031-ЛУТ-как сделать двустороннюю печатную плату. Материалы.
Начав писать статью, я увидел, что она получается обширной и в один пост не влазит. Поэтому я решил разбить статью на несколько частей, каждая из которых будет рассматривать определенные моменты технологии ЛУТ. Эта часть посвящена материалам используемых в ЛУТ технологии.
Каждый уважающий себя ресурс по электронике просто обязан опубликовать статью по созданию печатной платы при помощи ЛУТ технологии (это как посадить дерево :)). Не станет исключением и ГетЧип. Статей посвященных ЛУТ в сети огромное множество и для того чтобы научиться хорошо делать печатные платы их нужно все прочитать… Шучу! Все читать не нужно, но помучится вся равно придется. Чего-то совсем нового я вам не открою – все уже пережевано тысячи раз, но какие-то детали из моего опыта создания печатных плат будут Вам полезны. Я постараюсь предельно подробно в картинках показать, как сделать двухстороннюю печатную плату в домашних условиях при помощи ЛУТ.
Для начала немного теории.
ЛУТ сокращенно — лазерно-утюжная технология. В нескольких словах это выглядит следующим образом: рисунок печатной платы распечатывается при помощи лазерного принтера на листе бумаги, потом лист ложится рисунком на фольгированный текстолит и при помощи утюга припекается тонером к плате, дальше лист мочат и отрывают от платы и на плате остаются дорожки нарисованные тонером, далее плата вытравливается.
Вроде все просто, но есть много нюансов, которые влияют на качество конечной печатной платы. Чтобы учесть все нюансы ЛУТ приходится, по началу, много экспериментировать, пробовать разные материалы и техники. У ЛУТ технологии много важных моментов, которые влияют на качество платы, но, наверное, самый критичный момент – это бумага, используемая для печати.
Так какую бумагу лучше использовать для ЛУТ? Однозначно, обычная бумага для лазерного принтера не подходит. Не подходит она по нескольким причинам. Первая — обычная бумага слишком шероховатая – тонер ложится не ровно и соответственно припекаться он будет не всей поверхностью. Вторая — обычная бумага пористая и тонер крепко спекается с бумагой и при отмачивании бумага не убирается полностью с платы – на дорожках остаются «лохмотья» бумаги.
Как показал коллективный опыт лучший вариант – мелованная глянцевая бумага. Во-первых, поверхность такой бумаги очень гладкая и тонер ложится ровно. Во-вторых, мелованный слой очень легко отслаивается от бумаги, после отмачивания, не создавая на дорожке лохмотьев. В-третьих, спекаясь вместе с тонером мелованный слой создает на плате более плотную и целостную дорожку. Но есть нюансы. Многие советуют брать бумагу с глянцевых журналов, рекламных проспектов еще откуда-то. Исходя из моего опыта наилучший вариант дает мелованная глянцевая бумага формата А4 специально для лазерной печати. Она должна быть плотной 170-250 г/м2 – почти картон. Достать ее обычно не составляет труда, так как она широко используется. Достаточно зайти в ближайший копировальный/полиграфичный центр и там Вам ее без проблем продадут. Вам придется поэкспериментировать с различными типами мелованной глянцевой бумаги, пока получите хорошие результаты.
Следующим важным моментом является лазерный принтер и тонер которым он печатает.
Тут рекомендаций не много. Принтер должен давать, по возможности, более однотонное и плотное заполнение тонером. Желательно, чтобы была возможность регулировки плотности печати (задается в настройках принтера). Плотность печати, обычно, ставится на максимум, но тут можно и переборщить – очень жирно пропечатанные дорожки во время утюженья могут расплываться и соединяться между собой. Как правило, любой принтер не дает идеальное заполнение тонером – слой неоднороден. Вот в этом случае и помогает мелованный слой бумаги, который заполняет собой неоднородности, делая дорожки более качественными. Если у Вас дома нет лазерного принтера — ничего страшного, сходите в копировальный центр или компьютерный клуб и распечатайте рисунок там. Только мелованную бумагу с собой не забудьте.
Ну и на последок утюг. Самый обыкновенный утюг. Обычно тут никаких проблем. Работать нужно на максимальной температуре и, конечно же, без пара.
