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

О лазерно-утюжной технологии (ЛУТе) в Интернетах написано уже столько статей, что нет особого смысла лезть со своей — всё давно рассказано, показано и сделано. А для тех, кто не любит читать (о дивный новый мир!), сняты сотни видео. Однако!..

Как всегда, разрешите не добитому во мне лектору начать издалека. Что есть печатная плата ? Это, как учила нас Тамара Антоновна — диэлектрическое основание, на которое нанесены печатные проводники и установлены навесные элементы, соединенные между собой пайкой или склеиванием согласно электрической принципиальной схеме. Выглядит она примерно так:

Здесь диэлектрическое основание выполнено из стеклотекстолита, а медные печатные проводники проходят лишь по одной его стороне. Бывают еще двусторонние платы, бывают многослойные, в которых дорожки проходят еще и внутри платы, но для простых схем, на примере которых я буду рассказывать о ЛУТе, стопроцентно подойдет классическая односторонняя печатная плата.

Общий принцип создания печатной платы

1. Материалом основания служит фольгированный диэлектрик (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит).

2. На фольгу устанавливается фотошаблон — устройство, несущее информацию о рисунке печатных проводников. Основная его задача — защитить от разрушения медь в нужных местах (фиолетовые полосы) и оставить открытыми участки, подлежащие удалению (синие полосы).

3. Некоторые фотошаблоны так устроены, что после установки не требуют никаких дополнительных действий. Например, если бы рисунок проводников был выполнен от руки лаком для ногтей или особо цепким маркером. Фоторезист требует экспонирования и смывки, бумага для ЛУТа… Впрочем, и до нее дойдет дело. Главное — на фольгу отныне нанесена маска , которая повторяет контуры дорожек и контактных площадок и защищает их от разрушения в травящем растворе.

4. Заготовка погружается в раствор, где незащищенные участки фольги растворяются. Медь же под маской прекрасно себя чувствует.

5. Заготовка после травления. Ничего лишнего, только печатные проводники и контактные площадки, все так же надежно закрытые маской.

6. Маска удаляется, и рисунок проводников блестит медью.

7. Затем сверлятся соединительные отверстия, которые проходят через контактные площадки, или «пятачки».

8. И, наконец, устанавливаются навесные элементы.

Теперь предлагаю перейти от теории к практике, следуя нехитрому плану:

1. Изготовление фотошаблона
2. Перенос рисунка на заготовку
3. Травление
4. Сверление соединительных отверстий
5. Сборка

1. Изготовление фотошаблона

Рисунок печатных проводников можно получить разными способами: развести плату самостоятельно, скачать нужную «печатку» в Интернетах, перерисовать из журнала «Радио» за 1988-й год… Я выбрал программу Sprint Layout .

Кой смысл рассказывать, как ею пользоваться, если для этого полно видеоуроков и статей? Мне в освоении немало помог опыт работы с P-CAD и Altium Designer , а многие вещи и вовсе делаются по аналогии с sPlan .

Рисовать плату удобнее так, будто бы смотришь на ее элементы сверху. Тогда и первая ножка микросхемы сверху-слева, и у КТ315 эмиттер-коллектор-база на привычных местах стоят. Сама плата при этом считается прозрачной, аки стекло (наглядное пособие в помощь), поэтому надписи, выполняемые медью, должны быть отзеркалены .

Слева — плата во время проектирования (текст отзеркален), справа — предпросмотр этого фрагмента со стороны фольги (текст нормально читается).

На печать я обычно отправляю два экземпляра платы — не всегда хорошо получается с первого раза. Из всех слоев, выводимых на печать, надо оставить только М2 и П , если контур платы нарисован в нем (я раньше любил и его рисовать на М2 ). Именно сейчас любители рисовать платы со стороны дорожек, у которых нумерация микросхем начинается справа-сверху, а текст изначально нормально читается, ставят галочку напротив опции «Зеркально».

Печатать надо, само собой, на лазерном принтере, отключив в его настройках все возможные режимы экономии тонера. Почти все существующие статьи-руководства настаивают на использовании непременно старого принтера™ , который плюет на природу и печатает толстым слоем. Точные модели принтеров (или хотя бы последний год производства подходящих™ ), увы, эти статьи не называют.

