Как изготовить печатную плату с помощью струйного принтера
Создание печатной платы методом лазерного утюга.
Не знаю как вы, а я с лютой ненавистью отношусь к классическим монтажным платам. Монтажка это такая хрень с дырками куда можно вставлять детальки и запаивать, где все соединения делаются посредством проводков. Вроде бы просто, но при этом получается такая каша, что понять в ней что либо весьма проблематично. Поэтому и ошибки и сгоревшие детали, непонятные глюки. Ну ее нафиг. Только нервы портить. Мне гораздо проще нарисовать в моем любимом Sprint Layout схемку и тут же вытравить ее в виде печатной платы. С использованием лазеро-утюжного метода все выходит за каких то полтора часа ненапряжной работы. Ну и, конечно же, этот метод отлично подходит для выполнения финального устройства, так как качество печатных плат, получаемых таким методом весьма высоко. А поскольку данный метод весьма непрост для неискушенного, то я с радостью поделюсь своей отработанной технологией, позволяющей получать с первого раза и без каких либо напрягов, печатные платы
с дорожками 0.3мм и просветом между ними до 0.2мм. В качестве примера я изготовлю отладочную плату для моего учебного курса, посвященного контроллеру AVR. Принципиальную схему вы найдете в записи про макроассемблер, а готовый файл с разводкой для Sprint Layout 5 я выложил на сайт
На плате разведена демосхема, а еще навалом медных пятачков, которые тоже можно высверлить и использовать под свои нужды, подобно обычной монтажной плате.
▌Технология изготовления качественных печатных плат в домашних условиях.
Суть метода изготовления печатных плат в том, что на фольгированный текстолит наносится защитный рисунок, который предотвращает травление меди. В результате, после травления, на плате остаются дорожки проводников. Способов нанесения защитных рисунков много. Раньше их рисовали нитрокраской, посредством стеклянной трубочки, потом стали наносить водостойкими маркерами или даже вырезать из скотча и наклеивать на плату. Также для любительского применения стал доступен фоторезист, который наносится на плату, а потом засвечивается. Засвеченные участки становятся растворимы в щелочи и смываются. Но по простоте применения, дешевизне и скорости изготовления все эти методы сильно проигрывают
лазеро-утюжному методу (далее ЛУТ).
Метод ЛУТ основан на том, что защитный рисунок образуется тонером, который посредством нагревания переносится на текстолит.
Так что нам потребуется лазерный принтер, благо они сейчас не редкость. Я использую принтер Samsung ML1520 с родным картриджем. Заправленные картриджи подходят крайне плохо, так как у них недостаточная плотность и равномерность выдачи тонера. В свойствах печати надо выставить максимальную плотность и контрастность тонера, обязательно отключить все режимы экономии — не тот случай.
▌Инструмент и материалы
Помимо фольгированного текстолита нам потребуется еще лазерный принтер, утюг, фотобумага, ацетон, мелкая шкурка, щетка для замши с металлопластиковым ворсом,
▌Процесс
Дальше рисуем рисунок платы в любой удобной для нас софтине и печатаем его. Sprint Layout. Простая рисовалка для плат. Чтобы нормально напечаталось надо слева цвета слоев выставить черным. Иначе получится фигня.
Вывод на печать, две копии. Мало ли, вдруг одну запортачим.
Вот тут заключается главная тонкость технологии ЛУТ из-за которой у многих возникают проблемы с выходом качественных плат и они бросают это дело. Путем множества экспериментов было выяснено, что самый лучший результат достигается при печати на глянцевой фотобумаге для струйных принтеров. Идеальной я бы назвал фотобумагу LOMOND 120г/м2. Идеальная бумага!
Она стоит недорого, продается везде, а главное дает отличный и повторяемый результат, и не пригорает своим глянцевым слоем к печке принтера. Это очень важно, так как я слышал про случаи когда глянцевой бумагой загаживали печь принтера.
