Як перенести малюнок друкованої плати. Переробка струминного принтера для виготовлення друкованих плат. Інструкція по виготовленню друкованих плат

Найпростішим, доступним і дає гарні результати способом виготовлення друкованих плат в домашніх умовах є так званий «лазерно-Утюгова» (або ЛУТ). Опис цього способу легко можна знайти за відповідними ключовими словами, тому докладно на ньому зупинятися ми не будемо, лише зазначимо, що в найпростішому варіанті все що потрібно - це доступ до лазерного принтера і звичайнісінький праска (крім традиційних матеріалів для травлення плат). Так що, альтернатив у даного способу немає?

Розробляючи різноманітні електронні пристрої, що застосовуються, наприклад, при тестуванні моніторів, ми застосовували кілька способів монтажу електронних компонентів. При цьому далеко не завжди використовувалися друковані плати як такі, так як при створенні прототипів і пристроїв в одиничному екземплярі (а часто це виявлялося і тим і іншим), за умови неминучих помилок і модифікацій, часто вигідніше і зручніше використовувати фабрично виготовлені макетні плати, виконуючи розводку тонким багатожильним проводом в тефлоновій ізоляції. Так само поступають навіть в самих іменитих компаніях, що демонструє прототип іграшкового робота AIBO від Sony.

У магазинах продаються відносно дешеві двосторонні луджені навіть з металізованими отворами і захисною маскою на перемичках макетні плати дуже високої якості.

Відзначимо, що подібні макетні плати дозволяють без особливих зусиль досягти високої щільності монтажу, так як немає необхідності піклуватися про розводці провідних доріжок. Однак, наприклад, при розробці силових блоків і при застосуванні елементів з нестандартним кроком висновків або їх геометрією, а також при використанні елементів з поверхневим монтажем (чого ми поки не робимо) готові макетні плати використовувати ставати важко.

В якості альтернативи макетним платам ми застосовували методи зрізання фольги в проміжках між струмопровідними майданчиками і згаданий метод ЛУТ. Перший спосіб застосовується тільки в разі найпростіших варіантів розведення, але зате не вимагає взагалі нічого, крім гострого ножа і лінійки. Спосіб ЛУТ давав в цілому хороші результати, але хотілося деякої розмаїтості. Спосіб з використанням ми порахували занадто трудомістким і вимагає застосування їдких хімікатів, що в домашніх умовах не завжди допустимо. З волі випадку нам дізнатися про ще один спосіб - про метод прямої струминного друку шаблону на фольгованим склотекстоліт (ключові слова для пошуку англійською мовою - Direct to PCB Inkjet Printing).

Спосіб підрозділяється на наступні етапи:

власне друк пігментними
Термічне закріплення за допомогою надрукованої тестової. При цьому чорнило набувають стійкості до травяно розчину.
Видалення чорнила з друкованої плати.

Є також альтернативний варіант:

Друк в принципі будь-якими чорнилом шаблону друкованої плати безпосередньо на фольгованим склотекстоліт з використанням, як правило, модифікованого струменевого принтера.
На ще невисохлі чорнило розпорошується порошковий тонер від лазерного принтера / копіра, надлишок тонера видаляється.
Термічне закріплення за допомогою надрукованої тестової. При цьому тонер сплавляється і надійно зчіплюється з фольгою.
Травлення незахищених шаблоном ділянок фольги звичайним способом, наприклад, з використанням хлориду заліза III.
Видалення запеченою тонера з друкованої плати.

Другий варіант ми не стали розглядати через небажання працювати з порошковим тонером, здатним забруднити все навколо при випадковому неправильному русі або чханні. У всіх виявлених нами реалізованих способах прямої струминного друку шаблону використовувалися струменеві принтери Epson. Також вид чорнила, вірніше використаного в них типу барвника - пігменту, у нас стійко асоціюється з принтерами даного виробника, тому пошук відповідного принтера ми почали з каталогу Epson. Судячи з усього, у Epson є, або, по крайней мере, були моделі, здатні друкувати на носіях з товщиною до 2,4 мм (при цьому не тільки на CD / DVD-дисках), наприклад, Epson Stylus Photo R800, але ця модель вже не випускається, а чи вийде використовувати щось із сучасних аналогів (явно недешевих) ми заздалегідь не знали. В результаті було вирішено пошукати найдешевшу модель, в якій застосовуються пігментні чорнило. Модель знайшлася - Epson Stylus S22. Цей принтер виявився і найдешевшим серед усіх принтерів Epson - ціна на нього становила менш 1500 руб., Потім, правда, вона помітно підросла: в московському роздробі (рублевий еквівалент - в підказці) - Н / Д (0).

Побіжний огляд показав необхідність внесення істотних змін в конструкцію принтера, так як вона передбачала друк на гнучкому носії з його вигином при русі від верхнього завантажувального лотка до приймального лотка. Описана нижче послідовна модифікація синтезована з декількох ітерацій, так як після чергової збірки з'ясовувалося, що в конструкцію потрібно внести ті чи інші зміни. Тому не виключена ймовірність невеликих неточностей в описі цього процесу. Модифікація переслідує дві основні мети. По-перше, забезпечити пряму без вигинів і перепадів висот подачу носія, для чого потрібно змінити, а фактично створити заново подає і приймальний лотки. По-друге, забезпечити можливість друку на товстих матеріалах - до 2 мм, для чого необхідно підняти вузол з друкуючої головкою і її напрямними санчатами. Отже:

1. Викрутити два самореза на задній стінці і зняти кожух, звільнивши засувки, якими він ще чіпляється за днище.

