точно так же выбор переводной бумаги довольно широк.Я чередую глянцевые страницы журнала (на данный момент мне больше всего нравится Economist) и бумажную подложку с пластиковым покрытием, на которой отклеиваются наклейки. Эти две поверхности работают совершенно по-разному; бумажная подложка для наклеек отслаивается напрямую, а журнальная бумага растворяется в холодной воде при трении большим пальцем. Есть вещи посложнее. Суть переводной бумаги в том, что она глянцевая, не деформирует изображение и легко высвобождается, оставляя тонер на меди.В остальном удобство.

Наконец, выбор протравы не имеет значения. Я использую освеженный кислородом хлорид меди в кислоте, потому что он практически неограниченно пригоден для повторного использования, и я ненавижу хлопоты по утилизации токсичных химикатов. Люди используют хлорид железа или персульфат аммония. Другие используют уксус и соль, или плевок дракона и слезы бухгалтеров. Некоторые люди взбалтывают жидкости в баке, другие распыляют, а третьи губки. Все, что работает.

Конечно, все эти вещи абсолютно необходимы для создания хорошей печатной платы для переноса тонера, но ни одна из них не является незаменимой.

Физика

С другой стороны, есть три фундаментальных фактора, которые имеют значение для адгезии тонера к меди, и все зависит от физики: время, температура и давление. Сокращение этих трех до одного – огромный шаг к надежности и повторяемости, и это наш первый шаг.

Установка давления и времени сначала

Что касается давления, то чем больше, тем лучше. Фактически, есть некоторые лазерные копировальные аппараты, которые вообще работают без подогрева роликов.Они сжимают частицы пластикового тонера так сильно, что они прилипают к бумаге при комнатной температуре или около того. Мы не сможем оказать такое сильное давление, но мы собираемся зафиксировать переменную давления на «насколько это возможно».

Вы почти слышите, как я крячу…

Я кладу печатную плату на перевернутое железо и всем своим весом нажимаю на скалку. Результирующее давление довольно высокое, потому что скалка имеет небольшое пятно контакта с доской, и оно довольно постоянное, потому что я очень много вешу.

Я черпал вдохновение из этого метода, который, по сути, делает то же самое в обратном порядке. Мой опыт показывает, что с помощью этой процедуры доска никогда не катится равномерно по дюбелю, но я могу понять, если вы не хотите, чтобы у вас дома были открытые электрические разряды, которые я установил. Подойдет любая сильная горячая поверхность, а улучшенная установка позволит лучше контролировать температуру. Если у вас есть модифицированный ламинатор, который оказывает достаточное давление, это, вероятно, даже лучше. У меня есть лом для одежды.

В отличие от давления, где чем больше, тем лучше, эффект более длительного времени выдержки быстро спадает. В лазерных принтерах, где количество страниц в минуту является важным аргументом в пользу продажи, они стараются сократить это время ожидания до минимума. Если вы катитесь по доске слишком быстро, адгезия может быть неравномерной, поэтому решение состоит в том, чтобы просто кататься медленно и кататься взад и вперед. Вы можете убрать время из уравнения, просто катаясь так медленно, чтобы любое уменьшение скорости качения ничего существенно не меняло.Достаточно минуты или двух.

Все это, конечно, относительно. Вы не используете тот же тонер, что и я, не весите такой же, как я, и даже не имеете того же представления о «медленном», что и я. Но пока вы придерживаетесь последовательной практики, эти переменные не сильно повлияют на результат, и мы можем решить проблему, которая будет влиять: температура – секретный соус. А вот и наука!

Температура: пластик, но не расплав

Когда тонер нагревается, он проходит несколько различных фаз.Сначала это твердый пластик, затем он становится липким и слегка податливым, когда он проходит через стеклование, а затем, когда температура увеличивается еще больше, он плавится и становится жидкостью.

Понятия не имею, откуда в Интернете появился слух о том, что вам следует включить железо «как можно сильнее». Но я знаю, каков результат этого – смазанные переводы, которые чрезвычайно чувствительны к количеству приложенного давления. Это полная противоположность тому, что мы здесь ищем.Вместо этого цель состоит в том, чтобы сохранить тонер в состоянии стеклования при как можно более низкой температуре, чтобы он сплавился с медью при нашем примерно постоянном максимальном давлении.

Таким образом, первым шагом калибровки процедуры является выполнение серии переносов при повышении температуры. Ваши температуры не будут такими же, как у меня, но это нормально, потому что вы не используете мой тонер и не делаете печатные платы у меня дома. Уловка в том, чтобы быть последовательным.

Нижняя температура сверху, повышенная снизу

98 градусов

125 градусов

142 градусов

166 градусов

Четыре примера здесь были перенесены при 98 ° C, 125 ° C, 142 ° C и 166 ° C.Первый явно плохо держится, и на самом деле ни один из следов, за исключением следа толщиной 16 мил, не является непрерывным после травления. Плата с самой высокой температурой имеет короткие замыкания по всей поверхности, несмотря на использование зазора в 20 мил. Удивительно, но отпечаток TSSOP в основном работал нормально, даже несмотря на то, что две дорожки с интервалом 6 мил закорочены.

Проблема с экстремальными температурами также очевидна при просмотре переводных листов. В случае низкотемпературного картона на бумаге осталось много тонера.Он просто недостаточно хорошо приклеился к меди. Высокотемпературный лист порвался при снятии, вероятно, из-за того, что его пластиковый слой плавился в тонере.

Две средние доски выглядят довольно неплохо, но внешний вид может быть обманчивым, поэтому, вероятно, их стоит травить. На самом деле есть небольшой дефект на плате 125 ° C – образец следа толщиной 6 мил сломан только в нижней части, где он соединяется с контактной площадкой. На плате с температурой 142 ° C две близкие дорожки, проходящие через деталь 0805, закорочены, хотя все остальные дорожки непрерывны.Температура где-то между этими двумя, вероятно, будет лучшим вариантом.

Я перепроверил тестовую плату при 132 ° C, распечатал ее на журнальной бумаге, и она вышла идеально. За исключением незначительных хлопот, связанных с вырезанием магазинной пачки и приклеиванием ее к листу обычной бумаги, чтобы она могла правильно проходить через принтер, журнальная бумага, вероятно, является идеальным носителем. Когда он растворяется в воде, на тонер оказывается очень мало нагрузки, и гораздо меньше риск потянуть то или иное пятно.

Не случайно, я использовал температуру около 130 ° C с тех пор, как в последний раз делал эту калибровку сам после покупки моего текущего лазерного принтера. Получение последовательной процедуры с установленной температурой – гораздо больше, чем полдела.

Принтер и его программное обеспечение

На данный момент, когда сам процесс переноса тонера в значительной степени задействован, ограничивающим фактором того, насколько надежно и с каким разрешением вы можете печатать, будет сам принтер и программное обеспечение, которое его управляет.Я обнаружил удивительно большие различия между различными драйверами принтера (PCL и Postscript), а также между различными форматами файлов, используемых для сохранения иллюстраций, и программами, которые их читают.