Моему HP M1120 LaserJet MFP восемь полных лет, что делает его достаточно старым™ , но все еще пригодным для ЛУТа.

N. B.! Широкие проводники и другие относительно большие области меди целесообразно выполнять инструментом «полигон» с заливкой сеткой 0,3…0,5 мм. У принтера может не получиться равномерно утоптать тонер по большому участку (особенно, если картридж старый), что приведет к дефектам сплошного рисунка. Заливка сеткой позволяет обойти это ограничение.

Что же касается бумаги — то здесь, скорее всего, придется поэкспериментировать. Есть специальная бумага для ЛУТа на «Алиэкспрессе», есть вощеная бумага, есть фотобумага; кто-то использует кальку или подложки от самоклеющейся бумаги. Для меня самое «оно» — тонкая слегка глянцевая бумага из журналов. Именно тонкая, то есть внутренние листы. Толстые полностью глянцевые обложки себя не оправдали.

Не спешите, однако, втихаря уносить журналы из приемной любимого доктора — скорее всего, они так залапаны, что никакой тонер к ним не пристанет. Поищите то, что почти не бралось в руки. Читатель Антон предлагает использовать рекламные или партийные листовки.

После того, как рисунок распечатан, можно его вырезать, назвать одноразовым фотошаблоном и приступить к следующему этапу.

Дополнение от 16.06.19

2. Перенос рисунка на заготовку

Для получения качественного рисунка печатных проводников необходимо очистить заготовку от окислов, потожировых следов и прочих загрязнителей. Поверхность фольги для этого с помощью наждачной бумаги зернистостью P600 зачищается круговым движениями.

После этого заготовка очищается от абразивной пыли и обезжиривается, например, изопропиловым спиртом.

Фотошаблон (или сразу несколько) накладывается на поверхность фольги, затем заготовка заключается в «конверт» из пары сложенных вдвое-втрое чистых листов бумаги. Под «конвертом» находится стопка еще из десятка листов бумаги — здесь отработанные допускаются.

После этого утюгом, включенным на максимальную мощность, равномерно прогревают заготовку, и, сильно не нажимая, проглаживают ее в течение 2…5 минут (в зависимости от размера платы). Тонер, размягчаясь под действием тепла, теряет адгезию к глянцевой бумаге и переходит на поверхность фольги.

«Конверт» после прогрева основательно пожелтел. Заготовке надо дать отлежаться, чтобы она остыла до температуры, когда ее только-только становится возможно держать в руках.

После этого ее опускают в кювету с теплой водой, и, выждав 5…10 минут, начинают отслаивать бумагу.

Внешний ее слой легко снимается пинцетом, более глубинные требуют скатывания пальцами. Правильно переведенный на фольгу тонер не так-то просто процарапать ногтем, так что скатывать бумагу можно без опаски. Если дорожки не отпечатались на фольге или сходят вместе с бумагой — значит, технология переноса в чем-то была нарушена. Чаще всего это свидетельствует о недостаточном времени прогрева или его неравномерности. Иногда дело в неудачном выборе бумаги или плохо очищенном текстолите.

Мелкие фрагменты бумаги, оставшиеся внутри «пятачков» и между контактными площадками, удобно удалять штыковидным зондом.

В результате на поверхности фольги должна остаться маска, повторяющая рисунок проводников, но теперь уже в зеркальном отражении по отношению к проекту.

Не обошлось без дефектов — и если в большой плате пострадала только широкая земляная дорожка, то в маленькой неуверенно пропечатались несколько «пятачков». Локальный недогрев как он есть.

После просушки маска принимает такой вид. Самое время покрутить ее под разными углами, чтобы, возможно, увидеть проблеск меди в середине какой-нибудь дорожки.

На примере другой платы — изолировавшийся «пятачок» и тонкая трещина на дорожке рядом с ним.

Текстолит отлично режется отличными ножницами по металлу. Плохим же инструментом ничего хорошего не сделаешь, как говорит мой читатель Максим, так что из-под говеных ножниц вышли две платы с размозженными краями. Большую я временно отложил, а маленькую пришлось отправить на переделку.

