Jak przenieść projekt płytki drukowanej na tekstolit. Sekrety tworzenia płytek drukowanych przy użyciu łupów. Opracowanie i produkcja układu
Co to jest płytka drukowanaPłytka drukowana (angielski: płytka drukowana, PCB lub płytka drukowana, PWB) - płytka wykonana z dielektryka, na powierzchni i/lub w objętości której tworzą się obwody przewodzące prąd elektryczny obwód elektryczny. Płytka drukowana przeznaczona jest do elektrycznego i mechanicznego łączenia różnych elementów elektronicznych. Elementy elektroniczne na płytce drukowanej są łączone za pomocą zacisków z elementami o strukturze przewodzącej, zwykle poprzez lutowanie.
w odróżnieniu naścienny na płytce drukowanej wzór przewodzący prąd elektryczny wykonany jest z folii, umieszczonej w całości na solidnym podłożu izolacyjnym. Płytka drukowana zawiera otwory montażowe i podkładki do montażu elementów ołowiowych lub planarnych. Poza tym w płytki drukowane aha, są przelotki połączenie elektryczne fragmenty folii znajdujące się na różne warstwy opłaty. Na zewnętrznych stronach tablica jest zwykle znakowana osłona ochronna(„maska lutownicza”) oraz oznaczenia (rysunek pomocniczy i tekst zgodnie z dokumentacją projektową).
W zależności od liczby warstw o wzorze przewodzącym prąd elektryczny płytki drukowane dzielą się na:
jednostronny (OSP): do jednej strony arkusza dielektrycznego przyklejona jest tylko jedna warstwa folii.
dwustronny (DPP): dwie warstwy folii.
wielowarstwowe (MLP): folia nie tylko po dwóch stronach płytki, ale także w wewnętrznych warstwach dielektryka. Wielowarstwowe płytki drukowane powstają poprzez sklejenie kilku płytek jednostronnych lub dwustronnych.
Wraz ze wzrostem złożoności projektowanych urządzeń i gęstości instalacji zwiększa się liczba warstw na płytach.
Podstawą płytki drukowanej jest dielektryk; najczęściej stosowanymi materiałami są włókno szklane i getinax. Podstawą płytek drukowanych może być również metalowa podstawa pokryta dielektrykiem (na przykład anodowane aluminium); na dielektryk nakładana jest folia miedziana torów. Takie płytki drukowane są stosowane w energoelektronice do wydajnego odprowadzania ciepła z elementów elektronicznych. W tym przypadku metalowa podstawa płyty jest przymocowana do grzejnika. Materiały stosowane na płytki drukowane pracujące w zakresie mikrofal i temperatur do 260°C to tworzywa fluorowe wzmocnione tkaniną szklaną (na przykład FAF-4D) i ceramiką. Elastyczne płytki drukowane są wykonane z materiałów poliimidowych, takich jak Kapton.
Z jakiego materiału wykonamy deski?
Najpopularniejszy dostępne materiały do produkcji płytek drukowanych - są to Getinax i Fiberglass. Papier Getinax impregnowany lakierem bakelitowym, tekstolit z włókna szklanego z żywicą epoksydową. Na pewno skorzystamy z włókna szklanego!
Laminat foliowy z włókna szklanego to arkusze wykonane z tkanin szklanych impregnowanych spoiwem na bazie epoksydowa żywica i wyłożone obustronnie miedzianą, elektrolityczną folią galwaniczną o grubości 35 mikronów. Maksymalna dopuszczalna temperatura od -60°С do +105°С. Ma bardzo wysokie właściwości izolacyjne mechaniczne i elektryczne i można go łatwo obrabiać poprzez cięcie, wiercenie, tłoczenie.
Włókno szklane stosuje się głównie jednostronnie lub dwustronnie o grubości 1,5 mm oraz z folią miedzianą o grubości 35 mikronów lub 18 mikronów. Zastosujemy jednostronny laminat z włókna szklanego o grubości 0,8 mm z folią o grubości 35 mikronów (dlaczego zostanie to szczegółowo omówione poniżej).
Metody wytwarzania płytek drukowanych w domu
Płyty można wytwarzać chemicznie i mechanicznie.
Metodą chemiczną w miejscach, gdzie powinny znajdować się ślady (wzór) na płycie, na folię nakłada się kompozycję zabezpieczającą (lakier, toner, farba itp.). Następnie płytkę zanurza się w specjalnym roztworze (chlorek żelaza, nadtlenek wodoru i inne), który „koroduje” folię miedzianą, nie wpływając jednak na skład ochronny. W rezultacie miedź pozostaje pod kompozycją ochronną. Kompozycja ochronna następnie usuwa się go rozpuszczalnikiem, a gotowa płyta pozostaje.
Na metoda mechaniczna używa się skalpela (np Wykonany ręcznie) Lub frezarka. Specjalny frez wykonuje rowki na folii, ostatecznie pozostawiając wysepki z folią - niezbędny wzór.
Frezarki są dość drogie, a same frezarki są drogie i mają krótkie zasoby. Dlatego nie będziemy używać tej metody.
Najprostszy metoda chemiczna- podręcznik. Za pomocą werniksu risograficznego rysujemy na płycie ślady, a następnie trawimy je roztworem. Ta metoda nie pozwala na wykonanie skomplikowanych desek z bardzo cienkimi ścieżkami - więc też tak nie jest w naszym przypadku.
Następną metodą wytwarzania płytek drukowanych jest użycie fotorezystu. Jest to technologia bardzo powszechna (deski wykonuje się tą metodą fabrycznie) i często stosowana w warunkach domowych. W Internecie można znaleźć wiele artykułów i sposobów wykonywania desek przy użyciu tej technologii. Daje bardzo dobre i powtarzalne rezultaty. Jednak to również nie jest nasza opcja. Główny powód jest dość drogie materiały(fotorezyst, który również z czasem ulega zniszczeniu), a także dodatkowe narzędzia(Lampa oświetlająca UV, laminator). Oczywiście, jeśli masz w domu produkcję płytek drukowanych na dużą skalę - fotomaska jest bezkonkurencyjna - polecamy ją opanować. Warto również dodać, że sprzęt i technologia fotomaski pozwala nam na produkcję sitodruku i masek ochronnych na płytkach drukowanych.