Вообще вариантов материалов для распечатки рисунка довольно много. Можно печатать на бумаге от самоклейки, копирке, пленке и т.д. Но у всех подобных вариантов есть один существенный недостаток – качество печати принтера. Варианты, где тонер переносится на плату без захвата мелованного слоя, требуют очень равномерной и качественной печати принтера. Такое не всегда возможно. В случае с мелованной бумагой качество печати принтера второстепенно, так кат мелованный слой делает отпечаток дорожки более плотным. Я печатаю на Samsung ML-2015 – это самый дешевый из линейки принтеров самсунга, при этом получаются печатные платы довольно хорошего качества.
Вот, пожалуй, и все о приборах и материалах. В следующий раз я покажу, как правильно распечатать рисунок печатной платы из Sprint-Layout >
033-ЛУТ-как сделать двустороннюю печатную плату. Травление.
Ознакомившись с теорией ЛУТ и с тем, как распечатать рисунок печатной платы из Sprint-Layout, переходим непосредственно к процессу нанесения и травления рисунка печатной платы.
Процесс изготовления печатной платы довольно кропотливое и долгое занятие. К сожалению, с первого раза плата не получается почти ни у кого. Поэтому не растраивайтесь если у Вас что-то не получается — пробуйте еще, эксперементируйте и все получиться.
Для демонстрации процесса изготовления платы я наделал большое количество фотографий и для того, чтобы не делать пост раздутым я их разбил на пакеты и свел в небольшие презентации (слайд шоу). После описания каждого этапа будет идти демонстрация в картинках.
Совмещение рисунков с обеих сторон платы.
Так как плату мы делаем двухстороннюю, то рисунок нам нужно нанести на обе стороны платы. Можно каждую сторону наносить и травить отдельно, а можно сделать обе стороны вместе. Я предпочитаю второй вариант, но тут есть сложность – точное совмещение рисунков один над другим. Ведь если площадки под отверстия будут не совмещены, то при сверлении отверстий мы можем попадать на соседние дорожки или в пустоту. Вот как я решаю эту проблему:
У нас есть полоска (1/3 листа А4) глянцевой мелованной бумаги, на которой напечатаны рисунки дорожек для обеих сторон платы. Слаживаем листок вдвое. «На просвет» смотрим чтобы оба рисунка точно совместились. Разглаживаем листок по линии изгиба, противоположную сторону склеиваем (достаточно пары точек клея). Полученный «конвертик» вставляем между страниц книги, чтобы он хорошо проклеился.
Подготовка фольгированного стеклотекстолита.
Представляю незаменимый инструмент электронщика – ножницы по металлу. У Вас еще их нет? Обязательно купите! Размечаем плату с запасаом по 5мм с каждой стороны (для того, чтобы лучше приставал тонер на краях). Ножницами по металлу отрезаем по разметке (в принципе, можно и отпилить, но будет долго и много пыли). Берем напильник и проходимся по кромке платы с обеих сторон, убирая зазубрины и неровности на краях (снимаем слой фольги под 45 градусов до стеклотекстолита). Если фольга очень корродированна или грязная – шкурим «нулевкой» до блеска.
Очищаем плату. Обезжириваем.
Для очистки нам понадобиться губка. Обычная губка для мытья посуды. С одной стороны поролон, с другой — жесткая мочалка. Губку разрезаем на две части (вторую используем позже). Берем чистящий порошок (Bref, Gala или любой другой) насыпаем на плату и мокрой губкой (жесткой стороной) тщательно чистим плату с обеих сторон. Абразивный чистящий порошок и жесткая губка очень хорошо отчищают медь от окислов и загрязнений. Чистим до момента, когда вода станет равномерно держатся по всей поверхности платы, не образуя островков и капель. Промокаем плату, убирая влагу. Представляю еще одного помощника электронщика – ватные кружечки для снятия макияжа. Полезная штука! Промокаем ватный кружек нашатырным спиртом и протираем медь. Нашатырный спирт вступает в реакцию с медью, образуя синий налет на вате. Нашатырный спирт эффективно обезжиривает медь – до скрипа! Плата подготовлена для припекания рисунка.
Утюжим плату.
