Суть изготовления печатных плат лазерно-утюжным методом (ЛУт) заключается в термическом переносе отпечатанной на лазерном принтере печатной платы на фольгированный текстолит с последующим травлением в хлорном железе.
Разработка печатной платы в программе Sprint-Layout v. 5.0
В случае изготовления двухсторонней платы, перед печатью на бумаге слои необходимо разделить. Делается это путем дублирования платы, отражения ее по вертикали/горизонтали и удаления ненужных дорожек на каждом слое. При копировании расстояние между платами должно составлять сантиметра полтора. В итоге получаем:
Подготовка двухсторонней печатной платы к печати в программе Sprint-Layout v. 5.0
Выбираю «Файл-Печать». В появившемся окне выполняю следующие настройки:
Настраиваю цвета дорожек (для слоя M1 и M2 устанавливаю «черный»).
Скрываю ненужные слои (K1, K2).
Настраиваю количество копий на листе (кнопка «Копии…»).
Настраиваю вид печати «Нормальный» (не «Зеркальный»).
Печать платы в программе Sprint-Layout v. 5.0
Бумагу – в принтер. Печатаю.
Несколько слов о бумаге. Я, например, беру фирменные бланки. Некоторые используют фотобумагу для печати на струйных принтерах, другие – страницы из «глянцевых» журналов. Тут тебе придется поэкспериментировать и выбрать для себя подходящий вариант.
Если возникают проблемы при печати, например, некоторые принтеры категорически не переваривают «лащенку», или при печати на «тонких» листах их разрывает, то можно поэкспериментировать с типом бумаги в настройках принтера. У меня, например, нормальная печать получилась на типе бумаги «Пленка».
Вырезаю один экземпляр платы.
Вырезанный экземпляр печатной платы
Совмещаю «отверстия» «на просвет». Загибаю бумагу. Еще раз проверяю, что бы все отверстия были расположены как надо (в момент «изгиба» могло произойти смещение слоев).
Склеиваю свободный край.
Получаю нечто похожее на «конверт».
Такую технологию (изготовление «конверта») я рекомендую и при изготовлении односторонних плат - это позволит зафиксировать текстолит внутри, а для двухсторонней платы – еще и правильно удерживать слои относительно друг друга.
Покуда «конверт» сохнет межу страницами какой то книги - готовлю текстолит.
Размер текстолита +5...7 мм с каждой стороны к размеру готовой платы. Это позволит не заморачиваться с зачисткой краев текстолита (как правило, при переводе дорожек именно там возникают проблемы), а так же с точной установкой платы внутри конверта.
Зачищаю медь текстолита до отсутствия окисления и получения характерного блеска: в зависимости от состояния текстолита – сначала наждачкой покрупнее, потом – нулевкой. При изготовлении двухсторонней платы - стараюсь меньше лапать пальцами за уже зачищенный противоположный слой.
Следующий этап – обезжиривание печатной платы. Для чего я беру два кусочка фланелевой тряпки (от ваты отказался т.к. после нее остаются ворсинки) – один смочен в растворителе, второй - сухой. Обезжиривание веду тряпкой, смоченной в растворителе постепенно протирая и перемещаясь от одного края к другому (а не круговыми движениями) - это позволяет лучше смыть и меньше размазывать частички меди по поверхности платы. Что бы не оставалось пятен после растворителя, сразу же после протирки «влажной тряпкой» вытираю поверхность платы сухой.
Теперь все готово для перевода дорожек с бумаги на текстолит. Готовлю рабочее место (у меня это стул, на стуле сантиметровая кипа газет), набираю в емкость холодной воды, включаю утюг и жду прогрева (3-4 мин, температура - на максимум, температуру подбирал опытным путем).
В конверт вставляю плату. Взгляд на просвет, что бы дорожки не «свешивались» с края платы. Кладу плату на газетную стопку, и плашмя, с достаточным усилием прижимаю утюг к плате на секунд 10. Это позволяет тонеру первоначально прилипнуть к текстолиту. Затем утюг устанавливаю на «ребро» и ребром, не торопясь, с усилием, выглаживаю плату. Вся процедура занимает секунд 30-40. Если плата двухсторонняя, переворачиваю плату и опять же «ребром» выглаживаю противоположную сторону. Не давая плате остыть, бросаю ее в емкость с водой (у меня, если плата остывала «естественным» путем бывало что дорожки частично прилипали к бумаге обратно).
Плата откисает примерно минуту. За это время бумага размокает и смывается без труда. Проверяю что получилось. Если есть необходимость - видимые короткие замыкания устраняю тонким шилом. Если оттиск получился совсем уж плохенький, смываю тонер растворителем и перехожу к этапу «зачистка мелкой наждачкой».
Травлю плату в хлорном железе. Это примерно минут 20-60 в зависимости от свежести раствора и его температуры. Более агрессивная среда (соляная кислота + гидроперит) разъедает тонер. Более слабая - раствор медного купороса и соли - долго травит.
После травления платы – промывка под краном в холодной воде с хозяйственным мылом.
Тонер пока не снимаю. Проверяю плату «на свет» на предмет видимых коротких замыканий. Их наличие устраняю с помощью шила.
Подрезаю плату в размер. Сверлю отверстия. Использую сверла диаметром 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 2.5, 3.0 мм в зависимости от технологического назначения отверстия. Отверстия сверлю небольшой ручной 12-и вольтовой самодельной дрелькой.
