Как изготовить печатную плату с помощью лазерного принтера

На заказ

Как протравить свои собственные печатные платы с помощью лазерного принтера «Mad Science :: WonderHowTo

Материалы

• Лазерный принтер
• Глянцевая фотобумага
• Утюг
• Хлорид железа (травитель)
• Покрытый медью картон
• Ацетон
• Черный маркер Sharpie
• Стальная вата
• Устойчивый к травлению маркер

Шаг 1 Разработка схемы

Это самое интересное. Какую схему вы хотите сделать? Вы можете сделать специальные экраны, которые поместятся поверх Arduinos, вы можете сделать коммутационные платы, чтобы облегчить пайку крошечных компонентов, или вы можете даже просто выгравировать произведение искусства! Решил сделать доску для очков ОС.Меньшая печатная плата сделала бы очки более управляемыми, и многие из вас спрашивали, можно ли сделать свои собственные очки дома.

Я использовал Fritzing для разработки своей платы, потому что считаю его наиболее удобным приложением для начинающих разработчиков печатных плат. Действительно полезная вещь в Fritzing заключается в том, что вы можете построить схему на макетной плате, и приложение автоматически сгенерирует файл печатной платы, которым вы сможете управлять.

Это моя макетная плата. Это некрасиво, но не для Фритцинга.

Пока вы собираете схему на макетной плате, Fritzing одновременно конструирует схему и печатную плату на отдельных вкладках.

Автоматически сгенерированные файлы не являются законченным продуктом, но они серьезно сокращают время разработки.

Шаг 2 Разметка печатной платы

Теперь, когда программа подключила дизайн печатной платы крысиного гнезда, пора навести на нее некоторый порядок. Первое, что вам нужно сделать, это определить предпочтительное расположение компонентов на плате.Это будет зависеть от того, где вы планируете установить плату, корпус проекта и есть ли у вас какие-либо кнопки или переключатели, к которым необходимо получить доступ.

Теперь компоненты размещены. Если есть какие-либо очевидные корректировки, которые упростят размещение графиков, внесите эти корректировки. Это может означать изменение ориентации переключателя или изменение положения двух компонентов. Прокладка печатной платы - это искусство компромисса между вашим творчеством и физической вселенной. Потерпи.

Теперь, когда вы сделали все возможное, чтобы упростить трассировку, нажмите кнопку автотрассировки в нижней части окна программы. Это создаст на плате следы, соединяющие все ваши компоненты.

Хотя автотрасса технически хорошо справляется с трассировкой трасс, всегда рекомендуется настроить трассы так, чтобы они находились как можно дальше от других трасс и компонентов. Слишком близкое расстояние и даже идеальное травление не спасет вашу схему от короткого замыкания!

Шаг 3 Silkscreen

Это дополнительный шаг, который будет актуален только в том случае, если вы отправите файл платы профессиональному производителю.Слой шелкографии - это слой белого текста и рисунка, напечатанный на следах печатной платы. Обычно они подсказывают, как сориентировать компоненты на плате, или отображают логотип производителя.

Компания Fritzing уже создала шелкографию для компонентов автоматически. Если вы хотите добавить свой дизайн, прокрутите меню компонентов в правой части окна. Выберите шелкографию из полей и импортируйте изображение, которое хотите добавить. Лучше всего подходят однотонные изображения.

Шаг 4 Получите файлы изображений

Когда вы полностью удовлетворены дизайном своей платы, нажмите «Export for PCB» внизу окна. Это даст вам два файла изображений. Один из них - это силуэт медных дорожек цепи. Другой - силуэт рисунка шелкографии.

Шаг 5 Распечатайте

С помощью лазерного принтера и глянцевой фотобумаги распечатайте копию изображения медного следа. Лазерные принтеры работают, смешивая пластик и пигмент, а затем нагревая пластик до тех пор, пока он не тает на бумаге.Мы собираемся использовать самый высокий уровень тонера, чтобы нанести максимальное количество пластика на нашу фотобумагу.

Шаг 6 Подготовка платы

Очистите медную поверхность платы стальной мочалкой, чтобы удалить тонкий слой окисления. После чистки очистите доску бумажным полотенцем и изопропиловым спиртом. Это гарантирует, что пластмассовые чернила могут прочно сцепиться с медной платой.

