Пошаговый процесс
В каждом этапе подробные комментарии и фотографии с примерами.
Печать дорожек на бумаге
Открываем схему платы. В статье используется программа Sprint-Layout и схема мультивибратора на транзисторах.
Печать схемы на бумагу
Используйте максимальное пространство для печати, чтобы не перепечатывать схему снова и приготовить запасные трафареты.
Не нужно зеркалить плату, если она чертилась со стороны радиодеталей. Так же убираем макросы и другие слои, нам нужны только дорожки и граница платы.
Качество перенесенных дорожек на текстолит зависит и от выбранного типа бумаги.
Существует несколько вариантов:
- Обычная бумага;
- Глянцевая бумага. Можно использовать из любого журнала;
- Подложка от самоклеющихся обоев. Отлично отдает тоннр на текстолит;
- Бумага с мягким покрытием. Такая продается на Aliexpress.
Офисная бумага А4 толстая для ЛУТ. Тонер хуже от нее отходит.
Пример неудачного переноса платы на текстолит. Половина дорожек отсутствует.
Пример плохого переноса
С помощью офисной бумаги действительно можно делать печатные платы, но нужен хороший принтер и тонер. Такая бумага капризная, и если вы плохо греете, или перегреете плату, то ничего не получится.
Глянцевая отличается от офисной толщиной. Ее недостаток — она застревает в принтере во время печати. Глянцевая бумага еще легко рвется, и ее легко перегреть, чем офисную.
Подложка от самоклеющейся бумаги и распечатанные платы
Подложка от самоклеющихся обоев обрела популярность среди радиолюбителей. Быстро отдает тонер на текстолит, но и распечатать на ней печатную плату довольно трудно.
Речь идет о мягкой поверхности, с которой снимаются самоклеющиеся обои. Также такая подложка иногда застревает в принтере во время печати.
Не имеет особого смысла вырезать целый формат А4 из таких обоев. В таком формате бумага выскользнет из под фотобарабана во время печати. Используйте небольшие кусочки подложки, чтобы можно было их приклеить к обычной бумаге.
Нельзя использовать жидкий клей и другие жидкие материалы. Вы можете повредить фотобарабан по время печати, и на нем останутся следы. Приклеить можно и самими обоями.
Бумага с мягким покрытием продается на Aliexpress. Она желтого цвета. Аналогично глянцевой бумаге застревает в принтере. Все зависит от вашей модели принтера.
Распечатка и подготовка
Отрезать текстолит можно с помощью ножовки по металлу, ножницами или отрезными дисками.
Подготовка и разметка текстолита
Отрезаем плату с запасом, чтобы было удобнее наносить дорожки во время нагрева утюгом.
Бархатной наждачкой обрабатываем поверхность текстолита. Чистим ее от грязи и микрочастиц меди ацетоном или изопропанолом.
Нанесение дорожек
Понадобится утюг, дощечка, бумага и тара с водой.
Разогреваем утюг до 100 °C, и на деревянную дощечку кладем текстолит. Почему деревянную? Она быстро нагревается и медленно отдает тепло в окружающую среду.
Ставим разогретый утюг на текстолит. Держим в течение 20 секунд. Горячий текстолит схватит бумагу.
Греем текстолит
Кладем трафарет на разогретый текстолит. Он частично прилипает.
Кладем на текстолит один лист бумаги и гладим утюгом плату в течении одной или двух минут. Бумага нужна для снижения перегрева. Гладить надо аккуратно, без резких движений.
Нанесение дорожек
Оставляем плату остывать на пять минут, чтобы тонер не отлип от меди. Помещаем ее в тару с водой.
Удаление бумаги с платы
Также ждем около пяти минут. С помощью пальцев или губки, снимем слой бумаги.
Ни в коем случае не снимайте бумагу ногтями. Так можно содрать тонер с меди.
Удаляем границы на плате. Они не нужны со стороны дорожек.
Восстановление контактов
Дорожки можно восстановить перфорированным маркером или лаком для ногтей. Нанесите на поврежденный участок лак или маркер.
Восстановление дорожек лаком для ногтей
Это защитит медь во время травления в растворе. Дождитесь полного высыхания лака, чтобы он был устойчив к воде.
Все готово к следующему этапу.
Травление платы
Основные и популярные методы:
- Хлорное железо. Можно использовать повторно. При неосторожном обращении оставляет следы на одежде и коже;
- Медный купорос. Продается в садоводческих магазинах. Медленно травит плату;
- Соляная кислота. Быстрый и опасный вариант. К тому же, кислоту трудно достать. Выделяет опасные токсины;
- Электролиз. Самый долгий и малоэффективный способ;
- Перекись водорода. Доступный и эффективный раствор. Основной недостаток — нельзя использовать повторно. Во время травления образуются осадки, которые замедляют скорость травления.