Из-за того что некоторые сверла уже давно б/у, при сверлении, по краю отверстия появляется «наплыв» меди. Его устраняю после сверления всех отверстий, используя «нулевочку», ей же снимаю некоторый слой тонера. Остатки тонера смываю растворителем. Последний штрих – легкая зачистка дорожек мелкой наждачкой до блеска и покрытие платы жидкой канифолью. Сушка.
Лужение дорожек либо не выполняю вовсе (плата покрыта канифолью и на этапе сборки и отладки девайса не успевает окислится), либо выполняю в момент пайки элементов.
После того как устройство собрано и отлажено смываю остатки канифоли растворителем и покрываю плату прозрачным лаком.
Довольно много лет назад я впервые узнал о изготовлении плат при помощи Лазерно Утюжной Технологии. Для меня это было сродни изобретению колеса.
Продолжение истории читайте под катом.
До этого платы рисовались лаком при помощи рейсфедера. Для печати плат по технологии ЛУТ я даже купил лазерный принтер (лет 12 назад это было весьма недешево). В процессе работы я перепробовал кучу видов разной бумаги. Да и плат, изготовленных по этой технологии изготовлено не один квадратный метр, на третьем я перестал считать. На текущий момент я остановился на бумаге из журнала «Популярная механика», до этого пользовался бумагой из журнала «Кухни и Ванные комнаты», но он исчез из продажи.
Но совсем недавно, читая обзоры на Муське я случайно в одном из обзоров увидел бумагу для печати плат, полез на Али и сразу заказал себе пробные 10 штук листиков, решив что если понравится, то закажу 50, так как разница в цене между 10 и 50 всего около двух раз.
Кстати, будьте внимательны, я выложил ссылку на лот, но сейчас на этом месте находится лот 50шт за 10 с чем то баксов, при этом имя ссылки осталось прежним, 10 листов.
Вот недавно я получил свой заказ. Случилось то, чего я больше всего боялся, бумага пришла мятой.
Как все понимают, мятую бумагу в принтер засовывать опасно, цена ремонта может быть больше стоимости самой бумаги. Я открыл спор на возврат 50%, так как после обрезки я примерно столько и могу использовать.
Бумага была просто в большом конверте, без пакета или файлика, и был проложен кусок какого то картона, причем этот кусок картона был меньше по размерам, чем бумага. Собственно основные повреждения и были в местах, где картонка отсутствовала.
На фото журнал, которым я пользовался раньше и полученная мною бумага, выбрал листик поаккуратнее.
Что-бы принтер не зажевал мой новый листик, часть пришлось отрезать, с другой стороны не отрезал, так как там не критично, главное в той области просто ничего не печатать.
Ну так как такая бумага является ну очень специфическим товаром, то без тестирования здесь ну просто никак.
В общем всем, кому интересно, добро пожаловать под спойлер.
Печатная плата, как это делается.
Сначала трассирую печатную плату, я пользуюсь программой Sprint Layout 6, до этого очень долго пользовался версией 3, и еще никак не могу приучится к отличиям в управлении.
При изготовлении платы я всегда по периметру оставляю защитную зону шириной 5мм, потому заготовка берется больше на 10мм по длине и ширине чем требуемая плата, мне так удобно.
Заготовка зачищается мелкой наждачной бумагой, важна не зеркальная поверхность, а скорее много микроцарапин, тогда тонер лучше держится.
Распечатываем нашу будущую плату на бумаге (я обычно печатаю сразу 2 штуки, на всякий случай), на гладкой стороне, кстати весь процесс был сделан с одного дубля, т.е. я ничего не корректировал и не переделывал специально для обзора, в этом и заключался смысл теста.
Не забываем, что печатать надо зеркально по отношению к требуемому рисунку печатной платы.
Дальше я укладываю заготовку на специально обученную книгу:), вернее это не книга, а годовая подшивка журналов Радио, в картонном переплете. Делаю я это для того, что бы заготовка не скользила в процессе, и от нагрева не портила то, что под ней находится.
После этого укладываю распечатку чертежом к меди, потом накрываю сверху листом обычной принтерной бумаги, так меньше на начальном этапе скользит, самый сложный момент это не допустить соскальзывания листика с печатью в сторону, я сначала ставлю утюг широкой частью на книгу и бумагу, а потом плавно опускаю на заготовку.
Дальше плавными движениями, с небольшим нажимом гладим нашу будущую плату, я делаю несколько заходов с разных сторон платы, что бы лучше проглаживались края, сильно давить нельзя, иначе тонер может поплыть, если совсем не нажимать, то скорее всего тонер не прилипнет к заготовке. Глажу я такую заготовку примерно минуту.
Кстати тонер я использую Static Control, на мой взгляд это самый лучший тонер для ЛУТ…
Процесс приклеивания завершен, бумага прилипла ровно и красиво.
Теперь кидаем нашу плату в миску с водой на 5-10 минут, можно оставить воду включенной, это поможет бумаге быстрее стать более мягкой.
Через 5-10 минут под небольшим напором воды (лучше комнатной температуры) пальцем скатываем бумагу, дорожки должны остаться на месте, слишком аккуратно делать этого не требуется, так как если тонер стирается пальцем, то такую плату надо переделывать, нормально приклеенный тонер пальцем не стирается, только сцарапывается.