Wraz z pojawieniem się drukarek laserowych radioamatorzy zaczęli aktywnie wykorzystywać je do produkcji płytek drukowanych. Jak wiadomo, drukarka laserowa do drukowania wykorzystuje „toner”. Jest to specjalny proszek, który spieka się pod wpływem temperatury i przykleja się do papieru - efektem jest rysunek. Toner jest odporny na różne czynniki chemikalia pozwala to na zastosowanie go jako powłoki ochronnej na powierzchni miedzi.
Nasza metoda polega więc na przeniesieniu toneru z papieru na powierzchnię folii miedzianej, a następnie wytrawieniu płytki specjalnym roztworem w celu stworzenia wzoru.
Ze względu na łatwość użycia metoda ta zyskała bardzo wysoką pozycję rozpowszechniony w radiu amatorskim. Jeśli wpiszesz w Yandex lub Google, jak przenieść toner z papieru na tablicę, od razu znajdziesz termin taki jak „LUT” - technologia prasowania laserowego. Deski wykorzystujące tę technologię powstają w następujący sposób: nadrukowany jest wzór torów wersja lustrzana, papier nakładamy na tablicę z wzorem na miedzi, wierzch tego papieru prasujemy żelazkiem, toner mięknie i przykleja się do deski. Następnie papier nasącza się wodą i tektura jest gotowa.
W Internecie można znaleźć „milion” artykułów o tym, jak wykonać tablicę w tej technologii. Ale ta technologia ma wiele wad, które wymagają bezpośrednich rąk i bardzo długiego czasu, aby się do niej dostosować. Oznacza to, że musisz to poczuć. Płatności nie wychodzą za pierwszym razem, wychodzą za każdym razem. Ulepszeń jest wiele - zastosowanie laminatora (z modyfikacją - zwykły nie ma odpowiedniej temperatury), co pozwala na osiągnięcie bardzo dobrych rezultatów. Istnieją nawet metody konstruowania specjalnych pras termicznych, ale wszystko to znowu wymaga specjalnego sprzętu. Główne wady technologii LUT:
przegrzanie - rozłożone tory - stają się szersze
przegrzanie - ślady pozostają na papierze
papier jest „przysmażony” do tektury – nawet gdy jest mokry, trudno go odkleić – w efekcie może dojść do uszkodzenia tonera. W Internecie można znaleźć wiele informacji na temat tego, jaki papier wybrać.
Toner porowaty - po usunięciu papieru w tonerze pozostają mikropory - za ich pośrednictwem trawiona jest także tablica - powstają skorodowane ślady
powtarzalność wyniku - dziś znakomicie, jutro źle, potem dobrze - bardzo trudno uzyskać stabilny wynik - do rozgrzania tonera potrzebna jest ściśle stała temperatura, potrzebny jest stabilny docisk do płyty.
Swoją drogą nie udało mi się zrobić deski tą metodą. Próbowałem to zrobić zarówno na magazynach, jak i na papierze powlekanym. W rezultacie zepsułem nawet deski - miedź puchła z powodu przegrzania.
Z jakiegoś powodu w Internecie jest niesprawiedliwie mało informacji na temat innej metody transferu tonera - metody transferu chemicznego na zimno. Polega ona na tym, że toner nie rozpuszcza się w alkoholu, lecz jest rozpuszczalny w acetonie. W rezultacie, jeśli wybierzesz mieszankę acetonu i alkoholu, która jedynie zmiękczy toner, to można go „ponownie przykleić” na tablicę z papieru. Bardzo spodobała mi się ta metoda i od razu zaowocowała – pierwsza deska była gotowa. Jak się jednak później okazało, nigdzie nie mogłem znaleźć dokładna informacja, co dałoby 100% wyników. Potrzebujemy metody, dzięki której nawet dziecko mogłoby zrobić tablicę. Ale za drugim razem nie udało się zrobić deski, a potem znowu wybór niezbędnych składników zajął dużo czasu.
W rezultacie po wielu staraniach opracowano sekwencję działań, wybrano wszystkie komponenty, które dają jeśli nie 100%, to 95% dobry wynik. A co najważniejsze, proces jest na tyle prosty, że dziecko może wykonać tablicę całkowicie samodzielnie. To jest metoda, której będziemy używać. (oczywiście możesz dalej doprowadzać to do ideału - jeśli pójdzie Ci lepiej, to napisz). Zalety tej metody:
wszystkie odczynniki są niedrogie, dostępne i bezpieczne
nie potrzeba żadnych dodatkowych narzędzi (żelazka, lampy, laminatory - nic, choć nie - potrzebny jest rondelek)
nie ma możliwości uszkodzenia płyty - płyta w ogóle się nie nagrzewa
papier sam schodzi - widać efekt transferu tonera - tam, gdzie transfer nie wyszedł
w tonerze nie ma porów (są zaklejone papierem) - dlatego nie ma w nich zapraw
robimy 1-2-3-4-5 i zawsze otrzymujemy ten sam wynik - powtarzalność prawie 100%
Zanim zaczniemy, zobaczmy jakich desek potrzebujemy i co możemy zrobić w domu tą metodą.
Podstawowe wymagania dotyczące produkowanych płyt
Wykonamy urządzenia na mikrokontrolerach z wykorzystaniem nowoczesne czujniki i mikroukłady. Mikrochipy stają się coraz mniejsze. W związku z tym muszą zostać spełnione następujące wymagania dotyczące desek:
płytki muszą być dwustronne (z reguły bardzo trudno jest okablować płytkę jednostronną, wykonanie płytki czterowarstwowej w domu jest dość trudne, mikrokontrolery potrzebują warstwy uziemiającej w celu ochrony przed zakłóceniami)
tory powinny mieć grubość 0,2mm - taki rozmiar w zupełności wystarczy - 0,1mm byłoby jeszcze lepsze - istnieje jednak możliwość wytrawienia i odpadnięcia torów podczas lutowania
odstępy między ścieżkami wynoszą 0,2 mm - to wystarczy dla prawie wszystkich obwodów. Zmniejszenie odstępu do 0,1 mm jest obarczone łączeniem ścieżek i trudnościami w monitorowaniu płytki pod kątem zwarć.
Nie będziemy używać maseczek ochronnych, ani nie będziemy wykonywać sitodruku – skomplikuje to produkcję, a jeśli robisz tablicę dla siebie, to nie ma takiej potrzeby. Ponownie, w Internecie jest wiele informacji na ten temat, a jeśli chcesz, możesz sam przebiec „maraton”.
