9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Изготовление печатных плат в домашних условиях: струйный принтер, прозрачная плёнка и лак-фоторезист

Многие радиолюбители уже освоили и довели чуть ли не до возможного совершенства свои способы изготовления печатных плат. Ни для кого не секрет, что наиболее популярный способ - это ЛУТ, или "лазерный утюг". Принцип его очень прост: рисунок печатной платы распечатывается на лазерном принтере, затем кладётся поверх фольгированного текстолита и с помощью нагретого утюга тонер переносится на печатную плату. После остывания достаточно аккуратно отделить подложку, на которой рисунок изначально был напечатан.

При кажущейся простоте начинающие нередко сталкиваются со следующими трудностями:

1. Выбор лазерного принтера и тонера.

Критерии выбора принтеров нам нигде не встречались. Скорее всего, люди просто пробуют на том, что есть и если приобретать принтер специально для ЛУТ'а, то он скорее всего по закону подлости не подойдёт. Тем не менее, попробовать, вероятно, стоит.

2. Выбор материала подложки

Здесь главным критерием является лёгкость отделения подложки после переноса тонера, то есть глянцевость. Чем лучше подложка даст "отлипнуть" от себя тонеру, тем более качественную печатную плату можно получить. В ход идёт всё - от глянцевых журналов и каталогов до подложки от самоклейки. Но лазерные принтеры печатают не на любом материале.

3. Способ проглаживания утюгом для равномерного переноса тонера

Здесь важно равномерно прогладить поверхность. При контакте подложки с нагретым утюгом тонер плавится и переносится на фольгированный текстолит.

4. Способ отделения подложки без отрывания тонера.

Разумеется, тонер не хочет отлипать от подложки. Поэтому применяют различные хитрости: от размачивания подложки водой до растворения её кислотой. При этом, удаляя остатки подложки, важно не нарушить целостность тонера.

5. Травление и смывка тонера.

Существует и ещё один способ изготовления печатных плат в домашних условиях. Проще он или сложнее вышеописанного - решать вам. Технология следующая:

1. Печать рисунка печатной платы с помощью струйного (или лазерного, это не принципиально) принтера на прозрачной плёнке.

Плёнка для струйных и для лазерных принтеров отличается. Печать необходимо производить на максимально возможной плотности.

2. Покрытие фольгированного стеклотекстолита слоем фоточувствительного лака.

Лаки бывают разные, как импортного, так и отечественного производства. Стоимость 200мл бутылочки составляет 600 рублей, хватит её надолго. Импортный лак может храниться практически бесконечно, несмотря на срок годности, не теряя своих свойств.


Фото 1: Фото-лак Positiv разных производителей.
Предварительно фольгированный текстолит должен быть обработан мелкой шкуркой до равномерного блеска, затем вымыт с мылом, высушен, и обезжирен ацетоном. Если текстолит новый, в хорошем состоянии, то вместо шкурки можно использовать чистящий порошок типа пемолюкса.

Нанесённый на текстолит лак быстро высыхает и теряет текучесть, поэтому важно в первые секунды после нанесения обеспечить его равномерное распределение. Хорошим способом это сделать является небольшая центрифуга. Она представляет собой закреплённый на оси электродвигателя диск-подставку, в качестве которого может выступать обычный компакт-диск. На диск устанавливается печатная плата и закрепляется в его центре (для исключения биений) - например, скотчем. Не нужно крепить плату основательно, так как не требуются большие обороты. Центрифуга должна иметь тяжёлое основание – например, в виде куска мебельной плиты.


Фото 2: Текстолит закреплён на центрифуге при помощи скотча.
Необходимо равномерно нанести фоточувствительный лак на поверхность текстолита, соблюдая инструкцию по применению лака. Делать это нужно в темноте или, по-крайней мере, не под прямым освещением. Достаточно тёмного помещения и маленького фонарика. После того, как лак нанесён (на это требуется около 2х секунд распыления), необходимо на 1-2 секунды подать питание на электродвигатель, в результате чего основание начнёт вращаться. Под действием центробежных сил лак распределится по плате равномерным слоем, а его излишки будут снесены за пределы платы. Важно не допускать чрезмерного разбрызгивания лака. На этом этапе достаточно просто добиться его равномерного распределения.


Фото 3: Будущая плата с нанесённым лаком вращается на центрифуге.
В течение первых пяти минут сушки рекомендуется раз в минуту немного прокручивать печатную плату по оси на тот случай, если основание не строго горизонтально, чтобы исключить стекание лака в одну из сторон. Через пять минут плату можно снимать и поместить для сушки в сухое тёмное место. Для сушки при комнатной температуре необходимо время 24 часа. При сушке при высокой температуре это время значительно сокращается до десяти минут, подробнее - в инструкции по применению лака.