Вынимаем наш «конвертик» из книги, вставляем в него плату. «На просвет» контролируем, чтобы рисунок полностью попал на плату. Дальше берем листок обычной бумаги для принтера, слаживаем его пополам, вкладываем в него «конвертик» с платой. Если этого не сделать, то утюг будет «прилипать» к глянцу. Под «бутерброд» нужно подложить книгу с мягкой обложкой. Нагреваем утюг до максимальной температуры и умеренно нажимая, утюжим плату. Нужно стараться проутюжить равномерно всю поверхность платы, особенно обращая внимание на края. Переворачиваем «бутерброд» на другую сторону и также проутюживаем. После того как проутюжили обе стороны, вставляем «бутерброд» между страницами книги и сверху кладем груз. В книгу я вставляю «бутерброд» для того, чтобы плата остывала равномерно и не было вспучивания глянцевой бумаги. Минут через 5-10 достаем плату. Бумага должна равномерно прилегать к поверхности платы без вздутий и неровностей.
Отмачиваем бумагу.
Теперь нужно отделить бумагу от платы. Для этого набираем в емкость воду комнатной температуры и кладем в нее плату. После того как бумага полностью промокла (не осталось белых пятен) вынимаем плату. Долго в воде держать нет необходимости. Берем за край бумагу и аккуратно отслаиваем ее от платы. Снимется она очень просто. На бумаге не должно остаться тонера, вместе с мелованным слоем он должен быть на плате. Внимание! Остатки мелованного слоя на плате убирать не нужно – они вытравятся хлорным железом.
Травим плату.
Для травки платы нужно использовать хлорное железо. Только его. Раствор должен быть немного теплым. В емкость для травления кладем лист бумаги для того, чтобы не повредить об дно слой тонера. Кладем плату, заливаем раствор хлорного железа. Начнется реакция раствора с мелом (остатки мела вытравятся в первую очередь). Периодически плату нужно вынимать и протирать, намоченной в хлорном железе, губкой, убирая продукты травления мелованного слоя и меди. Плату нужно протирать равномерно с обеих сторон. Слой тонера довольно прочный, поэтому можно не бояться того, что он повредится губкой. Как только появятся «проталины» в меди, губкой нужно протирать непротравленную часть платы. Как только плата протравилась полностью (проверяем «на просвет») вынимаем ее из раствора, промываем проточной водой, высушиваем. Для того, чтобы снять тонер с дорожек берем растворитель, смачиваем им ватный кружечек и трем по дорожкам. Тонер смывается легко. После уделения тонера растворителем механической обработки (наждачка) не требуется.
Плата готова, можно лудить!
Сразу после того, как плата вытравлена ее нужно лудить или обработать спирто-канифольным раствором. Без защитного покрытия медь быстро окислится и к ней проблематично будет что-то припаять.
Изготовление двусторонней печатной платы своими руками: лазерно-утюжная технология (ЛУТ) в домашних условиях
Изготовление печатных плат в домашних условиях – отличный способ проверить жизнеспособность прототипов, прежде чем запускать их в производство. ЛУТ (лазерно-утюжная технология изготовления печатных плат) – простой способ, все что вам для этого — принтер, утюг, немного ламината и травителя.
Самое сложное в этом процессе – совмещение слоев своими руками. Если слои двусторонней печатной платы будут совмещены неточно относительно друг друга, межслойные соединения не состыкуются.
Шаг 1: Печать
Чтобы начать работу, вам нужна схема. Я использую для создания схем Eagle CAD, но вы можете использовать для проектирования ту программу, которая вам больше нравится. Несмотря на то, что в этой статье идет речь о двухсторонних печатных платах, постарайтесь свести количество межслойных соединений к минимуму, это облегчит вам дальнейшую работу. В схему будет не лишним включить монтажные отверстия по углам. Даже если они вам не нужны, они помогут совместить слои относительно друг друга.
После того, как вы спроектируете схему, распечатайте ее на глянцевой бумаге. Не забудьте выставить на максимум плотность тонера и разрешение в настройках принтера.
Для верхнего слоя напечатайте схему в зеркальном формате. Не забудьте контуры, межслойные соединения и контактные площадки. В Eagle я добавил слой, отражающий границы печатной платы, чтобы удобно было вырезать ее.