Nie będziemy cynować desek, nie jest to też konieczne (chyba, że robisz urządzenie na 100 lat). Do zabezpieczenia użyjemy lakieru. Naszym głównym celem jest szybkie, sprawne i tanie wykonanie płytki do urządzenia w domu.
Tak wygląda gotowa deska. wykonane naszą metodą - tory 0,25 i 0,3, odległości 0,2
Jak zrobić tablicę dwustronną z dwóch jednostronnych
Jednym z wyzwań związanych z produkcją płyt dwustronnych jest wyrównanie boków tak, aby przelotki się pokrywały. Zwykle przygotowuje się do tego „kanapkę”. Na kartce papieru drukowane są jednocześnie dwie strony. Arkusz składa się na pół, a boki są dokładnie wyrównane za pomocą specjalnych znaków. Wewnątrz umieszczony jest dwustronny tekstolit. Metodą LUT taką kanapkę prasujemy i otrzymujemy dwustronną deskę.
Natomiast w przypadku metody transferu zimnego tonera sam transfer odbywa się przy użyciu cieczy. Dlatego bardzo trudno jest zorganizować proces zwilżania jednej strony w tym samym czasie, co drugiej. Można to oczywiście również zrobić, ale za pomocą specjalnego urządzenia - mini prasy (imadła). Pobierane są grube arkusze papieru - które wchłaniają płyn, aby przenieść toner. Arkusze są zwilżane, aby ciecz nie kapała, a arkusz zachował swój kształt. A potem powstaje „kanapka” - zwilżony prześcieradło, prześcieradło papier toaletowy do wchłaniania nadmiar płynu, kartka ze zdjęciem, tektura dwustronna, kartka ze zdjęciem, kartka papieru toaletowego, znowu zwilżona kartka. Wszystko to jest zaciśnięte pionowo w imadle. Ale tego nie zrobimy, zrobimy to prościej.
Bardzo dobry pomysł pojawił się na forach producentów płytek - co za problem zrobić płytkę dwustronną - weź nóż i przetnij płytkę PCB na pół. Ponieważ włókno szklane jest materiałem warstwowym, nie jest to trudne przy pewnych umiejętnościach:
W rezultacie z jednej dwustronnej płyty o grubości 1,5 mm otrzymujemy dwie jednostronne połówki.
Następnie robimy dwie deski, nawiercamy je i gotowe – są idealnie dopasowane. Nie zawsze udało się równomiernie przyciąć płytkę PCB, w końcu wpadł na pomysł zastosowania cienkiej, jednostronnej płytki PCB o grubości 0,8 mm. Nie trzeba wówczas sklejać ze sobą dwóch połówek; będą one utrzymywane na miejscu za pomocą lutowanych zworek w przelotkach, przyciskach i złączach. Ale w razie potrzeby można go bez problemu przykleić klejem epoksydowym.
Główne zalety tej wędrówki:
Textolit o grubości 0,8 mm można z łatwością ciąć papierowymi nożyczkami! W dowolnym kształcie, czyli bardzo łatwo jest go przyciąć, dopasowując się do ciała.
Cienka płytka - przezroczysta - świecąc latarką od dołu łatwo sprawdzisz poprawność wszystkich ścieżek, zwarcia, przerwy.
Lutowanie jednej strony jest prostsze - elementy z drugiej strony nie kolidują ze sobą i można łatwo kontrolować lutowanie pinów mikroukładu - boki można połączyć na samym końcu
Trzeba wiercić dwa razy więcej dziur a otwory mogą się nieznacznie różnić
Sztywność konstrukcji zostaje nieco utracona, jeśli nie skleja się desek, ale klejenie nie jest zbyt wygodne
Jednostronny laminat z włókna szklanego o grubości 0,8 mm jest trudny do kupienia; większość ludzi sprzedaje 1,5 mm, ale jeśli nie możesz go dostać, możesz wyciąć grubszy tekstolit nożem.
Przejdźmy do szczegółów.
Wymagane narzędzia i chemia
Będziemy potrzebować następujących składników:
Skoro już to wszystko mamy, przejdźmy do tego krok po kroku.
1. Układ warstw tektury na kartce papieru do wydruku przy użyciu programu InkScape
Zestaw tulei automatycznych:
Polecamy pierwszą opcję – jest tańsza. Następnie należy przylutować przewody i przełącznik (najlepiej przycisk) do silnika. Lepiej jest umieścić przycisk na korpusie, aby wygodniej było szybko włączać i wyłączać silnik. Pozostaje tylko wybrać zasilacz, można wziąć dowolny zasilacz o napięciu 7-12V i natężeniu 1A (mniej jest możliwe), jeśli nie ma takiego zasilacza, wówczas odpowiednie może okazać się ładowanie przez USB o natężeniu 1-2A lub bateria Krona (trzeba spróbować - nie każdy lubi ładowanie silników, silnik może się nie uruchomić).
Wiertło jest gotowe, można wiercić. Ale wystarczy wiercić ściśle pod kątem 90 stopni. Możesz zbudować mini maszynę - w Internecie są różne schematy:
Ale jest prostsze rozwiązanie.
Szablon do wiercenia
Aby wywiercić dokładnie 90 stopni, wystarczy wykonać szablon wiertniczy. Zrobimy coś takiego:
Jest bardzo łatwy do wykonania. Weź kwadrat dowolnego plastiku. Kładziemy nasze wiertło na stole lub innym płaska powierzchnia. I wywierć otwór w plastiku za pomocą wymaganego wiertła. Ważne jest, aby zapewnić równomierny poziomy ruch wiertła. Silnik można oprzeć o ścianę lub szynę, a także o plastik. Następnie za pomocą dużego wiertła wywierć otwór na tuleję zaciskową. Z Odwrotna strona wywiercić lub wyciąć kawałek plastiku, aby wiertło było widoczne. Do spodu możesz przykleić powierzchnię antypoślizgową - papier lub gumkę. Taki szablon należy wykonać dla każdego wiertła. Zapewni to idealnie dokładne wiercenie!
Ta opcja jest również odpowiednia, odetnij część plastiku od góry i odetnij róg od dołu.