Файл Postscript, драйвер PostScript Неровности переданы красиво! Мусор на входе, мусор на выходе.

В частности, оба драйвера в моей системе, кажется, интерпретируют Postscript и PDF вывод KiCad как цветные файлы и применяют дизеринг к результату.С драйвером Postscript это приводит к неровным краям – эффект, который другие заметили раньше. Если передача работает нормально, эти неровности попадают в медь печатной платы.

Драйвер PCL делает странное дизеринг Дизеринг приводит к появлению слабых тонких линий

С драйвером PCL, который я использовал, похоже, применяется алгоритм дизеринга с гораздо более высоким разрешением, в результате чего линии кажутся тоньше до такой степени, что на них появляются разрывы.Оказывается, проблемы с печатью тонких линий были вызваны драйвером.

Файл SVG, драйвер postscript

Наконец, когда я сохраняю файл как графику SVG и распечатываю его из Inkscape, все артефакты сглаживания цветов исчезают, но в результате получаются приятные гладкие темные следы, которые немного слишком толстые. однажды переведен. Может быть, с этими улучшенными следами я смогу немного снизить температуру? При переводе на липкую бумагу также есть пыль, чего не бывает с журнальной бумагой, так что, возможно, тип бумаги все-таки имеет значение.

Важно отметить, что вы не сможете по-настоящему диагностировать такие мелкие детали, пока не возьмете под контроль основные переменные температуры и давления. Но как только вы это сделаете, и мельчайшие сбои, возникающие на программном этапе цепочки, будут видны и воспроизводимы, у вас появится новый ограничивающий фактор, и пора настроить программное обеспечение.

К сожалению, у всех разное программное обеспечение и настройки принтера, и не все настройки, которые подходят для меня, подойдут вам.На этом этапе вы сами по себе. Просто знайте, что разрешение принтера, параметры конфигурации принтера и даже драйверы и типы файлов могут иметь значение. Это много для экспериментов, поэтому используйте их по одной переменной за раз.

Полоскание, повторение, уточнение

Таким образом, взаимодействует все: температура, давление, тип бумаги и даже формат файла и драйверы принтера. На сегодня я отказался от экспериментов, потому что меня устраивают надежные кривые 6/8, и когда мне нужно будет продвинуть их еще дальше для какого-то проекта, я, вероятно, начну с дальнейшего снижения температуры, чтобы увидеть, решит ли это утолщение линий.Если мне действительно нужны зазоры в 6 мил, я либо перепроверяю эти места перед травлением и очищаю их лезвием скальпеля, либо экспериментирую с шириной следа 4 мил. В конце концов, с выводом SVG и печатью Inkscape у меня не было ни одной прерывистой трассы на 6 мил.

Одна вещь, которую я абсолютно не изменю, – это базовая техника. Я впервые начал прикладывать постоянное максимальное давление с помощью ролика и регулировать температуру около десяти лет назад, и с тех пор это был очень надежный метод изготовления печатных плат.Этот недавний поиск максимального разрешения был забавным развлечением, и я рад узнать, что я могу делать небольшие функции, когда мне нужно, и опечален тем, что пути к дальнейшему улучшению, похоже, лежат в настройке программного обеспечения и драйверов, потому что есть только очень много вариантов.

В какой-то момент делает проще, позволяя профессионалам делать работу за вас. Но для меня перенос тонера работает почти на всех начальных этапах создания прототипа, и время выполнения работ невозможно превзойти.

Пять шагов к травлению печатной платы (PCB)

Мы все сталкиваемся с вещами, которые могут нас слегка расстраивать. Достаточно, чтобы нас подвести, но недостаточно, чтобы изо всех сил стараться исправить. Это может быть липкий замок, отчаянно нуждающийся в брызге WD-40, сорняк, растущий посреди тротуара, или пыльная столешница. Некоторое время меня раздражала гардеробная посреди дома, в которой не было света. Имея двух собак, которые иногда забывают, что обувь – это не игрушки для жевания, этот шкаф стал удобным домом для нашей коллекции обуви.Со временем обуви накапливалось все больше, и второй закон термодинамики соблюдался – шкаф превратился в темный беспорядочный беспорядок.

Я давно хотел попробовать травить печатную плату. Это казалось прекрасной возможностью опробовать этот новый метод. Схема не будет сложной, поэтому я мог бы пролить свет на других (а также на мой шкаф), которые, возможно, рассматривают это впервые.

Шаг 1. Нарисуйте схему и проверьте математику

Для этого проекта, в частности, требуются светодиоды, резисторы, выключатель и аккумулятор определенного типа.Цель состоит в том, чтобы использовать нормально закрытый переключатель, чтобы светодиоды не горели, когда дверь закрыта, и включать их, когда дверь открыта. Нарисуйте схему и найдите все необходимые компоненты. Обязательно выполните проверку закона Ома, чтобы убедиться, что все части имеют достаточный номинал. В моем случае я обнаружил, что ток, проходящий через каждый светодиод на полностью заряженном элементе 18650 (мой выбор батареи), будет немного большим. Однако я решил продолжить эту настройку, чтобы светодиоды не становились слишком тусклыми, когда батарея умирает.Кроме того, у меня было множество резисторов на 100 Ом, оставшихся от предыдущего проекта, которые просто ждали, чтобы иметь цель!

Шаг 2. Введите свой дизайн в программу для проектирования печатных плат

Использование достойной платформы для проектирования печатных плат может сэкономить много времени при разработке макета вашей печатной платы. Такие программы, как Eagle и EasyEDA, позволяют вам проектировать вашу схему, а затем строить ее прямо из этой схемы. Это обеспечивает точность размеров компонентов и точек подключения и их учет на печатной плате.Еще одно средство экономии времени с помощью этого программного обеспечения – инструмент автотрассировщика. Это расположит все трассы в путях, которые будут мешать только компонентам и другим трассам, которые связаны. После того, как печатная плата будет разложена и соединения схемы прослежены, проверьте схему в последний раз перед печатью. Убедитесь, что вы печатаете в масштабе 1: 1, чтобы размеры макета были точными.

Шаг 3. Перенесите раскладку на плату

Для обеспечения точного переноса прикрепите этот отпечаток поверх многослойной печатной платы с медным покрытием.Используя канцелярскую кнопку, проткните бумагу в том месте, где каждый вывод компонента будет проникать в доску. Это оставит точки на меди, где находятся эти компоненты. Небольшая выемка на меди также поможет сверлу найти точное место, куда пойдет провод. Удалите распечатанный лист и убедитесь, что все компоненты отмечены на меди. Используйте сверло 1/32 дюйма (максимум), чтобы просверлить отверстия, отмеченные на доске. Когда все отверстия будут просверлены, очистите верхнюю часть медной пластины наждачной бумагой.Используя перманентный маркер, нарисуйте трассы между всеми компонентами, ссылаясь на распечатанный макет печатной платы. Подождите, пока чернила высохнут, и подкрасьте доску в том месте, где маркер стал тусклым.