На фото видно результат переноса чертежа на стеклотекстолит. Тонер имеет черный цвет, до этого, когда я пользовался бумагой из журнала, тонер имел сероватый оттенок, так как на нем оставались частички бумаги. Здесь все красиво, отверстия чистые, залипов между дорожками нет.
Я специально подбирал для теста печатную плату и с большими залитыми полигонами и с мелкими дорожками.
Перед травлением я делаю вот такой «столик», по углам платы, на свободных от чертежа местах я сверлю 4 отверстия, в которые вставляю спички (либо зубочистки), плата при этом располагается чертежом вниз.
Травят платы обычно раствором Хлорного железа в воде.
(III)
После погружения платы в раствор, ее надо почти сразу поднять и убрать пузырьки воздуха, иначе будут не протравленные места.
Через некоторое время (зависит от раствора), плата вытравлена.
Уже отработавший свою функцию тонер смываю ацетоном (ну или любым подходящим растворителем).
Ну а здесь я покажу какое качество печати я в итоге получил.
Место под процессор ближе к центру платы, ширина контактных площадок 0.45мм, ширина дорожек 0.45-0.5мм Видно что даже отлично сохранилась форма площадки.
А это дорожка по краю платы, таких мест два. Обычно такие места я корректирую перманентным водостойким маркером, для теста я этого специально не делал.
После смывки тонера сверлю необходимые отверстия, потом зачищаю плату наждачкой нулевкой.
Уже после всех этих операций только обрезаю лишнее, если это сделать до зачистки, то можно повредить наждачкой ближние к краю платы дорожки. Края платы прохожу немного надфилем, что бы убрать острые остатки стекловолокон после ножниц.
Теперь покрываю плату флюсом (я использую спиртовой F3), и пролуживаю дорожки.
Я знаю что некоторые этого не делают, но мне больше нравится плата с пролуженными дорожками. В общем дело вкуса, ну и медь не окисляется, да и микротрещины заливаются припоем.
Последний этап, смываю остатки флюса ацетоном.
Все, плата готова.
Да я знаю о фотоспособе, знаю о нанесении маски и шелкографии и т.п. и т.д.
Это все хорошие и очень полезные вещи, но думаю, что для большинства применений достаточно описанного мной варианта. Изготовить так плату очень быстро и просто, и надо иметь минимум химикатов и инструментов.
Плата, которую я изготовил, возможно примет участие в одном из моих будущих обзоров, некоторые читатели скорее всего даже узнают, что это будет за устройство.
В общем мое резюме.
Плюсы.
Мне понравилось, думаю что закажу 50 или 100 листов.
Тонер хорошо отлипает от основы.
Минусы.
Продавец очень плохо упаковал, за что ему большой минус.
Цена, особенно цена при покупке лота из 10 листиков, но для пробы вполне достаточно, хотя искать журналы, а потом листики в журналах без картинок (для печати лучше использовать страницы либо белые, либо только с текстом) уже порядком поднадоело.
В общем специалисты, не судите строго, постарался описать как мог, буду очень рад советам и дополнениям, и надеюсь что мой обзор кому нибудь помог.
И да, я знаю что на БиКе дешевле:)))
Как всегда печатаю на подложке плёнки самоклейки №333 . Берём стеклотекстолит отпиленный по формату эскиза платки и сам эскиз:
Плату чищу пемолюксом до блеска, потом протираю платку нашатырным спиртом для удаления окислов и случайных следов от пальцев. Это рекомендуется делать, так как после такой обработки тонер качественней прилипнет на обезжиренную поверхность.
Потом прикладываю эскиз к платке и придерживая, аккуратно выравниваю, заворачиваю в лист бумаги и под утюг. Глажу заготовку сидя, поскольку так не получится давить весом тела, иначе дорожки расплывутся:
После того как проглажу утюгом (у меня на утюге загорается индикатор и я глажу до его погасания), охлаждаю платку до комнатной температуры и ложу под воду:
Отмочили минутку и снимаем бумажную подложку, на фото видно что перевелась даже ограничительная дорожка по краям платы шириной 0,1 мм:
Таким образом получаем готовую красивую платку для последующего , и радуемся получившемуся результату.
Продолжаем процесс. Вытравленную платку чистим от тонера металлической губкой для посуды, сверлим и после зачищаем мелкие заусенцы от сверления шкуркой нулёвкой, потом берём простой и доступный спиртоканифольный флюс (проще отмыть спиртом), покрываем им платку и лудим обычным паяльником:
После провожу раззенковку отверстий в платке, для удобства установки деталек, да и аккуратней так как-то:
Для визуального удобства при установке деталек можно распечатать на той же плёнке маску платы. Прикладываем её, выравнивая по крепёжным отверстиям по краям платки чтобы совпал рисунок с отверстиями под детальки:
Заворачиваем её в ту же бумагу и проглаживаем, снимаем подложку плёнки, и в завершении получаем красивую и аккуратную платку готовую к установке деталей.
Процесс очень простой и не трудоёмкий, а платы получаются вполне отличного качества, что для домашнего использования хватит с лихвой. Удачи всем в освоении ЛУТ технологии! Инструкцию составил Igoran .
Обсудить статью ЛУТ ТЕХНОЛОГИЯ
Технология изготовления печатных плат в домашних условиях
"...и опыт - сын ошибок трудных..."