Когда начнете распечатывать схему нижнего слоя, убедитесь, что не выбран зеркальный формат. В противном случае, вам придется переводить рисунок через слой бумаги, а это может быть затруднительно. Для нижнего слоя напечатайте контуры, границы и межслойные соединения. Контактные площадки добавлять не обязательно.
Шаг 2: Делаем основу
Сначала нужно приготовить ламинат. Вырежьте распечатанную схему по линиям границы, маркером обведите вырезанную фигуру на ламинате. Вырезать заготовку платы из листа ламината можно ножовкой или очень острыми ножницами. После того, как заготовка будет вырезана, аккуратно очистите ее от пыли и обезжирьте. Я использовал губку для мытья посуды и бензин-растворитель, но растворитель можно взять любой. Обязательно наденьте перчатки.
Шаг 3: Делаем верхний слой
Теперь нужно перевести распечатанную схему на ламинат. Очень аккуратно наложите распечатку схемы на вырезанную заготовку. Не трогайте поверхность ламината пальцами, так как кожный жир не даст тонеру нормально лечь на ламинат.
Включите утюг на максимальный температурный режим, отключите подачу пара. Прижмите распечатку к ламинату утюгом и держите прижатым в течение пяти минут. Разглаживайте бумагу утюгом, особенно по краям, чтобы тонер перевелся на ламинат полностью. Под конец вы должны видеть разводку платы сквозь бумагу. Это значит, что тонер расплавился и бумагу можно убирать.
Дайте плате остыть, около минуты, и опустите в теплую воду. Вода не должна быть ни холодной, ни горячей, около 40-50°С. Оставьте плату в воде пока не увидите, что бумага начала отставать по краям. Аккуратно снимите бумагу с платы. Если бумага плохо отходит, дайте ей еще побыть в воде.
Шаг 4: Выверяем схему нижнего слоя
После того, как верхний слой перенесен на ламинат, нужно заняться нижним слоем. Сначала просверлите монтажные отверстия по углам верхнего слоя, они помогут выровнять слои платы относительно друг друга. Если монтажные отверстия не предусмотрены схемой, выравнивайте слои придется по межслойным соединениям. Не обязательно просверливать каждую, достаточно будет просверлить те, что расположены дальше всего друг от друга (и ближе к углам платы).
По этим отверстиям вы будете выравнивать слои. Во время сверления отверстий могут отслаиваться фрагменты тонера, в этом нет ничего страшного. Пробелы в нанесенной схеме можно исправить маркером для печатных плат.
После того, как вы просверлите отверстия, очистите нижнюю поверхность платы от загрязнений и обезжирьте ее. Возьмите лист с распечатанной схемой нижнего слоя и приложите к плате. Булавками сделайте проколы в местах отверстий верхнего слоя.
Таким образом вы выровняли слои относительно друг друга. Головки булавок не позволят использовать утюг, поэтому для скрепления бумаги с платой я взял изоленту (более термостойкую, чем обычная изолента). Будьте осторожны, изолента не должна попасть на контуры верхнего слоя. Очень хорош для скрепления бумаги с платой каптоновый скотч, он не плавится и не оставляет следов клея на плате, в отличии от обычной изоленты.
Шаг 5: Делаем нижний слой платы
Теперь можно перевести схему нижнего слоя на ламинат. Переводим так же, как и верхний слой. Я лишь добавил еще один лист бумаги под подошву утюга, чтобы если скотч расплавится, он не приклеился к утюгу.
После того, как вы уберете с платы бумагу, уберите все следы клея от скотча. Я не убрал, и на фото видны остатки меди там, где остались следы клея.
Если нужно, маркером для плат исправьте пробелы в схеме, потом такой возможности уже не будет.
Шаг 6: Травление платы
Теперь начинаем травление. Я использовал натрия персульфат. Для получения раствора разведите примерно 100 г персульфата в 500 мл воды. Вода для раствора должна быть примерно 50°С, травление проходит при температуре 40-50°С.
Чтобы иметь возможность контролировать температуру, поместите емкость с раствором в другую емкость, большего размера. Так вы сможете поддерживать температуру, подливая кипятка в остывающую воду. При таком способе поддержания температуры вам не придется добавлять персульфат натрия, чтобы не менялась концентрация раствора.
