Процесс изготовления печатной платы по лут технологии. Секреты изготовления печатных плат лутом. Подготовка фольгированного текстолита

ФЛУТ - модифицированый вариант ЛУТа

Итак мы определились, что будем собирать и прежде чем начинать паять нам нужно то на чём мы собственно будем паять - печатная плата.

Безусловно наиболее популярным методом изготовления печатных плат в домашних условиях является ЛУТ - так называемая Лазерно-Утюжная Технология.

Суть технологии проста - печатаем на некий носитель изображение дорожек на лазерном принтере, воспользовавшись замечательным свойством тонера (это такой порошок которым заправляются картриджи лазерных принтеров) расплавляться и прилипать к ровным поверхностям разогреваем полученное изображение с помощью утюга и переводим изображение на подготовленный кусок стеклотекстолита. Потом бросаем текстолит с изображением в раствор хлорного железа и ждём когда медь непокрытая тонером вытравится (растворится). В итоге получаем печатную плату с дорожками из меди. В общем классический ЛУТ описан во всём своём многообразии на многих радиолюбительских форумах и сайтах.

Так называемый «модифицированный» ЛУТ по сути мало чем отличается от обычного, ключевой момент здесь это метод перевода изображения на текстолит. При классическом способе изображение печатается на бумаге или специальной плёнке для печати на лазерном принтере, в модифицированном варианте мы будем использовать обычную пищевую фольгу . Я пользовался обоими методами - и для меня преимущества модифицированного ЛУТа очевидны - он гораздо проще, эффективнее и быстрее. В любом случае принципы изготовления остаются теми же, так что по ходу повествования всё станет ясно.

Итак что нам необходимо

листы обычной офисной бумаги, пищевая фольга (обычная не очень толстая)
обычные ножницы, немного клея (ПВА или что-то подобное)
утюг (лучше наверное старый б/у, но я пользуюсь обычным который применяется в быту:) - если всё делать аккуратно - ничего страшного с ним не произойдет)
лазерный принтер (тоже желательно убитый, попроще, поскольку всё таки небольшой риск испортить картридж поцарапав фотовал присутствует)
естественно компьютер и файл с изображением печатной платы в масштабе 1:1
стеклотекстолит (в нашем случае односторонний, то есть покрытый слоем меди с одной стороны) - кусок подходящего размера
ножницы по металлу или ножовка по металлу - в общем что-либо пригодное для резки стеклотекстолита
небольшая пластиковая(!) ванночка для травления (очень хорошо подходят для этих целей упаковки из под пирожных и других сладостей)
хлорное железо (продаётся любом магазине, торгующим радиопринадлежностями)
толстая книга (по ходу поймёте, зачем)
наждачная бумага («нулёвка» или любая мелкозернистая)

Готовим изображение для перевода на текстолит. Берём лист бумаги и рулон пищевой фольги. Фольга должна быть достаточно тонкой, ровной (не мятой) в идеале купить себе для экспериментов новый рулон а не таскать обрывки с кухни.

Отрезаем кусок фольги такой же по ширине как и используемая бумага.

Берём клей (я использую ПВА) и промазываем фольгу по периметру, не очень густо но достаточно для того чтобы фольга прихватилась по периметру когда вы будете наклеивать фольгу на лист бумаги. Клеим. Получаем лист бумаги с наклеенной поверх фольгой. Фольга должна быть приклеена только по периметру, по краям!

Далее берём файл с изображением печатки, отрываем в подходящем редакторе. Если это pdf - то открываем в Adobe Reader (Adobe Acrobat), Adobe Illustrator или в фотошопе - в общем что кому больше нравится.
Позволю себе небольшую ремарку - свободно обращаться с компьютером и графическими пакетами самодельщику очень полезно - и при подготовке печаток и при работе над корпусами для своих творений, тем более что всё это очень несложно.
Если печатка разведена в специальной программе (типа P-Cad или SprintLayout) - то соответственно открываем в этой программе.
Небольшая ремарка относительно печаток в pdf - при печати всегда сбрасываем галочку fit to page или подобную - то есть печатаем с оригинальными размерами, без масштабирования . Обращаем внимание на то как подготовлено изображение - иногда при печати необходимо получить зеркальное изображение.
В нормально подготовленных проектах можно ориентироваться по надписям на плате (они должны быть напечатаны зеркально). К счастью в большинстве случаев никаких манипуляций с изображением при печати производить не требуется - рисунок готов для перевода, надписи на рисунке зеркальны (буржуи иногда дополнительно пишут - «ready fo transfer»).
Берём наш подготовленный лист, оклееный фольгой, и печатаем на нём изображение платы. Стараемся чтобы изображение было напечатано так, чтобы не залезать на края - туда где фольга приклеена к бумаге.

Теоретически, если мы плохо проклеили фольгу и наш бутерброд из фольги и бумаги принтер зажевал - есть вероятность того что вы поцарапаете фотовал картриджа. Но, честно говоря вероятность, эта не велика. Тем не менее - я вас предупредил.

Теперь готовим стеклотекстолит

Отрезаем необходимый нам кусок текстолита. Я пользуюсь хорошими ножницами по металлу, можно резать ножовкой по металлу или чем вам удобнее. Шкурим то что отрезали наждачкой. Не переусердствуйте - слой меди достаточно тонкий, нам нужно немного зашкурить самый верхний слой. Как правило слой уже после небольшой обработки начинает блестеть.

После того как мы зашкурили текстолит его нужно обезжирить. Обезжириваем просто - моем плату в ванной с мылом. Хорошо промываем. Аккуратно берём текстолит за края чтобы не заляпать пальцами медную поверхность, вытираем мягкой тканью (старое полотенце подходит для этого лучше всего).:) Теперь у нас почти всё готово для перевода изображения.

