ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Изготовление печатных плат дома

В этой заметке я разберу популярные способы для создания печатных плат самостоятельно в домашних условиях: ЛУТ, фоторезист, ручное рисование. А также с помощью каких программ лучше всего рисовать ПП.

Когда-то электронные устройства монтировали с помощью навесного монтажа. Сейчас так собирают разве что ламповые аудиоусилители.

В массовом ходу печатный монтаж, который преквратился уже давно в настоящую отрасль со своими хитростями, особенностями и технологиями. А хитростей там немало. Особенно при создании ПП для высокочастотных устройств.

(Думаю, что сделаю как-нибудь обзор литературы и особенностей проектирования расположения проводников ПП)

Общий принцип создания печатных плат (ПП) заключается в том, чтобы на поверность из непроводящего ток материала нанести дорожки, которые этот самый ток проводят. Дорожки соединяют радиодетали согласно требуемой схеме. На выходе получается электронное устройство, которое можно трясти, носить, иногда даже мочить без боязни его повредить.

В общих чертах технология создания печатной платы в домашних условиях состоит из нескольких шагов:

1. Выбрать подходящий фольгированный стеклотекстолит. Почему текстолит? Его проще достать. Да и подешевле получается. Зачастую для любительского устройства этого достаточно. 
2. Нанести на текстолит рисунок печатной платы
3. Стравить лишнюю фольгу. Т.е. убрать лишнюю фольгу с участков платы, на которых нет рисунка проводников.
4. Просверлить отверстия под выводы компонентов. Если требуется просверлить отверстия под компоненты с выводами. Для чип компонентов этого очевидно не требуется. 
5. Залудить токоведущие дорожки
6. Нанести паяльную маску. Опционально, если хочешь внешне приблизить свою плату к заводским.

Другой вариант — это просто заказать свлю плату на заводе. Сейчас множество компаний предоставляют услуги по производсту печатных плат. Получишь отличную заводскую печатную плату.

Различаться с любительской они будут не только наличием паяльной маски, но и многими другими параметрами. Например, если у тебя двусторонняя ПП, то на плату бедт присутствовать металлизация отверстий. Можно выбирать цвет паяльной маски и т.д.

Преимуществ море, только успевай отслюнявливать деньги!

Шаг 0

Прежде, чем изготавливать ПП, она должна быть где-то нарисована. Можно по старинке нарисовать её на миллиметровой бумаге и потом переносить рисунок на заготовку.

А можно воспользоваться одной из многочисленных программ для создания печатных плат. Программы эти называются общим словом САПР (CAD). Из доступных радиолюбителю можно назвать DeepTrace (беспл.

С помощью этих программ можно не только нарисовать ПП, но и подготовить её к производству в заводских условиях. Вдруг захочется заказать десяток платок? А если не захочется, то такую ПП удобно распечатать и с помощью ЛУТ или фоторезиста изготовить самостоятельно. Но об этом ниже. 

Шаг 1

Итак, заготовку для ПП условно можно разделить на две части: непроводящая основа и проводящее покрытие.

Заготовки для ПП бывают разные, но чаще всего они различаются материалом непроводящего слоя.

Можно встретить такую подложку из гетинакса, стеклотекстолита, гибкая основа из полимеров, композиции целлюлозной бумаги и стеклоткани с эпоксидной смолой, даже металлическая основа бывает.

Все эти материаллы разлиаются своими физическими и механическими свойствами. И на производстве материал для ПП выбирается исходя из экономических соображений и технических условий. 

Для домашних ПП я рекомендую фольгированный стеклотекстолит. Легко достать и цена приемлемая. Гетинаксы наверно  дешевле, но лично я их терпеть не могу. Если ты разбирал хоть одно массовое китайское устройство, то наверно видел из чего там сделаны ПП? Они ломкие, а при пайке воняют. Пусть китайцы это нюхают.

В зависимости от собираемого устройства и условий его эксплуатации можно выбрать подходящий текстолит: односторонний, двусторонний, с разной толщиной фольги (18 мкм, 35 мкм и т.д. и т.п.

Шаг 2 

Для нанесения рисунка ПП на фольгированную основу радиолюбители отработали множество методов. Среди них два самых популярных в нынешнее время: ЛУТ и фоторезист. ЛУТ — это сокращение от “лезерно утюжная технология”. Как и следует из названия потребюутся лазерный принтер, утюг и глянцевая фотобумага. 