2. Від'єднати шлейф контрольної панелі від основної плати, відкрутити два самореза, що кріплять контрольну панель,

вивільнити шлейф контрольної панелі і відкласти її в сторону. Вона ще стане в нагоді, на відміну від кожуха корпусу.

3. Відкрутити 4 шурупа блоку подачі паперу, вивільнити дроти, що йдуть до двигуна каретки, віджати фіксатор шестерні ролика подачі, зняти стійку ролика подачі і весь блок подачі, зняти бічний притиск паперу - ці деталі більше не знадобляться.

4. Відкрутити по саморізи на піддоні вбирає подушечки і на блоці живлення, від'єднати дренажний шланг від піддону і шлейф від БП на основній платі, зняти піддон вбирає подушечки і БП. Відкласти їх в сторону - ще знадобляться.

5. Відкрутити два самореза планки з роликами, притискають виходить лист, зняти цей вузол і перемістити в купку з «зайвими» деталями.

6. Справа відкрутити шуруп і гвинт, що закріплюють санчата, за якими рухається друкуюча головка.

Зняти пружину, притискає санчата.

Зняти пружину лінійки каретки (стрічки з нанесеними штрихами) і саму лінійку.

Відкрутити два гвинти, що кріплять основну плату,

і віджати її від санчат (обережніше з датчиком паперу!). Відкрутити шуруп кріплення санчат, що знаходиться під основною платою.

Зліва відкрутити шуруп кріплення санчат.

Від'єднати роз'єм (J7) двигуна подачі від основної плати.

Від'єднати пружину в лівій частині санчат.

Зняти санчата в зборі з друкуючої кареткою і основною платою.

7. Зліва відкрутити шуруп фіксатора вала протягання,

зняти вал і його фіксатор.

8. Зняти все додаткові напрямні на початку протягання, які кріпляться на місце із клацанням.

9. За допомогою полотна від ножівки по металу і надфилей випиляти вікно в днище від бічних стійок, до нижньої частини лотка і до подавального вала. При цьому зручно використовувати наявні пази і отвори в днищі. Задирки зрізати ножем, тирса видалити.

10. Тепер потрібно створити лоток для прямої подачі. Для цього можна використовувати два відрізки алюмінієвого куточка 10 на 10 мм довжиною 250 мм і частину оригінальної підставки під папір у вхідному лотку (можна використовувати і будь-яку жорстку пластину відповідного розміру). Куточки кріпляться за допомогою гвинтів М3 з потайними головками так, як показано на фотографіях нижче. На вертикальних площинах корпусу принтера, до яких кріпляться куточки, слід випиляти пази, щоб вхідний лоток можна було трохи переміщати вгору-вниз для тонкого налаштування його положення.

На правому куточку потрібно зрізати вертикальний кут, інакше правий притискної ролик буде в нього упиратися. Також на піддоні потрібно випиляти паз навпаки датчика паперу (хоча, мабуть, можна цього і не робити).

А на вусик датчика паперу надіти шматочок трубки, тим самим трохи його подовживши.

11. Завершити з'єднання датчик положення вала подачі (один гвинт), зрізати стопор на корпусі датчика, і закріпити його, зсунувши максимально вниз.

При подальшій збірці проконтролювати, що диск з штрихами размешается посередині прорізи датчика і не зачіпає його краю.

12. Під три точки кріплення санчат підкласти по дві шайби з отвором 4 мм кожна товщиною 1 мм. При використанні широких шайб у двох місцях їх потрібно підпиляти, щоб вони не упиралися в елементи корпусу.

13. Зняти притискні валики, надіти на них надіти 2-3 шари (на центральну пару роликів мінімум 3 шари) термоусадочної трубки з усадкою проміжних шарів термофеном або іншим способом нагріву. Надфілем поглибити пази для роликів так, щоб вони вільно оберталися. Вставити ролики в утримувачі.

14. У припаркованому положенні, а також в процесі прочищення сопел і ініціалізації нових картриджів до нижньої поверхні голівки, там, де розташовані сопла, притискається подушечка з гумовою прокладкою. Знизу до подушечці підведена трубочка, що йде до вакуумної помпи. Під час очищення помпа підсмоктує чорнило з картриджів, а при зберіганні дюзи вживають запобіжних засобів від висихання в них чорнила. Тому важливо забезпечити щільне прилягання гумової прокладки до голівки, але через зсув вгору санчат і голівки ця умова може не виконуватися. Потрібно збільшити хід подушечки в ліжечку. Для цього доведеться зняти або хоча б відсунути помпу - відвернути два самореза і віджати два фіксатора.

Потім зняти пружину, підтягують ліжечко подушечки, зняти вузол ліжечко-подушечка, і від'єднати трубочку, що відходить від подушечки. Далі ножем підрізати десь на 1,5 мм в потрібних місцях ділянки корпусу подушечки і ліжечка, збільшивши вертикальних хід подушечки. Потім зібрати вузол назад. Так як при використанні неоригінальних картриджів автоматична прочистити сопла і ініціалізація картриджів приводила до дивних результатів, то ми вирішили відключити помпу від подушечки, для чого використовували шматочок трубочки і трійник. Для видалення надлишку чорнила або при ручної промивки подушечки до трійника можна приєднувати шприц, або просто затискати його відведення пальцем і, прокручуючи вал подачі назад (за шестерню попереду зліва), задіяти помпу принтера.