Заряжаем бумагу в принтер и смело печатаем на глянцевой стороне. Печатать нужно в зеркальном отображении, чтобы после переноса картинка соответствовала действительности. Сколько раз я ошибался и делал неправильные отпечатки, не пересчитать :) Поэтому первый раз лучше для пробы напечатать на обычной бумаге и проверить, чтобы все было правильно. Заодно и печку принтера прогреете.
Печатаем!
После печати картинку ни в коем случае нельзя хватать руками и желательно беречь от пыли. Чтобы ничто не мешало соприкосновению тонера и меди. Далее вырезаем рисунок платы точно по контуру. Без каких либо запасов — бумага жесткая, поэтому все будет хорошо.
Теперь займемся текстолитом. Вырежем сразу же кусок нужного размера, без допусков и припусков. Столько, сколько нужно.
Его надо хорошенько зашкурить. Тщательно, стараясь содрать весь окисел, желательно круговыми движениями. Немного шершавости не повредит — тонер будет лучше держаться. Можно взять не шкурку, а абразивную губку «эффект». Только брать надо новую, не жирную.
Тщательно зашкуриваем:
Шкурку лучше взять самую мелкую какую найдете. У меня вот такая.
После зашкуривания его надо тщательнейшим же образом обезжирить. Я обычно тырю у жены ватную подушечку и, смочив ее как следует ацетоном, хорошенько прохожусь по всей поверхности. Опять же после обезжиривания ни в коем случае нельзя хватать его пальцами.
Обрезаем по размеру заготовки
Накладываем наш рисунок на плату, естественно тонером вниз. Разогрев утюг на максимум, придерживая бумагу пальцем, хорошенько прижимаем и проглаживаем одну половину. Надо чтобы тонер прилип к меди.
Далее, не допуская сдвижения бумаги, проглаживаем всю поверхность. Давим изо всех сил, полируем и утюжим плату. Стараясь не пропустить ни миллиметра поверхности. Это ответственнейшая операция, от нее зависит качество всей платы. Не бойтесь давить изо всех сил, тонер не поплывет и не размажется, так как фотобумага толстая и отлично защищает его от расползания.
Гладим до тех пор, пока бумага не пожелтеет. Впрочем это зависит от температуры утюга. У меня на новом утюге не желтеет почти, а вот на старом почти обугливалось — результат везде был одинаково хорош.
После можно дать плате немного остыть. А затем, схватив пинцетом, суем под воду. И держим некоторое время в воде, обычно минуты две три.
Взяв щетку для замши, под сильной струей воды, начинаем яростно задирать внешнюю поверхность бумаги. Нам надо покрыть ее множественными царапинами, чтобы вода проникла в глубь бумаги. В подтверждение твоих действий будет проявление рисунка через плотную бумагу.
И вот этой щеткой дрючим плату пока не сдерем верхний слой.
Когда рисунок будет весь явно виден, без белых пятен, то можно начинать аккуратно, скатывать бумагу от центра к краям. Бумага Lomond скатывается великолепно, практически сразу же оставляя 100% тонера и чистую медь.
Скатав пальцами весь рисунок можно зубной щеткой хорошенько продраить всю плату, чтобы вычистить остатки глянцевого слоя и ошметки бумаги. Не бойся, зубной щеткой отодрать хорошо прижаренный тонер практически нереально.
Вытираем плату и даем ей просохнуть. Когда тонер высохнет и станет серым, то будет явно видно где осталась бумага, а где все чисто. Белесые пленочки между дорожками надо убирать. Можно разрушить их иголкой, а можно продрать зубной щеткой под струей воды. Вообще полезно пройтись щеткой вдоль дорожек. Из узких щелей белесый глянец можно вытаскивать с помощью изоленты или малярного скотча. Он липнет не так яростно как обычный и не срывает тонер. А вот остатки глянца отрывает без следа и сразу же.