Oto jak z nim wiercić:
Zaciskamy wiertło tak, aby wystawało 2-3mm przy całkowitym zanurzeniu tulei zaciskowej. Wiertło umieszczamy w miejscu, w którym chcemy wiercić (przy trawieniu płytki będziemy mieli zaznaczenie miejsca wiercenia w postaci mini dziurki w miedzi - w Kicadzie specjalnie zaznaczamy to miejsce, aby wiertarka sama stoi), wciśnij przyrząd i włącz silnik - otwór gotowy. Do oświetlenia możesz użyć latarki, kładąc ją na stole.
Jak pisaliśmy wcześniej, otwory można wiercić tylko z jednej strony - tam, gdzie mieszczą się gąsienice - drugą połowę można wiercić bez szablonu wzdłuż pierwszego otworu prowadzącego. Oszczędza to trochę wysiłku.
8. Cynowanie deski
Po co cynować deski - głównie w celu ochrony miedzi przed korozją. Główną wadą cynowania jest przegrzanie deski i możliwe uszkodzenie torów. Jeśli nie masz stacji lutowniczej, zdecydowanie nie cynuj płytki! Jeśli tak, ryzyko jest minimalne.
Można cynować deskę stopem RÓŻOWYM we wrzącej wodzie, jest to jednak drogie i trudne do zdobycia. Lepiej jest cynować zwykłym lutem. Aby zrobić to sprawnie, trzeba wykonać proste urządzenie z bardzo cienką warstwą. Bierzemy kawałek oplotu do wylutowania części i kładziemy go na grocie, przykręcamy do grotu drutem, żeby nie odpadł:
Płytkę pokrywamy topnikiem - na przykład LTI120 i oplotem też. Teraz wkładamy cynę w warkocz i przesuwamy ją po desce (malujemy) - okazuje się doskonały wynik. Ale w miarę używania warkocza rozpada się i na planszy zaczynają pozostać miedziane kłaczki - należy je usunąć, w przeciwnym razie nastąpi zwarcie! Można to bardzo łatwo zobaczyć świecąc latarką w tył tablicy. W przypadku tej metody dobrze jest użyć mocnej lutownicy (60 W) lub stopu ROSE.
W rezultacie lepiej nie cynować desek, ale polakierować je na samym końcu - na przykład PLASTIC 70 lub zwykły lakier akrylowy zakupiony w częściach samochodowych KU-9004:
Dokładne dostosowanie metody transferu tonera
Istnieją dwa punkty tej metody, które można dostosować i które mogą nie działać od razu. Aby je skonfigurować, należy wykonać płytkę testową w programie Kicad, tory w kształcie kwadratowej spirali różne grubości, od 0,3 do 0,1 mm i w różnych odstępach od 0,3 do 0,1 mm. Lepiej od razu wydrukować kilka takich próbek na jednym arkuszu i wprowadzić poprawki.
Możliwe problemy, które naprawimy:
1) gąsienice mogą zmieniać geometrię - rozszerzać się, poszerzać, zwykle bardzo nieznacznie, do 0,1 mm - ale to nie jest dobre
2) toner może nie przylegać dobrze do tablicy, odpadać przy usuwaniu papieru lub słabo przylegać do tablicy
Problemy pierwszy i drugi są ze sobą powiązane. Ja rozwiązuję pierwsze, ty dojdziesz do drugiego. Musimy znaleźć kompromis.
Ślady mogą rozprzestrzeniać się z dwóch powodów – zbyt dużego ciśnienia, zbyt dużej ilości acetonu w powstałej cieczy. Przede wszystkim musisz spróbować zmniejszyć obciążenie. Minimalne obciążenie to około 800g, poniżej nie warto zmniejszać. Odpowiednio kładziemy ładunek bez żadnego nacisku – po prostu kładziemy go na wierzch i gotowe. Muszą być 2-3 warstwy papieru toaletowego, aby zapewnić dobre wchłanianie nadmiaru roztworu. Należy zadbać o to, aby po zdjęciu odważnika papier był biały, bez fioletowych smug. Takie smugi wskazują na silne stopienie tonera. Jeżeli nie da się tego wyregulować ciężarkiem i ślady nadal się rozmazują, to zwiększ ilość zmywacza do paznokci w roztworze. Możesz zwiększyć do 3 części płynu i 1 część acetonu.
Drugi problem, jeśli nie ma naruszenia geometrii, wskazuje na niewystarczającą masę ładunku lub niewielką ilość acetonu. Ponownie warto zacząć od obciążenia. Więcej niż 3 kg nie ma sensu. Jeśli toner w dalszym ciągu nie przylega dobrze do tablicy, należy zwiększyć ilość acetonu.
Ten problem występuje głównie po zmianie zmywacza do paznokci. Niestety nie jest to składnik stały i czysty, jednak nie udało się go zastąpić innym. Próbowałem zastąpić go alkoholem, ale najwyraźniej mieszanina nie jest jednorodna i toner w niektórych miejscach klei się. Ponadto zmywacz do paznokci może zawierać aceton, wtedy będzie potrzeba go mniej. Ogólnie rzecz biorąc, takie strojenie będzie konieczne raz, aż skończy się płyn.
Deska jest gotowa
Jeśli nie przylutujesz płytki od razu, należy ją zabezpieczyć. Najłatwiej to zrobić, powlekając go topnikiem kalafonii alkoholowej. Przed lutowaniem powłokę tę należy usunąć, na przykład alkoholem izopropylowym.
Opcje alternatywne
Możesz także zrobić tablicę:
Dodatkowo coraz większą popularnością cieszą się usługi produkcji płyt na wymiar – na przykład Easy EDA. Jeśli potrzebujesz bardziej złożonej płyty (na przykład płyty 4-warstwowej), to jest to jedyne wyjście.
Dzień dobry przyjaciele! Dziś opowiem Wam jak zrobić płytkę drukowaną w domu. Można to zrobić na kilka sposobów:
- Marker werniksowy lub emaliowy
- Drukarka laserowa (technologia laserowo-żelazna (LUT))
- Fotorezyst filmowy
W tym artykule opowiem o „staromodnej” pierwszej metodzie, ponieważ są to podstawy i każdy początkujący musi przejść przez ten etap. Ręczne układanie płytek drukowanych nie oznacza braku doświadczenia inżyniera elektronika radiowego, chociaż istnieje wiele technologii nakładania wzoru na folię PCB, które są piękniejsze i szybsze, ale są inżynierowie elektronicy starej szkoły, którzy traktują produkcję płytki drukowane jako sztuka wykonane samodzielnie i nie obchodzi ich, że są fotomaski, drukarki laserowe itp.