15. Провести збірку принтера в зворотному порядку. При установці вала подачі акуратно очистити посадочні місця від стружок і пилу і нанести на них і на відповідні ділянки вала шар мастила. Після установки вала необхідно налаштувати лоток подачі. Послабивши гвинти кріплення лотка до бічних стінок корпусу, використовуючи жорстку пластину відповідного розміру (наприклад, шматок склотекстоліти), потрібно домогтися того, щоб рух пластини від лотка по подає валу і по валу в вихідному лотку було рівним, без перепадів в висоті. Також слід забезпечити сувору паралельність направляючих лотка і їх перпендикулярність подає валу. Знайшовши такий стан лотка, гвинти слід закрутити і бажано зафіксувати з боку гайок краплею лаку. Потім продовжити збірку. З правого боку через зсув санчат вгору вірніше кріпильний отвір не співпаде з отвором в стійці корпусу - можна підпиляти отвір і закріпити санчата гвинтом, а можна і залишити так, як є.

Піддон вбирає подушечки, попередньо скоротивши його праву стійку, ми встановили в вихідному місці, зафіксувавши його в двох точках термоклеем. Блок живлення, на вихідній позиції не помістився, тому ми не знайшли нічого кращого, як просто закріпити його пластикової стяжкою на лівій стійці каркаса принтера. До вушка на БП ми прикрутили контрольну панель.

Оригінальний приймальний лоток викликає перегин виходить листа, тому його потрібно вдосконалити для забезпечення рівного горизонтального виходу листа. Для цього досить під лоток підкласти щось заввишки трохи менше 3 см, а на лоток покласти пару товстих журналів або стопку паперу. Втім, через деякий час ми замінили цю конструкцію лотком, виготовленим з кожуха непрацюючого DVD-плеєра. Що потрібно зробити з кожухом, щоб перетворити його в лоток, зрозуміло з фотографій, втім, тут кожен може використовувати свою уяву і підручний матеріал.

результат:

Зрушення санчат вгору на б пробільшу величину, ніж описано вище, пов'язаний з деякими труднощами. Проблемними місцями є як мінімум датчик положення подавального вала, правий кронштейн лінійки каретки, і паркувальний вузол. Можливо і щось ще. В результаті товщина матеріалу, на якому може друкувати модифікований принтер, становить десь 2 мм або трохи більше, тому при текстоліті товщиною 1,5 мм підкладка не повинна бути товще 0,5 мм, при цьому вона повинна бути досить жорсткою, щоб переміщати заготовки для друкованих плат. Відповідним і доступним матеріалом виявився щільний картон, наприклад, від папки для паперів. Підкладку потрібно вирізати точно по ширині лотка, так як будь-який горизонтальне зміщення відіб'ється на точності друку. У нашому випадку підкладка вийшла розміром 216,5 на 295 мм. Оригінальний вузол подачі використовувати не вийде, тому підкладку потрібно вручну підводити під притискні валики, але при цьому не потрібно активувати датчик паперу. Через що в підкладці доведеться зробити виріз під вусик датчика паперу, в нашому випадку на відстані 65 мм від правого краю, глибиною 40 мм і шириною 10 мм. При цьому друк починається на відстані 6 мм від дна вирізу, тобто на 6 мм раніше краю носія, який визначає принтер. Чому так - нам не відомо. Для закріплення заготовок на підкладці зручно використовувати двосторонню клейку стрічку. Притискні валики притискають підкладку до подає валу з великим зусиллям, тому для рівної подачі при друку валики не повинні заїжджати або з'їжджати з заготовки. Щоб забезпечити цю умову до, після і можливо з боків заготовки потрібно приклеїти матеріал з такою ж товщиною. Це також полегшить позиціонування заготовки при серійної і / або двостороннього друку.

Оригінальні картриджі досить швидко скінчилися, але в цілому результати з використанням оригінальних чорнила виявилися вельми хорошими. Проте, було вирішено придбати перезаправних картриджі і сумісні чорнило.

На цьому душа не заспокоїлася, були зроблені спроби модифікації чорнила з метою збільшення в них вмісту полімерної складової. В результаті цих експериментів дюзи з чорним чорнилом забилися на 90%, з пурпуровими - на 50%, в «жовтому» ряду не працювала одна дюза і тільки дюзи блакитних чорнила залишилися повністю працездатними. Втім, для друку шаблонів досить і одного кольору. Так як пурпурні чорнило показали кращий результат, то в картридж блакитного кольору були заправлені саме вони.

1. Підготувати поверхню заготовки. Якщо вона відносно чиста, то достатньо її знежирити ацетоном. Інакше, знежирити, зачистити абразивної губкою, і, для освіти оксидного шару, помістити в піч на 15-20 хвилин при температурі 180 ° С. Після чого охолодити і знежирити ацетоном.

2. Використовуючи двосторонню клейку стрічку і допоміжні обрізки текстоліту закріпити заготовку на підкладці.

3. Перевести шаблон в чистий колір, який буде використовуватися при друку. У нашому випадку - в блакитний (RGB \u003d 0, 255, 255). Провести пробний друк (годі й шаблону цілком, а тільки габаритних точок, наприклад кутів), при необхідності в програмі, що використовується для друку, провести корекцію положення шаблону, змити ацетоном попередній результат, повторити, якщо треба, процедуру корекції.

4. Надрукувати шаблон на заготівлі. Найкращі результати отримані при наступних установках:

5. Підсушити заготовку на повітрі протягом 5 хв, для прискорення можна скористатися феном. Потім від'єднати заготовку від підкладки і провести попереднє закріплення в грубці протягом 15 хв (час від включення грубки) при 200 ° С в піке. Остудити заготовку.

6. Для точного позиціонування другого шару можна просвердлити кілька отворів невеликого діаметра, наприклад, діаметром 1 мм в точках кріплення майбутньої плати. Закріпити заготовку поверхнею для другого шару вгору, при цьому двосторонню липку стрічку потрібно наклеювати на повністю зафарбовані ділянки першого шару. Якщо заготовка щільна затиснута між двома пластинами спереду і ззаду, то використовувати двосторонню липку стрічку необов'язково. Знежирити заготовку ацетоном.