Под светом яркой лампы внимательно оглядываем слои тонера на разрывы. Дело в том, что при охлаждении он может потрескаться, тогда в этом месте останется узкая трещина. Под светом лампы трещины поблескивают. Эти места стоит подкрасить перманентным маркером для компакт дисков. Даже если есть лишь подозрение, то лучше все же прокрасить. Этим же маркером можно дорисовать и некачественные дорожки, если таковые возникли. Я рекомендую маркер Centropen 2846 — он дает толстый слой краски и, фактически, им можно тупо рисовать дорожки.
Когда плата будет готова, то можно бодяжить раствор хлорного железа.
Техническое отступление, при желании можно его пропустить
Вообще травить можно много в чем. Кто то травит в медном купоросе, кто то в кислотных растворах, а я в хлорном железе. Т.к. продается оно в любом радио магазине, травит быстро и чисто.
Но у хлорного железа есть жуткий недостаток — оно марается просто писец. Попадет на одежду или любую пористую поверхность вроде дерева или бумаги все, считай пятно на всю жизнь. Так что свои фуфайки от Дольче Габаны или валенки от Гуччи нычь подальше в сейф и обматывай скотчем на три рулона. А еще хлорное железо самым жестоким образом разрушает почти все металлы. Особенно быстро аллюминий и медь. Так что посуда для травления должна быть стеклянной или пластиковой.
Я кидаю 250 граммовый пакет хлорного железа в литр воды. И полученным раствором травлю десятки плат, пока не перестанет травить.
Порошок надо сыпать в воду. И следи за тем, чтобы вода не перегревалась, а то реакция идет с выделением большого количества тепла.
Когда порошок весь растворится и раствор приобретет однородную окраску, то можно кидать туда плату. Желательно, чтобы плата плавала на поверхности, медью вниз. Тогда осадок будет сваливаться на дно емкости, не мешая травлению более глубоких слоев меди.
Чтобы плата не тонула, то можно на двусторонний скотч прилепить к ней кусок пенопласта. Я так и сделал. Получилось очень удобно. Шуруп я вкрутил для удобства, чтобы держатсья за него как за рукоятку.
Плату лучше несколько раз макнуть в раствор, причем опускать не плашмя, а под углом, чтобы на поверхности меди не остались пузырьки воздуха, иначе будут косяки. Периодически надо доставать из раствора и следить за процессом. В среднем на травление платы уходит от десяти минут до часа. Все зависит от температуры, крепости и свежести раствора.
Очень резко ускоряется процесс травления если под плату опустить шланчик от аквариумного компрессора и пускать пузырьки. Пузыри перемешивают раствор и мягко выбивают прореагировавшую медь с платы. Также можно покачивать плату или емкость, главное не расплескать, а то не отмоешь потом.
Когда вся медь стравится, то аккуратно вынимаем плату и промываем под струей воды. Дальше смотрим на просвет, чтобы нигде не было соплей и недотрава. Если сопли есть, то кидаем еще минут на десять в раствор. Если дорожки подтравились или возникли разрывы, то значит тонер криво лег и эти места надо будет пропаять медной проволокой.
Если все хорошо, то можно смывать тонер. Для этого нам потребуется ацетон — верный друг токсикомана. Хотя сейчас ацетон купить становится сложней, т.к. какой то придурок из госнаркоконтроля решил, что ацетон это вещество использующееся для приготовления наркотоиков, а значит нужно запретить его свободную продажу. Вместо ацетона вполне подходит 646 растворитель.
Берем кусок бинта и хорошенько смочив его ацетоном начинаем смывать тонер. Сильно давить не надо, главное возякать не слишком быстро, чтобы растворитель успевал впитываться в поры тонера, разьедая его изнутри. На смыв тонера уходит минуты две три. За это время даже зеленые собаки под потолком не успеют появиться, но форточку все же открыть не помешает.
Отмытую плату можно сверлить. Я для этих целей уже много лет использую моторчик от магнитофона, запитанный от 12 вольт. Монстр машина, правда хватает его ресурса примерно на 2000 отверстий, после чего щетки сгорают напрочь. А еще из него нужно выдрать схему стабилизации, подпаяв проводки напрямую к щеткам.
