Лазерно-утюжная технология изготовления печатных плат
 

Здравствуйте, лазил по форуму но эту технологию не нашел. Из четырех известных методов (рисование дорожек лаком или маркером, лазерно-утюжная технология, механическое вырезание дороже, фотографическое нанесение маски) является оптимальным по соотношению «сложность/качество»

Лазерно-утюжная технология изготовления печатных плат.
Этап 1. Рисуем плату. Можно пользоваться специальными программами, которые автоматически разводят плату по принципиальной схеме, например PCAD . Раньше, для схем в 10-20 элементов я пользовался векторными графическими редакторами (например, бесплатным Inkscape), в следующем абзаце пара слов для тех, кому нужно что-то быстро сделать, а осваивать PCAD пока не хочется.
Ставим сетку 2,54 мм (0,1 дюйма) – это шаг между ногами микросхем и вполне хватает на большинство деталей (если размещать резисторы и диоды стоя, между их ногами будет как раз такой шаг). Рисовать удобнее со стороны деталей, при этом схема получается более наглядной, а при печати изображение дорожек не надо переворачивать. Удобно сделать отдельные слои для печатных проводников и для изображения деталей (можно включить/выключить при просмотре и печати). Дорожки рисуются линией 2pt, площадки под выводы кольцами 0,7/1,5-2,0 мм, под провода 1,25/2,5-3,0 мм (внутренний/внешний диаметр). После окончательной компоновки деталей и разводки платы удобно обвести ее по контуру с припуском 0,5-1 мм линией 1pt на слое проводников, для обрезки (особенно актуально для плат со сложным контуром). Также обозначаем на слое проводников отверстия для крепления и другие технологические метки.
Внимание: перед тем, как что-то делать дальше, обязательно дважды проверьте разводку проводников (особенно, если делали не в специализированной программе, а в графическом редакторе) и нужно ли отразить изображение перед печатью. Общее правило такое: если на рисунке печатные проводники (неважно какого слоя) видны со своей стороны платы, перед печатью изображение НУЖНО отразить (неважно, от горизонтали или вертикали, главное один раз). Если же проводники видны «сквозь плату» (например, рисуем проводники с обратной стороны платы, а смотрим со стороны деталей), то отражать рисунок НЕ ТРЕБУЕТСЯ. Если сомневаетесь, распечатайте изображение каждого слоя (это, кстати, рекомендуется делать и для проверки разводки) и прикиньте необходимость отражения "вживую". Только помните, что один раз изображение отразится при переносе с бумаги на текстолит.

Этап 2. Из стеклотекстолита вырезается заготовка платы с припуском не меньше 5 мм. Затем сторону, на которой будут проводники, тщательно зашкуриваем "нулевкой", пока вся поверхность не покроется мелкими царапинами, приобретя золотистый цвет неокисленной меди. После этого обезжириваем всю поверхность спиртом и даем последнему полностью испариться. Сами же в это время переходим к следующему шагу...

Этап 3. Берется лазерный принтер и печатается рисунок дорожек на очень тонкой мелованной бумаге. При печати не забудьте оставить края примерно в половину соответствующего размера платы (слева и справа – половину ширины, сверху и снизу – высоты). Я использую HP LaserJet 1010 с максимальной "чернотой" (отключить экономный режим, максимальная насыщенность) и бумагу из журналов "Недвижимость и цены ". У нее кроме очень маленькой толщины есть особенность застревать в принтере перед печкой, поэтому после вытаскивания листа мы получаем незакрепленное изображение. Но если ваша бумага печку прошла, должно получиться не хуже. Хотя если делать платы приходится часто, может имеет смысл сделать возможность отключения печки у вашего принтера :). Другой вариант бумаги, тоже работает не хуже – глянцевая бумага (завалялась пачка с 80-х годов), только не знаю, продается ли она сейчас.