ЛУТ

На фотобумагу печатается рисунок в отзеракленном виде. Затем он накладывается на фольгированный текстолит. И хорошенько прогревается утюгом. Под воздействием температуры тонер с глянцевой фотобумаги прилипает к медной фольге. После прогрева плата отмачивается в воде и бумага аккуратно убирается. 

На фото выше как раз плата после травления. Черный цвет токоведущих дорожек из-за того, что они еще покрыты затвердевшим тонером от принтера. 

Фоторезист

Процесс похож на ЛУТ, но рисунок ПП печатается на прозрачной пленке. Таким образом получается шаблон, который можно использовать многократно.

Затем на текстолит наносится “фоторезист” — чувствительная к ультрафиолету пленка или жидкость (фоторезист бывает разным).

Затем поверх фоторезиста прочно закрепляется фотошаблон с рисунком ПП и затем этот бутерброд облучается ультрафиолетовй лампой четко отмеренное время.

Надо сказать, что рисунок ПП на фотошаблоне печатается инвертированным: дорожки прозрачные, а пустоты темные.

Делается это для того, чтобы при засветке фоторезиста незакрытые шаблоном участки фоторезиста среагировали на ультрафиолет и стали нерастворимыми.

После засветки (или экспонирования, как это называют спецы) плата и “проявляется” — засвеченные участки становятся тёмными, незасвеченные — светлыми, так как там фоторезист просто растворился в проявителе (обычная кальцинированная сода). Затем плата травится в растворе, а после фоторезист удаляется, к примеру, ацетоном.

Виды фоторезиста

В природе обитает несколько видов фоторезиста: жидкий, самоклеющаяся плёнка, позитивный, негативный. В чем разница и как выбрать себе подходящий? На мой взгляд в любительском применении особой разницы нет. Тут уж как ты наловчишься, тот вид применять и будешь. Я выделил бы только два основных критерия: цена и на сколько удобно лично мне пользоваться тем или иным фоторезистом.

Шаг 3 

Травление заготовки ПП с нанесённым рисунком. Растворить незащищенную часть фолги с ПП можно множеством способов: травление в персульфате аммония, хлорном железе, смеси перекиси водорода и лимонной кислоты. Мне нравится последний способ: быстро, чисто, дешево.

Помещаем заготовку в раствор для травления, ждем минут 10, вынимаем, промываем, зачищаем дорожки на плате и переходим к следующему этапу.

Шаг 4

Плату можно залудить либо сплавом Розе, либо Вуда, лубо просто покрыть дорожки флюсом и пройтись по ним паяльником с припоем. Сплавы Розе и Вуда — многокомпонентные легкоплавкие сплавы. А сплав Вуда ещё и кадмий содержит. Так то в домашних условиях проводить такие работы следует под вытяжкой с фильтром. Идеально иметь простенький дымоуловитель. Ты же хочешь жить долго и счастливо?:=)

Шаг 6

Пятый шаг я пропущу, там всё понятно. А вот нанесение паяльной маски довольно интересный и не самый простой этап. Так что давай изучим его подробней. 

Паяльная маска используется в процессе создания ПП для того, чтобы защитить дорожки платы от окислений, влаги, флюсов при монтаже компонентов, а также, чтобы облегчить сам монтаж. Особенно, когда используются SMD-компоненты. 

Обычно, чтобы защитить дорожки ПП без маски от хим. и мех воздействий матерые радиолюбители такие дорожки покрывают слоем припоя. После лужения такая плата часто выглядит как-то не очень красиво.

Еще одним минусом является увеличение ёмкости между такими проводниками.

Прежде всего: паяльная маска довольно токсична. Все работы следует проводить в хорошо проветриваемом помещении (а лучше под вытяжкой), а также избегать попадания маски на кожу, слизистые оболочки и в глаза. 

Не могу сказать, что процесс нанесения маски довольно сложный, но все же требует большого числа шагов. После обдумывания решил, что дам ссылку на более-менее подробное описание нанесения паяльной маски, так как нет сейчас возможности самостоятельно продемонстрировать процесс.

Творите, ребята, это интересно =) Создания ПП в наше время сродни не просто ремеслу, а целому искусству!