7. Виконати позиціонування і друк - повторити пункти 3 і 4.

8. Підсушити заготовку на повітрі протягом 5 хв, для прискорення можна скористатися феном. Потім від'єднати заготовку від підкладки, закріпити її на стійках, наприклад, виготовлених з скріпок, помістити в піч, і провести закріплення протягом 15 хв (час від включення грубки) при 210 ° С в піке. Остудити заготовку.

9. Оглянути заготовку, місця з підозріло тонким шаром чорнила (наприклад, поруч з отворами або налиплими порошинами) зафарбувати водостійким маркером. Протравити заготовку. Щоб поверхня заготовки зберігала дистанцію від дна ємності, можна в отвори (1 мм діаметром, використані для позиціонування другого шару) вставити зубочистки, так, щоб гострий кінчик виходив на 1,5-2 мм, а товстий відкусити на таку ж висоту. При травленні плату періодично перевертати і контролювати готовність.

Змити чорнило ацетоном.

Важливі зауваження.

1. Щоб використовуване чорнило придбали стійкість до травяно розчину, їх потрібно витримати близько 15 хв (час від включення грубки) при температурі близько 210 ° С в піку (отримана з використанням термопари, розташованої поруч із заготівлею). Інтервал вузький, так як при перевищенні на 5-10 ° С текстолит починає руйнуватися, при заниженні - чорнило змиваються травяно розчином. Точні умови в конкретному випадку потрібно підбирати досвідченим шляхом. Для контролю можна використовувати тест ватною паличкою. Якщо змочена водою ватяна паличка легко змиває чорнило, значить потрібно збільшити температуру, якщо не змиває, або тільки трохи забарвлюється, значить, стійкість до травяно розчину придбана. Якщо навіть змочена ацетоном ватяна паличка з працею змиває чорнило, значить, стійкість до травяно розчину дуже хороша. Таким чином можна підібрати чорнило і умови температурного закріплення, що дають найкращі результати. Відзначимо, що ми використовували електричну піч-гриль, включали тільки верхній ТЕН, а при остаточному закріпленні чорнила термостат грубки встановлювали на 220 ° С.

2. Відтворюваність друку досягає близько 0,1 мм, тому при необхідності можна поверх першої сторони шаблону надрукувати його ж вдруге, з проміжною сушкою прямо на підкладці термофеном (з регульованою температурою) або побутовим феном, встановленим на максимальну температуру. Сушка потрібна для того, щоб притискні валики не змащувати попередній шар.

3. Виготовлення двох сторін можна виконувати послідовно. Спочатку надрукувати і закріпити першу сторону, а фольгу на другий захистити, наприклад, акриловою фарбою з балончика. Протравити першу сторону, змити ацетоном захист з другої, надрукувати і закріпити другу сторону, захистити фарбою першу, протравить другу сторону, і змити захист з першої.

4. Друкувати потрібно наступним чином: спочатку відправити завдання на друк, почекати, поки принтер не повідомив про відсутність паперу, потім акуратно просунути підкладку із закріпленою заготовкою під притискні валики, прокручуючи вал подачі за шестерню попереду зліва, після чого натиснути на кнопку продовження друку. При невеликих перервах між сеансами друку принтер не виконуватиме процедуру короткої прочищення, тому можна спочатку завантажити підкладку з заготівлею, а потім відправити завдання на друк.

5. Слід дотримуватися особливої \u200b\u200bчистоту, так як будь-яка порошинка, яка потрапила на непросохлі чорнило на заготівлі, може привести до дефекту.

Зазначеним способом було виготовлено кілька двосторонніх друкованих плат, і, хоча доріжки уж, ніж 0,5 мм не використовувалися, на тестових ділянках була продемонстрована можливість отримання доріжок шириною 0,25 мм, і це явно не є межею даного методу.

P.S. Приклад двосторонньої плати з доріжками 0,25 мм (при проектуванні були закладені норми 0,25 мм на ширину доріжок і на зазори, але при ручному доведенню відстані між доріжками були по можливості збільшені). Відзначимо, що при виготовленні двосторонніх плат, мабуть, все ж таки надійніше боку друкувати і труїти послідовно. Сторона 1:

Сторона 2:

Можна помітити три види дефектів:

1. Лінійне спотворення, яке, мабуть, викликано тим, що одна сторона друкувалася в швидкому двухпрохідному режимі, а друга в повільному однопрохідному. Тобто краще обидві сторони друкувати в одному і тому ж режимі.

2. Місцями доріжки трохи розширені через розтікання чорнила. Даний дефект можна уникнути, ретельно готуючи поверхню - знежирити шматком матерії, змоченою в ацетоні, потім ретельно протерти сухим ватяним тампоном.

3. З одного краю доріжки і контактні площадки стравити помітно більше. Сталося це через перегрів, у результаті якого чорнило сильно потемніли і стали відшаровуватися. Значить необхідно ретельно стежити за рівномірністю нагрівання (вибирати місце в грубці, де нагрів більш рівномірний) і ні в якому разі не допускати перегріву - чорнило повинні помітно потемніти, але не купувати темно-сірчаний відтінок.

Однак ці дефекти не виявилися критичними і в результаті, без будь-якої корекції розводки ми отримали повністю функціонуюче пристрій.

Якщо прості радіосхеми можна паяти, не замислюючись про виготовлення монтажної плати (див., Наприклад, статтю "Кишеньковий сторожову пристрій", "Наука і життя" № 5, 2003), то для більш складних пристроїв, особливо із застосуванням мікросхем, без монтажної плати не обійтися. Кращим виходом було б самостійне виготовлення друкованих плат, але досвідчених радіоаматорів відлякують труднощі при виготовленні, а початківці взагалі не уявляють, що це можна зробити своїми руками.