Шаг 7 Обрежьте и скотчите

Обрежьте изображение на фотобумаге так, чтобы оно могло аккуратно уместиться на медной поверхности платы.Закрепите изображение лицевой стороной вниз, чтобы все следы находились внутри медной границы.

Шаг 8 Утюг

Поместите доску с приклеенным к ней изображением на плоскую твердую поверхность. Установите утюг на максимальный нагрев без пара. Надавите на бумагу, чтобы вдвинуть ее в медную доску. С силой прижмите утюг к доске в течение 10 минут, периодически придавливая кончиком утюга участки бумаги, на которых расположены следы.

Эта часть требует некоторой практики, поэтому не волнуйтесь, если вы все испортите с первого раза.Я просмотрел три доски, прежде чем понял это.

Шаг 9 Замачивание и снятие кожуры

Через десять минут немедленно поместите доску в ванну с водой. Обязательно используйте перчатки, потому что к этому моменту доска станет горячей. Дайте доске впитаться в течение 15 минут.

Через 15 минут снимите доску и аккуратно соскребите слои бумаги. Вы сможете снять большую его часть за один выстрел, если начнете с края.

Шаг 10 Заполните промежутки

Используйте свой устойчивый к травлению маркер, чтобы заполнить любые промежутки на дорожках.Я также использовал его, чтобы сделать контактные площадки больше и легче сверлить.

Шаг 11 Etch

Поместите доску, теперь с черными следами, в пластиковый контейнер. Влейте хлорное железо в емкость, пока она не покроет поверхность доски. Хлорид железа разъедает открытую медь и оставляет медь в нашей цепи.

Это может занять до 45 минут.

Шаг 12 Очистите

После того, как вы удалите всю бумагу, которую сможете, поместите доску в ванну с ацетоном на 10 минут.Когда время истечет, снимите доску и аккуратно сотрите пластик и остатки бумаги.

Маркер, устойчивый к травлению, смывается в первую очередь. Ниже вы можете увидеть, как он растворяется в ацетоне.

Ниже представлен красивый набор из восьми печатных плат осознанных сновидений.

Шаг 13 Drill

Если вы делаете плату для компонентов поверхностного монтажа, вы можете пропустить этот шаг. В моей плате используются компоненты со сквозными отверстиями, которые должны входить в крошечные отверстия на плате.Любая дрель или роторный инструмент справится с этой работой в мгновение ока. Не забудьте выбрать сверло того же размера, что и отверстия, оставленные на ваших медных следах. Если вы используете слишком большую коронку, вы просверлите всю медную площадку.

Шаг 14 Припой

Проверьте, входят ли ваши компоненты в соответствующие отверстия на плате. Из-за того, как изображения печатной платы ориентированы, все должно быть размещено вниз через пустую сторону платы и наружу через сторону с травлением медью.

Вот и все! Ваша собственная схема в профессиональном пакете.

Вот окончательное изображение схемы с очень толстыми дорожками и большими контактными площадками для легкого сверления и пайки:

Как только вы завершите процесс, вы сможете запустить свою собственную фабрику мини-печатных плат в течение нескольких дней. Я считаю травление печатных плат увлекательным хобби, и я уже планирую некоторые схемы для щита Arduino!

Какие схемы вы сделаете дома? Поделитесь своими мыслями и вопросами на форуме или в комментариях ниже.Если вы делаете доску дома, обязательно сделайте снимок и разместите на пробковой доске, чтобы получить шанс выиграть набор для осознанных сновидений!

Как сделать печатную плату на диодном лазере на 3D-принтере

3D-принтеры открыли безграничные возможности для домашнего производства и быстрого прототипирования. Вы можете легко создать практически любую модель в 3D-программе и распечатать ее. Но до сих пор мало кто задумывался о возможности 3D-печати электроники для конкретных решений (модели).

До недавнего времени для изготовления печатной платы для прототипа требовалось изготовить ее с помощью паяльника или заказать небольшой тираж.Однако многие из нас могут сделать это с помощью обычного утюга и лазерного принтера.