Источник: https://mp16.ru/blog/kak-delat-pechatnyie-platyi-doma/

Изготовление печатных плат лутом

В последнее время радиоэлектроника как хобби в мире набирает популярность, людям становится интересно собственными руками создавать электронные устройства. В интернете присутствует огромное количество схем, от простых до сложных, выполняющие различные задачи, поэтому каждый сможет найти в мире радиоэлектроники то, что придётся ему по душе. 

Неотъемлемая часть любого электронного устройства – печатная плата. Она представляет собой пластину из диэлектрического материала, на которую нанесены медные токопроводящие дорожки, соединяющие электронные компоненты. Каждый из тех, кто желает научиться собирать электрические схемы в красивом виде должен научиться делать эти самые печатные платы. 

Существуют компьютерные программы, которые позволяют нарисовать рисунок дорожек печатной платы в удобном интерфейсе, самая популярная из них – Sprint Layout.

Разводка печатной платы производится в соответствии с принципиальной схемой устройства, в этом нет ничего сложного, достаточно лишь соединить дорожками нужные детали.

Кроме того, ко многим схемам электронных устройств в интернете уже прилагаются готовые рисунки печатных плат.

Хорошая печатная плата – залог долгой и счастливой работы прибора, поэтому её нужно стараться делать максимально аккуратно и качественно. Наиболее распространённый метод изготовления печатных в домашних условиях – это так называемый «ЛУТ», или «лазерно-утюжная технология».

Он приобрёл широкую популярность потому, что не занимает много времени, не требует наличия дефицитных ингредиентов и научиться ему не так уж и сложно. Вкратце, ЛУТ можно описать так: допустим, имеется рисунок дорожек, нарисованный на компьютере.

Далее, этот рисунок нужно напечатать на специальной термотрансферной бумаге, перенести на текстолит, затем вытравить лишнюю медь с платы, просверлить отверстия в нужных местах и залудить дорожки. Разберём весь процесс поэтапно:

Печать рисунка платы

1) Печать рисунка на термотрансферной бумаге. Купить такую бумагу можно, например, на Алиэкспресс, там она стоит сущие копейки – по 10 рублей за лист формата А4. Вместо неё можно использовать любую другую глянцевую бумагу, например, из журналов.

Однако качество переноса тонера с такой бумаги может оказаться гораздо хуже. Некоторые используют глянцевую фотобумагу «Ломонд», хороший вариант, если бы не цена – стоит такая фотобумага куда дороже.

Рекомендую попробовать распечатать рисунок на разных бумагах, а затем сравнить, с какой из них получится самый лучший результат. 

Также нужно учитывать такой момент, что на текстолит рисунок переведётся в зеркальном отображении, поэтому нужно заранее предусмотреть, нужно или не нужно отзеркалить рисунок перед печатью. Особенно критично это на платах с микросхемами, ведь другой стороной их поставить не удастся.

Подготовка текстолита к перенесению на него рисунка

2) Второй этап – подготовка текстолита к перенесению на него рисунка. Чаще всего текстолит продаётся отрезками размером 70х100 или 100х150 мм. Нужно отрезать кусок, подходящий под размеры платы, с запасом по краям 3-5 мм.

Пилить текстолит удобнее всего ножовкой по металлу или лобзиком, в крайнем случае его можно отрезать ножницами по металлу. Затем, этот кусок текстолита следует протереть мелкой наждачной бумагой или жёстким ластиком.

На поверхности медной фольги образуются мелкие-мелкие царапины, это нормально. Даже если изначально текстолит выглядит идеально ровным, этот шаг необходим, иначе потом трудно будет его залудить.

После зашкуривания поверхность обязательно нужно протереть спиртом или растворителем, чтобы смыть пыль и жирные следы от рук. После этого прикасаться к медной поверхности нельзя.

Перенос рисунка на подготовленный текстолит

3) Третий этап – самый ответственный. Необходимо напечатанный на термотрансферной бумаге рисунок перенести на подготовленный текстолит. Для этого отрезаем бумагу так, как показано на фото, оставляя запасы по краям.

На ровную деревянную дощечку кладём бумагу рисунком вверх, затем сверху прикладываем текстолит, медью к бумаге. Загибаем края бумажки так, как будто она обнимает кусочек текстолита. После этого аккуратно переворачиваем бутерброд, чтобы бумага оказалась сверху.

Проверяем, чтобы рисунок никуда не сместился относительно текстолита и кладём сверху чистый кусочек обычной офисной белой бумаги так, чтобы он закрывал собой весь бутерброд. 