Компоненты для травления
В этой статье мы будем использовать метод с перекисью. Для платы площадью 100 см достаточно 100 миллилитров 3% переписи водорода, 30 грамм лимонной кислоты и 5 грамм поваренной соли.
Начинается процесс травления.
В пластиковой таре смешиваем все компоненты до полного растворения, и кладем плату в раствор.
Процесс травления
Травить печатные платы надо в проветриваемом помещении. При травлении выделяются ядовитые пары меди.
Чтобы процесс травления не замедлялся, перемешивайте раствор.
Как ускорить травление
Для повышения скорости травления меди, надо подогреть раствор. Это катализатор химической реакции.
Ватной палочкой перемешиваем раствор для лучшего травления
Подогрев раствора с помощью второго контейнера
Не надо наливать кипяток в сам раствор. Налейте кипяток в другую тару, и поставьте на нее тару с раствором.
Остаются небольшие участки меди
После травления промываем плату в холодной воде и оставляем сушиться. Травящий раствор можно вылить как обычные отходы в раковину.
Сверление
Просверлить отверстия можно как до травления, так и после. В качестве инструментов подойдет шуруповерт или бормашина.
Перед сверлением платы желательно сделать керновку отверстий. Это углубления для точного позиционирования сверла. Если нет керна, можно использовать гвоздь.
Не делайте слишком большие углубления и не берите гвозди большего диаметра, чем будущее отверстие на плате.
Основной недостаток шуруповертов — это их низкая скорость оборотов.
Чем меньше диаметр сверла — тем быстрее должны быть обороты.
Шуруповертом не получится сделать отверстия диаметром меньше 0,8 миллиметра. От низких оборотов сверло быстро затупится. Если будете сильно давить на сверло сверху, оно погнется или сломается.
У бормашины число оборотов достигает 10 000 в минуту. Поэтому для отверстий менее 0,8 миллиметров лучше использовать ее.
Устанавливаем сверло в цангу.
Центруем сверло и закрепляем.
Во время такого рода работ надевайте защитные прозрачные очки. Опилки могут попасть на лицо от высоких оборотов. Надевайте маску от пыли.
Сверлить надо на дощечке и только перпендикулярно к плате. Если угол будет острый или вы будете держать плату в руках, то сверло вылетит или сломается.
Дальше чистим плату наждачкой, чтобы удалить заусенцы и куски текстолита. Удаляем лишние куски платы и формируем границу с помощью макросов.
Как нанести макросы
Макросы — это рисунки на печатной плате, которые расположены с обратной стороны. И их можно нанести точно также, как и дорожки на плату. Только теперь надо отзеркалить макросы, и потом их можно нанести на обратную сторону платы.
Пайка и проверка работы
Печатную плату почистите бархатной наждачной бумагой. С помощью спиртоканифоли залудите дорожки. Не нужно использовать паяльную кислоту.
Полностью собранная схема
Первые в очереди — это маленькие радиодетали. Сначала паяйте их. Транзисторы и светодиоды чувствительны к температуре, поэтому паять их надо аккуратно и с перерывами.
Готовый мультивибратор
После пайки проверяем работу схемы. Проверьте плату на наличие металлического мусора. Мультивибратор можно подключить к обычному аккумулятору, с напряжением 4 вольта.
Ошибки во время изготовления
Среди популярных ошибок — это перегрев платы и плохой раствор для травления. Всегда перемешивайте все компоненты раствора, иначе он не начнет травить плату. Во время лужения платы нельзя использовать паяльную кислоту. Она со временем повредит плату, если вы ее плохо почистите.
Еще у некоторых радиолюбителей есть практика лудить платы сплавом Розе. Не стоит так делать, поскольку такой сплав предназначен для выпаивания деталей, а не для постоянной пайки. К тому же, он хрупкий и со временем быстро окислится.
Другие способы
Еще можно сделать печатную плату с помощью фоторезиста, но этот метод сложнее и дороже, чем ЛУТ. Также есть вариант заказать печатную плату по интернету, однако ее придется ждать от двух недель. Да и цена может быть выше, и не получится оперативно устранить ошибку на плате.
А собрать плату можно и при помощи монтажных (макетных) плат.