Однако этот процесс не очень приятен ни эстетически, ни технологически. В нашей статье мы хотели бы представить еще один метод. Этот метод можно использовать в 3D-принтерах или самодельных граверах. Вы можете установить диодный лазер практически на любой 3D-принтер, установив его в качестве дополнения или вместо экструдера. Диодные лазеры малы по размеру и компактны. Их относительно небольшая выходная мощность по сравнению с лазерами CO2 в этом случае не является недостатком.

Вот пример того, как собрать гравер своими руками:

Или конструктор плоттера makeblock xy типа:

Как выглядит процесс изготовления печатной платы дома или в офисе?

Для этого нам понадобится медная стекловолоконная пластина, любая темная виниловая пленка (подойдет любая темная пленка, которую может прожечь лазер), хлорид железа (продается открыто в магазинах химических реагентов) и диодный лазер, установленный на 3D-принтере. .Его выходная мощность не слишком важна, но мы рекомендуем использовать диодный лазер мощностью более 2 Вт (2000 мВт).

Кстати, установить лазер на любой 3D-принтер несложно:

Как установить его на Ultimaker:

Или как установить на WanHao DuPlicator i3:

Ладно, приступим!

1) Создайте модель печатной платы с помощью любой программы типа InkScape (инверсия изображения.Позже мы объясним, почему инверсия).

2) Преобразовать в gcode.

3) Наклеить виниловую пленку на медь из стекловолокна.

4) Поместите пластину из стекловолокна с виниловым покрытием на рабочий стол 3D-принтера и включите 3D-принтер в режиме лазерной резки / гравировки.

5) Лазер прожигает на виниловой пленке инверсное изображение узора.

6) Растворите порошок хлорида железа в воде (не беспокойтесь, никакой химической реакции не последует).

7) Поместите пластину из стекловолокна в воду с хлоридом железа на 45-60 минут.

Медь на поверхности стекловолокна, свободная от пленки после лазерного обжига, вступает в реакцию с хлоридом железа (химическая реакция травления меди) и переходит в раствор, оставляя чистое стекловолокно в контурах инверсии. образ.

Затем просверлите отверстия для необходимых разъемов с помощью небольшого сверла или оставьте их как есть и припаяйте разъемы наверху печатной платы. Готово!

Итак, мы рассказали вам, как можно создать небольшой цех - лабораторию по изготовлению печатных плат, используя 3D-принтер и лазер.

Технология несовершенна и имеет ряд недостатков, но она эффективна и может использоваться в домашних условиях и в небольших лабораториях.

приглашенный автор

Как сделать печатную плату (печатную плату) в домашних условиях

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. печатные платы могут быть односторонними (один слой меди), двусторонними (два слоя меди) или многослойными. Проводники на разных слоях соединены сквозными отверстиями, называемыми переходными отверстиями.Усовершенствованные печатные платы могут содержать компоненты - конденсаторы, резисторы или активные устройства - встроенные в подложку.

Сделайте печатную плату дома с помощью лазерного принтера и метода переноса тонера

Как увлеченный любитель электроники, я всегда был очарован тем фактом, что на самом деле можно сделать почти профессионально выглядящую печатную плату (PCB) дома. Я очень хочу производить свои печатные платы дома, а не использовать старый добрый провод. Метод прототипирования с оберткой становится еще сильнее с годами, а доступность сквозных пакетов (для современных устройств) становится все меньше и меньше.Размышляя о новом дизайне, нужно выбрать гораздо больше устройств, если технология SMT приемлема. Это очень сильная мотивация научиться делать собственные печатные платы SMT в домашних условиях.

Метод, который я собираюсь представить, имеет большой успех и прекрасные результаты. Важно следовать правилам. Это действительно производственный процесс, который после завершения заставляет вас по-настоящему гордиться его достижением. И снова соблюдение правил имеет решающее значение для успеха процесса. Сначала это может показаться устрашающим, но на самом деле процесс очень прост.

Основные этапы производства:

1. Подготовьте зеркальное изображение вашей схемы, напечатанное на бумаге для переноса тонера с помощью лазерного принтера.

2. Отрежьте, отшлифуйте и очистите кусок меди поверх стеклосодержащего эпоксидного ламината.