Этап 4. Полученную распечатку кладем на стол изображением вверх. Готовим полоски скотча шириной сантиметр-два и длиной в зависимости от размеров платы. Накладываем заготовку платы на бумагу подготовленной стороной к изображению и заворачиваем края бумаги, фиксируя бумагу приготовленными полосками скотча. Бумага должны быть слегка натянутой, чтобы плата не могла сместиться внутри получившейся обертки. После этого заворачиваем весь "бутерброд" еще одним листом обычной бумаги (в один слой). Теперь берется обычный утюг, включенный на максимальную температуру (можно было прогреть его заранее :) и ставится на завернутую в бумагу плату со стороны рисунка. Плата прогревается 20-30 сек. под собственной тяжестью утюга, после чего утюг несколько раз с нажимом проводится по поверхности платы. Для маленьких плат и незакрепленного изображения (см. выше про мою бумагу) достаточно 4-6 раз с не очень сильным нажимом (не всем весом). При сильном нажиме тонер может поползти и соседние дорожки слипнутся, при слабом – не приклеиться.

Этап 5. После остывания снимаем внешнюю бумагу и срезаем бумагу с обратной стороны платы. Затем кидаем плату с прилипшей бумагой в горячую (градусов 40-50, т.е. терпимо горячая на ощупь) воду и ждем, пока бумага не размокнет. Когда это произойдет, бумагу можно будет отделить от платы, а тонер останется, надежно припеченный к плате (пальцем не отскребешь). Пальцем под водой скатываем остатки бумаги. Плата сушится (без дополнительного подогрева, чтобы тонер не начал отходить), после чего вооружаемся лупой и просматриваем дефекты. Можно аккуратно промокнуть плату туалетной бумагой, чтобы ускорить процесс сушки. При правильно проделанных предыдущих шагах наиболее часто встречающийся дефект – не до конца удаленная бумага, что при травлении может привести к замыканию проводников. Бумагу удаляем острым предметом: шилом, иглой, кончиком ножа. При обратной проблеме – отсутствии проводников там, где они должны быть, можно подправить рисунок лаком или несмываемым маркером (нужно заранее испытать маркер чтобы убедиться в его стойкости).

Этап 6. Травим плату в хлорном железе. Раствор лучше подогреть до тех же 40-50 градусов, правда он все равно остывает быстрее, чем травится плата. Может быть раствор уже подсевший. Основная проблема при травлении – плата должна лежать рисунком вниз (чтобы продукты реакции опускались на дно, а не лежали на плате), но при этом нужно обеспечить доступ раствора. Я решаю эту проблему приклеиванием к краям (тот самый припуск) спички, а если плата большая можно просверлить отверстия и вставить в них пластиковые (не металлические!) стойки для материнских плат. Или те же спички. После того, как рисунок полностью протравится, плату вынимают, заклеивают сторону с рисунком скотчем, чтобы избежать дальнейшего подтравливания дорожек, после чего переворачивают и стравливают фольгу со стороны деталей. Можно травить платы и в вертикальном положении, например в узком стакане, тогда описанных сложностей можно избежать, но труднее обеспечить равномерность травления.

Этап 7. Смываем тонер, например, уайт-спиритом, затем сверлим отверстия, вырезаем плату по требуемому контуру, покрываем канифольным лаком, облуживаем контактные площадки. Дальше монтаж деталей и все остальное, как обычно.

Замечание про двухсторонние платы. Для изготовления такой платы вам потребуется: зашкуренная и обезжиренная двусторонняя заготовка, две распечатанных картинки с изображениями проводников, несколько тонких иголок. Основная задача – совместить изображения обоих сторон. Для этого на обоих сторонах размечают несколько технологических (например, крепежных) отверстий в разных концах платы. Затем прикладываем одно из изображений к плате рисунком наружу, фиксируем его каким-либо образом относительно платы (только не клейте к обратной стороне – на нее еще рисунок переносить!) и керним вышеупомянутые техотверстия. Снимаем рисунок, сверлим отверстия в плате и прокалываем их же на обоих рисунках. Теперь вставляем в отверстия на плате иголки и надеваем листы с изображениями сторон на эти иголки, каждый со своей стороны рисунком к плате и фиксируем весь полученный "бутерброд". Затем иголки вынимаем, греем, как обычно, утюгом, только греть уже нужно с обоих сторон (со второй прогревать меньше, т.к. плата уже прогрелась, но проглаживать так же), отмачиваем, травим и т.д. Главное, на что обратить внимание – точно намечать отверстия и не пачкать плату (т.к. обе стороны рабочие, то надо аккуратно браться за нее руками, не клеить на стороны скотч и т.п.).