Теперь нам надо обрезать подготовленное изображение - обрезаем по краям, оставляя с одной или с двух сторон полосы для того чтобы мы могли обернуть текстолит и закрепить фольгу.

Поскольку фольга у нас была приклеена к бумаге только по краям, после того как мы обрезали изображение - мы получили кусок фольги с напечатанным на ней изображением. Все эти манипуляции можно было бы и не делать, но печатать сразу на фольге у вас вряд ли получится.
Промазываем край клеем.

Подкладываем край под текстолитовую заготовку.

Сгибаем фольгу, накладываем изображение на медную поверхность. Немного проглаживаем место сгиба.

После этого берём лист обычной бумаги, сгибаем пополам, вкладываем в него наш кусок текстолита обёрнутый фольгой с изображением.

Греем утюг

После того как утюг хорошо прогреется (ставьте максимальную температуру) аккуратно начинаем проглаживать бутерброд из текстолита с фольгой через бумагу. Потом прижимаем утюг к заготовке и греем в течение 20-30 секунд. Важно не перегреть заготовку (иначе тонер «поплывёт» - дорожки получатся нечёткими, расплывутся. В итоге сильного перегрева тонер не приклеится к медному покрытию, станет хрупким, будет сыпаться. При этом важно и не недогреть тонер.
После того как мы прогрели заготовку её необходимо положить под пресс. Для этого берём подготовленную нами книгу (желательно потолще и потяжелее) и быстро пока заготовка не остыла вкладываем её в книгу, закрываем и встаём на книгу.:) Ждём около трёх минут. Вынимаем.

Аккуратно разворачиваем лист бумаги, извлекаем текстолит с приклеившейся фольгой. Если присмотреться - сквозь фольгу видны дорожки. Уже на этом этапе можно увидеть насколько хорошо изображение приклеилось к меди.

Теперь мы готовы к травлению

В принципе есть масса способов травления (от травления в слабых растворах типа Крот до экстремальных - травление в соляной кислоте) но лучше пользоваться общепризнанным средством - хлорным железом. Берём хлорное железо. Растворяем в небольшом количестве тёплой или горячей воды. Помещаем нашу заготовку в ванночку (аккуратнее с горячей водой - тонкий пластик не выдерживает температуры кипятка!).

Заливаем раствор хлорного железа. Сначала стравливается алюминиевая фольга.

Начинается бурный процесс. Алюминий во время реакции с хлорным железом выделяет много тепла, процесс протекает бурно и быстро с выделением паров (вполне вероятно небезопасных для здоровья - будьте аккуратнее).

Алюминий стравливается быстро обнажая отпечатавшийся рисунок. Стравленная фольга оседает бурыми хлопьями. Именно по той причине что после травления фольги раствор хлорного железа теряет свою эффективность, я храню отдельную ёмкость со старой «хлоркой» специально для того чтобы применять его для стравливания фольги.

Как видно рисунок при этом хорошо отпечатался.

Слегка покачивая ванночку смываем хлопья. Осматриваем рисунок. На этой стадии если что-то пошло не так (какие-то дорожки не отпечатались) можно подсушить плату и дорисовать рисунок маркером или краской.

У меня получилось не так всё гладко - заготовку я перегрел и некоторые дорожки «поплыли».

После того как мы осмотрели насколько хорошо отпечатался наш рисунок можно продолжить травление. Кладём заготовку в раствор хлорного железа. Травится плата быстрее если раствор подогревается и перемешивается. По поводу подогрева - кто-то греет лампами дневного света, кто-то изначально старается растворять хлорку горячей водой - в общем здесь поле для экспериментов достаточно широкое. Перемешивать раствор так же можно по разному - небольшие платы можно поместить в стеклянную банку, залить «хлоркой» и методично встряхивать, некоторые травят платы заливая раствор в плотный полиэтиленовый пакет (естественно не дырявый) - в этом случае осторожнее с острыми углами - стеклотекстолит легко пакет может порвать. Я травлю в пластиковой ванночке (см. фото) - перемешивая раствор покачивая ванночку так чтобы раствор омывал плату. Есть специальные приспособления для травления печатных плат - если у вас есть лишние деньги и желание травить долго и помногу - думаю приобретение такой штуки будет ценным приобретением.

Вот вид платы почти вытравленной:

Дефектоскопия

Итак плата вытравлена практически полностью. Вынимаем плату, смываем с неё остатки раствора хлорки.

Однако рисунок отпечатался не так хорошо как нам показалось вначале - кое где есть места где медь не вытравилась. В этом случае можно оставить плату травиться дальше, но я решил оставить этот дефект как пример - чуть позже мы решим эту проблему - отрежем лишнее скальпелем. Скальпелем правда чаще приходится работать в тех случаях когда печатка разведена очень плотно - дорожки и монтажные пятачки расположены очень близко и при переводе изображения если мы перегреваем тонер дорожки могут «расползтись» и слиться с соседними элементами.

А вот здесь пример другой типичной ситуации - разрыв дорожки. Лечить будем с помощью паяльника, припоя и отрезков выводов радиоэлементов или кусочков тонкой проволоки.

Отложим устранение недостатков на потом и очистим дорожки от тонера. Берём небольшой кусок ткани смачиваем в ацетоне и протираем дорожки.

После того как мы смыли ацетон ещё раз промываем плату чтобы смыть остатки ацетона, раствора хлорного железа. Я обычно хорошо промываю плату с мылом «в большом количестве воды».

После того как мы промыли плату - вытираем её насухо (влага естественно вызывает коррозию и для нашей платы вредна). Обычно я ещё раз немного прохожусь по дорожкам нулёвкой, доводя дорожки до блеска.
Теперь можно внимательно осмотреть плату на предмет изъянов - на плате не должно быть разрывов дорожек и соединений там где их не предусмотрено. Удобно смотреть на дорожки немного под углом, чтобы они немного отсвечивали - так хорошо видна их поверхность и все недостатки. На нашей плате было два очевидных недостатка - один - не протравленные участки - мы срезаем скальпелем. Другой - разрыв дорожки - запаиваем припоем - просто нужно взять на жало паяльника припоя больше чем обычно (чтобы образовалась небольшая капля) и пропаять место разрыва так чтобы образовалась спайка.