Ta metoda wykonania płytki drukowanej w domu jest również przydatna do wykonania płytki dwustronnej. W technologii LUT trudno jest połączyć dwie strony ze względu na niedokładne wywiercenie otworów, łatwiej jest wtedy ręcznie ułożyć płytkę drukowaną lub tylko jej drugą stronę.
Wszystkie powyższe metody układania płytki drukowanej to nic innego jak metoda nanoszenia wzoru na folię PCB. A zasada wykonania płytki drukowanej w domu sprowadza się do jednego: usuń nadmiar folii i pozostaw wzór (ścieżki).
Czego potrzebujemy:
- PCB z folii
- Papier i długopis (ołówek)
- Lakier, emalia, marker emaliowy
- Pojemnik do trawienia tablic.
- Cienkie wiertło (0,7..0.9) mm.
Jeszcze kilka słów o lakierze. Możesz użyć dowolnego, do paznokci lub kolorowego, aby było lepiej widoczne. Kiedy byłam bardzo mała, około 20 lat temu, mój Ojciec wytyczył ścieżki czerwonym lakierem do paznokci, którego używała moja Mama. Możesz użyć szybkoschnącej emalii. Używam tsaponlaka do układania płytek drukowanych, jest sprzedawany w naszym sklepie z częściami radiowymi, kosztuje ani grosza.
Teraz sklepy z częściami radiowymi sprzedają markery emaliowane, bardzo wygodna rzecz do wykonywania płytek drukowanych w domu, kosztuje około 200 rubli, trwa długo. Grubość linii 0,8 mm. Oto przykład mojego markera Edding 780.
Na początek wykonujemy układ płytki drukowanej na kawałku papieru milimetrowego lub w pudełku, zaznaczając kropkami otwory na zaciski elementów. Zawsze najpierw kupuję wszystkie elementy, a następnie w zależności od ich wielkości i konstrukcji wykonuję okablowanie. Zamiast ręcznie rysować płytkę drukowaną, możesz ją narysować, a następnie wydrukować na dowolnej drukarce, także atramentowej, tak jak ja.
Układając płytkę drukowaną, pamiętaj, którą stronę rysujesz. Dzięki tej metodzie lepiej jest rysować względem strony, na której będą znajdować się tory, a elementy po przeciwnej stronie. Jeśli rysujesz względem strony, na której znajdują się elementy, będziesz musiał rysować w sposób lustrzany. Być może niczego nie zrozumiałeś, to nonsens, wszystko przychodzi z doświadczeniem. Spróbuj, a zrozumiesz!
Następnie kładziemy naszą kartkę papieru z płytką na wyszlifowaną, zafoliowaną płytkę PCB i za pomocą czegoś ostrego (np. igły cygańskiej) nanosimy znaczniki pod wiercenie otworów. Następnie wiercimy otwory cienkim wiertłem.
Następnie biorę tsaponlak lub marker emaliowy Edding 780 i rysuję ścieżki, kopiując je z kartki papieru. Ten etap najprostszy i najbardziej ekscytujący.
Istnieje inna możliwość naniesienia wzoru na folię PCB. Na przeźroczystym papierze (kalkach kreślarskich) rysowany jest wzór, następnie starannie wycinany żyletką. Nakłada się go na tekstolit i zabezpiecza lakierem. Krótko mówiąc, jak szablon.
Po wyschnięciu lakieru przygotuj roztwór chlorku żelaza do wytrawiania płytki drukowanej, możesz go kupić w każdym sklepie radiowym. Sposób rozcieńczenia roztworu jest zapisany na słoiku; zwykle robię to na oko.
To wszystko, zanurzam deskę w roztworze i pocieram deskę szczoteczką do zębów.
Po pewnym czasie deskę należy wyjąć z roztworu chlorku żelaza i umyć ciepłą wodą.
Lepiej jest ocynować ścieżki lutem, w przeciwnym razie miedź bardzo dobrze się utleni. Następnie lutujemy części, to wszystko, płytka drukowana jest gotowa w domu.
Ostatnio elektronika radiowa jako hobby na świecie zyskuje na popularności, ludzie stają się coraz bardziej zainteresowani własnymi rękami tworzyć urządzenia elektroniczne. W Internecie istnieje ogromna liczba obwodów, od prostych po złożone, wykonujące różne zadania, dlatego każdy może znaleźć coś dla siebie w świecie elektroniki radiowej.
Integralną częścią każdego urządzenia elektronicznego jest płytka drukowana. Jest to płytka z materiału dielektrycznego, na którą nałożone są miedziane ścieżki przewodzące łączące elementy elektroniczne. Każdy, kto chce nauczyć się zbierać obwody elektryczne V piękny widok muszą nauczyć się robić te same płytki drukowane.
Istnieć programy komputerowe, które pozwalają narysować wzór ścieżek PCB w wygodnym interfejsie, najpopularniejszym z nich jest. Układ płytki drukowanej jest wykonywany zgodnie z Schemat obwodu urządzeń, nie ma w tym nic skomplikowanego, wystarczy połączyć tory niezbędne szczegóły. Ponadto do wielu programów urządzenia elektryczne gotowe rysunki płytek drukowanych są już dołączone w Internecie.
Dobra płytka drukowana to klucz do długiego i trwałego użytkowania szczęśliwa praca urządzenie, więc musisz spróbować zrobić to tak ostrożnie i efektywnie, jak to możliwe. Najpopularniejszą metodą wykonywania nadruków w domu jest tzw. „”, czyli „technologia prasowania laserowego”. Zyskała dużą popularność, ponieważ nie zajmuje dużo czasu, nie wymaga skąpych składników i nie jest tak trudna do nauczenia. W skrócie LUT można opisać w następujący sposób: powiedzmy, że istnieje wzór ścieżek narysowany na komputerze. Następnie rysunek ten należy wydrukować na specjalnym papierze termotransferowym, przenieść na tekstolit, następnie z płytki wytrawić nadmiar miedzi, wywiercić otwory we właściwych miejscach i wybielić ścieżki. Przyjrzyjmy się całemu procesowi krok po kroku:
Drukowanie projektu płytki
1) Drukowanie projektu na papierze termotransferowym. Taki papier można kupić np. na Aliexpress, gdzie kosztuje grosze – 10 rubli za kartkę A4. Zamiast tego możesz użyć dowolnego innego błyszczącego papieru, na przykład z czasopism. Jednak jakość transferu tonera z takiego papieru może być znacznie gorsza. Niektórzy ludzie używają błyszczącego papieru fotograficznego Lomond, dobra opcja gdyby nie cena, taki papier fotograficzny kosztuje znacznie więcej. Radzę spróbować wydrukować rysunek na różnych papierach, a następnie porównać, który z nich daje najlepszy efekt.