Тонер хорошо смывается ацетоном, но достать его в чистом виде сложно, да и не имеет особой надобности. С этой задачей справляется жидкость для снятия лака «Ноготок». Вчитавшись в состав, можно узреть, что там, помимо бесполезного экстракта ромашки, есть искомый ацетон.

Процесс не вполне полезен для легких, так что лучше заниматься им при открытой форточке.

Второй перенос рисунка оказался удачнее.

Внутри нижней стопки бумаги тем временем происходит собственная лазерно-утюжная технология.

При необходимости рисунок ретушируется, если он не соответствует оригиналу – для этого используются акриловые краски или лак для ногтей.

Я точно знаю, где взять хорошие ножницы по металлу, я не знаю только, когда их получится взять. А врожденная жадность не хочет отдавать травильному раствору даже такую узкую полоску меди. Поэтому я заклеил ее скотчем.

3. Травление

Есть разные рецепты травильных растворов, но для «наколенной лаборатории» наиболее подходящий — перекись водорода и лимонная кислота. В отличие от популярного среди радиолюбителей «старой школы» раствора хлорного железа, за ингредиентами этого праздника не надо идти в спецмагазины. Перекись можно купить в аптеке, лимонную кислоту — в продуктовом, соль — найти на кухне.

Несмотря на все те цифры, которыми украшены статьи о ЛУТе, я не думаю, что кто-то из их авторов взвешивал 10 грамм лимонной кислоты и отмерял 50 мл перекиси. Скорее всего, все втихаря льют перекиси так, чтобы она покрывала плату, и высыпают пригоршню кислоты — тот самый quantum satis .

Не забыв, конечно, посолить раствор.

Пластмассовые держатели из подножного мусора, прилепленные термоклеем к текстолиту, помогут крутить заготовки без нужды окунать пальцы в раствор.

В пластиковую кювету наливают перекись водорода и добавляют лимонную кислоту и соль, тщательно размешивая смесь до их полного растворения. Очень удобна в этом аспекте стеклянная палочка из набора «Юный химик». После этого заготовки погружают в раствор.

Мелкие пузырьки в растворе и порозовение меди — признак того, что верной дорогой идёте, товарищи!

Травление происходит при комнатной температуре, однако для ускорения можно подогревать раствор на водяной бане. Процесс занимает 5…20 минут (в зависимости от размера заготовки и количества удаляемой меди). Раствор необходимо постоянно помешивать и удалять из него крупные пузырьки воздуха — для этого достаточно покачивать сами заготовки за предусмотрительно сделанные держатели.

По мере насыщения раствора медью скорость травления снижается (это видно по уменьшению количества пузырьков и окрашиванию раствора в бирюзовый цвет). В этом случае целесообразно заменить раствор, хотя допускается долить перекиси и досыпать кислоты с солью.

После травления заготовки тщательно промывают, очищая от остатков травителя. Отработанный раствор можно сливать в раковину — в отличие от хлорного железа, никаких пятен он не оставляет.

N. B.! Раствор готовится по мере необходимости и хранению не подлежит, поскольку перекись водорода склонна самопроизвольно разлагаться. Учитывая потрясающую простоту рецепта, а так же доступность и низкую стоимость компонентов — это вряд ли можно считать недостатком.

Защитная маска из тонера и акриловой краски смывается все тем же «Ноготком».

Наращенные дорожки получились с мелкими протравами. Двух слоев краски, видимо, не хватило.

4. Сверление соединительных отверстий

С точки зрения технологичности целесообразно, чтобы как можно большее количество отверстий было выполнено одним диаметром. В Sprint Layout за этим надо следить, особенно, если используешь чужие макросы. Самых ходовых диаметров отверстий два: 0,8 мм (резисторы, конденсаторы, микросхемы DIP, мелкие диоды и транзисторы) и 1,0 мм (L78XX , 1N4007 , КТ815, МЛТ-1 ).

Центры отверстий намечаются шилом.

ФЛУТ - модифицированый вариант ЛУТа

Итак мы определились, что будем собирать и прежде чем начинать паять нам нужно то на чём мы собственно будем паять - печатная плата.

Безусловно наиболее популярным методом изготовления печатных плат в домашних условиях является ЛУТ - так называемая Лазерно-Утюжная Технология.