Микродрель
При сверловке нужно стараться держать сверло строго перпендикулярно. Иначе потом хрен ты туда микросхему засунешь. А с двусторонними платами этот принцип становится основным.
Изготовление двусторонней платы происходит также, только тут делаются три реперных отверстия, как можно меньшего диаметра. И после вытравливания одной стороны (другую в это время заклеивают скотчем, чтобы не стравилась) по этим отверстиям совмещают и накатывают вторую сторону. Первую заклеивают наглухо скотчем и травят вторую.
На лицевую сторону можно тем же ЛУТ методом нанести обозначение радиодеталей, для красоты и удобства монтажа. Впрочем, я так не заморачиваюсь, а вот камрад Woodocat из ЖЖ сообщества ru_radio_electr делает так всегда, за что ему большой респект!
В скором времени я, наверное, выдам также и статью по фоторезисту. Метод более замороченный, но в то же время мне им больше прикалывает делать — люблю с реактивами пошаманить. Хотя 90% плат я делаю все же ЛУТом.
Кстати, вот по поводу точности и качества плат изготовленных лазерно утюжным методом. Контроллер P89LPC936 в корпусе TSSOP28. Расстояние между дорожками 0.3мм, ширина дорожек 0.3мм.
Резисторы на верхней плате типоразмера 1206. Каково?
UPD:
Обещанный видео урок по ЛУТ технологии
Идеальных печатных плат со струйным принтером
Вместо того, чтобы возиться с изготовлением печатных плат с помощью метода переноса тонера или изготовления масок для светочувствительных плат, святым Граалем домашнего изготовления печатных плат является прямой метод струйной печати до травления. [Дон] еще не совсем там, но его метод изготовления печатных плат в домашних условиях - один из самых простых, которые мы когда-либо видели.
Платы[Don] начинаются с того, что отпечатки Eagle распечатываются на струйном принтере Epson Artisan 50.Вставив кусок картона в принтер перед медной платой, он может точно выровнять дорожки и контактные площадки на медной плате.
Когда плата выходит из принтера, она покрыта только чернилами. Хотя некоторых специальных чернил достаточно для защиты от травления, [Дон] придумал хитрый способ убедиться, что кислота не разъедает медь в необходимых местах - он просто распыляет пыль на тонер из копировального аппарата или лазерного принтера, сдувает лишнего, и запекаем всю доску в тостере.
Результатом, показанным выше, являются идеальные следы на печатной плате без необходимости гладить листы фотобумаги на медных платах.
Что касается идеи «почему кто-то не подумал об этом раньше», то эта находится на вершине. [Дон] говорит, что метод должен работать на листах алюминия для печати масок из паяльной пасты. Впечатляющая работа, и теперь осталось только пригладить двухслойные доски. Чтобы узнать больше о печати на меди, ознакомьтесь с хитростями, которые мы использовали в прошлые годы.
.
Как сделать печатную плату (PCB) | Печатная плата
Вы используете браузер, который не поддерживает CSS Flexbox. Мы предлагаем обновить ваш браузер, чтобы получить максимальную пользу.
Главная Проводить исследованияКатегории
- 3D-печать
- Любительское радио
- Аудио
- Дополненная реальность
- Автоматика
- Автомобильная промышленность
- Облачные вычисления
- Компьютеры и периферия
- Бытовая электроника
- Кибербезопасность
- Дисплеи
- Дроны
- Здоровье и фитнес
- Домашняя автоматизация
- Промышленное
- Промышленный Интернет вещей
- Интернет вещей
- Освещение
- Машинное обучение
- мобильный
- Управление двигателем
- Мощность
- Робототехника
- Безопасность / идентификация
- Датчики
- Интеллектуальная сеть / Энергия
- Телеком
- Виртуальная реальность
- Носимые устройства
- Погода
Платформы
Linux
Raspberry Pi
Ардуино
ESP8266
На заказ
.Прямая струйная печать на печатной плате | Hackaday
Компания
Full Spectrum Engineering предложила учебное пособие для своих наборов печатных плат для струйной прямой печати, которые позволяют перепрофилировать струйные принтеры с возможностью прямой записи на компакт-диски (такие как Epson R280) для печати устойчивых к травлению чернил прямо на плате, покрытой медью. Это проще и менее подвержено ошибкам, чем некоторые методы нанесения утюга, особенно для двусторонних плат. Просто распечатайте (не нужно менять дизайн), высушите на горячей плите или в тостере в течение пары минут, и ваша доска готова к травлению!