Если тонер перешёл плохо и остался на бумаге – нужно держать дольше, если же, наоборот, дорожки перевелись, но размазались – явный признак перегрева. Давить на утюг при этом не нужно, хватает его собственного веса.

После прогрева нужно убрать утюг и прогладить ещё не остывшую заготовку ватным тампоном, на случай, если в некоторых местах тонер плохо перешёл при глажке утюгом. После этого остаётся только подождать, пока будущая плата остынет и снять термотрансферную бумагу.

С первого раза может не получиться, это не беда, ведь опыт приходит со временем.

Травление печатной платы

4) Следующий этап – травление. Вся та область медной фольги, которая не покрыта тонером должна быть удалена, а медь под тонером должна остаться не тронутой. Сперва нужно приготовить раствор для травления меди, самый простой, доступный и дешёвый вариант – раствор лимонной кислоты, соли и перекиси водорода.

В пластиковой или стеклянной ёмкости нужно размешать одну-две столовые ложки лимонной кислоты и чайную ложку поваренной соли на стакан воды. Пропорции не играют большой роли, можно высыпать на глаз. Тщательно перемешать и раствор готов. Нужно положить в него плату, дорожками вниз для ускорения процесса. Также можно слегка подогреть раствор, это ещё увеличит скорость процесса.

Примерно через пол часа вся лишняя медь вытравиться и останутся только дорожки. 

Смыть тонер с дорожек

5) Самое сложное позади. На пятом этапе, когда плата уже вытравлена, нужно смыть тонер с дорожек растворителем. Самый доступный вариант – женская жидкость для снятия лака для ногтей, стоит она копейки и есть почти у каждый женщины.

Можно использовать и обычные растворители, например, ацетон. Я пользуюсь нефтяным сольвентом, он хоть и сильно воняет, но зато не оставляет на плате никаких чёрных разводов.

В крайнем случае, можно убрать тонер, хорошенько потерев плату наждачной бумагой.

Сверление отверстий на плате

6) Сверление отверстий. Понадобиться маленькое сверло диаметром 0.8 – 1 мм. Обычные свёрла из быстрорежущей стали быстро тупятся об текстолит, поэтому лучше всего использовать свёрла из карбида вольфрама, хоть они и более хрупкие.

Я сверлю платы с помощью двигателя от старого фена с небольшим цанговым патроном, отверстия при этом получаются ровные и без заусенцев. К сожалению, в самый неподходящий момент сломалось последнее карбидовое сверло, поэтому на фотографиях просверлена лишь половина отверстий.

Остальные можно будет просверлить позже.

Залудить дорожки

7) Осталось лишь залудить медные дорожки, т.е. покрыть слоем припоя. Тогда они не будут окисляться со временем, а сама плата станет красивой и блестящей. Сначала нужно нанести на дорожки флюс, а затем быстрыми движениями поелозить по ним паяльником с капелькой припоя. Не стоит наносить излишне толстый слой припоя, тогда могут закрыться отверстия, а плата будет выглядеть неаккуратно.

На этом процесс изготовления печатной платы завершён, теперь можно запаивать в неё детали. Материал предоставил для сайта Радиосхемы – Михаил Грецкий, romadimaoleg2@mail.ru

   Форум по ЛУТ

   Обсудить статью Изготовление печатных плат лутом

Источник: https://radioskot.ru/publ/konstruktiv/izgotovlenie_pechatnykh_plat_lutom/13-1-0-1360

Изготовление печатной платы своими руками

Андреев С.

В домашних условиях можно изготавливать печатные платы. по качеству практически ничем не уступающие заводскому изготовлению. Соблюдая определённый порядок действий, Вы сами сможете повторить это для ваших самоделок.

Сначала необходимо подготовить рисунок печатных дорожек. Как развести печатную плату здесь обсуждаться не будет, предположим что рисунок уже есть, взят из журнала, интернета, или нарисован вами лично или при помощи специальной программы.

Подготовка рисунка зависит от того каким способом предполагается нанести рисунок печатных дорожек на заготовку.

Сейчас наиболее популярны три способа, – ручное рисование с помощью несмываемого маркера, способ «лазерного утюга» и фотоэкспонирование на фоторезист.