Шаг 4: Процесс травления

Когда второй слой маркера полностью высохнет, пора промыть доску в растворе хлорида железа. Хлорид железа – это едкое кислотное химическое соединение, которое разъедает всю медь на доске, не защищенную чернилами маркера. Налейте небольшое количество хлорного железа в пластиковую емкость с крышкой; ровно настолько, чтобы полностью покрыть доску.Дайте доске впитаться в течение 10 минут, убедитесь, что крышка надежно закреплена, и встряхивайте ее каждые несколько минут, покачивая емкость назад и вперед. Через 10 минут осмотрите плату и, если не видно меди, снимите плату в латексной перчатке. Промокните доску насухо одноразовой тряпкой, чтобы удалить с доски весь хлорид железа. Промойте доску ацетоном, который быстро обработает чернила маркера и обнажит ваши целые следы. Процесс травления завершен!

Шаг 5. Заполните плату и проверьте схему

После протравливания платы используйте мультиметр для проверки целостности цепи.Убедитесь, что все трассировки прошли успешно, а также начинаются и заканчиваются в правильных местах, прежде чем подавать питание на схему. Как только все трассы будут проверены, добавьте компоненты в их правильные положения и припаяйте их. Подайте напряжение и с трепетом наблюдайте, как ваша идеально протравленная схема работает точно так, как планировалось!

Мой следующий шаг

Чтобы завершить свой проект, я прикреплю держатель 18650 к задней стороне печатной платы и смонтирую сборку в моем шкафу. Переключатель имеет нормально замкнутые контакты, поэтому, когда дверь закрыта, переключатель будет нажат, контакты разомкнуты, а освещение выключено.Когда дверь открыта, выключатель не будет нажат, контакты замкнуты и свет будет включен!

Об авторе

Крис Фонт – инженер-электрик, работает в компании Hallam-ICS с 2015 года. Он выпускник Университета штата Северная Каролина и является частью нашей команды Северной Каролины. Ему действительно нравится принимать вызовы.

Прочтите мою историю Халлама

О компании Hallam-ICS

Hallam-ICS – компания, занимающаяся проектированием и автоматизацией, которая разрабатывает системы MEP для объектов и заводов, разрабатывает решения в области управления и автоматизации, а также обеспечивает соответствие требованиям безопасности и нормативным требованиям посредством исследований вспышки дуги, ввода в эксплуатацию и проверки.Наши офисы расположены в Массачусетс , Коннектикут , Нью-Йорк , Вермонт и Северная Каролина , и наши проекты охватывают весь мир.

---

Создание печатных плат методом переноса тонера

Существует множество веб-страниц, на которых объясняется, как создавать печатные платы (ПП) без использования ультрафиолетового излучения и фоторезиста. Однако большинство из них раздуты, не подлежат обследованию или неполны.Эта страница представляет собой попытку кратко описать процесс.

Требования

1. Пустая печатная плата без слоя фоторезиста. Если у вас есть только доски с таким слоем, вам нужно сначала удалить его с помощью растворителя, такого как ацетон.
2. Тип бумаги, покрытой тонким слоем воска с одной стороны и легко растворяющейся в воде. Большая часть фотобумаги для струйных принтеров хороша. Некоторые лучше других. Некоторые компании, такие как PulsarProFX, производят специальную бумагу для переноса тонера с покрытием на основе сахара.Тонер прилипает к этому покрытию, которое полностью растворяется в воде. В результате получается очень чистый перенос, который также можно использовать для переноса цветных лазерных отпечатков на различные поверхности. Этот метод также можно расширить для создания декалей, которые будут приклеиваться к любой поверхности, даже к изогнутой. Однако эта бумага довольно дорогая, и ее трудно достать за пределами США.
3. Рекомендуется лазерный принтер с обычным тонером, 600 точек на дюйм.
4. Утюг для одежды.
5. Ацетон.
6. Разновидность абразивной губки, например губки для скотчбрита или стальной мочалки.Некоторые говорят, что стальная вата может загрязнять медь, но другие использовали ее без проблем.
7. Бумажное полотенце
8. Зубная щетка или аналогичная полумягкая щетка
9. Офорт. Традиционным травителем для меди является хлорид железа, но дешевой и очень хорошей альтернативой является смесь хлористого водорода (HCl) и пероксида водорода (H ₂ O ₂ ). В отличие от FeCl ₃ , он полностью прозрачный и очень дешевый (в зависимости от того, где вы получаете химикаты).
10. Защитные очки и перчатки.

Метод

Создание дизайна

Ваш окончательный проект печатной платы должен состоять из зеркального черно-белого растрового изображения с медным узором на нижней части печатной платы. Это можно сделать любым способом, начиная от вывода дорогой профессиональной программы и заканчивая тем, что вы рисуете в GIMP. Изображение 300 точек на дюйм подойдет, все, что выше 600 точек на дюйм, будет излишним.
Строго говоря, отверстия не нужны, потому что вы все равно их просверлите, но небольшие отверстия в вашей конструкции значительно упростят сверление, во-первых, потому что вы можете видеть, где сверлить, а во-вторых, потому что небольшое отверстие в меди будет «направлять» сверло при врезании в печатную плату.Чтобы этот последний эффект работал, вы должны делать отверстия маленькими, я использую диаметр 1/60 дюйма (0,42 мм или 5 пикселей в изображении с разрешением 300 точек на дюйм).

Говоря об отверстиях, если вы собираетесь просверлить их вручную, постарайтесь выровнять как можно больше отверстий на одних и тех же линиях параллельно краям печатной платы. Это упростит и ускорит их сверление на сверлильном станке, если у него есть система направляющих (импровизированная или встроенная).

Теоретически все, что вы можете напечатать на изображении с разрешением 300 точек на дюйм, может превратиться в медный след, блокнот или букву на вашем отпечатке.На практике все, что тоньше 2/300 дюйма (2 пикселя в изображении с разрешением 300 точек на дюйм или 0,17 мм), может быть проблематичным. Избегайте использования линий 1/300 дюйма или расстояний для конструкций, которые должны проводить электричество.
1/300 дюймовые линии могут действительно работать, если вы держите их подальше от краев печатной платы. Как правило, либо избегайте размещения каких-либо мелких структур рядом с краями, либо обрежьте печатную плату до размера, немного большего, чем требуется для проекта (и отпилите лишние части после переноса). Это потому, что тонер сложнее правильно перенести по краям.Тонкие края могут смазываться и / или не прилипать. Вы можете увидеть это ниже на фотографиях тестовой печатной платы, которую я сделал, дизайн которой показан справа.

Если вы собираетесь создать двухстороннюю печатную плату, вам нужно будет добавить некоторые контрольные точки, совпадающие с обеих сторон. Хорошая идея – включить края печатной платы, но вы также можете поставить дополнительные отметки за пределами области печатной платы. Это упростит проверку того, что шаблоны все еще выровнены после того, как вы зажали печатную плату между ними.Вы можете немного уменьшить потребность в точном совмещении, сделав «переходные» контактные площадки на одной из сторон немного больше и не рисуя в них отверстия.