3. Выпеките произведение искусства в духовке.

4. Нанесите на плату средство для травления.

5. Смойте водой и отшлифуйте остатки.

6. Покажите всем свою доску.

7. Припаяйте компоненты.

Несколько нот:

Не забывайте соблюдать меры безопасности при выполнении этих действий.При работе с травильным химикатом настоятельно рекомендуется использовать латексные перчатки. В процессе производства существует множество возможностей порезаться, испортить одежду, обжечь пальцы и вдохнуть вредные вещества. Будьте осторожны.

Итак, приступим!

Как любой продукт в современную эпоху, ваша печатная плата должна начинаться с программного обеспечения для проектирования на вашем ПК. Выбор вашего любимого программного обеспечения для дизайна для этой задачи выходит за рамки этого документа. Единственное требование, на котором я настаиваю, - это возможность распечатать изображение дизайна в зеркальном отображении.Важность зеркального отражения дизайна трудно объяснить словами, и это следует понять из изображений, указанных по ссылке ниже. Большим преимуществом печатной платы на основе SMT для домашнего производства является то, что устройства SMT не требуют сверления отверстий в плате. Это просто здорово. Однако иногда это не сойдет с рук. Есть несколько случаев, когда вам приходится сверлить отверстия. например, для некоторых соединителей требуется просверливание отверстий. Следы, которые нельзя проложить в меди и которые требуют перемычки между двумя точками, также потребуют сверления.В любом случае, технология SMT резко сокращает количество просверливаемых отверстий и в то же время уменьшает размер платы.

Причина, по которой я обсуждал преимущества SMT, заключалась в том, чтобы вы помнили при проектировании схемы, что вам нужно минимальное количество сверл и вам следует в первую очередь стараться избегать сложных конструкций. Я всегда пытаюсь разбить большие схемы на несколько отдельных плат. Есть две основные причины такой сегментации платы. Во-первых, самая маленькая схема - самая простая компоновка.Во-вторых, в будущем меньшие схемы могут служить базовыми строительными блоками общего назначения для более крупных проектов. Представьте себе плату операционного усилителя общего назначения. На такой плате может быть только устройство OPAMP с несколькими резисторами вокруг него и точками пайки для подключения внешних проводов. Это отличный строительный блок для многих проектов. Как только ваш макет будет готов к производству, вы сможете распечатать его зеркальное изображение в масштабе 1: 1 на специальной глянцевой бумаге (лучше всего подойдет бумага для переноса тонера), с помощью лазерного принтера.

Давайте теперь разобьем предыдущее предложение на более мелкие части.

Готовый дизайн должен выглядеть как графическое представление следов, которые должны находиться на готовой плате. Изображение должно быть зеркальным из-за того, как мы собираемся использовать его позже в процессе. Теперь глянцевая бумага - это общий термин для более запутанного определения, такого как. Некоторая бумага, используемая струйными принтерами для фотопечати. На всякий случай, если вы не знали, не все фотобумаги родились одинаковыми. Поиск подходящей бумаги для этой работы может быть утомительным.Первую бумагу, которую я использовал, не удалось отделить от печатной платы в конце процесса, и мне пришлось ее выбросить. Следующая бумага, которую я нашел, стала хитом. Он легко отслаивается и оставляет чистый отпечаток следов на голой меди. Я буду обсуждать эту проблему отслоения позже в процессе. Помните, что вы можете попробовать несколько фотобумаг, прежде чем найдете одну. Не сдавайтесь сразу. К счастью, существуют специальные бумаги для переноса тонера, разработанные именно для этой цели.

Использование масштаба 1: 1 означает, что вы должны настроить программное обеспечение для печати изображения вашей платы с размерами, равными реальным размерам ваших компонентов и следов.И наконец, только лазерная печать поможет. Это связано с тем, что тонер, который представляет собой черное вещество (лазерный нок), используемый для лазерной печати, на самом деле является полимером, который не впитывается в бумагу, как настоящие чернила. Тонер нагревается внутри принтера и при таянии прилипает к поверхности глянцевой бумаги. Прилипший к поверхности бумаги, тонер просто ждет возможности прилипнуть (перенести) на другую поверхность, если он станет достаточно горячим, чтобы расплавиться. Вы начинаете это понимать?