Итак, процесс изготовления платы начинается с принципиальной схемы будущего устройства. На этом этапе вы определяете не только то, как будут соединены компоненты друг с другом, но и решаете какие именно компоненты подойдут для вашей конструкции. Например: использовать стандартные детали или СМД (которые, к слову, тоже бывают различных размеров). От этого будет зависеть размеры будущей платы.
Далее, определяемся с выбором программного обеспечения, при помощи которого вы будете чертить будущую плату. Если принципиальную схему можно нарисовать от руки, то с рисунком печатной платы так не получиться (особенно, если речь идёт об СМД компонентах). Я использую . Скачал её уже давно, и пользуюсь. Очень хорошая программа, с интуитивно понятным интерфейсом, ничего лишнего. В программе создаём рисунок печатной платы.
Пока никаких секретов не открыл? Так вот: когда рисунок платы уже создан, вы удостоверились в правильности расположения компонентов, следует установить "массу" т.е. заполнить промежутки между дорожками и отверстиями, для этого в программе присутствует специальная функция, которая делает это автоматически (по умолчанию стоит зазор в 0,4 мм). Зачем это нужно? Чтобы на травление (его рассмотрим далее) потребовалось меньше времени, вам будет проще контролировать процесс и ещё это полезно делать из схемотехнических соображений...
Примечание: при проектировании платы старайтесь не делать отверстия диаметром меньше 0,5 мм, если, конечно, у вас нет специального станка для сверления отверстий, но об этом позже...
Отлично! Мы нарисовали рисунок будущей печатной платы, теперь его необходимо распечатать на ЛАЗЕРНОМ принтере (Лут - значит лазерный). Для этого щёлкаем печать. Вышеупомянутая программа создаёт специальный файл, при этом можно выбрать количество копий, их расположение, сделать рамку, указать размер отверстий и отразить зеркально.
Примечание: если делаете двустороннюю печатную плату, то лицевую часть необходимо отразить по горизонтали, а изнаночную оставить как есть. Что касается Sprint - Layout , то лучше сделать это ещё на этапе создания схемы, а не на этапе подготовки файла для печати, так как возникают "глюки" с "массой", она пропадает, местами.
И ещё, лучше распечатать несколько копий, даже если вам нужен только один экземпляр, ведь возможно появятся дефекты на следующих этапах и чтобы не бегать каждый раз к принтеру, сделайте это заранее.
На чём печатать? Для начала, распечатываем на обычном листе бумаги, чтобы в последний раз удостоверится в том, что всё правильно сделано, что все компоненты подходят по размерам. Это также разогреет принтер.
Теперь устанавливаем максимальную плотность тонера, отключаем всякие режимы экономии (кстати, лучше использовать свежий картридж). Берём подложку от самоклеящейся бумаги, лучше от "бархатной" (с ней получается лучший результат, может быть, это из-за того, что она толще) блестящей стороной вставляем в принтер и жмём на "печать". Готово!
Примечание: с этого момента нельзя трогать эту бумагу, только за края, иначе можно заляпать рисунок!
О повторном использовании подложки. Допустим, что вы распечатали рисунок, а он занял только половину листа, не нужно выбрасывать другую половину, на ней тоже можно печатать, НО! по каким-то причинам при повторной печати принтер в 20% случаев "жуёт" бумагу, так что аккуратнее!
Подготавливаем текстолит
Я использую обычный фольгированный стеклотекстолит толщиной в 1 мм, который продаётся в магазине радиодеталей. Так как мы хотим сделать двустороннюю плату, то покупаем двусторонний текстолит. Отрезаем нужный кусочек, не нужно делать запас, он не понадобится. Отрезали. Берём нулевую шкурку и шкурим текстолит до блеска с обоих сторон, если остаются небольшие царапины, то ничего страшного, тонер будет лучше держаться (но без фанатизма!). Далее берём ацетон (спирт) и протираем плату с двух сторон, чтобы обезжирить её. Готово!
Примечание: когда будете шкурить текстолит, обратите внимание на углы платы, очень часто их "недошкуривают" или, что ещё хуже, "перешкуриваю", это когда там совсем не остаётся фольги. После протирания ацетоном плату также нельзя трогать руками, брать можно только за края, лучше пинцетом.
Далее самый ответственный этап: перенос рисунка с бумаги на текстолит. Делается при помощи утюга (лУт - значит утюг). Здесь подойдёт любой. Нагреваем его до 200 градусов (зачастую это максимальная температура утюга, поэтому просто выводим регулятор на максимум и ждём, когда он нагреется).
А вот теперь секретики! Чтобы перенести рисунок печатной платы с бумаги на текстолит, необходимо приложить бумагу к текстолиту нужной стороной, затем придавить утюгом и хорошенько разгладить. Вроде ничего сложного? Но самое трудное это приложить утюг так, чтобы не сметить бумагу, особенно, если платка маленькая и вы делаете её в единственном экземпляре, к тому же утюгом не так то просто орудовать. Есть интересный способ облегчить задачу.
Примечание: мы рассматриваем изготовление двусторонних печатных плат, так что немного о подготовке бумаги. В некоторых источниках советуют делать так: переносим одну сторону, противоположную заклеиваем скотчем или изолентой, травим одну сторону, потом сверлим дырочки, совмещаем рисунок другой стороны, затем опять переносим, заклеиваем, травим. Это занимает много времени, ведь, по сути, вам нужно протравить две платы! Можно ускорить процесс.
