- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
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 двухсторонних плат.
Кому интересно посложнее, подороже и поточнее, можно делать фоторезистом [1], 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 двухсторонних печатных плат по технологии ЛУТ с различными резервными схемами на случай косяков. От идеи до включения. Будем работать с KiCad, Incscape, наждачкой 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.
Если Вы всё еще работаете с проприетарными ограниченными решениями, начните со статьи Трассировка печатной платы в KiCAD [2] или пропустите этот раздел.
Используем KiCad 5, поскольку мне глубоко симпатична эта программа, её комьюнити (включающее CERN) и идея мультиплатформенного FOSS в целом.
Не ведитесь на то что версия 4 якобы Stable, а 5 типа Nightly. Пятая версия намного стабильнее, СИЛЬНО менее глюченная и в сотни раз удобнее, чем четвертая.
Итак, алгоритм с лайфхаками:
Когда плата готова, нужно перегнать её в SVG для дальнейшей доработки. Лучше выгрузить плату из EDA без отзеркаливания, чтобы не точно 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 ))
Собственно:
Далее немного магии. Если у вас есть выводные компоненты, то отверстия в них вряд-ли 0.4. А для ручного ЛУТа жирные дыры не нужны, лучше пусть побольше меди будет и она сверлом счистится. Нужно все отверстия сделать 0.4. Можно менять каждый контакт каждого футпринта в KiCad, а можно намного быстрее автозаменой поменять все кружки в SVG:
Сейчас нужно отправить SVG на принтер на обычной бумаге. И сделать с этой бумагой следующее:
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)
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.
Вся статья, на самом деле, написана только ради того, чтобы поделиться с миром самой правильной бумагой для ЛУТа. Вот она:
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:
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.
Для травления, нам понадобится пластиковый контейнер (или любая не-металлическая тара, в которую плата поместится лёжа). А так же, одноразовая ложка или варибаси [7] для помешивания платы (против пузырьков, которые мешают травиться).
Персульфат аммония рекомендуется разводить в тёплой воде 1:2 по массе. Но когда я попытался приблизиться к такой концентрации у меня почему-то ничего не травилось. Думаю 1:3 или даже 1:4 хватит. В конце концов, можно еще подразмешать потом. Рекомендуемая температура 40 градусов, но пфффф, 70 норм, Вы же не хотите час медитировать на синюю жижу в респираторе, помешивая её своей платой?
Однако, учтите, что перегревать всякого рода химикаты довольно опасно. Был у нас случай однажды когда что-то пошло не так и стало крипово:
https://vk.com/video-24764675_456239191 [8]
Вроде так и не выяснили чо это было.
Желательно поддерживать температуру в районе 50-70 градусов, чтобы травилось побыстрее. Для этого используют водяную баню. Если у Вас из крана может течь вода примерно такой температуры, водяная баня на проточной воде крайне рекомендована.
Если плохо травится, можно:
После травления, тонер стирается ацетоном.
Осталось просверлить и соединить переходные отверстия.
Лайфхак: Если так получилось, что имеет место быть смещение слоёв, его можно компенсировать углом наклона сверла.
С первого отверстия сложновато поймать нужный угол, так что лучше сначала сверлить наименее требовательные к выходной точке отверстия (например, те, что выходят в область металлизации или объемные острова меди)
После просверливания, необходимо соединить отверстия. Разумеется, мы будем это делать с помощью резисторных/конденсаторных ножек и паяльника. Но иногда на переходное отверстие надо сверху поставить SMD-компонент, и в этом случае высокая плюшка припоя недопустима. Мы придумали следующий трюк:
Типа всё ))
Можно запаивать компоненты и врубать питание.
А после тестирования и исправления, привести в порядок переходные отверстия, перенести текст и логотипы на слой шелкографии и заказать фиолетовые платы на OSHPark [9], или много плат на EasyEDA [10].
Плата на КДПВ действительно изготовлена ЛУТом, а не заказана с OSHPark. Фиолетовая паяльная маска решает :)
Вот еще годный видос для дальнейшего изучения всякого рода тонкостей:
https://youtu.be/fXtcM7gqibY [11]
Спасибо за внимание!
Автор: Владислав Глаголев
Источник [12]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/diy-ili-sdelaj-sam/286454
Ссылки в тексте:
[1] делать фоторезистом: https://habr.com/post/134834/
[2] Трассировка печатной платы в KiCAD: https://habr.com/post/395933/
[3] 7 правил проектирования печатных плат: https://habr.com/post/413141/
[4] 7 правил проектирования печатных плат: https://habr.com/post/414141/
[5] топор: https://ru.wikipedia.org/wiki/TopoR
[6] SVG Editor: http://tavmjong.free.fr/INKSCAPE/MANUAL/html/XML-Basic.html
[7] варибаси: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B8_%D0%B4%D0%BB%D1%8F_%D0%B5%D0%B4%D1%8B
[8] https://vk.com/video-24764675_456239191: https://vk.com/video-24764675_456239191
[9] OSHPark: https://oshpark.com/
[10] EasyEDA: https://easyeda.com/order
[11] https://youtu.be/fXtcM7gqibY: https://youtu.be/fXtcM7gqibY
[12] Источник: https://habr.com/post/417501/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=417501
Нажмите здесь для печати.