Суть технологии проста - печатаем на некий носитель изображение дорожек на лазерном принтере, воспользовавшись замечательным свойством тонера (это такой порошок которым заправляются картриджи лазерных принтеров) расплавляться и прилипать к ровным поверхностям разогреваем полученное изображение с помощью утюга и переводим изображение на подготовленный кусок стеклотекстолита. Потом бросаем текстолит с изображением в раствор хлорного железа и ждём когда медь непокрытая тонером вытравится (растворится). В итоге получаем печатную плату с дорожками из меди. В общем классический ЛУТ описан во всём своём многообразии на многих радиолюбительских форумах и сайтах.

Так называемый «модифицированный» ЛУТ по сути мало чем отличается от обычного, ключевой момент здесь это метод перевода изображения на текстолит. При классическом способе изображение печатается на бумаге или специальной плёнке для печати на лазерном принтере, в модифицированном варианте мы будем использовать обычную пищевую фольгу . Я пользовался обоими методами - и для меня преимущества модифицированного ЛУТа очевидны - он гораздо проще, эффективнее и быстрее. В любом случае принципы изготовления остаются теми же, так что по ходу повествования всё станет ясно.

Итак что нам необходимо

листы обычной офисной бумаги, пищевая фольга (обычная не очень толстая)
обычные ножницы, немного клея (ПВА или что-то подобное)
утюг (лучше наверное старый б/у, но я пользуюсь обычным который применяется в быту:) - если всё делать аккуратно - ничего страшного с ним не произойдет)
лазерный принтер (тоже желательно убитый, попроще, поскольку всё таки небольшой риск испортить картридж поцарапав фотовал присутствует)
естественно компьютер и файл с изображением печатной платы в масштабе 1:1
стеклотекстолит (в нашем случае односторонний, то есть покрытый слоем меди с одной стороны) - кусок подходящего размера
ножницы по металлу или ножовка по металлу - в общем что-либо пригодное для резки стеклотекстолита
небольшая пластиковая(!) ванночка для травления (очень хорошо подходят для этих целей упаковки из под пирожных и других сладостей)
хлорное железо (продаётся любом магазине, торгующим радиопринадлежностями)
толстая книга (по ходу поймёте, зачем)
наждачная бумага («нулёвка» или любая мелкозернистая)

Готовим изображение для перевода на текстолит. Берём лист бумаги и рулон пищевой фольги. Фольга должна быть достаточно тонкой, ровной (не мятой) в идеале купить себе для экспериментов новый рулон а не таскать обрывки с кухни.

Отрезаем кусок фольги такой же по ширине как и используемая бумага.

Берём клей (я использую ПВА) и промазываем фольгу по периметру, не очень густо но достаточно для того чтобы фольга прихватилась по периметру когда вы будете наклеивать фольгу на лист бумаги. Клеим. Получаем лист бумаги с наклеенной поверх фольгой. Фольга должна быть приклеена только по периметру, по краям!

Далее берём файл с изображением печатки, отрываем в подходящем редакторе. Если это pdf - то открываем в Adobe Reader (Adobe Acrobat), Adobe Illustrator или в фотошопе - в общем что кому больше нравится.
Позволю себе небольшую ремарку - свободно обращаться с компьютером и графическими пакетами самодельщику очень полезно - и при подготовке печаток и при работе над корпусами для своих творений, тем более что всё это очень несложно.
Если печатка разведена в специальной программе (типа P-Cad или SprintLayout) - то соответственно открываем в этой программе.
Небольшая ремарка относительно печаток в pdf - при печати всегда сбрасываем галочку fit to page или подобную - то есть печатаем с оригинальными размерами, без масштабирования . Обращаем внимание на то как подготовлено изображение - иногда при печати необходимо получить зеркальное изображение.
В нормально подготовленных проектах можно ориентироваться по надписям на плате (они должны быть напечатаны зеркально). К счастью в большинстве случаев никаких манипуляций с изображением при печати производить не требуется - рисунок готов для перевода, надписи на рисунке зеркальны (буржуи иногда дополнительно пишут - «ready fo transfer»).
Берём наш подготовленный лист, оклееный фольгой, и печатаем на нём изображение платы. Стараемся чтобы изображение было напечатано так, чтобы не залезать на края - туда где фольга приклеена к бумаге.