Берём две бумажки, на которых находится рисунок с лицевой и изнаночной стороны, совмещаем их. Это лучше делать на оконном стекле или на прозрачном столе с подсветкой. Обратите внимание! в этом случае необходимо отрезать бумажки с запасом, чем больше, тем лучше, но без фанатизма, вполне хватает 1-1,5 см. Скрепляем их степлером с 3-х сторон(клеем нельзя!), получаем конвертик, в который кладём плату и выравниваем её.
Самое интересное. Берём два кусочка текстолита (размер смотрим на рисунке), кладём их фольгированной стороной друг к другу, а между ними помещаем "конвертик" с платой, а края этого бутерброда закрепляем зажимами для бумаги, так чтобы листы текстолита не смещались друг относительно друга.
Примечание: для этих целей лучше выбирать текстолит потоньше, он будет быстрее прогреваться, и сможет деформироваться там, где это необходимо.
Теперь, берём утюг и спокойно прикладываем его к нашему бутерброду, и давим что есть силы, сначала с одной стороны, затем переворачиваем и давим с другой. Для лучшего эффекта рекомендую после первого надавливания совершить несколько круговых движений утюгом, чтобы быть уверенным, что бумага прижалась во всех местах. Гладить нужно не долго, обычно, не больше 1-3 минут на все дела, но точного времени вам никто не скажет, ведь это зависит от размеров платы, количества тонера. Главное не передержать, ведь в этом случае тонер может просто растечься, а если недодержать, то рисунок может полностью не перенестись. Практика, господа, практика!
Затем можно открыть бутерброд и убедиться, что бумага со всех сторон прилипла к текстолиту, т.е. нет пузырьков воздуха. И быстренько несём плату под проточную воду, и охлаждаем (холодной водой разумеется).
Примечание: Если вы использовали подложку от самоклеящейся бумаги, то она под водой зачатую сама отваливается от текстолита и плата спокойно выпадает из конверта. Если же вы использовали подложку от бархатной бумаги (более толстую), то с ней так не получиться. Берём ножницы и срезаем боковые стороны конверта, затем начитаем медленно, держась за краешек бумаги, под струёй воды, снимать бумагу. В результате на бумаге не должно остаться тонера, он весь будет на текстолите.
На данном этапе при возникновении дефектов можно поступить двумя способами. Если дефектов слишком много, лучше взять ацетон, смыть с текстолита тонер и попробовать ещё раз (предварительно повторив процесс очистки текстолита шкуркой).
Пример непоправимого дефекта (в данном случае, я начал сначала):
Если дефектов немного, то можно взять маркер для рисования печатных плат и дополнить изъяны.
Хороший вариант, есть небольшие прорехи в "массе", но их можно закрасить маркером:
Исправленные варианты. Хорошо заметны зелёные закрашенные области:
Отлично, это был самый технологически сложный этап, далее будет проще.
Теперь можно протравить плату, т.е. убрать лишнюю фольгу с текстолита. Суть травления такова: мы помещаем плату в раствор, разъедающий металл, при этом метал находящийся под тонером (под рисунком платы) остаётся невредимым, а тот, что вокруг убирается.
Скажу пару слов о растворе. Травить, на мой взгляд, лучше хлорным железом, оно не дорогое, раствор приготовить очень просто, да и в целом даёт хороший результат. Рецепт простой: 1 часть хлорного железа, 3 части воды и всё! Но встречаются и другие способы травления.
Примечание: добавлять нужно именно воду к железу, а не наоборот, так нужно!
Примечание: существует два вида хлорного железа (которые я встречал): безводное и 6-ти водное. Безводное, как ясно из названия, совершенно сухое, и в ёмкости, в которой оно продаётся всегда много пыли, это не беда. Но при добавлении воды активно растворятся, идёт сильная экзотермическая реакция (раствор нагревается), с выделением какого - то газа (скорее всего это хлор или хлороводород, ну всё одно - пакость редкостная), который НЕЛЬЗЯ ВДЫХАТЬ, рекомендую разводить на воздухе.
А вот 6-ти водное железо уже лучше. Это, по сути уже раствор, вода добавлена, получаются мокрые комочки, которые тоже нужно добавлять в воду, но такой бурной реакции уже нет, раствор нагревается, но не очень быстро и не очень сильно, зато всё безопасно и тихо (окна всё же нужно открыть).
Примечание: советы, которые я привожу здесь не являются единственно правильными, на многих форумах можно встретить людей у которых платы получаются и при другой концентрации, другим сортом хлорного железа и т.д. Я лишь постарался обобщить наиболее популярные советы и личный опыт. Так что, если эти методы не помогли, то попробуйте другой способ и у вас всё получиться!
Раствор приготовили? Отлично! Выбираем ёмкость. Для односторонних этот выбор прост, берём прозрачную (чтобы видеть процесс травления) пластиковую коробочку с крышкой, кладём на дно плату. Но с двусторонними платами всё не так просто. Необходимо, чтобы скорость травления с каждой стороны была примерно одинаковой, иначе может возникнуть ситуация, когда с одна сторона ещё не протравилась, а на другой уже растворяются дорожки. Чтобы этого не произошло, нужно располагать плату вертикально в ёмкости (чтобы она не лежала на дне), тогда раствор вокруг будет однородным и скорость травления будет примерно одинаковой. Следовательно, необходимо взять высокую ёмкость, чтобы плата поместилась в "полный рост". Лучше выбирать узкую прозрачную баночку, чтобы можно было наблюдать процесс травления.