Наука і життя // Ілюстрації

Малюнок друкованої плати готується на комп'ютері в будь-який графічній програмі, наприклад в Photoshop, причому якщо вам потрібно повторити плату з книги або журналу, то зісканують оригінал і зафарбуйте місця майбутніх провідників. Можна розробити розведення друкованої плати і безпосередньо на екрані комп'ютера і скомпонувати малюнок з кількома друкованими платами для виведення (1). Перед друком не забудьте дзеркально повернути малюнок і при друку на лазерному принтері спробуйте різні режими, щоб отримати найбільш насичений чорний колір (2).

Головна хитрість полягає в підборі паперу - хороші результати виходять при використанні тонкої крейдованому фотопаперу для струменевих принтерів (foto qualite ink jet paper). В Інтернеті можна знайти кілька сторінок, наприклад http://un7ppx.narod.ru/info/technology/plates/pl18.htm, де радіоаматори діляться досвідом з підбору паперу. Перед перенесенням малюнка фольгований склотекстоліт потрібно зачистити шкіркою-нулевкой, потім накласти малюнок і з натиском нагрівати праскою 1-3 хвилини (3). При охолодженні теж потрібно забезпечити притиск, наприклад другим, холодним, праскою. Відповідальний етап операції - звільнення від паперу: потрібно дати полежати заготівлі в воді хвилин десять і потім починати прати пальцем розмокший папір під струменем води (4). Папір сходить досить легко, але потрібно видалити і білястий наліт з місць, що підлягають травленню. Якщо друк вийшла невдала, змийте тонер ацетоном і спробуйте знову або виправте помилки цапон-лаком.

Наступний етап - травлення - відбувається звичайним чином: розчиняємо у воді хлорне залізо (FeCl 3 ∙ 6H 2 O) до кольору міцного чаю і кладемо плату в розчин (5). Якщо ви хочете спостерігати за процесом травлення, то покладіть плату малюнком вгору, але при цьому вам доведеться похитувати кювету з розчином або саму плату, щоб продукти розпаду не заважали подальшому травленню. Коли зникне вся мідь з незакрашенних ділянок, добре промийте плату і видаліть захисне покриття ацетоном.

При роботі з хлорним залізом не можна користуватися металевим інструментом і потрібно дотримуватися мінімальні запобіжні заходи: забезпечити доступ свіжого повітря і не допускати попадання розчину на шкіру і тим більше в очі.

Вражає швидкість виготовлення друкованих плат таким способом - за один день ви зможете придумати схему, накреслити на комп'ютері креслення друкованої плати, надрукувати її, протравити, якщо потрібно, нарізати (6), облуди і змонтувати деталі (7).

На сторінках сайту вже заходила мова про так званої «олівцевої технології» виготовлення друкованих плат. Метод простий і доступний - коректуючий олівець можна купити практично в будь-якому магазині, що торгує канцелярськими товарами. Але є і обмеження. Ті, хто пробував малювати малюнок друкованої плати за допомогою коригуючого олівця, помітили, що мінімальна ширина одержуваної доріжки навряд чи буде менше 1,5-2,5 міліметрів.

Ця обставина накладає обмеження на виготовлення друкованих плат, які мають тонкі доріжки і мале відстань між ними. Відомо, що крок між висновками мікросхем, виконаних в корпусі для поверхневого монтажу дуже малий. Тому, якщо потрібно виготовити друковану плату з наявністю тонких доріжок і малою відстанню між ними то «олівцева» технологія не підійде. Також варто відзначити, що нанесення малюнка коригуючих олівцем не дуже зручно, доріжки виходять не завжди рівні, а мідні п'ятачки для запаювання висновків радіодеталей виходять не надто акуратні. Тому доводиться коригувати малюнок друкованої плати гострим лезом бритви або скальпелем.

Виходом зі сформованої ситуації може бути використання маркера для друкованих плат, який прекрасно підходить для нанесення стійкого до травленню шару. Через незнання можна придбати маркер для нанесення написів і позначок на CD / DVD-диски. Такий маркер не годиться для виготовлення друкованих плат - розчин хлорного заліза роз'їдає малюнок такого маркера, і мідні доріжки практично повністю витравлюються. Але, незважаючи на це, у продажу є маркери, які годяться не тільки для нанесення написів і позначок на різні матеріали (CD / DVD-диски, пластмасу, ізоляцію проводів), але і для виготовлення стійкого до травленню захисного шару.

На практиці був застосований маркер для друкованих плат Edding 792. Він дозволяє малювати лінії шириною 0,8-1 мм. Цього достатньо для виготовлення великої кількості друкованих плат для саморобних електронних пристроїв. Як виявилося, цей маркер прекрасно справляється з поставленим завданням. Друкована плата вийшла досить непоганий, хоча і малювалася поспіхом. Погляньте.

Друкована плата (зроблено за допомогою маркера Edding 792)

До слова сказати, маркер Edding 792 також можна використовувати для виправлення помилок і помарок, які вийшли при перенесенні малюнка друкованої плати на заготовку методом Лут (лазерно-прасувальну технології). Таке буває, особливо, якщо друкована плата досить великих розмірів і зі складним малюнком. Це дуже зручно, так як немає необхідності знову повністю переносити весь малюнок на заготовку.

Якщо знайти маркер Edding 792 не вдасться, то підійде Edding 791, Edding 780. Їх також можна використовувати для малювання друкованих плат.