Первый способ

Первый способ годится для несложных плат. Здесь конечным пунктом подготовки рисунка должно быть изображение на бумаге в масштабе 1:1, вид со стороны дорожек. Хорошо если уже есть бумажное изображение 1:1, например, в журнале «Радиоконструктор» в основном все платы 1:1. Но в других изданиях и особенно в интернете бывает не все так гладко.

Если есть бумажное изображение в другом масштабе его нужно соответственно увеличить или уменьшить, например, с помощью копирования на ксероксе с масштабированием. Либо отсканировать в компьютер в графический файл и в каком-нибудь графическом редакторе (например, в Adobe Photoshop) привести размеры к 1:1 и распечатать на принтере. Это же касается и рисунков плат, полученных из интернета.

Итак, бумажный рисунок 1:1 вид со стороны дорожек есть.

Берем заготовку из фольгированного стеклотекстолита, немного зашкуриваем фольгу «нулевкой», накладываем на заготовку бумажный рисунок, прикрепляем его чтобы не двигался, например, скотч-лентой.

И шилом или метчиком прокалываем бумагу в точках где должны быть отверстия, причем так чтобы остался отчетливо видный, но неглубокий след на фольге.

Следующий этап, – снимаем бумагу с заготовки. В отмеченных местах сверлим отверстия необходимого диаметра. Затем, глядя на рисунок дорожек, рисуем несмываемым маркером печатные дорожки и монтажные площадки.

Рисовать начинаем с монтажных площадок, а потом соединяем их линиями. Там где нужны толстые линии проводим маркером несколько раз. Или рисуем контур толстой линии, а потом плотно закрашиваем внутри.

Травление рассмотрим позже.

Второй способ

Второй способ радиолюбители обозвали «лазерным утюгом». Способ популярный, но весьма капризный. Необходимые инструменты, – лазерный принтер со свежим картриджем (заправленный картридж, по моему опыту, вообще не годится для этого дела), утюг бытовой обычный, весьма хитрая бумага.

Итак, подготовка рисунка. Рисунок должен быть черным (без полутонов, цвета), в масштабе 1:1, и более того, он должен быть в зеркальном изображении.

Всего этого можно добиться обработкой рисунка на ПК в каком-нибудь графическом редакторе.

Результатом подготовки рисунка должен быть графический файл с изображением в масштабе 1:1, черно-белый, без полутонов и цвета, который можно распечатать на лазерном принтере.

Другой вопрос, важный и тонкий, – о бумаге. Бумага должна быть плотная и в тоже время тонкая, так называемая, мелованная (обычная «для ксерокса» хороших результатов не дает). Где её взять? Вот это главный вопрос. В продаже она бывает только толстая – для фотографий. А нам нужна тонкая.

Поищите в почтовом ящике! Очень многие рекламные буклеты сделаны именно на такой бумаге, – тонкая, гладкая, глянцевая. На наличие цветных картинок внимания не обращайте, – нам они никак не помешают.

Впрочем, нет, если печать сделана некачественно, то есть, картинки пачкают пальцы, – такая рекламная продукция нам не подойдет.

Дальше печатаем свой файл на этой бумаге и смотрим что получилось. Как я уже сказал выше, принтер должен быть со свежим картриджем (и барабаном, если барабан отдельно от картриджа).

В установках притера нужно выбрать режим печати с наибольшей плотности отпечатка, в разных принтерах этот режим называется по разному, например, «Яркость», «Dark», «Контрастность».

И никаких экономичных или черновых (в смысле, «черновик») режимов.

Все это необходимо так как нужен плотный и равномерный рисунок, с дорожками изображенными достаточно толстым слоем тонера без прерываний, светлых полос, которые могут быть при работе изношенного барабана картриджа. В противном случае рисунок будет неравномерным по толщине тонера и это приведет к тому что на готовой плате в этих местах будут прерывания дорожек.

Не переусердствуйте, так как от излишнего давления тонер размажется и некоторые дорожки сольются. Плохо обработанные кромки заготовки также не дадут хорошо пригладить тонер к заготовке.

В общем, суть процесса в том, что тонер лазерного принтера плавится и при расплавлении прилипает к фольге. Теперь ждем пока заготовка остывает. Как остынет кладем минут на 10-15 в посуду с теплой водой. Мелованная бумага размягчается и начинает отставать от платы. Если бумага не отстает, аккуратно пытаемся скатать бумагу пальцами рук под струей воды.