Далее раствор необходимо нагревать (ставим на батарею), это увеличит скорость протекания реакции, и периодически встряхивать, чтобы обеспечивать равномерность травления и чтобы избежать появление осадка на плате.
Примечание: кто-то ставит в микроволновку и греет там, но я вам этого делать не рекомендую, т.к. на одном форуме прочёл, что после такого отравиться едой из этой микроволновки можно. Прямых доказательств нет, но лучше не рисковать!
Примечание: чтобы обеспечить равномерность травления нужно перемешивать раствор (встряхивать ёмкость), но существуют более технологичные способы. Можно присоединить к ёмкости генератор пузырьков (из аквариума) и тогда пузырьки будут перемешивать раствор. Я видел, как люди делают качающиеся ванночки для травления с сервоприводом и микроконтроллером, который осуществляет "взбалтывание" по специальному алгоритму! Здесь я не рассматриваю подробно каждый вариант, ведь в каждом есть свои нюансы и статья тогда бы очень затянулась. Я описал самый простой способ, который отлично подойдёт для первых плат.
Ждём, торопиться не нужно!
Понять, что процесс травления закончился очень просто: между чёрным тонером не останется никаких следов фольги. Когда это произойдёт, можно вынимать плату.
Далее несём её под воду и смываем остатки раствора. Берём спирт или ацетон и смываем тонер, под ним должны остаться дорожки из фольги. Отлично, всё ровно? Нигде нет "недотравленных" мест? Нигде нет "перетравленных" мест? Здорово! Можем двигаться дальше!
Примечание: при появлении дефектов на этом этапе производства ставит перед вами серьёзный выбор: выбросить брак и начать заново или попытаться исправить. Это зависит от того насколько серьёзные возникли дефекты и от того насколько высокие требования вы предъявляете к своей работе.
Следующий этап - лужение платы. Существует два основных способа. Первый - самый простой. Берём флюс для пайки (я использую ЛТИ-120, только не тот, который похож на канифольный лак, оставляющий жуткие пятна поле пайки, а на спиртовой основе, он значительно светлее), обильно смазываем им плату с одной стороны. Берём припой и паяльник с широким жалом и начинаем лудить плату, т.е. покрывать всю фольгу припоем.
Примечание: не стоит слишком долго держать паяльник на дорожках, т.к. текстолит бывает разного качества и от некоторого дорожки отваливаются очень легко, особенно тонкие. Будьте аккуратнее!
На плате в таком случае могут возникнуть "разводы" припоя или неприятные на вид бугорки, бороться с ними лучше при помощи оплётки для выпайки. В тех местах, где необходимо убрать лишний припой проводим ей, убирается весь лишний припой и остаётся ровная поверхность.
Примечание: можно сразу обернуть оплётку вокруг жала и лудить сразу с ней, так может получиться даже проще.
Способ хороший, но чтобы добиться эстетичного вида платы необходим некоторый опыт и сноровка.
Второй способ - посложнее. Вам понадобиться металлическая ёмкость, в которой вы сможете кипятить воду. Наливаем воду в ёмкость, добавляем пару ложек лимонной кислоты и ставим на газ, доводим до кипения. Припой нужно выбирать не простой, а с низкой температурой плавления, например сплав Розе (около 100 градусов по Цельсию). Бросаем несколько шариков на дно и видим, что они расплавились. Теперь бросаем плату на эти шарики, затем берём палочку (лучше деревянную, чтобы не обжечь руки), обматываем её ватой и начинаем тереть плату, разгонять припой по дорожкам, таким образом, можно добиться равномерного распределения припоя по всей плате.
Способ довольно хороший, но более затратный, и необходимо подобрать ёмкость, ведь вам придётся орудовать в ней инструментами. Лучше использовать что - нибудь с невысокими бортиками.
Примечание: вам придётся довольно долго проделывать эту операцию, поэтому лучше открыть окно. С опытом у вас должно получаться быстрее.
Примечание: многие не очень хорошо отзываются о сплаве Розе из - за его хрупкости, но для лужения плат данным способом он подходит очень хорошо.
Примечание: сам я этот способ недолюбливаю, потому что пытался использовать его, когда делал первую плату и хорошо помню, как было неудобно "варить" эту плату в консервной банке без инструментов....Оо это было ужасно! Но теперь...
Оба способа имеют свои достоинства и недостатки, выбор зависит только от вас и ваших возможностей, желания, умения.
Примечание: далее я рекомендую прозвонить плату мультиметром, чтобы убедиться, что нигде нет пересечения дорожек, которые не должны пересекаться, что нигде нет случайных "сопелек" или ещё какой неожиданности. В случае обнаружения проблемы, берём паяльник и убираем лишний припой, если не помогает, то используем канцелярский нож и аккуратно разъединяем необходимые места. Это может означать, что плата недотравилась в некоторых местах, но ничего страшного.