Inny ważny punkt podczas drukowania zdjęcia - ustawienia drukarki. Koniecznie należy wyłączyć oszczędzanie tonera, jednak gęstość powinna być ustawiona na maksimum, bo im grubsza warstwa tonera, tym lepiej dla naszych celów.
Należy również wziąć pod uwagę fakt, że projekt zostanie przeniesiony na tekstolit w odbiciu lustrzanym, dlatego należy wcześniej przewidzieć, czy konieczne będzie odbicie projektu przed drukiem. Jest to szczególnie ważne w przypadku płytek z mikroukładami, ponieważ nie będzie można ich zainstalować po drugiej stronie.
Przygotowanie PCB do przeniesienia na nią rysunku
2) Drugi etap to przygotowanie tekstolitu do przeniesienia na niego rysunku. Najczęściej tekstolit sprzedawany jest w kawałkach o wymiarach 70x100 lub 100x150 mm. Należy wyciąć kawałek pasujący do wymiarów deski, z marginesem 3-5 mm na krawędziach. Najwygodniej jest przeciąć płytkę PCB piłą do metalu lub wyrzynarką, w skrajnych przypadkach można ją odciąć metalowymi nożyczkami. Następnie kawałek płytki PCB należy przetrzeć drobnym papierem ściernym lub twardą gumką. Na powierzchni folii miedzianej tworzą się małe, małe zadrapania; jest to normalne. Nawet jeśli płytka początkowo wygląda idealnie gładko, ten krok jest konieczny, w przeciwnym razie trudno będzie ją później cynować. Po przeszlifowaniu powierzchnię należy przetrzeć alkoholem lub rozpuszczalnikiem w celu zmycia kurzu i tłustych śladów dłoni. Następnie nie można dotykać miedzianej powierzchni.
Przeniesienie rysunku na przygotowany tekstolit
3) Trzeci etap jest najbardziej krytyczny. Na przygotowany tekstolit należy przenieść rysunek wydrukowany na papierze termotransferowym. Aby to zrobić, odetnij papier w sposób pokazany na zdjęciu, pozostawiając margines na krawędziach. Na płaskiej drewnianej desce kładziemy papier wzorem do góry, następnie na wierzch nakładamy tekstolit, miedź. Zaginamy brzegi papieru tak, jakby obejmował kawałek PCB. Następnie ostrożnie obróć kanapkę tak, aby papier znalazł się na wierzchu. Sprawdzamy, czy rysunek nie przesunął się nigdzie względem PCB i kładziemy na wierzch czysty kawałek zwykłego biurowego białego papieru tak, aby zakrył całą kanapkę.
Teraz pozostaje już tylko dobrze całość podgrzać, a cały toner z papieru wyląduje na PCB. Należy nałożyć rozgrzane żelazko na wierzch i podgrzewać kanapkę przez 30-90 sekund. Czas nagrzewania dobiera się eksperymentalnie i w dużej mierze zależy od temperatury żelazka. Jeśli toner słabo się przenosi i pozostaje na papierze, należy go przechowywać dłużej, ale jeśli wręcz przeciwnie, ścieżki przenoszą się, ale są rozmazane, jest to wyraźna oznaka przegrzania. Nie ma potrzeby wywierania nacisku na żelazko; wystarczy jego własny ciężar. Po rozgrzaniu należy zdjąć żelazko i przeprasować jeszcze gorący przedmiot za pomocą wacika, w przypadku gdyby w niektórych miejscach toner nie wchłaniał się dobrze podczas prasowania. Następnie pozostaje tylko poczekać, aż przyszła płyta ostygnie i usunąć papier termotransferowy. Może się nie udać za pierwszym razem, to nie ma znaczenia, bo doświadczenie przychodzi z czasem.
Trawienie PCB
4) Kolejnym etapem jest trawienie. Należy usunąć każdy obszar folii miedzianej, który nie jest pokryty tonerem, pozostawiając miedź pod tonerem nietkniętą. Najpierw musisz przygotować rozwiązanie do trawienia miedzi, jest to najprostsza, najbardziej dostępna i najtańsza opcja kwas cytrynowy, sole i nadtlenek wodoru. W plastikowym lub szklanym pojemniku należy wymieszać jedną lub dwie łyżki kwasu cytrynowego i łyżeczkę sól kuchenna na szklankę wody. Proporcje nie odgrywają dużej roli, można nalać na oko. Dokładnie wymieszaj i roztwór jest gotowy. Trzeba włożyć do niego deskę, tory w dół, żeby przyspieszyć proces. Możesz również lekko ogrzać roztwór, co dodatkowo przyspieszy proces. Po około pół godzinie cały nadmiar miedzi zostanie wytrawiony i pozostaną tylko ślady.
Zmyj toner ze śladów
5) Najtrudniejsza część już za nami. W piątym etapie, gdy tablica jest już wytrawiona, należy zmyć toner z śladów rozpuszczalnikiem. Bardzo niedroga opcja- zmywacz do paznokci dla kobiet, kosztuje grosze i ma go prawie każda kobieta. Można również użyć zwykłych rozpuszczalników, takich jak aceton. Używam rozpuszczalnika naftowego; choć mocno śmierdzi, nie pozostawia czarnych śladów na desce. W ostateczności toner można usunąć dokładnie przecierając płytę papierem ściernym.
Wiercenie otworów w płycie
6) Wiercenie otworów. Będziesz potrzebował małego wiertła o średnicy 0,8 - 1 mm. Regularne ćwiczenia wykonane ze stali szybkotnącej szybko tępią się na płytce drukowanej, dlatego najlepiej stosować wiertła wykonane z węglika wolframu, chociaż są one bardziej kruche. Wiercę deski za pomocą silnika ze starej suszarki do włosów z małym uchwyt zaciskowy, otwory są gładkie i bez zadziorów. Niestety ostatnie wiertło węglikowe pękło w najbardziej nieodpowiednim momencie, dlatego na zdjęciach wywiercono tylko połowę otworów. Resztę można wywiercić później.