Печать дизайна

Бессмысленно давать вам список хороших типов бумаги, потому что производители обычно меняют их в случайные моменты. Тем не менее, некоторые типы, которые, как сообщается, работают хорошо, – это «Бумага с картинками» от Staples в США и «Фотобумага» HEMA 170 г для людей, живущих в Бельгии или Нидерландах. Брайан сообщил мне, что он попробовал скрепки «Photo Supreme Gloss Paper – Inkjet совместимый» вместо основной бумаги, и это было ужасно, так что, безусловно, существует много различий между разными типами бумаги. Я лично пробовал фотобумагу от бренда Ednet, и она работала достаточно хорошо. Тем не менее, я также попробовал бумагу HEMA, и она действительно намного лучше. Строго говоря, вам не нужно использовать эту фотобумагу, если вы найдете обычную офисную бумагу, которая очень хорошо растворяется в воде, она тоже должна работать.Однако обычно офисная бумага плохо растворяется (никому не нужна бумага, которая растворяется в тот момент, когда кто-то проливает на нее кофе).
Брайан также сообщил об огромном успехе в использовании «вощеной» бумаги-основы для наклеек и этикеток, таких как этикетки Avery. Удалите все этикетки и напечатайте на жирной стороне бумажной подложки. Удивительно, но тонер прилипает к этой поверхности, хотя я подозреваю, что не все типы бумажной подложки подойдут. Я считаю, что существует риск того, что тонер отслоится внутри принтера и загрязнит барабан, поэтому попробуйте это на свой страх и риск.

Вы должны печатать дизайн на глянцевой стороне фотобумаги. Не касайтесь этой стороны до или после печати. Помните, что дизайн должен быть зеркальным отражением по сравнению с тем, что будет видно на медной стороне печатной платы. Большинство лазерных принтеров позволяют регулировать «плотность» тонера. Если у принтера есть ЖК-дисплей, этот параметр, вероятно, можно найти в его меню. В противном случае его можно отрегулировать с помощью программного обеспечения. Если установить максимальную плотность, на бумагу будет наноситься больше тонера, что нам и нужно.(Не забудьте сбросить этот параметр до нормального перед печатью книги на 100 страниц :))
Чтобы избежать застревания в принтере довольно толстой бумаги, необходимо использовать ручную подачу. Было бы неплохо напечатать как минимум две копии вашего дизайна на одной странице, поэтому, если вы испортите первую, у вас будет под рукой резервная копия. Вы также можете распечатать несколько дизайнов на одной странице, чтобы более эффективно использовать довольно дорогую фотобумагу. Но обычно ручная подача позволяет использовать бумагу меньшего размера, чем A4 или Legal, поэтому вы можете повторно использовать остатки.
Некоторые люди говорят, что повторная отправка бумаги через принтер (без фактической печати чего-либо, кроме крошечной точки или линии, заставляющей принтер нагревать барабан) улучшает качество переноса, но если вы используете хорошую бумагу, это должно быть ненужным.
Если у вас нет доступа к лазерному принтеру, вы также можете пойти в копировальный центр и сделать копию своего отпечатка. Опять же, попробуйте установить максимальную плотность тонера и постарайтесь не злить хозяина магазина, заклинив его машины плотной бумагой 🙂

Как я уже сказал во вступлении, доступна специальная бумага для переноса тонера с покрытием на основе сахара.Теоретически можно сделать подобную бумагу самостоятельно, нанеся водно-сахарную смесь на обычную бумагу. Я сам пробовал сделать такую ​​бумагу, но оказалось, что сложно получить раствор сахара и нанести равномерный тонкий слой. В результате моих первых попыток бумага оставалась липкой даже после нескольких дней сушки. Подавать липкую бумагу в лазерный принтер было бы большим запретом. Затем я попытался добавить в раствор соль, которая устранила липкость, но тонер больше не держался должным образом.Вероятно, существует оптимальная смесь сахара и соли, и, возможно, добавление крахмала в смесь также может помочь, но для его поиска потребуется больше экспериментов.

Кто-то действительно придумал способ сделать хорошую самодельную копировальную бумагу, но этот метод довольно запутанный и требует много времени. Если вам интересно и у вас есть достаточно свободного времени, поищите текст «Как сделать бумагу для лазерного переноса тонера» Тристона Дж. Тейлора.

Подготовка печатной платы

Если кажется, что медь на печатной плате немного окислилась, вы можете сначала промыть ее небольшим количеством уксуса (или более сильной кислоты, такой как HCl), что вернет металл в неокисленное состояние.
Протрите медную сторону абразивной подушечкой, пока медь не станет чистой и блестящей.
Затем потрите медную сторону бумажным полотенцем, смоченным в ацетоне. Этот шаг очень важен! Ацетон удалит оставшуюся грязь и жир. Если на меди что-то осталось, тонер не будет хорошо держаться в этих местах. Вы должны очень сильно тереть каждый квадратный миллиметр меди, регулярно переходя на чистые части полотенца. Повторяйте, пока на полотенце не перестанет появляться грязь.Излишне говорить, что после этого шага вы не должны касаться меди.

Выполнение фактического переноса тонера

Вырежьте дизайн, оставив только минимальные поля, кроме одной стороны. Чтобы упростить задачу, вы можете обрезать как минимум две стороны бумаги, чтобы они совпадали со сторонами печатной платы. Это делает выравнивание тривиальным.

Двухслойные платы – дело сложное, и я еще не пробовал их делать, но вот несколько возможных стратегий. Самый безопасный метод – сначала перенести одну сторону и протравить ее с другой стороны, защищенной лентой или фольгой.Также просверлите хотя бы несколько сквозных отверстий, чтобы упростить выравнивание. Затем перенесите и протравите другую сторону (опять же, закрыв уже протравленную сторону). Быстрее, но труднее выполнить оба переноса одновременно, поместив плату между двумя листами. В этом случае выравнивание может быть проблематичным. Что может сработать, так это выровнять два листа заранее. Держите их против яркого света и после совмещения склейте или скрепите один или два края вместе. Затем вы можете вставить доску между ними и прогладить с обеих сторон.

Установите утюг на максимальное значение. Поместите печатную плату медной стороной вверх на термостойкую поверхность. Подойдет дерево, если вы не против, чтобы оно стало немного темнее в одном месте. Поместите дизайн на медь (очевидно, тонером вниз), правильно выровняв. Затем, следя за тем, чтобы бумага не сдвинулась, положите на нее горячий утюг. Сильно надавите и перемещайте утюг каждые 5 секунд, чтобы убедиться, что вся доска нагревается равномерно. Далее следует натереть всю доску боковыми сторонами и кончиком утюга.Держите утюг слегка наклоненным, чтобы большая часть давления была сосредоточена на наконечнике. Бумага должна начать блестеть на тех местах, которые вы уже натерли, чтобы вы могли видеть, какие области вам еще нужно покрыть.
Ничего страшного, если бумага становится немного коричневатой во время всего процесса, это просто означает, что вы действительно ее нагреваете, и это хорошо. Требуется некоторый опыт, чтобы найти правильное давление, которое требуется: слишком маленькое давление приведет к плохой передаче, слишком большое давление приведет к размазыванию тонера.Не ждите, что ваша первая печатная плата будет идеальной!