Чтобы процесс травления шел быстрее, помешивайте раствор.
Когда слой меди полностью сойдет с ламината, уберите тонер губкой. Можно воспользоваться тем же растворителем, которым вы обезжиривали ламинат.
Шаг 7: Пайка межслойных соединений
Межслойные соединения не покрыты металлом, поэтому нужно так, чтобы оны проводили ток. Для этого я использовал кусочки ножек резисторов, но можно взять любой проводящий материал, например, провода-перемычки. Запаяйте проводник с двух сторон и отрежьте лишнее.
Шаг 8: Завершение работы
Просверлите оставшиеся отверстия, спаяйте и соедините другие радиокомпоненты, чтобы завершить сборку вашей схемы.
Вот и все, теперь вы знаете как изготовить печатную плату в домашних условиях!
Игорь Самоделов
Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.
Изготовление печатной платы в домашних условиях (в картинках)
Занимаясь радиолюбительством в течение многих лет я изготавливал печатные платы разными способами. Рисовал лаком (помните те времена), резаком (простенькие платы) и т.д. В последнее время пользуется популярностью метод «Лазерного принтера и утюга» для переноса рисунка на фольгированый стеклотекстолит. По разным рекомендациям и статьям в Интернете я испытал практически все материалы, что рекомендовалось. Тонкая лощеная бумага от журналов, фотобумага, факсовая бумага, подложки от самоклеющейся пленки и даже бумагу для термопереноса на ткань. Вру, пищевую аллюминевую фольгу не испытывал. Ни один способ не удовлетворял меня по причине, что результат был не стабильный (могло получиться с первого раза могло только с третьего-пятого). Лучшие результаты были получены на фотобумаге. Хуже на факсовой и на листах от журналов, да еще к тому же после «прокатки» утюгом ее приходилось отмачивать. Сильно это не напрягает по времени, но все же (10 мин в среднем). На бумаге для термо переноса на ткань получалось хорошо, но для снятия подложки требуется изопропиловый спирт, также очень точно надо было выставлять температуру утюга. Чуть ошибка — все брак. На подложках от самоклеющейся пленки тонер при печати отваливался от лощеной поверхности (не знаю какой гадостью они покрыты) Все со вступлением покончено — приступаем. Прим: Все, что я буду описывать дальше может и было где то описано раньше, но я не видел. Как ни странно, но вернемся к подложкам от самоклеющейся пленки (самоклеющиеся обои). В основном технология во многом идентична ранее описанному в разных источниках. Все дело в материале Что нам потребуется:
1. Фольгированный текстолит (одно-двух сторонний, кому как надо)
2. Лазерный принтер (у меня дома HP1020)
3. Утюг — любой
4. Силит-Бэнкс — для очистки поверхности платы
5. Хлорное железо для травления платы (с другими составами не проверял типа «медный купорос-соль» и т.д.)
6. Тонкие сверла для сверления (это понятно)
7. САМОКЛЕЮЩЕЯСЯ ПЛЕНКА Вот на пункте 7 остановимся подробней.
Идем на базар или в магазин, где продают обои и ищем дешевую китайскую пленку. Если посмотреть на подложку на которой лежит пленка можно увидеть сетчатый рисунок с буковками рисунками и циферками (у каждой марки по-разному). Так вот, нас интересует пленка, на подложке которой крупные цифры 333. НАС ИНТЕРИСУЕТ ОНА И ТОЛЬКО ОНА. У нас рулон 10 метров шириной 50 см. стоит 100 рублей. Бывают также 777, 555, 556 и т.д. но оно нам не надо.