Пример макетной платы
Процесс изготовления печатной платы на дому
Введение
Кому не приходилось изготавливать печатную плату? Дело это не очень сложное, а результат придаёт проекту завершённость. В этом посте я бы хотел рассказать о процессе создания печатной платы на дому. Я опишу фоторезистивный метод создания платы. Он довольно прост в применении и позволяет печатать весьма сложные платы. Более того, я обошёлся струйным принтером. Пост содержит фотографии, видео и схемы. Идея фоторезистивного метода очень проста. Медь на печатной плате сверху покрыта специальным веществом. Если на это вещество попадает свет, то оно потом растворяется в проявителе. Если свет не попал, то в проявителе вещество остаётся красителем. Процесс изготовления платы состоит из четырёх частей: 1. Создаём прозрачную маску на которой размечено что с чем соединять 1. Светим на плату с веществом через эту маску 2. Бросаем плату в проявитель: на плате окрашены только места, размеченные на маске 3. Бросаем плату в травитель: он съест всю медь, кроме окрашеной
Создание схемы
Первый шаг создания печатной платы вполне очевиден: надо создать схему того, что будет на плате. Довольно стандартной программой для этого является Eagle CAD. Не смотря на то, что программой довольно сложно овладеть (мне так кажется, что она совершенно отвратительна в использовании), Eagle CAD пользуются очень многие. Пользователей так много, что производители и поставщики деталей иногда создают библиотеки компонентов.
В рамках этого поста мы будем делать довольно простое устройство: плату, разводящую контакты для ATTiny. Так, чтобы можно было воткнуть в плату чип, питание и программатор. Сначала нарисуем простенькую схему, а потом, нажав «Switch to board» расположим компоненты на макете платы.
Схему и разводку платы можно увидеть тут.
Печать макета
Подготовим макет к печате. Надо убедиться, что включены только слои с Bottom, Pads, Vias, Dimension. В меню печати надо включить Mirror и Black. Таким образом макет будет отражен и напечатан лишь черным цветом. Не знаю, есть ли более удобный способ, но я распечатал макет в PDF, сконвертировал PDF в TIFF с довольно прилиным разрешением, а потом в текстовом редакторе размножил картинку, чтобы заполнить лист:
Отмечу, что я печатал две схемы, одну – на сегодня, а другую – на потом.
Документ готов. Печатаем на прозрачной плёнке. Я использовал плёнку от MG Chemicals. Хоть она и предназначена для лазерных принтеров, я использовал свой струйный Lexmark. Минус: чернила легко смазать рукой.
Подготовка платы
Очевидно, что для фоторезистивного процесса необходима плата, покрытая специальным веществом. Можно купить это вещество и покрывать плату самому, но я решил купить готовую. Вырежим из платы кусочек, соответствующий размерам схемы. Я использовал аппарат Dremel для вырезания:
Экспонирование
Всё готово для экспонирования платы. Опыт показывает, что струйный принтер может не дать нужной плотности (то есть чёрный с виду на самом деле будет пронизан мелкими дырочками). Бороться с этим не сложно: можно совместить два или три слоя распечатки. Вот так:
Снимем с платы защитный слой (белая тонка плёночка) и положим её на основу (книжка по электронике даёт +3 к удаче). Плату укроем плёнкой с распечаткой и прижмём это дело стеклом:
Конструкция должна простоять под сильной лампой минут 10:
Проявка
Пока плата экспонируется, разведём проявитель. На коробочке проявителя написана пропорция и рекомендуемая температура. Я взял проявитель от MG Chemicals. Он разводится в любой пластиковой посудине в соотношении 1 к 10:
Проявитель готов, десять минут уже прошло. Берём плату и кидаем её в проявитель:
Получится что-то вроде этого:
Травление
Споласкиваем плату в воде и кидаем её в травитель. Я использовал хлорное железо от MG Chemicals. Рекомендуемая температура – 50° C, но я травил при комнатных 25° С. Травилось минут 20: Получится что-то вроде этого:
Зачистка
Оставшийся краситель легко удаляется спиртованными тряпочками:
В результате остаётся чистенькая плата:
Отверстия
Дыры дырявить просто. Я использовал тот же аппарат Dremel:
Получается почти уже готовая плата:
Компоненты
Цепляем на плату необходимые компоненты и припаиваем их к медной основе:
Результат
Плата получилась что надо, хоть друзьям показывай:
Впрочем, не всем друзьям объяснишь, что это такое…
Безопасность
Процесс изготовления плат этим методом предполагает работу со всякой химической дрянью.
Во-перых, не сливайте химическую дрянь в раковину или туалет. В интернете много советов о том, что с этой дрянью делать.
Во-вторых эта химическая дрянь портит одежду, оставляет пятна на руках и делает что-то совсем страшное с глазами. Пожалуйста, используйте средства безопасности! К примеру, я использовал резиновые перчатки, очки и передник из шторы для душа:
Я буду рад ответить на вопросы, услышать предложения как этот процесс можно улучшить, ну и, конечно, дополнить пост любой упущенной информацией.
