Как сделать плату в домашних условиях без лазерного принтера


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

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

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

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

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

Под катом подробности и трафик.

Минимальный набор материалов:

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

И, конечно, лазерный принтер и утюг.

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

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

Первый этап

Подготовка текстолита.

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

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

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

Второй этап

Подготовка макета.

Для ATxmega128 сделал такую вот разводку:

если нужно, то есть PDF.

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

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

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

Теперь бумага.

Никаких глянцевых журналов и подложек от самоклейки!

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

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

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

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

Третий этап

Перевод макета.

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

И идем к утюгу.

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

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

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

Четвертый этап

Очистка от бумаги.

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

как-то так:

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

Есть три пути.

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

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

Пример из практики:

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

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

Пятый этап

Травление.

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

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

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

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

Внутри емкости перегородки, для размещения нескольких ПП.

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

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

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

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

Жду еще 5 минут и все готово.

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

вот этот передержанец (уже облуженный):

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

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

Если все хорошо, то ЛУТ окончен!

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

Итог:

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

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

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

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

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

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

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

Плату облудили, теперь точно все. Монтаж. Проверка:

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

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

Две стороны:

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

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

Как-то так:

Все готово!

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

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

А вот и виновник:

Контролирует все выполняемые процессы.

После восстановления дорожки, ПП готова и устройство собралось:

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

Вот и все. Удачи в ваших начинаниях!

Как 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 мы можем сделать в домашних условиях 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 компоновку 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 программу 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 взять 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 принципиальная 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 нанесите маркер на карандашный набросок. 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 сделаем 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 этапа 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 куске хлопка, 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 хлористого железа.

Теперь ваша печатная плата перед вами. Посмотри.

.

Как сделать печатную плату (PCB) | Печатная плата

Вы используете браузер, который не поддерживает CSS Flexbox. Мы предлагаем обновить ваш браузер, чтобы получить максимальную пользу.

Домой Проводить исследования

Категории

  • 3D-печать
  • Любительское радио
  • Аудио
  • Дополненная реальность
  • Автоматизация
  • 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
Посмотреть все

Платформы

Linux

Raspberry Pi

Ардуино

ESP8266

На заказ

.

10 способов протравить печатные платы в домашних условиях

Есть масса преимуществ для травления ваших собственных печатных плат в домашних условиях, главная из которых - возможность спроектировать схему утром и иметь прототип в руке к обеду. Всегда возникает вопрос, как протравить плату, но [NurdRage] на Youtube предлагает всю химию, охватывающую десять различных травильных растворов для изготовления печатных плат своими руками.

В методах на основе перекиси используется простая безрецептурная перекись водорода для удаления всей меди с печатной платы.Объединив h3O2 с соляной (соляной) кислотой или серной кислотой, вы получите относительно простой в приобретении и в некоторой степени безопасный раствор для травления.

Исторически любимым травителем для производителей домашних печатных плат был хлорид железа, и он, к удивлению, до сих пор доступен в нескольких радиочабах в США. Другой хлоридный травитель - хлорид меди - является одним из наиболее многоразовых травителей, которые можно регенерировать, просто пропуская воздух через раствор. Вы действительно можете сделать травитель с хлоридом меди, уменьшив количество продуктов травления h3O2 + HCl, что делает его очень хорошим травителем для профессионалов печатных плат.

В категории «Разное» [NurdRage] включает некоторые альтернативные травители, такие как отбеливатель и HCl, азотная кислота, нитрат калия и HCl; травитель нитрата калия очень похож на царскую водку, поэтому, если вы когда-нибудь хотели получить золотую печатную плату, это лучший вариант.

Обеспечивая баланс между простотой производства и безопасностью всех этих травителей, мы будем придерживаться нашего травителя с перекисью водорода и HCl, по крайней мере, до тех пор, пока мы не перейдем на CuCl как лучшую травильную машину, которую мы когда-либо видели.

.

Идеальных печатных плат со струйным принтером

Вместо того, чтобы возиться с производством печатных плат методом переноса тонера или делать маски 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 сможет 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 наносит 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.

.

Смотрите также