Фото 4: Тонкий слой равномерно распределённого лака
На фото видно, что образуются небольшие скопления лака по краям платы. С учётом этого текстолит можно делать с припусками около 5мм, хотя эти небольшие наплывы почти не мешают процессу.

Если печатная плата изготавливается в то время, когда в многоквартирных домах включено паровое отопление, то имеет смысл начинать процесс изготовления вечером. Прежде всего, тёмное время суток исключает случайное воздействие на плату солнечного света. Покрытую лаком плату можно положить на батарею отопления для сушки. Через три часа она будет готова. Если нет возможности продолжить процесс далее, то плату можно переместить на дальнейшую сушку в любое тёмное место. В светлое время суток плату можно поместить на батарею отопления внутри коробочки, прикрыв сверху непрозрачной пластиной от солнечных лучей.

3. Экспонирование печатной платы через полученный позитив в ультрафиолетовых лучах.

К счастью, здесь можно применять black light, чёрные люминесцентные лампы, продающиеся повсеместно. Для облучения печатной платы размером 10*20 см вполне достаточно лампы мощностью 8Вт. В местах, на которые попало ультрафиолетовое излучение, фото-лак меняет свои свойства. Те же места, где на позитиве находились проводники, не подверглись воздействию ультрафиолета.

Время экспонирования лампой мощностью 8Вт с расстояния 10см составляет 8 минут. Можно меньше или больше, вплоть до получаса. Здесь нужно поэкспериментировать один раз и подобрать оптимальные для себя параметры.

Позитивный шаблон необходимо прижимать к плате, чтобы ультрафиолет не проникал в неплотности. Прижимать можно обыкновенным тонким стеклом (например, от фоторамки) или прозрачным пластиковым корпусом от компакт-диска.

По этой же причине необходимо печатать позитив так, чтобы чернила (или тонер) наносились на ту сторону плёнки, которая будет прижиматься к плате. Иначе возможен засвет сквозь прозрачный материал и ухудшение качества дорожек.


Фото 5: Печатная плата экспонируется в УФ-лучах.
При подготовке к экспонированию не допускается воздействие солнечных лучей, нежелательно прямое воздействие света. В солнечную погоду достаточно работать с зашторенными окнами. В тёмное время суток нужно работать с выключенным светом, достаточно света монитора или фонарика.

4. Проявление в растворе щёлочи.

Участки, покрытые лаком, которые подверглись воздействию ультрафиолета, смываются в растворе щёлочи. Таким образом, на плате остаётся рисунок дорожек с позитивного шаблона.

Во время травления достаточно просто избегать прямого воздействия света. Концентрация щёлочи подбирается экспериментально следующим образом: кювета наполняется холодной водой и в неё помещается проэкспонированная плата. Затем в воду постепенно добавляется щёлочь. В качестве щёлочи удобно использовать средство для прочистки канализации "Крот".


Фото 6: Средство для прочистки канализации "Крот".
Добавлять нужно очень осторожно, до тех пор, пока не начнёт проступать рисунок проводников. После этого доливание щёлочи необходимо прекратить и дождаться смывки лака с тех мест платы, где нет печатных дорожек. Для ускорения процесса плату можно периодически помещать под струю холодной воды, чтобы смыть часть слоя лака, которая уже наполовину растворилась.


Фото 7: Печатная плата проявляется в растворе щёлочи.
После проявления раствор можно хранить для дальнейших проявлений, без необходимости долива щёлочи.


Фото 8: Рисунок дорожек на плате.
5. Травление и смывка лака.

Травить можно широкодоступным реактивом - сульфатом меди или любым иным реактивом. В тех местах, где отсутствует лак, слой фольги будет стравлен. Так будут сформированы дорожки. После травления лак с дорожек можно смыть растворителем 646, ацетоном или любым другим раствориетелем или же более концентрированным раствором щёлочи.

Дальнейшие действия стандартны. Это сверление:


Фото 9: Плата готова к сверлению отверстий
Сверлить необходимо острым сверлом. Для микросхем, резисторов и конденсаторов достаточно сверла диаметром 0,8мм. Идеально найти сверло из специальной стали с коническим утолщённым хвостовиком. Оно входит в плату очень легко и значительно меньше тупится.


Фото 10: Все отверстия просверлены
Следующий этап - покрытие платы флюсом и лужение. Здесь идеально подойдёт спиртовой раствор канифоли. После лужения и пайки его можно не смывать с платы.


Фото 11: Лужение дорожек и пайка компонентов.
Если всё-таки требуется смывка канифоли, например, для высокочастотных схем или перед покрытием платы лаком, то это можно сделать с помощью ацетона.

PS: Сейчас на Али можно найти плёночный фоторезист, рабатать с которым значительно удобнее, см. картинки ниже.

Понравилась статья? Баба Яга говорит: поделись с друзьями!