Теоретически, если мы плохо проклеили фольгу и наш бутерброд из фольги и бумаги принтер зажевал - есть вероятность того что вы поцарапаете фотовал картриджа. Но, честно говоря вероятность, эта не велика. Тем не менее - я вас предупредил.

Теперь готовим стеклотекстолит

Отрезаем необходимый нам кусок текстолита. Я пользуюсь хорошими ножницами по металлу, можно резать ножовкой по металлу или чем вам удобнее. Шкурим то что отрезали наждачкой. Не переусердствуйте - слой меди достаточно тонкий, нам нужно немного зашкурить самый верхний слой. Как правило слой уже после небольшой обработки начинает блестеть.

После того как мы зашкурили текстолит его нужно обезжирить. Обезжириваем просто - моем плату в ванной с мылом. Хорошо промываем. Аккуратно берём текстолит за края чтобы не заляпать пальцами медную поверхность, вытираем мягкой тканью (старое полотенце подходит для этого лучше всего).:) Теперь у нас почти всё готово для перевода изображения.

Теперь нам надо обрезать подготовленное изображение - обрезаем по краям, оставляя с одной или с двух сторон полосы для того чтобы мы могли обернуть текстолит и закрепить фольгу.

Поскольку фольга у нас была приклеена к бумаге только по краям, после того как мы обрезали изображение - мы получили кусок фольги с напечатанным на ней изображением. Все эти манипуляции можно было бы и не делать, но печатать сразу на фольге у вас вряд ли получится.
Промазываем край клеем.

Подкладываем край под текстолитовую заготовку.

Сгибаем фольгу, накладываем изображение на медную поверхность. Немного проглаживаем место сгиба.

После этого берём лист обычной бумаги, сгибаем пополам, вкладываем в него наш кусок текстолита обёрнутый фольгой с изображением.

Греем утюг

После того как утюг хорошо прогреется (ставьте максимальную температуру) аккуратно начинаем проглаживать бутерброд из текстолита с фольгой через бумагу. Потом прижимаем утюг к заготовке и греем в течение 20-30 секунд. Важно не перегреть заготовку (иначе тонер «поплывёт» - дорожки получатся нечёткими, расплывутся. В итоге сильного перегрева тонер не приклеится к медному покрытию, станет хрупким, будет сыпаться. При этом важно и не недогреть тонер.
После того как мы прогрели заготовку её необходимо положить под пресс. Для этого берём подготовленную нами книгу (желательно потолще и потяжелее) и быстро пока заготовка не остыла вкладываем её в книгу, закрываем и встаём на книгу.:) Ждём около трёх минут. Вынимаем.

Аккуратно разворачиваем лист бумаги, извлекаем текстолит с приклеившейся фольгой. Если присмотреться - сквозь фольгу видны дорожки. Уже на этом этапе можно увидеть насколько хорошо изображение приклеилось к меди.

Теперь мы готовы к травлению

В принципе есть масса способов травления (от травления в слабых растворах типа Крот до экстремальных - травление в соляной кислоте) но лучше пользоваться общепризнанным средством - хлорным железом. Берём хлорное железо. Растворяем в небольшом количестве тёплой или горячей воды. Помещаем нашу заготовку в ванночку (аккуратнее с горячей водой - тонкий пластик не выдерживает температуры кипятка!).

Заливаем раствор хлорного железа. Сначала стравливается алюминиевая фольга.

Начинается бурный процесс. Алюминий во время реакции с хлорным железом выделяет много тепла, процесс протекает бурно и быстро с выделением паров (вполне вероятно небезопасных для здоровья - будьте аккуратнее).

Алюминий стравливается быстро обнажая отпечатавшийся рисунок. Стравленная фольга оседает бурыми хлопьями. Именно по той причине что после травления фольги раствор хлорного железа теряет свою эффективность, я храню отдельную ёмкость со старой «хлоркой» специально для того чтобы применять его для стравливания фольги.

Как видно рисунок при этом хорошо отпечатался.