Источник: Заметки Дениса Волкова.

Отличные результаты даёт матовая бумага для струйной печати плотностью 90 г/м фирмы "Lomond".

Я немножко усовершенствовал технологию. :) Делаю "водяную баню". Сосуд с раствором ставлю в кастрюльку с водой, а ту - на плитку. Воду довожу до кипения, а потом переключаю на 2-й огонь. Не знаю, какая там в растворе температура, но протравка занимает 30-40 минут даже с несвежим раствором. Зеленоватый уже раствор снова становится коричневым при нагреве.

Я пробовал бумагу для струйника. Сильно много ее остается на плате, приходится сильно тереть щеткой. Использую бумагу из журналов.
Думаю,тут более важен возраст барабана. С новым я легко проводники 0,3мм делал. 0,2мм уже не получались, правда. :(

У меня с "Lomond" получаются такие без проблем и бумагу отмачивать не надо, она сама отваливается и весь тонер остаётся на плате, а на этой бумаге он принципиально не держится. А ещё я слышал про способ, когла печатают на пищевой алюминиевой фольге а потом стравливают вместе с ней. Только фольгу надо укрепить на куске плотной бумаги скотчем что бы принтер её не зажевал. И трудно проконтролировать как прилип тонер.

не понял, типа хлорное железо облепляет всю плату , а потом мы ее(плату) чистим, оставляя дорожки??? или хлорное облепляет тока тонер???

:)

Хлорное железо растворяешь в воде, и туда кладешь плату с нарисованными дорожками. Медь вступает в реакцию, что под дорожками остается, остальное растворяется.

идея конечно хорошая, но не зря же для печатных плат используют медь, у меди проводимость лучше! а в случае с большими платами и капризными микросхемами придется учитывать сопротивление дорожек при проэктировании, а это геморойно, уж извини. но для самоделок, я думаю, подойдет идеально! ты гений *убежал разводить матушку на рулон фольги*

блин, с начала надо будет с флюсами по эксперементировать...

Ты не понял! Рисунок печатается на фольге и фольга служит только для переноса изображения. Фольга стравливается и остаются дорожки из тонера на медной фольге стеклотекстолита.

К тому же алюминий очень каризный метал. Он со многими металами дружить отказывается. Вот попробуйте скрутить алюминиевую проволку с медной и затем намочить. Образуется гальванопара и всё это дело начинает разлагатся. Да и паять его нереально. Его окись на столько прочная и жадная, что с неё даже абразив делают. Как стекло.

Паять реально, только сложно.

люди! такая фигня(типа пластинка для плат есть) чего с ней дальше делать, сразу рисовать дороги или чегото ищо сделать надо

Обезжирить и зачистить. Я делаю и то и другое просто погружая на несколько секунд плату в кипяток с ложкой лимонной кислоты. Она готова, если начинает блестеть как полированая.

кто на чем печатает? прочитал много статей и во всех по разному написано. кто то печатает на фотобумаге, кто то на глянцевых журналах, кто то вообще на обычной бумаге.
так какую же лучше взять?

Офигенно получается на подложке от самоклейки и отмачивать не надо сама отлипнет.

это гладенькая такая? от самоклеящейся пленки?

Да да да я только на ней и делаю только перед печатью протереть ацетоном и отдирать пока теплая (даже горячеватая)

бумагу?
печатать можно прямо из SprintLayout?