Полуда и сверление

После травления многие дополнительно лудят всю плату полностью, я как правило так не поступаю - просто достаточно внимательно осмотреть плату на наличие дефектов сверяясь в рисунком платы который мы печатали. Подойти к этому стоит максимально ответственно - не обнаруженный брак платы приведёт к тому что весть проект будет нерабочим или заработает но не так как должен. Я думаю это очевидно.
Нам осталось только высверлить отверстия на плате и приступить к пайке.

Поскольку я одновременно травил несколько плат и одновременно пытался запечатлеть этот процесс - у меня получилась не очень качественная плата. Правда это оказалось удачным моментов для демонстрации возможных проблем, которые могут у вас возникнуть во время изготовления печатных плат. Уверен что у вас всё получится гораздо лучше.

Ссылки

© 2008 Игорь Котов. Статья порезана и перелопачена. Ошибки исправлены. Верстка и оптимизация фото для вэб.
.

Читательское голосование

Статью одобрили 57 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Когда в распоряжении есть лазерный принтер, радиолюбителями применяется технология изготовления печатных плат, которая называется ЛУТ. Однако такой прибор имеется далеко не в каждом доме, поскольку даже в наше время стоит он достаточно дорого. Еще есть технология изготовления с применением фоторезистивной пленки. Однако для работы с ней тоже нужен принтер, но уже струйный. Уже проще, но сама пленка стоит достаточно дорого, а начинающему радиолюбителю на первых порах лучше потратить имеющиеся средства на хорошую паяльную станцию и прочие принадлежности.
Можно ли изготовить печатную плату приемлемого качества в домашних условиях, не имея принтера? Да. Можно. Причем, если все сделать, как описано в материале, понадобится совсем немного денег и времени, а качество будет на очень высоком уровне. Во всяком случае электрический ток «побежит» по таким дорожкам с большим удовольствием.

Перечень необходимых инструментов и расходников

Начать стоит с подготовки инструментов, приспособлений и расходных материалов, без которых просто нельзя обойтись. Для реализации самого бюджетного способа изготовления печатных плат в домашних условиях понадобится следующее:

1. Программное обеспечение для разработки рисунка.
2. Прозрачная полиэтиленовая пленка.
3. Узкий скотч.
4. Маркер.
5. Фольгированный стеклотекстолит.
6. Наждачная бумага.
7. Спирт.
8. Ненужная зубная щетка.
9. Инструмент для сверления отверстий диаметром от 0,7 до 1,2 мм.
10. Хлорное железо.
11. Пластиковая емкость для травления.
12. Кисточка для рисования красками.
13. Паяльник.
14. Припой.
15. Жидкий флюс.

Пройдемся кратенько по каждому пункту, так как есть некоторые нюансы, дойти до которых возможно только опытным путем.
Программ для разработки печатных плат существует сегодня огромное количество, но для начинающего радиолюбителя самым простым вариантом будет Sprint Layout. Несложно освоить интерфейс, пользоваться можно бесплатно, присутствует огромная библиотека, включающая распространенные радиокомпоненты.
Полиэтилен нужен для переноса рисунка с монитора. Лучше взять пленку пожестче, например, от старых обложек для школьных книг. Для ее крепления к монитору подойдет любой скотч. Лучше взять узкий – проще будет отклеивать (монитору эта процедура не вредит).
На маркерах стоит остановиться более подробно, так как это больная тема. Для переноса рисунка на полиэтилен, в принципе, подойдет любой вариант. А вот для рисования по фольгированному стеклотекстолиту нужен специальный маркер. Но тут есть маленькая хитрость, как сэкономить, и не покупать достаточно дорогие «специальные» маркеры для рисования печатных плат. Дело в том, что эти изделия по своим свойствам абсолютно ни чем не отличаются от обычных перманентных маркеров, которые продаются в 5-6 раз дешевле в любом канцелярском магазине. Но маркер должен обязательно иметь надпись «Permanent». Иначе ничего не получится.

Фольгированный стеклотекстолит можно брать любой. Лучше, если он будет потолще. Начинающим с таким материалом работать куда проще. Для его очистки понадобится наждачная бумага зернистостью около 1000 единиц, а также спирт (есть в любой аптеке). Последний расходник можно заменить жидкостью для сведения лака для ногтей, которая есть в любом доме, где живет женщина. Однако это средство довольно противно пахнет и долго выветривается.
Для сверления платы лучше иметь специальную мини-дрель или гравер. Однако можно пойти и более дешевым путем. Достаточно купить цанговый или кулачковый патрон под маленькие сверла и приспособить его к обычной бытовой дрели.
Хлорное железо можно заменить другими химическими средствами, включая те, которые уже наверняка есть в вашем доме. Например, подойдет раствор лимонной кислоты в перекиси водорода. Информацию о том, как готовятся альтернативные хлорному железу составы для травления плат, без проблем можно найти в Сети. Единственное, на что стоит обратить внимание, это на емкость для такой химии – она должна быть пластиковой, акриловой, стеклянной, но никак не металлической.
Про паяльник, припой и жидкий флюс подробнее говорить не стоит. Если радиолюбитель дошел до вопроса изготовления печатной платы, то с этими вещами он уже наверняка знаком.

Разработка и перенос рисунка платы на шаблон

Когда все вышеперечисленные инструменты, приспособления и расходные материалы подготовлены, можно браться за разработку платы. Если изготавливаемое устройство не уникальное, то гораздо проще будет скачать его проект из Сети. Подойдет даже обычный рисунок в формате JPEG.