Cynować tory
7) Pozostaje tylko ocynować tory miedziane, tj. przykryć warstwą lutu. Wtedy nie będą się z czasem utleniać, a sama deska stanie się piękna i błyszcząca. Najpierw należy nałożyć topnik na ścieżki, a następnie szybko przesunąć po nich lutownicę z kroplą lutowia. Nie należy nakładać zbyt grubej warstwy lutu, w przeciwnym razie otwory mogą się zamknąć, a płytka będzie wyglądać niechlujnie.
W tym momencie proces produkcji płytki drukowanej jest zakończony i można teraz wlutować do niej części. Materiał udostępniony dla serwisu Radioschemes przez Michaiła Greckiego, [e-mail chroniony]
Omów artykuł PRODUKCJA TABLIC DRUKOWANYCH Z LUT
Przy wykonywaniu płytek drukowanych w domu najprostszą i najczęstszą metodą jest metoda LUT.
Metoda ta nie jest pozbawiona wad. Jeśli toner zostanie słabo nagrzany, nie będzie przylegał do folii płytki drukowanej; jeśli zostanie zbyt mocno nagrzany, będzie się rozmazywać. Należy wybrać jakość druku; jeśli jest dużo toneru, będzie on rozmazany, a ścieżki w małych odstępach mogą się sklejać. Jeśli płytka drukowana nie zostanie dobrze nagrzana, część ścieżek nie zostanie wydrukowana, szczególnie często zdarza się to w rogach płytek drukowanych.
Opowiem Wam o sposobie przeniesienia nadruku na folię bez podgrzewania. Rysunek nie zostanie rozmazany, cały toner zostanie przeniesiony z papieru. Aby to zrobić, będziesz potrzebować dwóch tanich składników chemicznych: alkoholu i acetonu.
Zamiast acetonu można użyć dowolnej innej substancji, która dobrze rozpuszcza toner.
Alkohol nie reaguje z tonerem, wie o tym każdy, kto próbował przetrzeć nim płytkę drukowaną po trawieniu, jednak szybko odparowuje. Konieczne jest rozcieńczenie acetonu.
Aceton doskonale rozpuszcza toner, a także szybko odparowuje. Jeśli spróbujesz użyć go w czystej postaci, spowoduje to rozmycie rysunku, jak na zdjęciu.
Na płytce drukowanej będzie jakiś bałagan.
W jakich proporcjach należy mieszać aceton i alkohol?
Będziesz potrzebował trzech części acetonu i ośmiu części alkoholu. Wszystko to należy wymieszać i wlać do jakiegoś pojemnika ze szczelną pokrywką. Ważne jest, aby pojemnika nie rozpuścić w acetonie.
Jak stosować mieszankę?
Pobrać niewielką ilość powstałej mieszaniny do strzykawki,
Nałóż go na przyszłą płytkę drukowaną (nie na wydruk), która została wcześniej oczyszczona z tlenków i dobrze odtłuszczona (to ważne). Następnie umieść na nim swój wydruk. Nie trzeba się zbytnio spieszyć, mieszanina nie wyparowuje natychmiast. Lekko dociśnij papier tak, aby całkowicie przylegał do deski i był nasycony roztworem,
Poczekaj 10-15 sekund, zobaczysz kiedy papier będzie nasycony,
Następnie mocno dociśnij papier, dociskając go ściśle prostopadle, aby się nie przesuwał. Poczekaj kolejne 10-20 sekund. W tym czasie toner zareaguje z acetonem, stanie się lepki i przyklei się do tablicy. Użyj papierowych serwetek, aby osuszyć pozostały płyn, poczekaj, aż papier wyschnie, następnie zanurz deskę w wodzie, aby zwilżyć papier i odklej go. Cały toner pozostanie na płycie, a papier będzie czysty. Następnie opłucz deskę, aby usunąć pozostały aceton. Wszystko. Można wytrawić płytkę drukowaną.
Na zdjęciu papier usunąłem bez moczenia go w wodzie i w niektórych miejscach pozostał toner.
W tym artykule porozmawiamy o metodzie przeniesienia wzoru wyfrezowanej płytki drukowanej na płytkę drukowaną za pomocą drukarka laserowa. Więcej zostanie rozważonych nowoczesna metoda LUT. Jeśli wcześniej, w Czas sowiecki, aby zabezpieczyć warstwę folii miedzianej na płytce PCB, konieczne było nałożenie wzoru przy użyciu różnych lakierów, niektórzy używali lakieru bitumicznego, inni nawet rozpuścili kawałek smoły w rozpuszczalniku używanym do pokrywania dachów i pomalowali z powstałym roztworem konsystencja lakieru.
Lakier bitumiczny
Niektórzy używali do tego celu lakieru do paznokci. Natomiast przy malowaniu werniksem przy pomocy Reichsfedera (jak w zasadzie przy malowaniu czymkolwiek innym) ciężko było dokonać jakichkolwiek poprawek na desce. Podczas próby oczyszczenia części wzoru nałożonego lakierem lakier często odpryskiwał tam, gdzie nie był potrzebny. Ponadto taka praca wymagała dużej staranności i zabierała sporo czasu.
Wraz z pojawieniem się w sprzedaży markerów trwałych sytuacja stała się znacznie prostsza; wystarczy narysować obraz markerem bezpośrednio na folii PCB w kilku warstwach. Ale ta metoda ma również wady podczas trawienia Chlorek żelaza lub innych odczynników, na ścieżkach często pojawiały się podcięcia. Właśnie w tym celu, aby lepiej zabezpieczyć projekt płytki drukowanej, narysowaliśmy projekt w kilku warstwach. Markerów tych używam do rysowania ścieżek na płytkach drukowanych, a także do poprawiania przeniesionego rysunku metodą LUT, w przypadku gdy przeniesienie rysunku nie zostało w żadnym miejscu zakończone w całości:
Wcześniej kupiłem 3 różne markery, w wyniku ich użycia na tablicach pozostały ślady. Potem dali mi komplet takich markerów, 4 sztuki różne kolory. Rezultat jest doskonały, prawie bez podcięć.