Слегка покачивая ванночку смываем хлопья. Осматриваем рисунок. На этой стадии если что-то пошло не так (какие-то дорожки не отпечатались) можно подсушить плату и дорисовать рисунок маркером или краской.

У меня получилось не так всё гладко - заготовку я перегрел и некоторые дорожки «поплыли».

После того как мы осмотрели насколько хорошо отпечатался наш рисунок можно продолжить травление. Кладём заготовку в раствор хлорного железа. Травится плата быстрее если раствор подогревается и перемешивается. По поводу подогрева - кто-то греет лампами дневного света, кто-то изначально старается растворять хлорку горячей водой - в общем здесь поле для экспериментов достаточно широкое. Перемешивать раствор так же можно по разному - небольшие платы можно поместить в стеклянную банку, залить «хлоркой» и методично встряхивать, некоторые травят платы заливая раствор в плотный полиэтиленовый пакет (естественно не дырявый) - в этом случае осторожнее с острыми углами - стеклотекстолит легко пакет может порвать. Я травлю в пластиковой ванночке (см. фото) - перемешивая раствор покачивая ванночку так чтобы раствор омывал плату. Есть специальные приспособления для травления печатных плат - если у вас есть лишние деньги и желание травить долго и помногу - думаю приобретение такой штуки будет ценным приобретением.

Вот вид платы почти вытравленной:

Дефектоскопия

Итак плата вытравлена практически полностью. Вынимаем плату, смываем с неё остатки раствора хлорки.

Однако рисунок отпечатался не так хорошо как нам показалось вначале - кое где есть места где медь не вытравилась. В этом случае можно оставить плату травиться дальше, но я решил оставить этот дефект как пример - чуть позже мы решим эту проблему - отрежем лишнее скальпелем. Скальпелем правда чаще приходится работать в тех случаях когда печатка разведена очень плотно - дорожки и монтажные пятачки расположены очень близко и при переводе изображения если мы перегреваем тонер дорожки могут «расползтись» и слиться с соседними элементами.

А вот здесь пример другой типичной ситуации - разрыв дорожки. Лечить будем с помощью паяльника, припоя и отрезков выводов радиоэлементов или кусочков тонкой проволоки.

Отложим устранение недостатков на потом и очистим дорожки от тонера. Берём небольшой кусок ткани смачиваем в ацетоне и протираем дорожки.

После того как мы смыли ацетон ещё раз промываем плату чтобы смыть остатки ацетона, раствора хлорного железа. Я обычно хорошо промываю плату с мылом «в большом количестве воды».

После того как мы промыли плату - вытираем её насухо (влага естественно вызывает коррозию и для нашей платы вредна). Обычно я ещё раз немного прохожусь по дорожкам нулёвкой, доводя дорожки до блеска.
Теперь можно внимательно осмотреть плату на предмет изъянов - на плате не должно быть разрывов дорожек и соединений там где их не предусмотрено. Удобно смотреть на дорожки немного под углом, чтобы они немного отсвечивали - так хорошо видна их поверхность и все недостатки. На нашей плате было два очевидных недостатка - один - не протравленные участки - мы срезаем скальпелем. Другой - разрыв дорожки - запаиваем припоем - просто нужно взять на жало паяльника припоя больше чем обычно (чтобы образовалась небольшая капля) и пропаять место разрыва так чтобы образовалась спайка.

Полуда и сверление

После травления многие дополнительно лудят всю плату полностью, я как правило так не поступаю - просто достаточно внимательно осмотреть плату на наличие дефектов сверяясь в рисунком платы который мы печатали. Подойти к этому стоит максимально ответственно - не обнаруженный брак платы приведёт к тому что весть проект будет нерабочим или заработает но не так как должен. Я думаю это очевидно.
Нам осталось только высверлить отверстия на плате и приступить к пайке.

Поскольку я одновременно травил несколько плат и одновременно пытался запечатлеть этот процесс - у меня получилась не очень качественная плата. Правда это оказалось удачным моментов для демонстрации возможных проблем, которые могут у вас возникнуть во время изготовления печатных плат. Уверен что у вас всё получится гораздо лучше.