Хотите пойти более сложным путем – рисуйте плату самостоятельно. Этот вариант часто бывает неизбежным, например, в ситуациях, когда у вас нет в наличии точно таких же радиодеталей, которые нужны для сборки оригинальной платы. Соответственно, заменяя компоненты аналогами, под них приходится выделять место на стеклотекстолите, подгонять отверстия и дорожки. Если проект уникальный, то плату придется разрабатывать с нуля. Для этого и нужно вышеупомянутое программное обеспечение.
Когда макет платы готов, его остается только перенести на прозрачный шаблон. Полиэтилен фиксируется прямо на мониторе при помощи скотча. Далее просто переводим имеющийся рисунок – дорожки, контактные пятачки и так далее. Для этих целей лучше всего использовать все тот же перманентный маркер. Он не стирается, не размазывается, и его хорошо видно.

Подготовка фольгированного стеклотекстолита

Следующим этапом идет подготовка стеклотекстолита. Для начала нужно отрезать его по размерам будущей платы. Делать это лучше с небольшим запасом. Для раскройки фольгированного стеклотекстолита можно использовать одни из нескольких способов.
Во-первых, материал отлично режется при помощи ножовки по металлу. Во-вторых, если у вас есть гравер с отрезными кругами, то удобно будет использовать его. В-третьих, стеклотекстолит можно отрезать по размеру канцелярским ножом. Принцип раскройки такой же, как и при работе со стеклорезом – в несколько проходов наносится линия отреза, затем материал просто отламывается.

Теперь обязательно нужно очистить медный слой стеклотекстолита от защитного покрытия и окисла. Лучшего способа, чем обработка наждачной бумагой, для решения этой задачи нет. Зернистость берется от 1000 до 1500 единиц. Цель – получить чистую блестящую поверхность. До зеркального блеска зачищать медный слой не стоит, так как мелкие царапины от наждачной бумаги увеличивают адгезию поверхности, что понадобится дальше.
В завершение остается только очистить фольгу от пыли и следов ваших пальцев. Для этого используется спирт или ацетон (жидкость для снятия лака). После обработки к медной поверхности руками не прикасаемся. Для последующих манипуляций захватываем стеклотекстолит за грани.

Совмещение шаблона и стеклотекстолита

Теперь нашей задачей является совмещения полученного на полиэтилене рисунка с подготовленным стеклотекстолитом. Для этого пленка накладывается на нужное место и позиционируется. Остатки заворачиваются на обратную сторону и крепятся при помощи все того же скотча.

Сверление отверстий

Перед сверлением рекомендуется каким-либо способом закрепить стеклотекстолит с шаблоном на поверхности. Это позволит добиться большей точности, а также исключит внезапное проворачивание материала во время прохода сверла насквозь. Если у вас есть сверлильный станок для такой работы, то описанная проблема вообще не возникнет.

Сверлить отверстия в стеклотекстолите можно на любой скорости. Кто-то работает на малых оборотах, кто-то на больших. Опыт показывает, что сами сверла служат намного дольше, если их эксплуатировать на низких скоростях. Так их сложнее сломать, погнуть и повредить заточку.
Отверстия сверлятся прямо через полиэтилен. Ориентирами будут служить будущие контактные пятачки, нарисованные на шаблоне. Если того требует проект, то своевременно меняем сверла под нужный диаметр.

Рисование дорожек

Далее шаблон снимается, но не выбрасывается. К медному покрытию по-прежнему стараемся не прикасаться руками. Для рисования дорожек используем маркер, обязательно перманентный. Его хорошо видно по следу, который он оставляет. Рисовать лучше за один проход, так как после застывания лака, который есть в составе перманентного маркера, правки делать будет весьма затруднительно.

В качестве ориентира используем все тот же шаблон из полиэтилена. Можно рисовать также перед компьютером, сверяясь с оригинальным макетом, где есть маркировка и прочие пометки. Если есть возможность, то лучше использовать несколько маркеров с наконечниками разной толщины. Это позволит более качественно прорисовать и тонкие дорожки, и обширные полигоны.

После нанесения рисунка обязательно ждем некоторое время, необходимое для окончательного отвердевания лака. Можно даже подсушить феном. От этого будет зависеть качество будущих дорожек.

Травление и очистка дорожек от маркера

Теперь самое интересное – травление платы. Тут есть несколько нюансов, о которых мало кто упоминает, но они существенно влияют на качество результата. В первую очередь готовим раствор хлорного железа согласно рекомендациям на упаковке. Обычно порошок разбавляется водой в соотношении 1:3. И тут первый совет. Сделайте раствор более насыщенным. Это поможет ускорить процесс, и нарисованные дорожки не отвалятся прежде, чем вытравится все необходимое.

Сразу же совет второй. Ванночку с раствором рекомендуется погрузить в горячую воду. Можно нагреть ее в металлической посуде. Повышение температуры, как известно еще со школьной программы, значительно ускоряет химическую реакцию, которой травление нашей платы и является. Сокращение времени процедуры нам на руку. Нанесенные маркером дорожки достаточно нестабильны, и чем меньше они будут киснуть в жидкости, тем лучше. Если при комнатной температуре плата в хлорном железе травится около часа, то в теплой воде этот процесс сокращается до 10 минут.
В завершение еще один совет. В процессе травления, хоть он и так ускорен за счет подогрева, рекомендуется постоянно двигать плату, а также счищать продукты реакции щеточкой для рисования. Совмещая все вышеописанные манипуляции вполне возможно вытравить лишнюю медь всего за 5-7 минут, что является просто отличным результатом для этой технологии.

В конце процедуры плату нужно тщательно промыть под проточной водой. Затем просушиваем ее. Остается только смыть следы от маркера, все еще закрывающие наши дорожки и пятачки. Делается это все тем же спиртом или ацетоном.