Напевно початківцям любителям електроніки цікавий сам технологічний процес виготовлення друкованої плати за допомогою маркера, тому далі піде розповідь саме про це.

Весь процес виготовлення друкованої плати аналогічний тому, який описаний в статті «Виготовлення друкованої плати" олівцевим "методом». Ось короткий алгоритм:

Трохи «тонкощів».

Про свердлінні отворів.

Є думка, що свердлити отвори в друкованій платі потрібно після травлення. Як бачимо, в наведеному алгоритмі сверловка отворів варто до травлення друкованої плати в розчині. В принципі, можна свердлити хоч до травлення друкованої плати, хоч після. З технологічної точки зору ніяких обмежень немає. Але, варто враховувати, що якість сверловки безпосередньо залежить від інструменту, яким проводиться сверловка отворів.

Якщо свердлильний верстат розвиває хороші обороти і в наявності є якісні свердла, то можна свердлити і після травлення - результат буде хороший. Але, якщо свердлити отвори в платі самопальной Минидрель на базі слабенького моторчика з поганою центровкой, то можна запросто здерти мідні п'ятачки під висновки.

Також багато що залежить від якості текстоліту, гетинаксу або склотекстоліти. Тому в наведеному алгоритмі сверловка отворів варто до травлення друкованої плати. При такому алгоритмі мідні краю, що залишилися після свердління легко прибрати наждачним папером і заодно очистити мідну поверхню від забруднень, якщо такі є. Як відомо, забруднена поверхня мідної фольги погано витравлюється в розчині.

Чим розчинити захисний шар маркера?

Після травлення в розчині захисний шар, який наносили маркером Edding 792 легко прибрати розчинником. На ділі використовувався «Уайт-спірит». Смердить він, звичайно, огидно, але захисний шар змиває на ура. Залишків лаку не залишається.

Підготовка друкованої плати до лужению мідних доріжок.

Після того, як захисний шар прибраний, можна на кілька секунд закинути заготовку друкованої плати знову в розчин. При цьому поверхня мідних доріжок трохи подтравіться і стане яскраво-рожевого кольору. Така мідь краще покривається припоєм при подальшому лудінні доріжок, так як на її поверхні немає окислів і дрібних забруднень. Правда лудіння доріжок потрібно робити відразу, інакше мідь на відкритому повітрі знову покриється шаром оксиду.

Готове пристрій після складання

Коли в розпорядженні є лазерний принтер, радіоаматорами застосовується технологія виготовлення друкованих плат, яка називається ЛУТ. Однак такий прилад є далеко не в кожному будинку, оскільки навіть в наш час коштує він досить дорого. Ще є технологія виготовлення із застосуванням фоторезистивной плівки. Однак для роботи з нею теж потрібен принтер, але вже струменевий. Вже простіше, але сама плівка коштує досить дорого, а початківцю радіоаматорові на перших порах краще витратити наявні кошти на хорошу паяльну станцію та інші речі.
Чи можна виготовити друковану плату прийнятної якості в домашніх умовах, не маючи принтера? Так. Можна, можливо. Причому, якщо все зробити, як описано в матеріалі, знадобиться зовсім небагато грошей і часу, а якість буде на дуже високому рівні. У всякому разі електричний струм «побіжить» по таким доріжках з великим задоволенням.

Перелік необхідних інструментів і витратних матеріалів

Почати варто з підготовки інструментів, пристосувань і витратних матеріалів, без яких просто не можна обійтися. Для реалізації самого бюджетного способу виготовлення друкованих плат в домашніх умовах знадобиться наступне:

Програмне забезпечення для розробки малюнка.
Прозора поліетиленова плівка.
Вузький скотч.
Маркер.
Фольгований склотекстоліт.
Наждачний папір.
Спирт.
Непотрібна зубна щітка.
Інструмент для свердління отворів діаметром від 0,7 до 1,2 мм.
Хлорне залізо.
Пластикова ємність для травлення.
Пензлик для малювання фарбами.
Паяльник.
Припій.
Рідкий флюс.

Пройдемося коротенько по кожному пункту, так як є деякі нюанси, дійти до яких можливо тільки досвідченим шляхом.
Програм для розробки друкованих плат існує сьогодні величезна кількість, але для початківця радіоаматора найпростішим варіантом буде Sprint Layout. Нескладно освоїти інтерфейс, користуватися можна безкоштовно, присутній величезна бібліотека, що включає поширені радіокомпоненти.
Поліетилен потрібен для перенесення малюнка з монітора. Краще взяти плівку жорсткіше, наприклад, від старих обкладинок для шкільних книг. Для її кріплення до монітора підійде будь-який скотч. Краще взяти вузький - простіше буде відклеюватися (монітора ця процедура не шкодить).
На маркерах варто зупинитися більш докладно, так як це хвора тема. Для перенесення малюнка на поліетилен, в принципі, підійде будь-який варіант. А ось для малювання по фольгованого склотекстоліти потрібен спеціальний маркер. Але тут є маленька хитрість, як заощадити, і не купувати досить дорогі «спеціальні» маркери для малювання друкованих плат. Справа в тому, що ці вироби за своїми властивостями абсолютно ні чим не відрізняються від звичайних перманентних маркерів, які продаються в 5-6 разів дешевше в будь-якому канцелярському магазині. Але маркер повинен обов'язково мати напис «Permanent». Інакше нічого не вийде.