На заготовке будет видна разводка покрытая тонким слоем лохматой бумаги. Сильно стараться скатать всю бумагу не нужно, так как можно таким усердием содрать и тюнер с фольги. Важно чтобы лохмотья бумаги не висели, а между дорожками бумаги не должно быть вообще.

Третий способ

Третий способ, экспонирование на слой фоторезиста. Фоторезист продается в магазинах радиодеталей. Обычно прилагается инструкция. Следуя этой инструкции нужно нанести фоторезист на заготовку, и когда он будет готов проэкспонировать на него рисунок разводки платы. Затем обработать специальным раствором – проявителем. Освещенные участки смоются, а на неосвещенных останется пленка.

Рисунок должен быть подготовлен так же как и для «лазерного утюга», но печатать нужно на прозрачной пленке для принтера.

Эту пленку накладывают на обработанную фоторезистом заготовку (тонером к заготовке) и экспонируют согласно инструкции.

Данный способ сложен, требует наличия фоторезиста, проявляющего раствора и строго соблюдения инструкции, но он позволяет получить разводку практически заводского качества.

К тому же, принтер не обязательно должен быть лазерным, – подойдет и струйный, при условии что печатать будете на прозрачной пленке для струйных принтеров.

Экспонируя пленку всегда нужно накладывать на заготовку стороной на которое тонер, прижимать стеклом для ровности прилегания.

Если прилегание будет неплотным, или положите пленку другой стороной изображение получится некачественным так как дорожки расплывутся из-за нарушения фокуса.

Записки программиста

Не то, чтобы в использовании печатных плат с дорожками, как на макетной плате, было что-то зазорное. Просто это не очень удобно, так как дорожки приходится соединять проводами. Да и элементы на плате зачастую можно разместить куда компактнее, чем это позволяет макетная плата.

Существуют готовые платы без дорожек, которые решают вторую проблему, но не решают, а скорее даже усугубляют, первую.

К счастью, существуют проверенные временем способы изготовления печатных плат своими руками, один из которых, так называемый ЛУТ (в английском языке — TTM, Toner Transfer Method), и будет рассмотрен в данном посте.

Примечание: Очень многое из написанного ниже я узнал благодаря господину DI HALT и его потрясающему сайту easyelectronics.ru. Я не претендую тут на изобретение чего-то нового.

Мне просто хотелось чисто на память написать рассказ о том, как я изготовил свою самую первую печатную плату. Ну и, возможно, поделиться парой личных наблюдений касательно всего процесса, а также кое-какими специфичными для Linux моментами.

Само собой разумеется, все написанное далее актуально и для других ОС.

Список покупок

Для изготовления печатных плат по ЛУТ понадобятся:

• Лазерный принтер. На форумах, посвященных электронике, можно найти треды, где обсуждаются разные подходящие для наших целей модели. Принтер HP LaserJet Pro P1102 является одним из самых дешевых. Он все еще продается во многих интернет-магазинах и к тому же превосходно работает под Linux. Лично я его и использовал. Заметьте, что, судя по отзывам, именно эта модель почему-то часто продается без USB-кабеля. Уточните его наличие у продавца и при необходимости закажите отдельно.
• Фотобумага для лазерной печати. Хорошо зарекомендовала себя глянцевая бумага Lomond в формате A4 130 г/м2 (0310141). Опять же, на форумах вам могут подсказать другую подходящую бумагу. Но эта считается одной из лучших и ее легко купить.
• Фольгированный стеклотекстолит толщиной 1 мм, штук 5, чтобы с запасом. Будьте внимательны — стеклотекстолит бывает разных размеров. В рамках этой заметки подойдет и самый маленький, 5×10 см, но в будущем вы можете захотеть изготовлять и платы побольше.
• Ножницы по металлу, чтобы обрезать стеклотекстолит до нужных размеров. Если размер стеклотекстолита вас устраивает, можно обойтись и без них.
• Микродрель, защитные очки и тиски, для просверливания отверстий в плате.
• Ацетон или что-то вместо него, что можно использовать в качестве растворителя и обезжиривателя. Например, отлично подходит средство под названием Degreaser 65.
• И еще: шкурка с маркировкой К36, или даже еще мельче, хлорное железо, большая банка флюса ЛТИ-120, припой без канифоли ПОС 40, лишняя зубная щетка и ватные диски (можно купить в любой аптеке), а также кисточка, тонкий несмываемый маркер для компакт-дисков и шило (продаются в любом магазине канцтоваров).
• Опционально — лак акриловый в виде спрея или для нанесения кисточкой. Лак в виде спрея более удобен, но его не стоит использовать в доме. Вариант для нанесения кисточкой ложится не так ровно, но его можно использовать в доме. Для него вам придется добавить к списку покупок еще одну, дополнительную кисточку.