Лужение печатных плат

Перед лужением еще раз обязательно проходимся по медному слою наждачной бумагой. Но теперь делаем это предельно осторожно, чтобы не повредить дорожки. Самый простой и доступный способ лужения – традиционный, с помощью паяльника, флюса и припоя. Можно также использовать сплавы Розе или Вуда. Также существует на рынке так называемое жидкое олово, которое значительно может упростить задачу.
Но все эти новые технологии требуют дополнительных затрат и некоторого опыта, потому для первого раза подойдет и классический метод лужения. На очищенные дорожки наносится жидкий флюс. Далее набирается припой на жало паяльника и распределяется по оставшейся после травления меди. Здесь важно прогреть дорожки, иначе припой может не «приклеиться».

Если у вас все же есть сплавы Розе или Вуда, то их можно использовать и не по технологии. Они просто замечательно плавятся паяльником, легко распределяются по дорожкам, не сбиваются в комки, что для начинающего радиолюбителя будет только плюсом.

Заключение

Как видно из вышеописанного, бюджетная технология изготовления печатных плат в домашних условиях действительно доступная и недорогая. Не нужен ни принтер, ни утюг, ни дорогущая фоторезистивная пленка. Используя все вышеописанные советы вы легко сможете изготавливать простейшие электронные , не вкладывая в это больших денег, что очень важно на первых этапах занятия радиолюбительством.

Суть изготовления печатных плат лазерно-утюжным методом (ЛУт) заключается в термическом переносе отпечатанной на лазерном принтере печатной платы на фольгированный текстолит с последующим травлением в хлорном железе.

Разработка печатной платы в программе Sprint-Layout v. 5.0

В случае изготовления двухсторонней платы, перед печатью на бумаге слои необходимо разделить. Делается это путем дублирования платы, отражения ее по вертикали/горизонтали и удаления ненужных дорожек на каждом слое. При копировании расстояние между платами должно составлять сантиметра полтора. В итоге получаем:

Подготовка двухсторонней печатной платы к печати в программе Sprint-Layout v. 5.0

Выбираю «Файл-Печать». В появившемся окне выполняю следующие настройки:

Настраиваю цвета дорожек (для слоя M1 и M2 устанавливаю «черный»).

Скрываю ненужные слои (K1, K2).

Настраиваю количество копий на листе (кнопка «Копии…»).

Настраиваю вид печати «Нормальный» (не «Зеркальный»).

Печать платы в программе Sprint-Layout v. 5.0

Бумагу – в принтер. Печатаю.

Несколько слов о бумаге. Я, например, беру фирменные бланки. Некоторые используют фотобумагу для печати на струйных принтерах, другие – страницы из «глянцевых» журналов. Тут тебе придется поэкспериментировать и выбрать для себя подходящий вариант.

Если возникают проблемы при печати, например, некоторые принтеры категорически не переваривают «лащенку», или при печати на «тонких» листах их разрывает, то можно поэкспериментировать с типом бумаги в настройках принтера. У меня, например, нормальная печать получилась на типе бумаги «Пленка».

Вырезаю один экземпляр платы.

Вырезанный экземпляр печатной платы

Совмещаю «отверстия» «на просвет». Загибаю бумагу. Еще раз проверяю, что бы все отверстия были расположены как надо (в момент «изгиба» могло произойти смещение слоев).

Совмещение слоев платы

Склеиваю свободный край.

Изготовление конверта

Получаю нечто похожее на «конверт».

Готовый конверт

Такую технологию (изготовление «конверта») я рекомендую и при изготовлении односторонних плат - это позволит зафиксировать текстолит внутри, а для двухсторонней платы – еще и правильно удерживать слои относительно друг друга.

Покуда «конверт» сохнет межу страницами какой то книги - готовлю текстолит.

Размер текстолита +5...7 мм с каждой стороны к размеру готовой платы. Это позволит не заморачиваться с зачисткой краев текстолита (как правило, при переводе дорожек именно там возникают проблемы), а так же с точной установкой платы внутри конверта.

Зачищаю медь текстолита до отсутствия окисления и получения характерного блеска: в зависимости от состояния текстолита – сначала наждачкой покрупнее, потом – нулевкой. При изготовлении двухсторонней платы - стараюсь меньше лапать пальцами за уже зачищенный противоположный слой.

Следующий этап – обезжиривание печатной платы. Для чего я беру два кусочка фланелевой тряпки (от ваты отказался т.к. после нее остаются ворсинки) – один смочен в растворителе, второй - сухой. Обезжиривание веду тряпкой, смоченной в растворителе постепенно протирая и перемещаясь от одного края к другому (а не круговыми движениями) - это позволяет лучше смыть и меньше размазывать частички меди по поверхности платы. Что бы не оставалось пятен после растворителя, сразу же после протирки «влажной тряпкой» вытираю поверхность платы сухой.

Теперь все готово для перевода дорожек с бумаги на текстолит. Готовлю рабочее место (у меня это стул, на стуле сантиметровая кипа газет), набираю в емкость холодной воды, включаю утюг и жду прогрева (3-4 мин, температура - на максимум, температуру подбирал опытным путем).

В конверт вставляю плату. Взгляд на просвет, что бы дорожки не «свешивались» с края платы. Кладу плату на газетную стопку, и плашмя, с достаточным усилием прижимаю утюг к плате на секунд 10. Это позволяет тонеру первоначально прилипнуть к текстолиту. Затем утюг устанавливаю на «ребро» и ребром, не торопясь, с усилием, выглаживаю плату. Вся процедура занимает секунд 30-40. Если плата двухсторонняя, переворачиваю плату и опять же «ребром» выглаживаю противоположную сторону. Не давая плате остыть, бросаю ее в емкость с водой (у меня, если плата остывала «естественным» путем бывало что дорожки частично прилипали к бумаге обратно).