Для этого используем маленькую дрель и сверло. Сейчас продаются специальные свёрла для печатных плат с особой заточкой и особыми канавками на сверле. Сначала я использовал обычное сверло по металлу толщиной 0,6 мм, затем перешёл на специальное и результат очень хороший. Во первых, даже с моей бюджетной дрелью без проблем сверлится любой текстолит, практически без усилий. Сверло само "вгрызается" в него и тянет за собой инструмент. Во - вторых, оставляет аккуратное входное и выходное отверстие, без заусенцев, в отличие от стандартного сверла, которое буквально "рвёт" текстолит. В - третьих, это сверло почти не скользит, т.е. нужно только с первого раза попасть в нужное место и оно уже никуда не денется. Чудо, а не инструмент! Но и стоит оно немного дороже обычного сверла.
Примечание: чтобы "сразу попасть в нужное место" лучше использовать шило или специальный инструмент для кернения, только не делайте слишком глубокие зарубки, это может направить сверло не в ту сторону. Ещё: у этого сверла есть один недостаток - оно легко ломается, поэтому лучше использовать специальный станок, чтобы сверлить отверстия или держать дрель строго вертикально. Поверьте, очень легко ломается! Особенно, когда нужно просверлить отверстие в 0,3 мм или 0,2 мм, но это уже ювелирная работа.
Готово! Вот собственно и всё! Сквозные отверстия пропаиваем тонкими проводками и получаются аккуратные полусферы на плате, смотрится очень даже ничего. Теперь нужно только припаять все компоненты схемы и убедиться, что она работает, но это тема для других статей. А вот, что получилось у меня:
На этом всё. Ещё раз хочу подчеркнуть, что здесь я лишь постарался обобщить все материалы, которые мне удалось найти о ЛУТе, и свой опыт. Получилось немного затянуто, но в каждом деле есть много нюансов, которые необходимо учитывать, для достижения наилучшего результата. Последний совет, который я могу вам дать: нужно пробовать, пытаться делать платы, ведь мастерство приходит с опытом. И в конце ещё раз приведу эпиграф: "...и опыт - сын ОШИБОК трудных..."
Если остались вопросы, то можно оставлять их комментариях. Также буду благодарен за конструктивную критику.
В данном видео уроке показана реализация ЛУТ технологии, по которой изготовлена двусторонняя печатная плата. В домашних условиях можно делать компактные с использованием SMD элементов. Здесь на примере зарядного устройства для литий-ионного аккумулятора 18650, вынутого из старого аккумулятора ноутбука, мы пройдем путь создания платы от печати чертежа до включения.
Смотрите на ролике канала compressedvideo
Первым делом рисуем печатную плату в программе Eagle для последующего изготовления ее по лазерно-утюжной технологии. О мощных лазерах . Для одно- и двухсторонних программа бесплатная. Выгружаем каждую сторону печатки в черно-белом варианте в графический редактор и соединяем их для печати на одном листе. Печатать будем на кальке. Но, чтобы принтер не зажевал ее, понадобится клей и лист а4. Чертежную кальку 40 листов покупаем в ближайшем магазине канцтоваров.
Для начала ищем гладкую сторону. Достаем лист бумаги и проверяем, где она скользит больше обычного, это верхняя сторона. Теперь загибаем лист бумаги так, чтобы можно было вставить кальку. Достаточно 1-1,5 см. Промазываем клеем не сильно, так как это пойдет внутрь принтера и ровно вклеиваем кальку. Если сделать криво, две стороны не совпадут.
Готовим “бутерброд”. Теперь загибаем лист сверху для помещения в принтер с ручной подачей. Вставляем калькой вверх. Получаем отпечаток. Вырезаем большой кусок и складываем по сгибу, совмещая две стороны платы на просвет. Калька для этого подходит идеально. Видны все отверстия, которые можно точно совместить. Склеиваем лист, чтобы получился кармашек, а в него будем помещать плату. Для этого промазываем клеем с двух сторон.
Подготовка платы для реализации ЛУТ технологии
Для подготовке платы нам понадобится чистящий порошок. Если на нем написано, что чистит медь, это то, что нужно. Можно взять другой, или даже пасту. ГОИ (но не наждачную). Берем порошка и начинаем чистить плату до зеркального блеска. Как только на плате не останется темных пятен, ее можно помещать в кармашек. После того как очищена, ее можно брать только за краешки, чтобы не оставить жирных следов от пальцев.
Плату помещаем в готовый кармашек, и выравниваем, чтобы весь отпечаток попал на неё. Все готово для обработки утюгом. Лучше взять простой без пара. Температура на максимум. Аккуратно начинаем проглаживать по всей площади. Калька прилипает к плате и хорошо видно, как темнеет тонер. Сильно можно не прижимать, но нужно прогладить обе стороны. Постепенно тонер темнеет и начинает проступать через кальку. Как только это произошло, все готово к следующей операции. Важно не перестараться, потому что тонер может растечься и узкие места между дорожками могут быть залиты, придется их подчищать.
Теперь кальку нужно смыть. Тонер останется на плате, бумага постепенно сойдет. Подрезаем её, чтобы все это поместилось в ванночку. Берем обыкновенную воду и кидаем туда плату. Ждем пока намокнет. Через некоторое время калька начинает пузыриться и ее можно аккуратно снимать. Мокрая легко отходит от платы. Тонер остается, закрашивая все участки, которые нам необходимо оставить непротравленными. Калька скручивается в комочки и отмокает. В итоге мы получаем красивую, практически заводскую плату.