Лучшим способом переноса тонера было бы использование ламинатора, подобного тому, который используется в лазерных принтерах: валик, который нагревается и прижимает бумагу с большим усилием. Это будет быстро, легко и обеспечит стабильное качество. К сожалению, вам будет сложно найти ламинатор, в котором между роликами будет находиться жесткая и толстая печатная плата. Если у вас получится, вы можете сделать свой собственный. Теоретически можно было бы даже модифицировать лазерный принтер, чтобы он принимал толстые несгибаемые пустые печатные платы и печатал прямо на них , , но для этого потребовалось бы преодолеть огромное количество препятствий и, вероятно, также предварительно нагреть печатную плату.Некоторым людям удалось пропустить кусок алюминиевой фольги через лазер, поэтому печать на металлической поверхности должна быть возможна, несмотря на то, что тонер прилипает к барабану благодаря электростатическим зарядам.

Пол, читатель этой статьи, сообщил о значительном улучшении прилипания тонера к пустой печатной плате за счет распыления на медь тонкого слоя продукта под названием «Чистый экран» прямо перед тем, как поместить рисунок сверху и выполнить перенос. . Причина, по которой это работает, может быть в том, что продукт немного растворяет тонер, делая его более липким.Я сам пробовал универсальное средство для мытья окон, и хотя я не уверен, имел ли он какой-либо положительный эффект, переводы были идеальными, так что это, конечно, не повредит.

Удаление бумаги

Бросьте доску в ванну или раковину с горячей водой (только не слишком горячей, чтобы в нее можно было класть руки). Дайте ему впитаться не менее 10 минут. После этого у вас появится возможность отделить первые слои бумаги. Если вам не удается пройти через первый слой, можно потереть его зубной щеткой.Как только вы дойдете до сухого слоя, дайте ему снова впитаться. В конце концов вы дойдете до последнего слоя, который будет «глянцевым». Часто выходить из нее немного неприятнее. Зубная щетка – лучший инструмент для этой работы. Просто втирайте, пока слой не разорвется, а затем продолжайте растирать, пока он не отойдет. Если вы хорошо выполнили этап глажки, вы можете довольно сильно потереть, не повредив тонер. Для действительно сложных участков, таких как промежутки между параллельными дорожками, можно разбить глянцевый слой иглой.

Если вы думаете, что вся бумага удалена, вы можете дать доске высохнуть.Если какой-либо глянцевый слой все еще остается внутри небольших отверстий или между ближайшими следами, он будет отображаться как белый (см. Нижний правый угол изображения справа). Вы можете снова смочить доску и протереть эти области щеткой или использовать иглу, чтобы удалить белые участки, даже если они высохли. Это не проблема, если поверх участков с тонером осталась часть слоя, поэтому не теряйте его.
Если часть тонера не прилипла к меди, не паникуйте. Если это не слишком большая или хрупкая деталь, вы можете отремонтировать ее хорошим перманентным маркером.Если вы нанесете достаточно толстый слой чернил, они должны пережить процесс травления.
Если, с другой стороны, тонер размазан, возможно, вы слишком сильно надавили на глажку, бумага испортилась и / или вам может потребоваться установить меньшую плотность тонера на вашем принтере.
Если в какой-то момент что-то пойдет не так (например, отошло слишком много тонера или слишком много размазывания), вы можете удалить тонер ацетоном и начать все сначала (чистить снова не нужно, но вам может потребоваться удалить окисление с помощью кислота).Отслоение тонера может быть связано с плохой бумагой, недостаточной очисткой ацетоном или недостаточным нагревом / давлением утюга. Если после неоднократных попыток это все равно не сработает, попробуйте другой тип бумаги.

Офорт

Независимо от того, какой травитель вы используете, вы должны носить защитные перчатки, потому что вы не хотите, чтобы какое-либо вещество, растворяющее металл, на вашей коже. Защитные очки также являются хорошей идеей для предотвращения случайных брызг в глаза. Очевидно, что для травления нельзя использовать металлическую емкость.В особенности алюминий с травителем на основе HCl – очень и очень плохая идея, если только вы не хотите попасть в серьезные неприятности. Если вы хотите знать, почему, налейте немного HCl в стеклянную банку в хорошо вентилируемом помещении и бросьте в нее крошечный шарик из алюминиевой фольги. Наслаждаться!

Я могу порекомендовать смесь HCl + H ₂ O ₂ , которая работает невероятно хорошо, прозрачна и очень дешева. На форумах я обнаружил, что идеальные пропорции (чистого) H ₂ O ₂ , HCl и воды составляют соответственно 2/8/90.Вам нужно будет разделить первые два числа на концентрацию химикатов, которые вы можете купить, и отрегулировать третье число, чтобы в сумме они составили 100. Например, я мог бы купить 27,5% H ₂ O ₂ и 30 % HCl в универсальном магазине, поэтому мне пришлось смешать 7,3 / 26,7 / 66.

Для калькулятора требуется JavaScript, который не поддерживается вашим браузером, либо он был отключен.

Чтобы приготовить смесь без риска разбрызгивания, начните с воды, добавьте HCl и, наконец, H ₂ O ₂ .Вода должна быть дистиллированной, хотя водопроводная вода тоже может подойти (возможно, только не так). Раствор не нагревайте, он отлично работает при комнатной температуре. Нагревание приведет к быстрому разрушению перекиси.

Травление раствором HCl занимает всего несколько минут. Раствор станет зеленым из-за растворения в нем оксида меди. Немного встряхните раствор, чтобы еще больше ускорить процесс. Нет необходимости использовать бак с пузырьками. Вам нужно будет извлечь плату из травителя, как только будет вытравлен последний кусочек меди, чтобы предотвратить чрезмерное травление.Вы можете использовать пинцет из пластика или просверлить отверстие в печатной плате перед травлением и продеть через него нейлоновый шнур, чтобы вытащить плату из платы. Имейте под рукой ванну с водой, чтобы немедленно смыть травитель.
Имейте в виду, что H ₂ O ₂ в растворе будет быстро распадаться на воду и кислород (видимые в виде пузырьков на стенках вашего контейнера), потому что он нестабилен в кислой среде. Это означает, что травитель потеряет свои свойства через несколько дней или даже часов, а нагрев ускорит процесс.Это также означает, что если вы хотите его хранить, вам следует использовать бутылку с не полностью герметичной крышкой. Вы можете повторно активировать старый травитель, добавив свежий H ₂ O ₂ .