Ссылки

© 2008 Игорь Котов. Статья порезана и перелопачена. Ошибки исправлены. Верстка и оптимизация фото для вэб.
.

Читательское голосование

Статью одобрили 57 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Потребность делать железо периодически возникает у многих технарей. Иногда задача позволяет нафигачить всё проводами на макетке, а иногда, к сожалению, нужно нечто посерьёзнее. Вот и меня однажды настигла потребность делать печатные платы… Лазерно-утюжная технология кустарного изготовления плат по началу сильно отталкивает своей рандомностью (на чём печатать, как греть, с какой силой давить, как отдирать, и т.д.), но друзья поделились опытом, и оказалось, что это действительно не так уж сложно. ЛУТ бесспорно дешевле любого другого варианта, и (внезапно) вполне подходит для двухслойных плат.

Кому интересно посложнее, подороже и поточнее, можно , но наша методика (основным элементом которой является особая бумага) позволяет стабильно прорабатывать шины 0.3/0.3 мм, так что в нашем сообществе бытует мнение что тян фоторезисты не нужны.

Кто не видит смысла в кустарном производстве плат, скорее всего сможет вспомнить пару случаев, когда приходилось пилить дорожки и припаивать проводки на целой партии плат. А сделав одну плату дома, можно её хорошенько отладить и приобрести уверенность в фабричных платах.

Под катом я поделюсь детерминированной методикой изготовления двухслойных печатных плат по технологии ЛУТ с различными резервными схемами на случай косяков. От идеи до включения. Будем работать с KiCad, Inkscape, наждачкой, утюгом, персульфатом аммония и гравёром.

Любое устройство начинается со схемы. Большинство ошибок платы можно устранить на этапе проектирования. А чтобы схема гарантированно соответствовала плате, нужен хороший EDA-софт. Например, KiCad.

KiCad --> Плата

Если Вы всё еще работаете с проприетарными ограниченными решениями, начните со статьи или пропустите этот раздел.

Используем недавно вышедший KiCad 5, поскольку мне глубоко симпатична эта программа, её комьюнити (включающее CERN) и идея мультиплатформенного FOSS в целом.

Итак, алгоритм с лайфхаками :

Плата --> SVG

Когда плата готова, нужно перегнать её в SVG для дальнейшей доработки. Лучше выгрузить плату из EDA без отзеркаливания, чтобы точно не запутаться и отзеркалить как надо.

А надо отзеркалить только передний слой F.Cu . Поскольку на задний слой B.Cu мы в редакторе смотрим со стороны переднего, он уже отзеркален. Для надёжности, лучше поместить хоть какой-нибудь текст на оба слоя и следить за тем чтобы этот текст не читался))

( , ) Из KiCad лучше выгружать через File | Plot , поскольку там есть возможность сделать сразу все отверстия 0.35 мм. Для ручного ЛУТа жирные дыры не нужны, лучше пусть побольше меди будет и она сверлом счистится.

Собственно:

1. Загружаем оба слоя в Inkscape.
2. Устанавливаем единицы измерения документа миллиметры, и формат листа А4 .
3. Добавляем еще больше надписей белым на областях металлизации . KiCad так не умеет, напишите в комментах если ваш EDA умеет.
4. Группируем, чтобы было только два объекта.
5. Выравниваем (Ctrl+Shift+A), расстояние между слоями (их габаритными отверстиями) должно быть не менее сантиметра.
6. Отзеркаливаем передний слой кнопочкой на верхнем тулбаре.
7. Сохраняем в SVG.

Сейчас нужно отправить SVG на принтер на обычной бумаге. И сделать с этой бумагой следующее:

1. Поприкладывать к ней компоненты и проверить футпринты (которые по-любому уже пришли из магазина: если у вас на плате больше трех-пяти компонентов, протрассировать всё за один вечер сложновато)
2. Приложить к текстолиту и накернить 4 габаритных отверстия по углам, которые мы добавляли
   • Взять керн (или гвоздь) с молотком и сделать сверхточную неглубокую вмятину, поглощающую заблудшие свёрла. Сила удара должна быть такой, чтобы не деформировать плату.
3. Просверлить 4 отверстия самым тонким сверлом (0.6-0.8) ровно под 90 градусов. Это, пожалуй, самая сложная часть, но ошибки условно допустимы; способ их последующего исправления придуман.
   • Если есть станок, Вам повезло.
   • Если есть CNC, Вам крупно повезло, фигачьте всё отверстия по DRL-файлу прямо сейчас безо всяких кернов-*ернов.