Теперь, когда у нас есть печатная версия нашей печатной платы, мы разрезаем бумагу по контурам нашей платы и оставляем еще несколько миллиметров бумаги на краях платы.Этот остаток за пределами контура доски будет использоваться позже как точка захвата для отслаивания бумаги.

Это та часть, где мы пачкаем руки, выполняя некоторые поделки.

Печатная плата начинается как ламинат из тонкого слоя меди поверх стеклянной эпоксидной подложки (также называемой ламинатом FR4). Ламинат обычно можно найти там, где вы покупаете электронные компоненты. Для домашнего пользователя существует два типа ламината. Односторонний и двусторонний. обычно толщиной от 1 мм до 2 мм. Односторонний означает, что медь только на одной стороне ламината.Двойной означает, что на обеих сторонах ламината есть медь. В этой статье основное внимание уделяется односторонним печатным платам, поэтому односторонний ламинат вполне подойдет. Односторонние схемы могут быть изготовлены из односторонних или двусторонних ламинатов, потому что в любом случае нежелательная медь вытравливается.

Резка ламината по размеру схемы выполняется в два этапа. Во-первых, вы отметьте высоту вашей схемы на ламинате, используя острый нож и линейку. Чем глубже маркировка, тем легче она будет. Разметив линию, вы должны совместить прямую с краем стола и поместить линейку над ламинатом.Придавливание ламината должно привести к его разрыву по маркировке, оставляя ровный край. Теперь следует отметить ширину контура и таким же образом вырезать.

Теперь, когда у нас есть ламинат, обрезанный по размеру, мы должны подготовить его к процессу переноса тонера. Используя тончайшую наждачную бумагу (влажная бумага), медь следует отшлифовать равномерно, пока она не станет чистой и блестящей, оставляя микроскопические царапины на поверхности меди. Эти микроскопические царапины лучше всего подходят в качестве точек захвата для прилипания тонера к меди.

После шлифовки меди необходимо вымыть ламинат с мылом. Лучше всего использовать мыло для кухонной посуды. Эта стирка предназначена для удаления остатков жира (отпечатки пальцев тоже жирные). Остатки смазки могут помешать правильному прилипанию тонера к меди. Не прикасайтесь к меди после мытья, потому что на ней не должно быть жира (отпечатки пальцев остаются жирными). Наконец, необходимо высушить ламинат бумажным полотенцем.

Вы помните зеркальное печатное изображение на глянцевой бумаге? Поместите его над сухой медью так, чтобы медь была обращена вверх, а тонер - вниз.Бумага должна лежать прямо над медью. Удерживая бумагу и ламинат устойчиво, используйте клейкую ленту на двух краях ламината, чтобы скрепить бумагу и ламинат. Убедитесь, что контур выровнен так, как вы хотите, и сделайте глубокий вдох, потому что дальше будет самый интересный шаг.

Теперь ваша схема готова к стадии выпечки. Мало кто рекомендует гладить бумагу горячим утюгом, пока она не прилипнет к меди. Проблема, которую я обнаружил при глажении, заключалась в том, что его нельзя предсказать с точки зрения успешности переноса тонера.Иногда это работает, а иногда нет. Я считаю, что разработал лучшую технику. Перед тем, как начать выпечку, вы должны подготовить какое-то прижимное устройство, которое будет прижимать глянцевую бумагу к меди. Я использую две толстые алюминиевые пластины с отверстиями по углам. Болты используются для соединения пластин, пока контур находится посередине. Схема должна быть зажата между толстыми слоями бумаги. Амортизация важна для распределения давления по ламинату и предотвращения неправильной передачи некоторых участков контура.Болты и гайки должны быть затянуты достаточно прочно, чтобы оказывать большое давление на ламинат и глянцевую бумагу.

Пресс следует поместить в предварительно нагретую до 150 градусов по Цельсию духовку примерно на полчаса. Время выпечки может варьироваться в зависимости от массы используемого пресса. Чем тяжелее пресс, тем больше времени он нагревается, чтобы передать тепло бумажной подкладке и цепи внутри. После завершения выпечки рекомендуется выключить духовку, открыть дверцу и дать ей остыть, пока вы не сможете безопасно дотронуться до прижимного устройства руками.Пришло время ослабить эти болты и найти схему между слоями бумаги.