Если вы хотите протравливать на регулярной основе, может быть более практичным использовать альтернативный метод, который фактически использует раствор хлористой меди зеленой кислоты, который вы получите с помощью вышеуказанного метода. Этот раствор также можно реактивировать, добавив немного HCl и пропустив через него обычный воздух, но для этого потребуется резервуар для пузырьков.Преимущество заключается в том, что вам больше не нужен H ₂ O ₂ , и решение практически бесконечно многоразово. (Этот метод раньше документировался на members.optusnet.com.au/eseychell/PCB/etching_CuCl/index.html, но этой страницы больше нет. Возможно, вам повезет найти ее в Интернет-архиве.)

Если вы не хотите повторно использовать травитель, его следует утилизировать надлежащим образом. Медный раствор токсичен, поэтому не сливайте его просто в канализацию. Если вы не знаете, как с этим бороться, лучше всего отнести его на станцию ​​по утилизации химических веществ.Укажите на бутылке, что в ней содержится, чтобы ее можно было правильно обработать. Если вы хотите обработать раствор самостоятельно, сначала нужно удалить с него медь. Это можно сделать, добавив алюминиевую фольгу, которая вызовет осаждение менее химически активной металлической меди в порошок, который вы сможете извлечь с помощью кофейного фильтра. Остерегайтесь: реакция алюминия с кислотой приведет к выделению тепла и паров, делайте это на улице. Удалив всю медь, вы можете либо разбавить оставшийся раствор, либо нейтрализовать его соответствующим количеством NaOH (гидроксид натрия).К сожалению, мои познания в химии слишком ржавые, чтобы сказать вам, какое количество является правильным, но оно должно быть того же порядка величины, что и количество HCl в растворе. Вы можете использовать индикатор pH, чтобы проверить, когда он достигнет нейтрального значения (около 7).

В любом случае не смешивайте ацетон с пероксидным травителем. Если оставить эту смесь стоять, может образоваться взрывчатое вещество.

Чистовая

После промывки и высыхания печатной платы вы можете сразу удалить тонер или дождаться выполнения всех остальных шагов.Несколько проще удалить тонер до того, как просверлите отверстия, но оставив тонер включенным, вы защитите медь во время следующих шагов. Каждый раз, когда вы хотите это сделать, используйте полотенце, смоченное ацетоном, чтобы стереть тонер. Следующим шагом является сверление отверстий, если только вы не наберетесь смелости, чтобы полностью использовать SMD-компоненты. Для большинства обычных отверстий для компонентов идеально подходит сверло 0,8 мм (1/32 дюйма). Отверстия большего размера могут составлять 1 мм (1/25 дюйма) или 1,2 мм (3/64 дюйма). Если вам не нужно сверлить много отверстий , подойдут обычные биты HSS.Если вы будете достаточно осторожны, вы можете просверлить отверстия вручную, но сверлильный станок значительно упростит вашу жизнь и снизит риск поломки тонких сверл. Если вам нужно просверлить много отверстий, вы можете поискать твердосплавные биты, потому что стекловолокно быстро изнашивает биты из быстрорежущей стали. Будьте осторожны: они чрезвычайно хрупкие, поэтому здесь необходим стабильный сверлильный станок.

Чтобы улучшить внешний вид вашей печатной платы и упростить пайку, вы можете распечатать схему компонентов на стороне компонентов, так же, как вы переносили тонер на медную сторону! Это намного проще, потому что тонер лучше держится на немедной стороне.Не нужно тратить на это глянцевую бумагу, подойдет обычная офисная бумага. Не забудьте отразить изображение перед печатью. Потрите поверхность ацетоном (использовать абразивную подушечку не нужно), очистите отверстия от грязи и выровняйте рисунок, используя просверленные отверстия, удерживая доску против яркого света. Затем погладьте как обычно и смочите доску водой. Просто снимите его, тонер должен прилипнуть достаточно сильно. Удалите остатки бумаги зубной щеткой.

Перед пайкой убедитесь, что следы чистые и не содержат оксидов.Подойдет быстрая очистка ацетоном и кислотой. Если печатная плата является только одноразовым прототипом, вы можете просто припаять ее и использовать. Однако, если он рассчитан на более длительный срок службы, вы можете защитить его. Самая простая защита – нанесение на медные дорожки флюса no-clean . Он действует как своего рода лак, который очищает медь и облегчает пайку. Однако в долгосрочной перспективе это может исчезнуть. Таким образом, для тех печатных плат, которые действительно должны служить долго и / или выдерживать более экстремальные условия, вам необходимо защитить медь от окисления или худшей участи.

Лужение также упрощает пайку, защищает медь и отлично выглядит. Более того, процесс довольно прост: существует гальванический порошок, который необходимо растворить в воде. При погружении в этот раствор на несколько минут печатная плата автоматически покрывается оловом. Есть несколько различных продуктов, но самый распространенный из них от Seno, и называется Seno 3211. А теперь плохие новости: этот порошок колеблется от довольно до возмутительно дорого. Для жителей окрестностей Германии Конрад кажется самым дешевым.После приготовления раствор имеет ограниченный срок службы, поэтому вам нужно сделать ровно столько, чтобы покрыть доску оловом. Сам порошок имеет неограниченный срок хранения при правильном хранении.
Можно также использовать классический электролизный способ лужения. Однако для этого требуются более отвратительные химические вещества, а вся медь должна быть подключена к одному катоду. Это означает, что вы должны оставить крошечные следы на вашей печатной плате, которые соединяют все вместе, и которые необходимо удалить впоследствии соскабливанием или сверлением.

Химическое лужение – это хорошо, но во многих случаях это излишество, не стоящее затрат.В качестве альтернативы вы можете самостоятельно «покрыть» следы припоем. Это легко сделать, если сначала покрыть флюсом всю плату, а затем можно будет почти «накрасить» припой своим паяльником. Для паяльников существуют специальные наконечники щеток для лужения, которые делают этот процесс еще проще.

Наконец, лак или лак также надежно защитят медь. Вы можете просто припаять плату без флюса или лужения и сразу покрыть готовую обратную сторону лаком или лаком.Если вы используете флюс для облегчения пайки, рекомендуется удалить его перед лакированием, потому что я не уверен, насколько хорошо эти два продукта смешиваются. В любом случае, имейте в виду, что при распылении лака или лака на припой, вероятно, будет трудно впоследствии пропаять лак через лак. В идеале вам следует наносить лак только на непаянные участки платы, но я понятия не имею, как это можно сделать простым способом.

Галерея

Вот несколько примеров печатных плат, которые я сделал этим методом.

Как создать печатную плату с нуля

Чтобы создать печатную плату (PCB), вам нужно нарисовать отверстия, контактные площадки и провода для вашей схемы. Этот навык называется PCB Design и очень полезен.

Когда вы закончите, отправьте дизайн производителю или вытравите его самостоятельно.

Звучит сложно? Не волнуйтесь, существует множество бесплатных инструментов, которые помогут вам в этом.

Ниже я расскажу, что вам нужно сделать.

Бонус: Загрузите бесплатную электронную книгу, которая шаг за шагом покажет вам, как сделать вашу первую печатную плату.