• Легко догадаться, что отверстия нужны для точного ориентирования переднего слоя относительно заднего. Если хочется проще, есть способ без отверстий: очень точно сложить бумажку с шаблоном и поместить текстолит внутрь. Как уже было сказано, небольшое отклонение не станет фатальным (если, конечно, отверстия еще не просверлены)
• Еще одной модификацией складывания :
  Свежеотпечатанные листы с верхним и нижним слоем кладем друг на друга, просвечивая лампой и совмещая. Скрепляем в нескольких местах по краям. В получившийся конверт кладем текстолит.
• поделился . Спасибо!

Такс, это раздел про SVG, а мы уже к станкам перешли… Всё, последний штрих по SVG и больше комп не понадобится:

Залейте чёрным всё вокруг , чтобы части текстолита, которые не относятся к плате не травились и не насыщали персульфат аммония медью. Да, хлорное железо тоже можно, но аммоний синенький.

SVG --> Текстолит

Также, у нас есть информация о пригожести бумаги Black Diamond . Другие марки могут обладать необходимыми свойствами, а могут нет. HP не подходит точно (плавится под утюгом), Lomond условно подходит, "но как-то средне" . Можно экспериментировать с разной глянцевой фотобумагой для струйной печати . Пишите в коменты чо как с другими бумагами)

Алгоритм:

1. Ставим утюг греться на максимальную температуру.
2. Шлифуем текстолит с обеих сторон мелкой наждачкой, сантехнической абразивной губкой ( , ), губкой для посуды или абразивным ластиком.
3. Если Ваш принтер умеет кушать форматы отличные от A4, Отрезаем от А4 полоску по размеру изображения. Бумага сверхценная: если Вам удалось её достать, надо экономить.
4. Заталкиваем в принтер узкой стороной. Проверяем, что изображение двух слоёв платы не превышает ширины отрезанной полоски по ширине и 210 по высоте.
5. Печатаем лазерником с оригинальным тонером в картридже на этой глянцевой фотобумаге для струйных принтеров.
6. Не прикасаясь к тонеру, разрезаем слои на две отдельные бумажки и дырявим габаритные отверстия на обоих слоях.
7. Вставляем прямые штырьки (например, от PLS/PLD гребёнки) в 4 габаритных отверстия.
8. Насаживаем передний слой.
9. Проглаживаем равномерно, сильно не надавливая, до пожелтения бумаги (или еще каких-либо знаков свыше, это всё-таки ЛУТ: совсем избавиться от магии, наверно, невозможно). Штырьки можно вытащить когда бумага начнет прилипать и потеряет способность смещаться.
10. Не отдирая бумагу от текстолита, повторяем последние три пункта с задним слоем.
11. Даём текстолиту остыть: можно пока поставить греться чайник и начать разбодяживать персульфат аммония.
12. С остывшего текстолита (без воды, это архиважно) аккуратненько отодрать лишнюю бумагу . Тонер должен сойти вместе с глянцевым слоем фотобумаги, так и было задумано.

В случае ошибок, можно стереть один из слоёв ацетоном, подложить уже оторванную бумажку противоположного слоя (чтобы тонер не отлип от платы и не перевёлся на доску, на которой Вы гладите) и повторить.

Текстолит --> Текстолит с дорожками

Для травления, нам понадобится пластиковый контейнер (или любая не-металлическая тара, в которую плата поместится лёжа). А также, одноразовая ложка или варибаси для помешивания платы (против пузырьков, которые мешают травиться).

Персульфат аммония рекомендуется разводить в тёплой воде 1:2. Но это довольно высокая концентрация, 1:3 или даже 1:4 хватит. В конце концов, можно еще подразмешать потом. Рекомендуемая температура разбодяживания - 40-50 градусов.

Однако, учтите, что перегревать всякого рода химикаты довольно опасно. Высокая концентрация, высокая температура и соли меди могут привести к криповому результату.

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