Если все прошло нормально, вы должны увидеть, что глянцевая бумага прилипла к меди. Теперь найдите край бумаги и начните осторожно отрывать его от меди. Если вам повезло, бумага довольно легко снимается, оставляя красивый отпечаток на меди. Если бумага плохая, у вас могут возникнуть трудности с ее отделением, не испортив отпечатанные следы на меди. Иногда, если давление не было равномерным по всей поверхности, можно было увидеть, что тонер не прилипает к меди, и ламинат теперь бесполезен для следующих этапов (можно отшлифовать и начать с самого начала).Если все пошло не так, вы должны теперь держать в руке ламинат с напечатанной на нем схемой, как если бы это был лист бумаги, вышедший из лазерного принтера.

Непосредственно перед началом травления вы можете продолжить сверление нескольких отверстий для пакетов сквозных отверстий и перемычек, если это необходимо. Желательно просверлить до начала травления, потому что окружающая медь придает лучшую механическую прочность круглым площадкам вокруг просверленных отверстий. Эти колодки могут иногда отрываться при сверлении после травления платы.Еще одна веская причина заключается в том, что травление после сверления приведет к удалению всех нитей меди по краям просверленного отверстия.

Пришло время удалить ненужную медь там, где нет следов (нет тонера). Тонер на самом деле является защитным слоем, который не дает травящей жидкости травить наши следы. Вещество для травления называется хлоридом железа, и его можно купить в виде мелкого гравия или в виде порошка.

Жидкость для травления представляет собой смесь теплой воды (такой же, как при мытье рук в холодный день) и хлорида железа.Соотношение количества не имеет решающего значения. Слишком малое количество хлорида железа замедлит процесс травления. Слишком большое количество приведет к образованию грязной грязи, похожей на жидкость. Я использую пропорции, как при приготовлении чашки кофе. Налейте небольшое количество хлорида железа на дно емкости и залейте ее водой. Емкость для травления должна быть сделана из пластика или стекла, а не из металла.

Для процесса травления вам необходимо найти способ, позволяющий непрерывно опускать и втягивать контур в жидкость и из нее. Таким образом, любая оставшаяся протравленная медь смывается с поверхности и позволяет жидкости проникать в более глубокие слои меди.Я использую что-то вроде маленькой удочки с леской, прикрепленной к небольшому отверстию, просверленному где-то на ламинате. После начала травления может потребоваться несколько минут, пока вы не увидите результаты. Сначала начинают исчезать большие участки обнаженной меди. Еще несколько минут покажут промежутки между трассировками. Наконец, примерно через полчаса или больше доска будет готова.

В тот момент, когда плата выглядит так, как вы хотите, ее следует промыть под проточной водой, чтобы удалить остатки травильной жидкости и остановить процесс травления.Соблюдайте осторожность при мытье контура (и контейнера). Брызги темной жидкости запачкают все на своем пути. После того, как контур был промыт, он готов к финальной стадии. Снова используя тонкую наждачную бумагу (влажная бумага), необходимо удалить черный тонер, чтобы обнажить медь. Альтернативный способ удалить черный тонер - промыть его несколькими каплями ацетона. Как только вся медь обнажена, плата готова к пайке.

Вот и все. Теперь вы держите свою первую печатную плату ручной работы.Пришло время пойти и показать всем, чего вы достигли. Теперь все, что вам нужно сделать, это спаять компоненты и включить схему.

PCBWay, прототип печатной платы и легкое изготовление!

Смотрите также

• 
  Как хранить картриджи при редком использования принтера
• 
  Как в машине подключить принтер
• 
  Как распечатывать на принтере фотографии
• 
  Как подключить принтер ко второму компьютеру по сети
• 
  Как распечатать на принтере документ с флешки
• 
  Криво печатает принтер что делать
• 
  Как распечатать с айфона документ на принтере
• 
  Почему принтер печатает светлее чем обычно
• 
  Принтер работать автономно что это
• 
  Как отключить принтер чтобы не печатал
• 
  Как на цветном принтере сделать черно белую печать