Шаг 1. Создайте или найдите принципиальную схему

Прежде чем вы начнете рисовать провода и прочее, вам нужно знать, какую схему вы хотите построить. Итак, вам нужна принципиальная схема.

Вы можете найти ту, которую сделал кто-то другой, или создать свою с нуля.

Рекомендую начать с чего-нибудь простого.Как мигающий светодиод.

Когда у вас есть принципиальная схема, переходите к шагу 2.

Шаг 2: Нарисуйте свою схему

Во-первых, вам необходимо установить программное обеспечение для проектирования печатных плат.

Я настоятельно рекомендую KiCad для изготовления вашей печатной платы. Это бесплатно и действительно хорошо. Я также создал пошаговое руководство по KiCad для начинающих.

Создайте новый проект. Затем нарисуйте схему из принципиальной схемы, найденной на шаге 1.

Когда вы думаете, что закончили, запустите средство проверки электрических правил (ERC), чтобы проверить, не допустили ли вы типичных ошибок.

Шаг 3. Разработайте макет платы

Пришло время нарисовать доску. Вам необходимо перенести вашу принципиальную схему в чертеж вашей печатной платы.

Это не так сложно, как может показаться. Потому что программа будет сравнивать то, что вы рисуете, с файлом схемы. И это поможет вам создать такие же связи.

Здесь важно решить, какую занимаемую площадь выбрать для компонентов. Монтаж в сквозное отверстие или на поверхность?

Компоненты со сквозными отверстиями паять проще всего.Для новичков рекомендую сквозное отверстие. Компоненты для поверхностного монтажа меньше по размеру, поэтому они занимают гораздо меньше места. Но меньше также означает, что паять будет сложнее. Тем не менее, нужно просто немного практики, чтобы привыкнуть к компонентам для поверхностного монтажа. Так что если вы готовы принять вызов, то дерзайте.

Не торопитесь и убедитесь, что он хорошо выглядит;) Следуйте рекомендациям по проектированию для рисования печатных плат.

По завершении запустите средство проверки правил проектирования (DRC), чтобы проверить, не допустили ли вы ошибок.

Шаг 4: Сделайте свою печатную плату

Когда вы закончите рисовать свой дизайн печатной платы, вам нужно сделать дизайн. Вы можете протравить свою печатную плату дома, но я предпочитаю просто заказать печатную плату у одного из многих производителей печатных плат.

Это действительно не дорого. Например, нередко можно увидеть предложения 5 копий вашей доски менее чем за 5 долларов США! И вам не нужно возиться с химическими веществами самостоятельно.

Вот некоторые из моих любимых:

Классический способ отправки макета платы производителю – создание файлов Gerber на основе вашего дизайна.Но некоторые (например, OSH Parks) также принимают файлы KiCad напрямую, поэтому вам не нужно выполнять какие-либо преобразования.

Шаг 5: Заказ компонентов

Обычно требуется некоторое время, прежде чем ваша печатная плата будет готова. Так что пока вы ждете, убедитесь, что у вас есть все необходимые компоненты. Нет ничего хуже, чем получить новую печатную плату, просто чтобы понять, что вам не хватает некоторых ключевых компонентов!

Я составил список магазинов, в которых можно купить электронные компоненты в Интернете. В перечисленных магазинах я либо пользовался сам, либо знаю кого-то, кто ими пользовался.

Шаг 6: Сборка печатной платы – Пайка компонентов к плате

Печатная плата только что вынута из принтера. Вы заказали и получили компонент. А теперь самое интересное – воспитание печатных плат!

Подготовьте рабочий стол и достаньте паяльные инструменты. Разложите компоненты и печатную плату на рабочем столе.

Держите компьютер с PCB Design поблизости, чтобы при необходимости можно было проверить ориентацию и стоимость компонентов.Если это невозможно, распечатайте схему со значениями и макетом платы.

Сделайте себе чашку кофе и приступайте к пайке!

Вопросы?

Что вас больше всего беспокоит, вызывает сомнения или вопросы по поводу дизайна печатной платы? Что-то мешает вам сделать свою первую печатную плату? Дайте мне знать в поле для комментариев ниже!

Janzen Electronics

Janzen Electronics

---

Последнее обновление 2005.08.20

Базовая конструкция печатной платы

Введение

Печатные платы

– это то, что вам нужно, если вам нужна очень надежная, долговечная, и визуально привлекательный.В противном случае потраченное много времени не стоит ваших в то время как хорошо припаянная схема на предварительно просверленной сетке будет в порядке. Кроме того, если схема не была тщательно спроектирована и безупречно протестирована на макет, или если есть вероятность, что вам нужно будет внести изменения, а затем использовать предварительно просверленную доска.

Это объяснение предполагает, что вы будете использовать печатную плату с медным только с одной стороны. (выберите двустороннюю, если у вас очень плотная сеть соединения). Если вы можете разместить что-нибудь на одной доске, большом или маленьком, тогда это позволяет сэкономить на работе с ленточными кабелями.

Помогает купить набор для травления. Комплект с резистом Чернильный маркер и растворенный травитель наиболее совместимы со следующими инструкции.

Размещение и трассировка – вручную

Начните со схемы. На новом листе бумаги с прямоугольником, нарисованным в масштабе для обозначения периметра доски, используйте свой ум, чтобы решать проблемы, чтобы выяснить, как лучше всего расположить части на доске. Нарисуйте точки, чтобы обозначить контактные площадки , через которые будут вставлены и припаяны контакты.Если после рисования этих контактных площадок вы не можете вспомнить, для каких компонентов они предназначались, вы можете нарисовать форму каждого компонента над платой, но делать это легко, чтобы не возникло путаницы в отношении того, какие линии должны быть медными. Создайте компоновку компонентов, как с верхней точки зрения (так, чтобы нумерация выводов микросхемы проходила в обычном направлении). Помните, что выводы микросхемы находятся на расстоянии 2,5 мм друг от друга (кроме случаев поверхностного монтажа). Затем используйте свой ум, чтобы решать проблемы, чтобы нарисовать линии или следов для соединения контактных площадок.Если вы понимаете, что существует множество трасс, которые не могут пройти из точки A в точку B, не пересекаясь друг с другом, вам может потребоваться вернуться и изменить компоновку компонентов. Если есть только пара ситуаций кроссовера, они управляемы, если вы хотите припаять проволочный «мост» к противоположным дорожкам. (т.е. провод над платой, как и другой компонент)

Размещение и маршрутизация – Использование программного обеспечения

Существует программное обеспечение

CAD, которое сделает это автоматически. Вы даете ему схему, и он запускает алгоритм для создания макетов, которые становятся все более и более оптимальными.

Перенос на печатную плату, предварительное травление – вручную с использованием чернил Resist

Вам нужно будет перенести зеркальное отображение диаграммы на медную нижнюю часть платы, нарисовав на ней перманентный черный маркер Sharpie. Чернила от таких маркеров называются , устойчивы к чернилам . Это предотвратит коррозию меди травителем; поэтому там, где есть чернила, будет проводящий слой меди, а там, где нет чернил, не будет меди.