Для всего этого существуют домашние методы, но для тех, кто предпочел бы продвигаться вперед со своим дизайном, чем тратить время на поиск необходимых битов, наборы предлагают довольно хорошую стоимость.Они также могут пойти навстречу ... скажем, если у вас нет доступа только к лазерному резаку и вам просто нужен трафарет для компакт-диска ... все детали доступны по отдельности или в виде полного набора: резистивный картридж с чернилами, держатель для карт из нержавеющей стали трафарет и комплект двусторонних плакированных медью досок точно по размеру трафарета (3,5 на 2,5 дюйма). Небольшой размер платы вполне укладывается в рамки бесплатного программного обеспечения Eagle Light Edition.Беспокоитесь о том, чтобы залить свой красивый струйный принтер чернилами сторонних производителей? Вы можете посвятить оборудование этой работе без лишних затрат.Многие из совместимых принтеров входят в пакет «бесплатный принтер после скидки», который сейчас можно недорого найти на Craigslist или eBay.
.Как сделать печатную плату в домашних условиях
Все мы хорошо знакомы с печатными платами или печатными платами , поскольку их легко найти в телевизорах, компьютерах и в любом электронном устройстве. Печатные платы широко распространены и чаще всего используются в электронной промышленности. Печатная плата очень рентабельна, она собирает сложные схемы в небольшом пространстве и исключает риск ослабления соединений, в ней есть заранее спроектированные медные дорожки для эффективного и чистого соединения компонентов.
В промышленности существует множество методов изготовления печатных плат, и оборудование, необходимое для разработки печатных плат, очень дорогое. А вот печатную плату у нас можно сделать довольно легко. Только вам нужно выполнить несколько шагов, чтобы сделать свою собственную печатную плату. Прежде чем мы начнем, вам необходимо получить инструменты и материалы:
Необходимые инструменты и материалы
- Сверлильный станок
- Утюг
- Лазерный принтер
- Фотобумага / Глянцевая бумага
- Перчатки
- Хлорид железа (травильный раствор)
- Печатная плата
- Черный перманентный маркер
- Наждачная бумага или стальная вата
- Паяльник
Шаг 1
На первом этапе нам понадобится программа для проектирования печатных плат , чтобы преобразовать принципиальную схему в макет печатной платы.Для этой цели доступно множество платных и бесплатных программ, некоторые программы с открытым исходным кодом - Cadsoft Eagle, Fritzing, PCBWizard и т. Д. Здесь мы используем программное обеспечение Dip Trace для проектирования печатных плат. С помощью этого программного обеспечения мы можем разработать схему и макет печатной платы для любого проекта.
В этом руководстве мы создаем робота-следящего за линией, используя 8051, на печатной плате. Проверьте его принципиальную схему в упомянутой статье, мы разработали макет печатной платы для робота-повторителя линии.
В этом макете печатной платы мы разработали печатную плату для робота-повторителя линии и 2 стержня для размещения ИК-датчиков.
Шаг 2
После изготовления макета необходимо сделать распечатку зеркального изображения макета печатной платы. Печать должна выполняться на глянцевой бумаге / фотобумаге с использованием лазерного принтера.
Шаг 3
На этом этапе нам нужна плата с медным покрытием, и нам нужно обрезать эту медную оболочку до необходимого размера в соответствии с нашим дизайном макета печатной платы.