Дополнение: Впоследствии микродрель, тиски и ножницы по металлу я заменил на Dremel. Подробности см в разделе «Сверлим отверстия».

Также нужен утюг и лишняя стеклянная или пластиковая посуда, но я полагаю, что они есть в каждом доме. Пинцет тоже не повредит, но я думаю, раз вы решили самостоятельно делать печатные платы, значит он у вас уже давно есть. Работать с мелкими электронными компонентами и проводочками без пинцета очень неудобно.

Подключение принтера

Хочется отдельно рассказать про подключение принтера HP LaserJet Pro P1102 в Linux. Предполагается, что CUPS и HPLIP у вас уже установлены, как это было описано в заметке Пример настройки десктоп-окружения в Arch Linux. Этому принтеру нужны проприетарные дрова, поэтому его установка осуществляется не через веб-интерфейс CUPS, как обычно.

После подключения принтера к компьютеру говорим:

Затем отвечаем на несколько несложных вопросов и соглашаемся распечатать тестовую страницу. У меня все просто заработало.

Часто для изготовления печатных плат по ЛУТ рекомендуют изменить настройки принтера — выставить DPI побольше, отключить toner save mode, и так далее. В моем случае подобные настроек у принтера не оказалось. Как выяснилось позже, все прекрасно получается и с дэфолтами.

Проектирование платы

В мире Linux есть по крайней мере две заслуживающие внимания программы для проектирования печатных плат — это KiCad и EAGLE. KiCad совсем бесплатный, EAGLE бесплатен для некоммерческого использования и имеет адекватную ценовую политику в прочих случаях. В итоге EAGLE мне понравился намного больше.

Он имеет простой и удобный интерфейс, а также имеет ряд крутых фичей, например, генерацию проекта платы по схеме цепи, автоматическую разводку, поиск ошибок в схеме, а также проверку соответствия схемы и платы. Кроме того, выяснилось, что проекты EAGLE принимаются сервисом по изготовлению печатных плат Резонит. А вот проекты KiCad они не принимают.

Наконец, «исходники» небезызвестных плат Arduino, которые доступны на arduino.cc, также открываются в EAGLE.

Дополнение: Спустя какое-то время я все-таки перешел с EAGLE на KiCad. Подробности можно найти в заметке Как я впервые делал печатную плату при помощи KiCad.

Будущую плату удобно сначала нарисовать в тетради в клеточку, а потом уже переносить в EAGLE. Поскольку это был мой первый опыт создания печатной платы, я хотел сделать что-то знакомое и простое. В итоге решил сделать плату для таймера 555 в автоколебательном режиме. Вот что у меня получилось:

Важно! Здесь предполагается, что элементы размещаются, как на макетной плате, то есть, они опускаются на плату сверху вниз. Этот рисунок печатается, как есть, безо всякого зеркального отражения.

В процессе переноса на стеклотекстолит все дорожки окажутся в зеркальном отражении, поэтому текст в EAGLE я ввел в зеркальном отражении.

При этом, поскольку элементы крепятся на плату с той стороны, где нет дорожек, все сойдется, в частности все выходы того же таймера 555 попадут именно туда, куда нужно. Легко запомнить — рисуем, как на макетной плате, печатаем как есть, и все сходится.

Кстати, картинка с Гарфилдом нужна не только как своего рода автограф, или там для красоты. С ее помощью в любой момент можно легко понять, где у платы верх и низ, где лево и право, а также в зеркальном ли отражении дорожки.

Перед тем, как переходить к следующему шагу, советую распечатать плату на обычной (не фото-) бумаге, и проверить, что все компоненты попадают ножками, куда должны, что им друг с другом не тесно, и так далее.

Нанесение тонера на стеклотекстолит

Стеклотекстолит заранее обрезаем ножницами по металлу до нужного размера. Печатаем рисунок с дорожками на фотобумаге, на ее глянцевой стороне (напомню — печатаем как есть, без отражения).