Плата откисает примерно минуту. За это время бумага размокает и смывается без труда. Проверяю что получилось. Если есть необходимость - видимые короткие замыкания устраняю тонким шилом. Если оттиск получился совсем уж плохенький, смываю тонер растворителем и перехожу к этапу «зачистка мелкой наждачкой».

Травлю плату в хлорном железе. Это примерно минут 20-60 в зависимости от свежести раствора и его температуры. Более агрессивная среда (соляная кислота + гидроперит) разъедает тонер. Более слабая - раствор медного купороса и соли - долго травит.

После травления платы – промывка под краном в холодной воде с хозяйственным мылом.

Тонер пока не снимаю. Проверяю плату «на свет» на предмет видимых коротких замыканий. Их наличие устраняю с помощью шила.

Подрезаю плату в размер. Сверлю отверстия. Использую сверла диаметром 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 2.5, 3.0 мм в зависимости от технологического назначения отверстия. Отверстия сверлю небольшой ручной 12-и вольтовой самодельной дрелькой.

Сверление отверстий

Из-за того что некоторые сверла уже давно б/у, при сверлении, по краю отверстия появляется «наплыв» меди. Его устраняю после сверления всех отверстий, используя «нулевочку», ей же снимаю некоторый слой тонера. Остатки тонера смываю растворителем. Последний штрих – легкая зачистка дорожек мелкой наждачкой до блеска и покрытие платы жидкой канифолью. Сушка.

Готовая печатная плата

Лужение дорожек либо не выполняю вовсе (плата покрыта канифолью и на этапе сборки и отладки девайса не успевает окислится), либо выполняю в момент пайки элементов.

После того как устройство собрано и отлажено смываю остатки канифоли растворителем и покрываю плату прозрачным лаком.

Потребность делать железо периодически возникает у многих технарей. Иногда задача позволяет нафигачить всё проводами на макетке, а иногда, к сожалению, нужно нечто посерьёзнее. Вот и меня однажды настигла потребность делать печатные платы… Лазерно-утюжная технология кустарного изготовления плат по началу сильно отталкивает своей рандомностью (на чём печатать, как греть, с какой силой давить, как отдирать, и т.д.), но друзья поделились опытом, и оказалось, что это действительно не так уж сложно. ЛУТ бесспорно дешевле любого другого варианта, и (внезапно) вполне подходит для двухслойных плат.

Кому интересно посложнее, подороже и поточнее, можно , но наша методика (основным элементом которой является особая бумага) позволяет стабильно прорабатывать шины 0.3/0.3 мм, так что в нашем сообществе бытует мнение что тян фоторезисты не нужны.

Кто не видит смысла в кустарном производстве плат, скорее всего сможет вспомнить пару случаев, когда приходилось пилить дорожки и припаивать проводки на целой партии плат. А сделав одну плату дома, можно её хорошенько отладить и приобрести уверенность в фабричных платах.

Под катом я поделюсь детерминированной методикой изготовления двухслойных печатных плат по технологии ЛУТ с различными резервными схемами на случай косяков. От идеи до включения. Будем работать с KiCad, Inkscape, наждачкой, утюгом, персульфатом аммония и гравёром.

Любое устройство начинается со схемы. Большинство ошибок платы можно устранить на этапе проектирования. А чтобы схема гарантированно соответствовала плате, нужен хороший EDA-софт. Например, KiCad.

KiCad --> Плата

Если Вы всё еще работаете с проприетарными ограниченными решениями, начните со статьи или пропустите этот раздел.

Используем недавно вышедший KiCad 5, поскольку мне глубоко симпатична эта программа, её комьюнити (включающее CERN) и идея мультиплатформенного FOSS в целом.

Итак, алгоритм с лайфхаками :

Плата --> SVG

Когда плата готова, нужно перегнать её в SVG для дальнейшей доработки. Лучше выгрузить плату из EDA без отзеркаливания, чтобы точно не запутаться и отзеркалить как надо.

А надо отзеркалить только передний слой F.Cu . Поскольку на задний слой B.Cu мы в редакторе смотрим со стороны переднего, он уже отзеркален. Для надёжности, лучше поместить хоть какой-нибудь текст на оба слоя и следить за тем чтобы этот текст не читался))

( , ) Из KiCad лучше выгружать через File | Plot , поскольку там есть возможность сделать сразу все отверстия 0.35 мм. Для ручного ЛУТа жирные дыры не нужны, лучше пусть побольше меди будет и она сверлом счистится.

Собственно:

1. Загружаем оба слоя в Inkscape.
2. Устанавливаем единицы измерения документа миллиметры, и формат листа А4 .
3. Добавляем еще больше надписей белым на областях металлизации . KiCad так не умеет, напишите в комментах если ваш EDA умеет.
4. Группируем, чтобы было только два объекта.
5. Выравниваем (Ctrl+Shift+A), расстояние между слоями (их габаритными отверстиями) должно быть не менее сантиметра.
6. Отзеркаливаем передний слой кнопочкой на верхнем тулбаре.
7. Сохраняем в SVG.

Сейчас нужно отправить SVG на принтер на обычной бумаге. И сделать с этой бумагой следующее:

1. Поприкладывать к ней компоненты и проверить футпринты (которые по-любому уже пришли из магазина: если у вас на плате больше трех-пяти компонентов, протрассировать всё за один вечер сложновато)
2. Приложить к текстолиту и накернить 4 габаритных отверстия по углам, которые мы добавляли
   • Взять керн (или гвоздь) с молотком и сделать сверхточную неглубокую вмятину, поглощающую заблудшие свёрла. Сила удара должна быть такой, чтобы не деформировать плату.
3. Просверлить 4 отверстия самым тонким сверлом (0.6-0.8) ровно под 90 градусов. Это, пожалуй, самая сложная часть, но ошибки условно допустимы; способ их последующего исправления придуман.
   • Если есть станок, Вам повезло.
   • Если есть CNC, Вам крупно повезло, фигачьте всё отверстия по DRL-файлу прямо сейчас безо всяких кернов-*ернов.