Шаг 4
Теперь потрите наждачной бумагой или стальной ватой. Он удалит оксидный слой с доски, а также сделает ее шероховатой, чтобы бумага могла правильно приклеиваться.
Шаг 5
На этом этапе поместите это медное покрытие сбоку от отпечатанной стороны фотобумаги и сложите бумагу.
ИЛИ поместите медную плату на распечатанный макет медной стороной вниз к печатному макету и пластиковой стороной вверх.Затем сложите бумагу.
ИЛИ Вы можете вырезать макет печатной платы из фотобумаги и положить ее на медную плату стороной принтера вниз к медной плате. И используйте ленту для виолончели по углам, чтобы как следует приклеить ее к доске.
Шаг 6
Теперь возьмите горячий утюг и начните медленно гладить в течение 5-10 минут или сильно прижмите горячий утюг на некоторое время. Нагревание бумаги перенесет чернила на медную доску.Теперь дайте медной пластине остыть и откройте сложенную бумагу. Если бумага прилипла к пластине, удалите ее с помощью теплой воды.
В некоторых местах чернила не переносятся должным образом на медную пластину или теряют сознание во время удаления бумаги, поэтому используйте черный перманентный маркер и заполните недостающие линии и дорожки.
Альтернативный метод: Если вы очень хорошо рисуете или схема очень проста, то вы можете избавиться от печати схемы на бумаге и перенести ее на медную доску, погладив ее.Вы можете нарисовать всю компоновку печатной платы на медной плате, используя черный перманентный маркер. Сначала нарисуйте его карандашом, а затем используйте маркер поверх карандашного рисунка. Но для сложных схем этот метод не рекомендуется.
Шаг 7
Теперь у нас есть макет схемы под черными чернилами, и нам нужны только медные дорожки под этими черными линиями. Поэтому нам нужно удалить все остальные медные линии, кроме черных линий.
Для этого мы приготовим Раствор хлорида железа (FECL3) , добавив 2-3 чайные ложки хлорида железа в немного воды.Этот раствор называется Etching Solution . Поместите печатную плату в этот раствор на прибл. полчаса. Теперь хлорид железа будет реагировать и удалять открытую медь и не реагировать с замаскированной медью под черными линиями. И мы получаем медную дорожку согласно схеме нашей печатной платы.
Теперь выньте печатную плату и проверьте, удалена ли вся нежелательная медь, если нет, то снова погрузите ее в раствор на некоторое время. Помните, что не прикасайтесь к раствору хлорида железа прямо , либо используйте плоскогубцы или перчатки, чтобы извлечь печатную плату из раствора.Раствор хлористого железа очень опасен и токсичен.
Наконец, извлеките печатную плату из раствора и промойте ее холодной водой.
Весь процесс на этапе 7 называется процессом травления . Чтобы ускорить процесс травления, вы можете либо перемешивать раствор (с погруженной печатной платой) каждые 2-3 минуты, либо использовать немного теплой воды для приготовления раствора.
Шаг 8
Теперь протрите печатную плату стальной мочалкой или мелкой наждачной бумагой, чтобы удалить черные чернила, или вы можете использовать растворитель (ацетон) на ватной палочке, чтобы удалить черные чернила.Теперь вы можете отчетливо видеть блестящие медные дорожки в соответствии с макетом печатной платы нашего принтера.
Шаг 9
На этом этапе возьмите ручную дрель для просверливания отверстий. И просверлите отверстия в соответствии с размещением компонентов. И вырежьте из него часть ИК-датчика (поскольку мы строим печатную плату для этого робота-повторителя линии, используя 8051).
Шаг 10
Пришло время припаять компоненты на этой печатной плате (PCB).
Шаг 11
Теперь разрежьте печатную плату. Средство отрезает ненужные ножки компонента с помощью резака.
На этом процесс изготовления печатной платы завершен. проявляет особую осторожность при глажке печатной платы и при работе с раствором хлорида железа.
Теперь ваша печатная плата перед вами. Взглянуть.
.