И бумагу и текстолит
Да пожалуйста!!! Только экономию тонера в настройках драйвера принтера уберите.
Я кстати пробовал не вырезать а прямо так большой лист приглаживать потом опять протер ацетоном и опять на печать (так несколько схем на одном месте печатал и переводил качество не страдает и экономично так сказать)

можно ли простым маркером подрисовать дорожки где они плохо пропечатались?

Да, можно. При условии, что маркер водостойкий. Тут экспериментировать надо.
Неплохие результаты дает очень жирный маркер, который высыхает пленкой.

Можно - только надо маркер взять перманентный. Хорошо подойдет маркер для подписи CD дисков у них как раз и "жало" тонкое - удобно мелкие дорожки прорисовывать.

всем спасибо. все получилось.
как раз таким я и рисовал

Парни, на вскидку , в чем проблема ? ( Фото ниже ) в кривых руках ?

Неравномерно прогладили

Значит все таки руки...

То на что печаталась плата, это случаем не подложка от самоклеющейся пленки? Если она, то не советую ей пользоваться, мне не понравилось. Мне нравятся для ЛУТа рекламные глянцевые брошюрки которые набираю в магазине Магнит))

Она самая. Весь вечер голову ломаю... Даже с простой бумаги лучше получилось :(

Лучше всего журналы, пофиг что с надписями, картинками, они не переводятся. Каталог Икея, в частности неплохо перепечатывает.

Мне все таки кажется, что в первом случае не очень качественно была подготовлена сама плата. В углах видны следы окислов, а это не есть гуд. Ошкуривать нужно тщательнее и равномернее, после ошкуривания обязательно обезжирить спиртом или ацетоном, бензин и растворители типа 646 оставляют пленку. После обезжиривания саму плату руками стараться не трогать, брать только за торцы. Ну и, действительно, не на всякую подложку от пленки тонер хорошо ложится и отстает.

Сначала приглаживаешь отпечаток к фольге (за один-два прохода утюга), потом сверху кладешь газеты в несколько слоев и утюжишь от души. Несколько слоев газет позволят пригладить тонер к неровностям, к впадинам на текстолите (промнуться на выступах и вдавятся во впадины). С краев заготовки снять фаску, иначе будут мешать задиры и заусенцы, если такие есть. Они не дадут подошве утюга плотно прижать отпечаток к фольге.

Спиртом да, а в ацетоне некоторые масла и жиры не растворяются.

Всем спасибо! Основная причина все таки в руках :) проба номер 2 см. Фото:) ОФФ. мне показалось или 2004 и правда приятно звучит? Теперь придется делать корпус. Разбирать жаль, будет УМ для компа. :)

Главное чтоб Вам нравилось)) Плату отмыть не мешало бы спиртиком:tehnari_ru_889: И xаxаряшки убрать меж дорожек)

Между дорожками только канифоль.(идем в сосновый бор, собираем смолу. Смолу в банку и на "водяную баню" . Немного грязнит при пайке, зато точно без химии и нейтрально. )
Теперь вопрос : при переносе видны пропуски тонера. Собственно вопрос подкрашивать маркером нормальная практика?

Да, главное чтобы маркер нормальный был. Так вообще многовато пробелов получилось..

где-то уже писал, для обезжиривания платы использую уксус, бумага для печати - lomond глянцевая, утюг на максимум

Может кто сталкивался с таким. Вообщем, мне нужно сделать пространственно изогнутую печатную плату.С плоским изгибом понятно, нужно форму текстолита и расеивателя соответствующую сделать, а как быть с перпендикулярным изгибом? Конечно, в этом может помочь тонкий 0.5мм текстолит, но дело в том, что я найти его не могу, в наших магазинах только 1.5мм, да и в интернете тоже не находится. Подскажите пожалуйста, как можно изогнуть 1.5мм текстолит, или где можно найти 0.5мм. Заранее спасибо.