Dodatkowo markery te są dwustronne, na jednym końcu posiadają pręt do pisania o normalnej grubości, na drugim końcu pręt jest bardzo cienki, szerokość narysowanej nim linii jest prawie taka jak długopisu.
Jest to wygodne, jeśli na planszy mamy dwa tory położone blisko siebie, a pomiędzy nimi musimy ułożyć kolejny tor. Oczywiście, żeby się nie połączyły, na ratunek przychodzi tutaj cienki znacznik. I na koniec przejdźmy do najpopularniejszej metody przenoszenia wzoru na tekstolit, czyli metody LUT. Metoda ta jest niezastąpiona w przypadku konieczności przeniesienia płytki drukowanej o złożonej topologii na płytkę drukowaną. Gdybyśmy mieli narysować taką płytkę drukowaną markerem, wykonanie takiej pracy zajęłoby nam zapewne ponad godzinę. Metoda LUT pozwala wykonać tę samą pracę w maksymalnie pół godziny - czterdzieści minut więcej wysoka jakość rysowanie i nieporównywalnie mniejsza trudność w przenoszeniu.
Dodatkowo w ten sposób możliwe jest naniesienie symboli alfanumerycznych i konturów części na odwrotną stronę folii PCB, czyli warstwę domowego sitodruku. Czego potrzebujemy, aby móc korzystać z metody LUT?
1. Układ płytki drukowanej w dowolnym programie do projektowania płytek drukowanych z możliwością wydruku. Dla początkujących polecam program.
2. Kawałek płytki drukowanej pokrytej folią, odcięty w celu dopasowania do rozmiaru płytki, importowana płytka PCB FR-4 dobrze pasuje.
3. Żelazo, najlepiej najprostsze radzieckie, bez elektronicznej kontroli temperatury.
4. benzyna lakowa, benzyna Galosh lub rozpuszczalnik, w celu zmycia toneru z płyty po trawieniu.
5. Miękka tarcza ścierna lub papier ścierny„null” do mechanicznego oczyszczenia płyty przed nałożeniem wzoru.
6. Detergent jak Fairy lub inny środek odtłuszczający.
7. Papier potrzebny do metody LUT nie jest standardowym papierem biurowym. Tutaj każdy znajdzie papier, który mu odpowiada: niektórzy wolą podkład pod folię samoprzylepną, np. ORAJET, którego nie trzeba moczyć, wystarczy go ostrożnie odkleić po ostygnięciu.
Niektórzy wolą kalkę kreślarską, ale ponieważ kalka jest cienka i drukarka na pewno ją „zmiażdży”, należy ją najpierw przykleić na kartkę papieru biurowego. Niektórzy używają papieru fotograficznego do drukarek atramentowych marki LOMOND, ale nie jest on tani. Do tych celów wolę używać cienkiego papieru z błyszczących magazynów typu „Glamour” i tym podobnych.
Arkusz docinany jest na szerokość kartki A4, można go włożyć bezpośrednio do drukarki jak papier biurowy, bez dodatkowej manipulacji. To że jest na nim rysunek nie jest dla nas przeszkodą. Podczas drukowania należy pamiętać, że układ sprintu domyślnie drukuje w odbiciu lustrzanym; jeżeli wymagany jest druk bezpośredni, należy w programie odznaczyć opcję wyświetlania w odbiciu lustrzanym. Przy druku polecam wykonać kilka kopii planszy na jednym arkuszu w określonej odległości od siebie. Biorąc pod uwagę, że papieru jest wystarczająco dużo, aby zgiąć się wokół planszy.
Po mechanicznym wyczyszczeniu deski należy ją umyć płynem Fairy ( Wróżka) i pozostawić do wyschnięcia. Nie dotykaj po tym folii palcami. Następnie zaginamy papier wokół planszy tak, aby deska znalazła się dokładnie pośrodku; w programie rozkładając deskę można narysować kontur planszy lub chociaż zrobić rogi.
Zarys ten zostanie wydrukowany i przeniesiony na płytkę PCB, ale nam to nie przeszkadza, chyba że płytka jest oczywiście wykonana poprawnie i obrys niczego nie zamyka. Polecam grubość linii 0,1 mm. W razie potrzeby te narożniki lub kontur, po wytrawieniu i zmyciu konturu (pozostanie on w postaci folii na płycie), można usunąć mechanicznie z deski (zeskrobać nożem). Papier znajdujący się na odwrocie tablicy można zabezpieczyć kawałkami taśmy izolacyjnej.
Trawienie deski
Jeśli chodzi o trawienie ścieżek, jest ich wiele różne metody. Na przykład możesz wykonać trawienie siarczanem miedzi:
- Trzy czubate łyżki siarczanu miedzi.
- Trzy czubate łyżki soli kuchennej.
- 500 gramów wody
Podczas trawienia podgrzewam go do temp kąpiel parowa i trwa od 30 minut do 2 godzin. W przypadku kontaktu łatwo się zmywa lub zmywa i nie pozostawia śladów.
Ustawiamy żelazko na maksymalną temperaturę, czekamy aż się rozgrzeje, kładziemy deskę na płaskiej, twardej powierzchni, może na kawałku sklejki, a pomiędzy żelazkiem a naszym kładziemy kartkę papieru podstawa papierowa, błyszczącym papierem, dokładnie prasując przez minutę, mocno dociskając, wyprasuj deskę, ułożoną oczywiście folią do góry. Po wyłączeniu żelazka należy pozostawić deskę do ostygnięcia na 15 minut! Jeśli użyliśmy papieru błyszczącego, włóż do niego naszą tablicę ciepła woda, odczekaj pół godziny i zacznij zwijać papier w grudki opuszkami palców. Nie możesz oderwać papieru! Po zwinięciu całego papieru pozostają białawe ślady tonera (w wyniku wtrąceń resztek papieru). Toner zmywamy rozpuszczalnikiem lub benzyną. Kalosze zmywamy z brudu, szczególnie dużo brudu powstaje przy usuwaniu rysunku wykonanego markerem.
Po oczyszczeniu płytki dla lepszego lutowania należy ją ocynować i pokryć tory warstwą lutu; można to łatwo zrobić nakładając odrobinę lutowia na oplot demontażowy. Płyta może być również cynowana stopem. Przegląd technologii przygotowany przez AKV.