На вид вроде готово, но возьмем увеличительное стекло и проверим, как получилось. Хорошо видно, что остались кусочки бумаги. В этих местах плата не протравится. Нужно убрать бумагу между дорожками. Для этого используем кисть из щетины. Двигаясь вдоль дорожек, чтобы их не повредить, снимаем остатки бумаги. Когда плата высохнет, хорошо видны места, где осталась калька, но здесь это не критично. Сбоку сверлим пару дырочек, чтобы вставить проволоку. Она поможет держать плату, пока мы будем травить. Используем персульфат аммония. Это довольно аггрессивное вещество и пальцы в него макать не рекомендуется. Берем горячую воду из под крана. Дозируем так: одна столовая ложка воды на одну чайную без горки персульфата. На такую плату хватит 5 ложек. Также нужна водяная баня, поскольку при реакции травления раствор активно охлаждается.
Перемешиваем пластмассовой или стеклянной палочкой. И помним, что раствор при попадании на одежду оставит дырки. Помещаем плату в раствор и размешиваем примерно пять минут. Сначала раствор прозрачен, затем постепенно синеет. Это медь переходит в раствор в виде медного купороса. Мы видим, что медь посветлела. Осталось совсем немного до того момента, когда она полностью сойдет. Слой очень тонкий и сейчас он исчезнет.
Примерно через пять минут плата очищена, остались небольшие пятнышки, которые для ускорения процесса нужно почистить кисточкой. При помощи мягкой кисточки убираем остатки меди.
Металлический наконечник замотан изолентой, чтобы не протравился. Берем уайт спирит, который хорошо растворяет принтерный тонер. Нам нужно очистить плату, чтобы подготовить ее к лужению. Также можно очистить при помощи ацетона или воспользоваться смывкой лака для ногтей. После смывки тонера полученное изделие блестит медными дорожками.
Лужение
Лудить будем сплавом Розе. Для этого нам понадобится ковшик, который будет испорчен и больше ни на что не пригоден. Немного лимонной кислоты, перчатки, пинцет и сам сплав. У Розе температура плавления чуть меньше 100 градусов. Он представляет собой небольшие гранулы, одной такой хватит на лужение платы. Добавляем ложку лимонной кислоты и несколько ложек соли. И кипятим. На плату кидаем крупинку сплава.
Розе, если температура достаточна, будет плавиться. Пытаемся размазать его ватной палочкой. Если не плавится, значит нужно подкинуть еще соли для повышения температуры кипения. Сплав должен легко и без усилий размазываться тонким слоем. Сплав размазываембез комочков, чтобы легко стали SMD элементы. Теперь в рамках ЛУТ технологии можно приступить к следующему этапу.
Сверловка платы
Приступаем к сверловке. Использована скоростная минидрель с цанговым зажимом. Она позволяет зажимать сверла без перекоса. Сверла лучше с утолщенным хвостовиком. Использованы сверла двух размеров 0.5 и 0.8, их можно брать для одного размера цангового зажима. Лучше, если воспользуетесь станком, но можно аккуратно сверлить и дрелью, ее нужно держать строго вертикально. Тогда отверстия на верхней и нижней стороне попадут точно на посадочные места дорожек. После сверления можно убедиться что обе стороны совпали идеально.
Разрезание платы
Теперь можно обычными ножницами по металлу обрезать плату под размер. Это можно сделать только в том случае, если она достаточно тонкая. Плата готова к пайке. Для пайки SMD элементов необходима специальная паста SOLDER PASTE, применена W001, которая обычно продается в тюбиках. Не забудьте, что ее нужно хранить в холодильнике. Проводим пайку паяльным феном. На каждую точку пайки наносим каплю паяльной пасты. Нужно совсем чуть-чуть. Если у вас нет иглы, то можно это сделать обычной зубочисткой. Для пайки достаточно небольшой капельки; если будет слишком много, то можно получить замыкание соседних дорожек.
Распределение деталей
Расставляем детали по местам. Можно расставить примерно, но чтобы держались на пасте. При пайке они выравняются при помощи сил поверхностного натяжения. Особое внимание – микросхемам – их нужно ставить поточнее. Они, конечно, тоже выравниваются. Но если они поставлены криво, то можно получить замыкание дорожек и либо перепаивать, либо паяльником убирать получившиеся “сопли”.
Для нашей пасты достаточно температуры в 230 градусов ставим минимальный обдув, чтобы не сдуть наши детали с платы. Нагреваем каждую деталь до расплавления припоя. Видим, что детали выравниваются по месту. Паять феном – одно удовольствие. Долгая подготовка, зато сама пайка быстро и качественно. При этом можно за раз запаять целую сторону платы. В итоге это получается значительно быстрее чем паяльником.
Теперь самое тяжелое, три выводных детали, которые тоже нужно запаять, остальные уже стоят на месте. Перед пайкой светодиодов не лишним будет проверить их полярность. Переключаем тестер в режим проверки диодов и по свечению светодиода определяем где плюс и минус. Возьмем подстроечный резистор, установим на место и запаяем при помощи паяльника. Поскольку плата двусторонняя, то пропаивать необходимо с двух сторон. Выводы деталей также использовал для передачи сигнала между сторонами.
Для удобства лучше воспользоваться держателем для плат “третья рука” но можно и без нее, хотя это менее удобно. В итоге получилась вот такая плата для зарядки аккумулятора, изготовленная по ЛУТ технологии. Она двусторонняя, есть как SMD, так и выводные детали. Вы только посмотрите, какая удобная вещь .
http//journal.caseclub.ru