Вот снимок подложки
Дальше почти как всегда. Вырезаем (кому как удобней и чем удобней) кусок текстолита нужных размеров с запасом 1 см. с каждого края. На этих местах можно просверлить потом отверстия для совмещения двух слоев (если вы делаете двухстороннюю плату) Очищаем плату от загрязнений. Я не тру «шкуркой нулевкой», а использую Силит-Бэнкс (см. рекламу по телику). Наливаем немного Силита на поверхность платы и ждем. Если поверхность не очень грязная и не сильно окислилась, то хватает 1 мин. Плата на глазах становиться чистенькой и розовой. Если она у вас очень грязная, то ждем подольше или повторяем процедуру несколько раз. Промываем плату водой и несем сушить, За поверхность плату, куда будем переводить рисунок пальцами не брать, но если взялись, то страшного ничего нет, просто перед переносом протрите тампоном, смоченным в ацетоне
Для очистки хорош также «Комет» (см. рекламу по телику), но в порошке. Вот подготовленная плата
Пока плата сушится, печатаем рисунок. Я рисую и печатаю на программе SprintLayout 4.0. У каждого свои предпочтения. Используйте то что больше нравится. Вырезаем кусок пленки (саму пленку пока не отрываем) нужных размеров. Так как после отслаивания пленки подложка очень тонкая, принтер будет ее жевать. Поверьте мне — будет. Поэтому наклеиваем ее на лист обычной офисной бумаге. Приклеить надо так, чтоб после снятия пленки на верху осталось лощеная поверхность подложки Я использую несколько капель клея «Момент» в углах подложки и по центру длинных сторон.
Все у нас все готово для печати. Отдираем пленку.
Вставляем «бутерброт» в принтер и печатаем. В установках принтера не забываем выставить максимум тонера. Вы понимаете о чем я.
Отпечатали? Смотрим как у нас там с рисунком. Именно на этом типе пленке, вернее подложке 333 у меня и перестал отваливаться тонер, на других сыпался — мама дорогая.
Включаем утюг ( если еще не включили раньше) Температуру можно проверить так. Печатаем на обыкновенной бумаге, кладем тонером вверх на перевернутый утюг и смотрим. Тонер заблестел — все нормально, температуры хватает для расплавления.
Я вообще никак не настраивал, просто поставил на максимум и все.
На стол кладем фанеру (10мм) потом книжку не нужную или журнал из газетной бумаги, (помните, были такие) на книжку плату фольгой вверх
Из бинта или тонкой чистой тряпки делаем тампон. На снимке справа видно.
Подложку с рисунком НЕ КЛАДЕМ — во как.
Накрываем это листом офисной бумаги А4 и кладем утюг. Если плата больше чем поверхность подошвы утюга, то проглаживаем плату Достаточно 30-40 сек, чтоб плата разогрелась
Далее снимаем лист офисной бумаги и кладем наконец подложку рисунком к фольге платы, Разлаживаем тампоном из тряпки Подложка прилипнет к плате тут же (если температура была достаточной, см. выше)
Снова накрываем это листом офисной бумаги А4 и кладем утюг и начинаем гладить. Давить практически не надо, мы просто повторно подогреваем плату ( она уже успела немного остыть). Тут уже и 15-20 сек достаточно, хотя я и больше держал Снимаем лист офисной бумаги. Быстренько 20-30 сек разлаживаем тампоном из тряпки всю поверхность, особенно по краям платы. Растираем как вдоль, так и поперек — дорожки же у нас не в одном направлении нарисованы. Вот тут надо немного надавливать, как бы растирая по поверхности.
Примечание: кто боится за свои пальцы, могут надеть перчатки их ХБ ткани — плата то горячая.
Все, ждем пока плата остынет, чтоб ее спокойно можно было взять в руки.
Хватаем за кончик подложки и легонько отдираем ее от платы. Она практически отходит сама.
И вот он рисунок переведен
Смотрим, что все замечательно — радуемся! Повторил лично сам раз 20, и ни разу ничего не отвалилось. 100% результат перевода. (ладно уговорили 99%)
Дорожки 0.2 у меня получились влет.
Вот готовая плата без сверления — ночь уже иду спать. Завтра просверлим
Прошу прощение за последний снимок, фотик не мой и блестящие поверхности снимает видите как. Поверьте там все ОК.
Дальше все как обычно.
Травим. Сверлим. Лудим. Обрезаем до нужных размеров. Паяем
Если все подготовлено (рисунок печатной платы, все материалы) весь процесс у меня занимает минут 20-25 вместе с травлением платы Источник: www.radiokot.ru
Дойников А. 
Опубликована: 2006 г. 
0 
0
Вознаградить Я собрал 0 0
Оценить статью
- Техническая грамотность