Если дизайн и плата небольшие, вы можете просто перевернуть изображение в голове и нарисовать инверсию прямо на печатной плате.В противном случае переверните бумагу, вставьте копировальную бумагу между ней и слоем меди, закрепите рисунок, чтобы он не сдвинулся более чем на 0,5 мм, плотно приклеив его за доской, и, наконец, прочно обведите линии шариковой ручкой. . В этом случае у вас останутся очень светлые линии на меди, которые будут направлять вас, когда вы начнете рисовать маркером. Всегда следите за тем, чтобы линии маркеров были полностью черными и на них не было царапин без чернил. (после травления медный след может быть тонким, как волос).Очевидно, что полусухой маркер не поможет. Обратите внимание, что нанесение влажного маркера на высохшие чернила приведет к отслоению чернил, если вы не промокнете их осторожно. Для каждого компонента нарисуйте красивую большую круглую, овальную или прямоугольную площадку размером 2 мм * 3 мм.

Перенос на печатную плату, предварительное травление – Распечатка программного обеспечения

Если вы использовали программное обеспечение для размещения и трассировки, то оно должно иметь возможность распечатать диаграмма трассировки. Для переноса на печатную плату используются специальная бумага, химикаты и УФ-свет (?).

Офорт

Всякий раз, когда доска покрыта травителем, обработайте ее пластиковым инструментом (железо / сталь ржавчины), но будьте осторожны, чтобы не поцарапать резист.Замочите печатную плату в травлении решение (получать предварительно растворенный решение), внутри пластикового лотка. Следуйте инструкциям из Интернета, например, жидкость глубиной 4 мм, медной стороной вниз, 15 ~ 30 минут. Химическое действие будет медленнее, если вы этого не сделаете. время от времени помешивайте. Я говорю, что пора прекратить травление, когда вы увидите только желтый дюйм межследные промежутки вместо розовый медь (подняв доску пластиковым инструментом и заглянув под нее). Когда Готово, снимаем доску и промываем под водой очень хорошо чтобы остановить химическое действие.Бутылка использованного травителя отправить в опасную утилизацию. место. Или, если вы настаиваете на том, чтобы повредить сантехнику, а также повредить важные культуры бактерий на вашей местной станции очистки сточных вод, затем промойте это в унитаз. (Возможно повторное использование решения в следующий раз, но вам может понадобиться добавить в смесь новый раствор, если процесс травления замедляется или останавливается.)

На этом этапе плата будет полностью очищена от меди между дорожками, но следы все равно будут покрыты резистной краской.Натереть резист-растворяющимся спирт (продается в магазине электроники) в бумажном полотенце. Снова промыть.

Сверление и пайка

Используйте специальное (очень тонкое) сверло с электродрелью или инструментом dremel, просверлить отверстия. Просверлите медную сторону платы. Мой метод, перед сверлением нанести небольшую вмятину для каждого отверстия с помощью гвоздя и молотка, так что дрель не блуждает. Если одна из ваших подушечек слишком мала, т. Е. Выдвигается менее 0,5 мм за сверлом – сверло, скорее всего, порвет его сразу с доски.

Припой. Не держите следы в подогреве слишком долго, так как они отделятся от доски.

Уплотнение

Опрыскивание медной стороны платы защитным аэрозолем необязательно, но защищает медь от окисления, которое ускоряется влагой и жирные отпечатки пальцев.

Ленточный кабель – пайка к плате

* СУПЕР УДИВИТЕЛЬНЫЙ МЕТОД * (Ну, это очень неприятно, если

не сделает это так, путь)

Если вы планируете подсоединить ленточный кабель, вся лента должна быть нижняя сторона платы.Создайте параллельные медные дорожки длиной 1,25 мм. Кроме (половина разделение IC штифты) и длиной 5 ~ 10 мм. Зачистите ленточный кабель по всей ширине одним куском ножом (аккуратно разрежьте сверху и снизу и воткните ножом между ними провод), вместо зачистки одного провода с помощью приспособлений для зачистки проводов. Потяните за раздетую секцию изоляции выключенный в прямой направление. Не крутить застрявший провода; просто убедитесь, что все пряди сгруппированы вместе и выходят вперед.Когда пайка, ключ в том, чтобы начать с лужения проводов и лужения меди. дорожки отдельно (чтобы на каждой дорожке была капля припоя и флюса). Класть лента на доске. Припой плавится после быстрого прикосновения к пайка утюг. Если какой-либо припой или проволочная жилка перекрывает две дорожки, нагрейте обе дорожки. и поскребите тонкой отверткой между ними движением, которое “прогонит” паяльник. Последний шаг – пристегнуть ленту, чтобы она не шевелилась. вокруг и разорвать.Использовать а твердый провод к ремень вокруг Изолированная часть ленточного кабеля вставьте два конца этого провода в две дополнительные платы отверстия и загните концы, чтобы они оставались на месте.

---

Как сделать печатную плату (PCB) | Печатная плата

Если вы увлекаетесь электроникой, печатные платы являются одними из самых распространенных вещей, которые вы увидите. Эти платы облегчают нашу жизнь, устраняя все эти соединительные провода и макеты. При правильном дизайне он уменьшит размер вашего устройства и может выглядеть очень сексуально.

Что такое печатная плата?

Печатная плата (PCB) механически поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты с помощью токопроводящих дорожек, контактных площадок и других элементов, вытравленных из медных листов, нанесенных на непроводящую подложку. Печатная плата имеет заранее спроектированные медные дорожки на проводящем листе. Предварительно определенные дорожки сокращают количество проводов, тем самым уменьшая количество неисправностей, возникающих из-за ненадежных соединений. Достаточно просто разместить компоненты на печатной плате и припаять их.

В этом уроке я покажу вам, как легко сделать печатные платы в домашних условиях. Это сэкономит вам много времени на отладку и двойную проверку соединений на макете. Вы даже можете создать свой собственный Arduino после прохождения этого руководства DIY Arduino после этого. Итак, сядьте и посмотрите, как это делается!

Какие существуют способы изготовления печатной платы?

Существует три основных метода изготовления печатной платы:

1. Метод утюга на глянцевой бумаге.
   
2. Схема вручную на печатной плате.
   
3. Лазерное травление режущей кромки.
   

Поскольку лазерный метод является промышленным методом изготовления печатных плат, мы подробно рассмотрим первые два метода.

Дизайн печатной платы:

Дизайн печатной платы обычно выполняется путем преобразования принципиальной схемы вашей схемы в компоновку печатной платы с помощью программного обеспечения для компоновки печатных плат. Существует множество интересных программных пакетов с открытым исходным кодом для создания и проектирования разводки печатных плат.

Некоторые из них перечислены здесь, чтобы дать вам фору:

1. Autodesk Eagle
   
2. PCBWizard
   

Проектирование схемы цепи в Autodesk Eagle:

В Eagle: Файл> Экспорт> Изображение. От DPIG до 1200 для лучшего качества

Какие материалы необходимы для изготовления печатной платы?

.