Фольгований склотекстоліт можна брати будь-хто. Краще, якщо він буде товстіший. Початківцям з таким матеріалом працювати куди простіше. Для його очищення знадобиться наждачний папір зернистістю близько 1000 одиниць, а також спирт (є в будь-якій аптеці). Останній расходник можна замінити рідиною для відомості лаку для нігтів, яка є в будь-якому будинку, де живе жінка. Однак це засіб досить огидно пахне і довго вивітрюється.
Для свердління плати краще мати спеціальну міні-дриль або гравер. Однак можна піти і дешевшим шляхом. Досить купити цанговий або кулачковий патрон під маленькі свердла і пристосувати його до звичайної побутової дрилі.
Хлорне залізо можна замінити іншими хімічними засобами, включаючи ті, які вже напевно є у вашому домі. Наприклад, підійде розчин лимонної кислоти в перекису водню. Інформацію про те, як готуються альтернативні хлорним залізом склади для травлення плат, без проблем можна знайти в Мережі. Єдине, на що варто звернути увагу, це на ємність для такої хімії - вона повинна бути пластикової, акрилової, скляної, але ніяк не металевою.
Про паяльник, припій і рідкий флюс докладніше говорити не варто. Якщо радіоаматор дійшов до питання виготовлення друкованої плати, то з цими речами він уже напевно знаком.

Розробка і перенесення малюнка плати на шаблон

Коли всі перераховані вище інструменти, пристосування та витратні матеріали підготовлені, можна братися за розробку плати. Якщо виготовляється пристрій не унікальний, то набагато простіше буде завантажити його проект з Мережі. Підійде навіть звичайний малюнок у форматі JPEG.

Хочете піти більш складним шляхом - малюйте плату самостійно. Цей варіант часто буває неминучим, наприклад, в ситуаціях, коли у вас немає в наявності точно таких же радіодеталей, які потрібні для збірки оригінальної плати. Відповідно, замінюючи компоненти аналогами, під них доводиться виділяти місце на стеклотекстолите, підганяти отвори і доріжки. Якщо проект унікальний, то плату доведеться розробляти з нуля. Для цього і потрібно вищезгадане програмне забезпечення.
Коли макет плати готовий, його залишається тільки перенести на прозорий шаблон. Поліетилен фіксується прямо на моніторі за допомогою скотча. Далі просто переводимо наявний малюнок - доріжки, контактні п'ятачки і так далі. Для цих цілей краще всього використовувати все той же перманентний маркер. Він не стирається, не розмазується, і його добре видно.

Підготовка фольгованого склотекстоліти

Наступним етапом йде підготовка склотекстоліти. Для початку потрібно відрізати його за розмірами майбутньої плати. Робити це краще з невеликим запасом. Для розкрою фольгованого склотекстоліти можна використовувати одні з декількох способів.
По-перше, матеріал відмінно ріжеться за допомогою ножівки по металу. По-друге, якщо у вас є гравер з відрізними колами, то зручно буде використовувати його. По-третє, стеклотекстолит можна відрізати за розміром канцелярським ножем. Принцип розкрою такий же, як і при роботі з склорізом - в кілька проходів наноситься лінія відрізу, потім матеріал просто відламується.

Тепер обов'язково потрібно очистити мідний шар склотекстоліти від захисного покриття і оксиду. Кращого способу, ніж обробка наждачним папером, для вирішення цього завдання немає. Зернистість береться від 1000 до 1500 одиниць. Мета - отримати чисту блискучу поверхню. До дзеркального блиску зачищати мідний шар не варто, так як дрібні подряпини від наждачного паперу збільшують адгезію поверхні, що знадобиться далі.
На завершення залишається тільки очистити фольгу від пилу і слідів ваших пальців. Для цього використовується спирт або ацетон (рідина для зняття лаку). Після обробки до мідної поверхні руками не торкаємося. Для подальших маніпуляцій захоплюємо стеклотекстолит за межі.

Поєднання шаблону і склотекстоліти

Тепер нашим завданням є поєднання отриманого на поліетилені малюнка з підготовленим склотекстоліти. Для цього плівка накладається на потрібне місце і позиціонується. Залишки загортаються на зворотну сторону і кріпляться за допомогою все того ж скотча.

свердління отворів

Перед свердлінням рекомендується будь-яким способом закріпити стеклотекстолит з шаблоном на поверхні. Це дозволить домогтися більшої точності, а також виключить раптове проворачивание матеріалу під час проходу свердла наскрізь. Якщо у вас є свердлильний верстат для такої роботи, то описана проблема взагалі не виникне.

Свердлити отвори в стеклотекстолите можна на будь-якій швидкості. Хтось працює на малих обертах, хтось на великих. Досвід показує, що самі свердла служать набагато довше, якщо їх експлуатувати на низьких швидкостях. Так їх складніше зламати, погнути і пошкодити заточку.
Отвори свердляться прямо через поліетилен. Орієнтирами будуть служити майбутні контактні п'ятачки, намальовані на шаблоні. Якщо того вимагає проект, то своєчасно міняємо свердла під потрібний діаметр.

малювання доріжок

Далі шаблон знімається, але не викидається. До мідному покриттю як і раніше намагаємося не торкатися руками. Для малювання доріжок використовуємо маркер, обов'язково перманентний. Його добре видно по сліду, який він залишає. Малювати краще за один прохід, так як після застигання лаку, який є в складі перманентного маркера, редагування робити буде досить важко.

Як орієнтир використовуємо всі той же шаблон з поліетилену. Можна малювати також перед комп'ютером, звіряючись з оригінальним макетом, де є маркування та інші позначки. Якщо є можливість, то краще використовувати кілька маркерів з наконечниками різної товщини. Це дозволить більш якісно промальовувати і тонкі доріжки, і великі полігони.

Після нанесення малюнка обов'язково чекаємо деякий час, необхідний для остаточного затвердіння лаку. Можна навіть підсушити феном. Від цього буде залежати якість майбутніх доріжок.

