Необычный способ изготовления печатных плат ЛУТ. Оснастка Лазеро Кипятильной Технологии для изготовления печатных плат. Вы ещё не кипятите? Тогда мы идём к вам
Как сделать плату методом ЛУТ?
Многие считают метод ЛУТ (лазерный утюг ) чисто отечественным изобретением. На самом деле это не так. В цивилизованных странах этот процесс зовётся Iron Toner Transfer for PCB Making и по этим ключевым словам в Гугле очень много интересного, особенно если искать видео. Я ограничусь несколькими фотками с телефона. Так трафик меньше, особенно когда в нет заходишь через тот же телефон 8-)
Итак, самое главное - найти достойный лазерный принтер (я использую НР1018). Основной критерий - чтоб не сильно тонер экономил при печать. Распечатка должна слегка ощущаться пальцем на поверхности бумаги и не сильно просвечиваться при взгляде на лампу "на просвет". Следующий компонент техпроцесса - бумага . Точней основа от наклеек . На самом деле кроме бумаги для наклеек она встречается в самоклеящихся обоях и материалах для рекламы ORACAL (эта основа мне нравится больше всего - она плотная и не скручивается). Обрезки ORACAL -а можно бесплатно или занедорого вымутить в любой даже маленькой рекламной фирме, занимающейся наружной рекламой и вывесками. С одной стороны основа выглядит глянцевой.
Именно на глянцевой стороне и надо напечатать дорожки
своей будущей платы
. Тут есть 2 важных нюанса: дорожки надо печатать зеркально, чтобы буквы на поверхности платы
были нечитабельны. И второе - отключаем экономию тонера
и выбираем чёрный цвет для дорожек
при печати. Отпечатки пальцами не трогаем - даже микроскопическое загрязнение жиром вызовет плохое прилипание тонера к меди
платы
.
Пол дела сделано. Теперь отрезаем брутальными ножницами по железу
кусочек стеклотекстолита
немного больше будущей платы
. Края материала при нагреве слегка коробит и к ним плохо прилипает тонер
. Лучше выбросить лишние 5мм материала, чем получить брак на плате
.
Отрезанную заготовку я ошкуриваю мелкой наждачной бумагой. Без фанатизма - фольга очень тонкая. Ошкуренная поверхность лучше прилипает к тонеру
.
Ни в коем случае не прикасаться к ошкуренной меди! Напомню: жир с пальцев главный враг процесса!
Далее готовим "пресс". Я уже много лет использую книгу известного автора Шкритека по схемотехнике высококачественной аппаратуры. Эта книга достаточно толстая и обеспечивает как хорошую теплоизоляцию, так и равномерный прижим платы.
В начале точно расположите листик бумаги на заготовке. Чтобы при "глажке" этот бутерброд не разъехался, первый "прихват" надо делать через одну страничку. Температура утюга для ЛУТ должна быть около 180-190 градусов Цельсия. Обычно это около трёх точек на шкале регулятора температуры.
Когда листик слегка прилипнет к поверхности будущей платы , переворачиваем страничку и гладим уже непосредственно наш ЛУТ -бутерброд. Без сильного давления. Тонер прилипает не от давления, а от температуры. Поэтому не спешим, гладим плавно, давая плате прогреться. Дорожки должны как бы слегка проступить через бумагу.
Далее убираем утюг и даём плате остыть до температуры примерно градусов 50-60 . Подцепляем краешек бумаги ногтем или любым тонким предметом и поднимаем основу самоклейки . Должно получиться что-то в этом роде:
Теперь вооружаемся лупой и тщательно контролируем полученный ЛУТ -отпечаток. Не пренебрегайте оптикой. Она позволяет очень сэкономить нервы на этапе отладки устройства 8-) Имеющиеся трещинки можно отретушировать несмываемым маркером для CD-DVD дисков .
Когда маркер высохнет (минут через 10), плату
можно приклеить тыльной стороной на узкий скотч и окунуть в банку с травящим медь раствором
. Я пользуюсь по старинке - хлорным железом
. Если Вы собираетесь сделать методом ЛУТ двустороннюю плату
, то перед погружением в раствор вторую сторону со сплошным слоем меди надо заклеить широким скотчем.
Процесс быстрей всего идёт если раствор подогреть до 40-45 градусов по Цельсию. Выше греть нельзя - при температуре более 50 градусов раствор быстро деградирует. В процессе травления периодически извлекаем плату и контролируем результат (чтобы наши тонкие дорожки не съел раствор).
После завершения травления промываем плату под проточной водой. ОСТОРОЖНО! Если капля раствора попадёт на одежду, одежда будет испорчена. Пятна от хлорного железа не отмываются с ткани.