• Легко догадаться, что отверстия нужны для точного ориентирования переднего слоя относительно заднего. Если хочется проще, есть способ без отверстий: очень точно сложить бумажку с шаблоном и поместить текстолит внутрь. Как уже было сказано, небольшое отклонение не станет фатальным (если, конечно, отверстия еще не просверлены)
• Еще одной модификацией складывания :
  Свежеотпечатанные листы с верхним и нижним слоем кладем друг на друга, просвечивая лампой и совмещая. Скрепляем в нескольких местах по краям. В получившийся конверт кладем текстолит.
• поделился . Спасибо!

Такс, это раздел про SVG, а мы уже к станкам перешли… Всё, последний штрих по SVG и больше комп не понадобится:

Залейте чёрным всё вокруг , чтобы части текстолита, которые не относятся к плате не травились и не насыщали персульфат аммония медью. Да, хлорное железо тоже можно, но аммоний синенький.

SVG --> Текстолит

Также, у нас есть информация о пригожести бумаги Black Diamond . Другие марки могут обладать необходимыми свойствами, а могут нет. HP не подходит точно (плавится под утюгом), Lomond условно подходит, "но как-то средне" . Можно экспериментировать с разной глянцевой фотобумагой для струйной печати . Пишите в коменты чо как с другими бумагами)

Алгоритм:

1. Ставим утюг греться на максимальную температуру.
2. Шлифуем текстолит с обеих сторон мелкой наждачкой, сантехнической абразивной губкой ( , ), губкой для посуды или абразивным ластиком.
3. Если Ваш принтер умеет кушать форматы отличные от A4, Отрезаем от А4 полоску по размеру изображения. Бумага сверхценная: если Вам удалось её достать, надо экономить.
4. Заталкиваем в принтер узкой стороной. Проверяем, что изображение двух слоёв платы не превышает ширины отрезанной полоски по ширине и 210 по высоте.
5. Печатаем лазерником с оригинальным тонером в картридже на этой глянцевой фотобумаге для струйных принтеров.
6. Не прикасаясь к тонеру, разрезаем слои на две отдельные бумажки и дырявим габаритные отверстия на обоих слоях.
7. Вставляем прямые штырьки (например, от PLS/PLD гребёнки) в 4 габаритных отверстия.
8. Насаживаем передний слой.
9. Проглаживаем равномерно, сильно не надавливая, до пожелтения бумаги (или еще каких-либо знаков свыше, это всё-таки ЛУТ: совсем избавиться от магии, наверно, невозможно). Штырьки можно вытащить когда бумага начнет прилипать и потеряет способность смещаться.
10. Не отдирая бумагу от текстолита, повторяем последние три пункта с задним слоем.
11. Даём текстолиту остыть: можно пока поставить греться чайник и начать разбодяживать персульфат аммония.
12. С остывшего текстолита (без воды, это архиважно) аккуратненько отодрать лишнюю бумагу . Тонер должен сойти вместе с глянцевым слоем фотобумаги, так и было задумано.

В случае ошибок, можно стереть один из слоёв ацетоном, подложить уже оторванную бумажку противоположного слоя (чтобы тонер не отлип от платы и не перевёлся на доску, на которой Вы гладите) и повторить.

Текстолит --> Текстолит с дорожками

Для травления, нам понадобится пластиковый контейнер (или любая не-металлическая тара, в которую плата поместится лёжа). А также, одноразовая ложка или варибаси для помешивания платы (против пузырьков, которые мешают травиться).

Персульфат аммония рекомендуется разводить в тёплой воде 1:2. Но это довольно высокая концентрация, 1:3 или даже 1:4 хватит. В конце концов, можно еще подразмешать потом. Рекомендуемая температура разбодяживания - 40-50 градусов.

Однако, учтите, что перегревать всякого рода химикаты довольно опасно. Высокая концентрация, высокая температура и соли меди могут привести к криповому результату.

ЛУТ или лазерно-утюжная технология применяется для самостоятельного изготовления печатных плат в домашних условиях. Технология ЛУТ зародилась совсем недавно с появлением лазерных принтеров. Думаю, вам известно, что лазерные принтеры заправляются порошком – тонером.При большой температуре тонер плавиться и “оседает” на печатной поверхности.Именно этот принцип и заложен в ЛУТ. Поэтому, чтобы использовать эту технологию, нам нужен всего-навсего лазерный принтер и утюг.

Создание прототипа

Итак, приступим сразу к делу. ЛУТ я буду показывать на примере создания макетки для микросхемы QFP-32

тем самым я убью сразу двух зайцев: покажу Вам ЛУТ и создам себе макетку для этой микросхемы.

Макетная плата должна будет иметь примерно вот такой вид:

А для чего это надо? Так как между выводами этой микросхемы шаг ну очень маленький, а мы хотим ее вставить в нашу макетную плату для создания какого-либо устройства, то понятно дело, что туда мы ее никак не запихаем. Далее такую микросхему мы будем впаивать в центр вот такой самопальной макетки, припаивать в отверстия по периметру провода и джамперы и со спокойной душой уже втыкать провод на главной макетке туда, куда нам надо.

Чтобы создать сие чудо, мы должны использовать все прелести компьютера, а точнее программку для рисования печатных плат Sprint Layout 6.0 , чертим посадочное место для микросхемы и печатные дорожки. У меня получился вот такой рисуночек:

Имейте ввиду, что этот рисунок на текстолите отобразится зеркально, поэтому, если требуется, можно поставить галочку “Зеркально”. Для меня такой надобности нет, так как рисунок у меня симметричный. Перед печатью не забудьте также залезть в свойства принтера и поставить по максимуму насыщенность цвета. Чем чернее будет рисунок, тем лучше.