Распечатанный рисунок не трогаем пальцами и по возможности бережем от пыли. Аккуратно обрезаем по размеру будущей платы.

Я лично просто приложил стеклотекстолит к бумаге и обвел его по контуру карандашом, затем обрезал бумагу ножницами:

Катушку с припоем ПОС 40 на фото я поставил специально, чтобы было видно, как после снятия окисла медь начинает отражать все вокруг. Если она неплохо все отражала и до снятия окисла — что ж, значит его почти не было.

Ждем немного, пока поверхность высохнет. Затем кладем распечатанный ранее рисунок на стеклотекстолит, тонером к медной стороне. Разогреваем утюг на максимум.

Прижимаем его на пару секунд с одной стороны бумаги, придерживая вторую рукой, затем прижимаем со второй стороны. Важно, чтобы бумажка при этом никуда не сползла.

Затем водим утюгом по бумаге то тех пор, пока она не пожелтеет. Водим долго, давим сильно. Результат выглядит примерно так:

Стеклотекстолит сейчас очень горячий, даем ему время остыть. Как остынет, помещаем его под струю воды на 2-3 минуты. Затем берем пинцет или шило и царапаем им поверхность бумаги. Задача — расцарапать поверхность и дать воде проникнуть под нее. Держим еще немного под струей воды, затем пальцами скатываем бумагу от центра к краям. Вот как это выглядит:

Когда бумаги останется совсем тонкий слой, снимаем его при помощи зубной щетки:

Должны снять всю бумагу, поэтому трем тщательно. Давить можно сильно, так как повредить тонер зубной щеткой практически невозможно. Затем вытираем заготовку и даем ей высохнуть. Внимательно изучаем ее в свете лампы под разными ракурсами.

Кусочки бумаги или растекшийся тонер, образующие лишние соединения между дорожками, можно удалить при помощи шила. Если что-то плохо прорисовалось или блестит там, где блестеть не должно, дорисовываем тонким несмываемым маркером. В моем случае тонер перенесся просто прекрасно и ничего дорисовывать не пришлось.

Травим плату

Дополнение: Альтернативный способ травления описан в статье Травим плату перекисью водорода с лимонной кислотой.

Понадобится пластиковая или стеклянная посуда. Я использовал ненужный герметичный контейнер для еды. Наливаем в него воду, желательно кипяченую и теплую, затем в воду добавляем хлорное железо. Хлорного железа все кладут по-разному.

В целом, если не доложить — не страшно, можно потом досыпать или просто плата будет дольше травиться. Если переложить, раствор потом можно будет использовать повторно. Я лично положил 2 чайные ложки на одну обычную (не большую) кружку воды.

Раствор можно трогать руками, но руки потом нужно не забыть помыть с мылом. Ни в коем случае не тащите немытые руки в глаза или рот, ну и вообще, лучше пользуйтесь пинцетом. Учтите также, что раствор сильно пачкается и трудно отмывается, поэтому остерегайтесь его попадания на одежду.

Будущую плату помещаем в раствор медью вниз. Притом, опускаем заготовку под углом, чтобы под ней не образовалось пузырьков воздуха. Чтобы заготовка не касалась дна и медь беспрепятственно отсоединялась от нее, можно повесить ее на кусок скотча или изоленты.

Оставляем плату травиться минут на 15. Точное время зависит от температуры воды, размера вашей чайной ложки и ряда других факторов. Над контейнером можно поставить настольную лампу с обычной лампой накаливания. Она будет слегка подогревать раствор, что немного ускорит процесс.

Если сильно торопитесь, ванночку можно время от времени слегка покачивать из стороны в сторону, помогая тем самым меди отсоединяться от поверхности будущей платы. Тонкий стеклотекстолит, толщиной всего 1 мм, позволяет видеть прямо сквозь него, протравились ли дорожки на обращенной ко дну стороне заготовки.

На следующем фото отчетливо видны протравленные дорожки и отвалившаяся от платы медь в виде осадка:

По истечении 15 минут достаем заготовку, промываем под струей воды, проверяем напросвет, что все вытравилось. Если недотравилось — помещаем обратно в раствор.

Следующим шагом нужно снять тонер (и маркер, если вы его использовали). Для этого я использовал все тот же Degreaser 65 и ватные диски:

Источник: https://eax.me/toner-transfer-method/