Травлення і очищення доріжок від маркера

Тепер найцікавіше - травлення плати. Тут є кілька нюансів, про які мало хто згадує, але вони істотно впливають на якість результату. В першу чергу готуємо розчин хлорного заліза відповідно до рекомендацій на упаковці. Зазвичай порошок розбавляється водою в співвідношенні 1: 3. І тут перша порада. Зробіть розчин більш насиченим. Це допоможе прискорити процес, і намальовані доріжки не відваляться перш, ніж витравити все необхідне.

Відразу ж рада другий. Ванночку з розчином рекомендується занурити в гарячу воду. Можна нагріти її в металевому посуді. Підвищення температури, як відомо ще зі шкільної програми, значно прискорює хімічну реакцію, якої травлення нашої плати і є. Скорочення часу процедури нам на руку. Завдані маркером доріжки досить нестабільні, і чим менше вони будуть киснути в рідини, тим краще. Якщо при кімнатній температурі плата в хлорному залозі труїться близько години, то в теплій воді цей процес скорочується до 10 хвилин.
На завершення ще одна порада. В процесі травлення, хоч він і так прискорений за рахунок підігріву, рекомендується постійно рухати плату, а також зчищати продукти реакції щіточкою для малювання. Поєднуючи всі вищеописані маніпуляції цілком можливо витравити зайву мідь всього за 5-7 хвилин, що є просто відмінним результатом для цієї технології.

В кінці процедури плату потрібно ретельно промити під проточною водою. Потім просушують її. Залишається тільки змити сліди від маркера, все ще закривають наші доріжки і п'ятачки. Робиться це все тим же спиртом або ацетоном.

Лудить друкованих плат

Перед лудінням ще раз обов'язково проходимся по мідному шару наждачним папером. Але тепер робимо це гранично обережно, щоб не пошкодити доріжки. Найпростіший і доступний спосіб лудіння - традиційний, за допомогою паяльника, флюсу і припою. Можна також використовувати сплави Розі або Вуда. Також існує на ринку так зване рідке олово, яке значно може спростити завдання.
Але всі ці нові технології вимагають додаткових витрат і деякого досвіду, тому для першого разу підійде і класичний метод лудіння. На очищені доріжки наноситься рідкий флюс. Далі набирається припій на жало паяльника і розподіляється по залишилася після травлення міді. Тут важливо прогріти доріжки, інакше припой може не «приклеїтися».

Якщо у вас все ж є сплави Розі або Вуда, то їх можна використовувати і не за технологією. Вони просто чудово плавляться паяльником, легко розподіляються по доріжках, не збиваються в грудки, що для початківця радіоаматора буде тільки плюсом.

висновок

Як видно з вищеописаного, бюджетна технологія виготовлення друкованих плат в домашніх умовах дійсно доступна і недорога. Чи не потрібен ні принтер, ні праска, ні дорогущая фоторезистивной плівка. Використовуючи всі вищеописані поради ви легко зможете виготовляти найпростіші електронні, не вкладаючи в це великих грошей, що дуже важливо на перших етапах заняття радіоаматорством.

При виготовленні друкованих плат вдома, найпростіший і найпоширеніший метод, це метод ЛУТ.

Цей спосіб не позбавлений недоліків. Якщо тонер нагріти слабо, то він не прилипне до фользі друкованої плати, сильно нагреть- він змаститься. Треба підбирати якість друку, якщо тонера буде багато - він розмаже, доріжки, при маленьких проміжках, можуть злипнутися один з одним. Погано прогріти надруковану плату, і частина доріжок НЕ віддрукується, особливо це часто трапляється в кутах друкованих плат.

Я розповім вам про спосіб перекладу роздрукованого малюнка на фольгу без нагріву. Малюнок не буде змазуватися, тонер з паперу переноситься весь. Для цього знадобиться два дешевих хімічних компонента: спирт і ацетон.

Замість ацетону можна використовувати будь-яке інше речовина, яке добре розчиняє тонер.

Спирт не реагує з тонером, це знає кожен, хто намагався відтерти їм друковану плату після травлення, але він швидко випаровується. Він потрібен для того, щоб розбавити ацетон.

Ацетон відмінно розчиняє тонер і теж швидко випаровується. Якщо спробувати використовувати його в чистому вигляді-він змаже ваш малюнок, як на фото.

На друкованій платі вийде якась розмазня.

В яких пропорціях змішувати ацетон і спирт?

Знадобиться три частини ацетону і вісім частин спирту. Все це треба перемішати і залити в яку-небудь ємність з щільною кришкою. Важливо, щоб ємність не розчиняються ацетоном.

Як користуватися сумішшю?

Наберіть небагато отриманої суміші в шприц,

Нанесіть її на попередньо спустошену від оксидів і добре знежирену (це важливо), майбутню друковану плату (нема на роздруківку). Після цього покладіть на неї вашу роздруківку. Особливо можна не поспішати, суміш не вивітрюється вмить. Злегка натисніть на папір, щоб вона повністю прилягла до плати і просочилася розчином,

Зачекайте 10-15 сек., Ви побачите, коли папір просочиться,

Після цього притисніть папір сильно, притискайте папір строго перпендикулярно, щоб вона не зрушилася. Зачекайте ще 10-20 сек. За цей час тонер вступить в реакцію з ацетоном, стане липким і приклеїться до плати. Паперовими серветками промокніть залишки рідини, почекайте, поки папір висохне, після цього опустіть плату в воду, щоб папір намокла, і відклейте її. Весь тонер залишиться на платі, а папір буде чиста. Після цього промийте плату від залишків ацетону. Усе. Можна труїти друкарську плату.
На фото, я зняв папір не розмочуючи її в воді і тонер місцями залишився.