Бумага для ЛУТ

Итак, с этим определились, теперь нужно определиться на чем будем печатать. Здесь среди радиолюбителей до сих пор идет много споров, и пока все-таки непонятно, что лучше. Кто-то печатает на фотобумаге, кто-то на кальке, кто-то на глянцевых журналах. Лично я печатаю на самоклеющейся пленке. Где то в инете прошел миф, что самая лучшая пленка-самоклейка с номером 333:-). В принципе доволен. Честно скажу, другие не проверял. Что самое интересное, использовать мы будем не саму пленку, а ее подложку.

Для этого отклеиваем эту подложку от основы и фиксируем ее на листе офисной бумаги таким образом, чтобы сторона, куда клеилась сама пленка-самоклейка была направлена вверх. Потом все это дело прогоняем через принтер и вуаля! Рисунок готов!

В настоящее время лучше всего использовать специализированную бумагу для ЛУТа, которую вы можете купить на Али по этой ссылке.

Подготовка фольгированного текстолита

Ну а теперь нам нужно подготовить кусок фольгированного текстолита для переноса рисунка с подложки пленки-самоклейки на него. Берем самую мелкую шкурку-микронку и зачищаем его до блеска.

Некоторые умельцы зачищают с помощью пасты ГОИ и даже с помощью самого травящего раствора. Думаю, надо как-нибудь попробовать, ну а пока метод зашкуривания шкуркой остается для меня самым проверенным.

Как зашкурили, берем ватку, смачиваем бензином “Калошей”, чистим и заодно обезжириваем нашу платку.

Текстолит вы также можете взять на Али по этой ссылке:

Перенос рисунка на плату

После того, как мы подготовили нашу ошкуренную платку, берем бумажку с рисунком и кладем рисунком вниз на платку.

Включаем утюг и ставим его на максимальный прогрев. После того, как он прогрелся, начинаем гладить нашу бумажку. Начинайте гладить с середины. Прижимайте утюг сильнее. Проглаживайте тщательно все края. От этой операции будет зависеть все качество печатной платы.

Все, наверное, делали татуировки от жевательных резинок себе на руку? Точно также за уголок подымаем бумажку и вуаля! У меня получилось как-то вот так:

Не обращайте внимание на черные крапинки, у меня принтер уже немного начинает косячить. Это никак не повлияет на качество нашей печатной платы. Иногда все-таки тонер в некоторых местах не цепляется с текстолитом. В этом случае такие участки можно подкорректировать с помощью маркера для печатных плат . В моем случае, как видите, справа в середине один пятачок чуток не вышел. Это также никак не повлияет на работоспособность.

Травление плат

Берем хлорное железо и готовим раствор.

Наливаем теплую воду в ванночку. Далее аккуратно сыплем порошок и не забываем помешивать. Будьте осторожны! Реакция растворения хлоржелеза проходит с выделением теплоты. Поэтому при растворении будет шипение и бурление. Не допускайте попадания хлоржелеза на одежду и в глаза! С одежды он очень тяжело смывается. Используйте только пластмассовые инструменты! Ни в коем случае не используйте железную миску, железный пинцет и тд.

Я делаю раствор на глаз. Здесь правило такое: чем крепче раствор, тем быстрее будет идти реакция травления.

Бросаем в нашу ванночку печатную платку с прорисованными дорожками

И время от времени начинаем гонять волну в ванночке

Также не забывайте поглядывать, как идет процесс травления.

Во! Идет полным ходом! Еще чуть-чуть и все.

Как говорится “лучше недобздеть, чем перебздеть”. Поэтому, когда травление закончится, нужно срочно будет вытащить из ванночки платку.

Ну вот и наступил этот момент:

Промываем теплой водой из под краника

Берем ацетон, окунаем в него ватную палочку и стираем тонер с печатной платки. Также хорошо смывается тонер с помощью Flus-Off. Подробней о химии .

Должно получится вот так:

Так как у меня текстолит тонкий, то я беру простые ножницы и вырезаю платку по границе квадрата, который указал еще при печати в Sprint Layout

Теперь все это дело лудим припоем и гелевым флюсом для защиты медных дорожек от коррозии.

Получилось вот так:

Теперь нам надо убрать этот липкий флюс. Для этого используем все тот же самый Fluх-Off или ацетон, прыскаем на платку и чистим ее с помощью зубной щетки.

Ну вот почти готовая платка. Красота!

Остался окончательный штрих – сверление контактных площадок. Для этого берем нашу минидрель и самое тонкое сверло. В данном случае на 0,6 мм и сверлим этим сверлом все отверстия. Потом берем уже сверло на 1 мм и рассверливаем отверстия на 0,6 мм.

Проверяем нашу платку с другой стороны

Все замечательно! Теперь можно использовать нашу платку в свое удовольствие, запаяв микросхему на нее и припаяв провода в отверстия.

Заключение

В наше время ЛУТ становится все более и более популярным. Это, конечно же, связано с простотой и дешевизной данного метода. Некоторые заядлые электронщики умудряются получать ширину дорожки с помощью ЛУТ 0,3 и даже 0,2 (!) мм. Красота, надежность, малые габариты, удобство трассировки печатных проводников с помощью компьютера сделало ЛУТ по настоящему популярным среди радиолюбителей, а также среди маленьких фирм по производству радиоэлектронных устройств.

А какой кайф самостоятельно развести схему и собрать электронную безделушку по габаритам, которые диктуете вы с помощью ЛУТ! С помощью этой технологии вы можете использовать в своей плате SMD компоненты . ЛУТ действительно открывает нам дверь в микроэлектронику. Открывайте ее шире, не бойтесь!