Теперь с чистой и протравленной платы нужно удалить рисунок из тонера . Я для этого использую ватку, смоченную растворителем Р-646 (для нитрокрасок). Тонер легко отмывается.
После отмывки - визуальный контроль результата.
Далее наношу на плату флюс и лужу. Раньше использовал спиртоканифоль . Но потом спирт оказался под запретом в Украине и я перешёл на канифоль, растворённую в растворителе (том же Р-646). Пахло это дело не сильно аппетитно и когда в продаже появился нейтральный флюс Lukey L2010 я перешёл не его использование. Лужу паяльником, припой аналогичен ПОС-61 (я покупаю ASAHI 60/40).
После залуживания всей платы излишки припоя снимаю медной оплёткой от экранированных проводов. Когда домашние запасы оплётки закончились стал покупать китайскую. Она уже пропитана канифолью.
После удаления припоя плату отмываю опять Р-646. После чего можно приступать к сверлению отверстий. Если Вы будете делать двустороннюю плату , то отверстия на данном этапе ЛУТ сверлить не надо (только пару по краям платы для совмещения рисунка дорожек).
После сверления односторонняя плата методом лазерного утюга готова - можно запаять детельки и отмыв после пайки плату (кто спиртом, а кто и вонючим Р-646) можем полюбоваться на полученный результат:
Это была плата индикации
Если же Вам надо сделать двустороннюю плату , на этапе перед лужением платы сверлим пару реперных отверстий (обычно по углам платы), ошкуриваем медь как и первую сторону, с помощью пары иголок в просверленных отверстиях совмещаем рисунок и утюжим. После "глажки" и снятия бумаги заклеиваем широким скотчем сторону с уже вытравленными дорожками и травим как и в случае с односторонней платой . Далее всё то же самое - залуживание (двух сторон) и сверление.
Удачи!
И не нервничайте - если делать всё не торопясь и спокойно, результат будет сразу положительный.
Принцип лазерной печати
Зарядка барабана.
На вал первичного заряда Charge Roller (PCR), подается напряжение смещения переменного и постоянного тока. Напряжение смещения переменного тока через ролик первичного заряда поступает на поверхность фоторецепторного барабана, тем самым стираются остаточный заряд, и, наносится равномерный отрицательный потенциал.
Напряжение смещения переменного тока подается, чтобы уменьшить притяжение тонера магнитным сердечником вала проявки и в тоже время уменьшить перенос частиц тонера на участки фоторецепторного барабана, не подвергнутые засветке лучом. Регулировкой напряжения смещения AC достигается необходимая плотность и контрастность изображения (регулируется оптическая плотность изображения).
Процесс формирования изображения у различных производителей отличается, полярность первичного заряда, а, следовательно, и дальнейших, может быть противоположной.
Экспонирование.
На всей цилиндрической поверхности барабана с помощью детали, называемой коротроном заряда, создается отрицательный электростатический заряд. После этого плата управления расшифровывает сигнал, поступающий с компьютера. Связанный с ней блок лазера через систему зеркал и линз фокусирует луч в прорезь между двумя половинками картриджа и облучает фотоцилиндр.
На тех участках, куда попадает свет, соответствующий светлым местам отпечатка, электрическое сопротивление фотопроводника уменьшается, вследствие чего заряд в этих местах нейтрализуется. Таким образом, на поверхности фотобарабана создается скрытое электростатическое изображение, зеркальная копия того, что вы лицезреете на экране монитора.
Отрицательно заряженная поверхность барабана экспонируется лазерным лучом. Этот луч формируется блоком лазера принтера, находящимся над картриджем и фокусирующим луч в прорезь между двумя половинками картриджа. При этом барабан проходит четверть оборота.
Луч сфокусирован на барабане и активизируется только в тех местах, на которые в дальнейшем должен быть нанесен тонер. Засвечивая барабан лазером, его фоточувствительная поверхность частично теряет отрицательный заряд на засвеченным участках. Таким образом, лазер наносит на барабан прообраз изображения (скрытое изображение) в виде ослабленного отрицательного заряда.
Нанесение тонера.
При вращении магнитного вала тонер (специальный мелкий черный или иного цвета порошок для формирования изображения) проходит сквозь узкую щель, образованную специальным лезвием ("доктором", Doctor Blade) и валом. "Доктора" также называют дозирующим лезвием. "Доктор" также обеспечивает равномерность слоя тонера на магнитном валу.
Это происходит в течение еще примерно одной четверти оборота барабана.
Затем тонер, находящийся около магнитного вала картриджа притягивается к его поверхности под действием поля постоянного магнита, из которого изготовлена сердцевина вала и от него, по законам электростатики, притягивается к электростатическому «снимку» на фотобарабане, вследствие чего изображение обретает видимость.
К магнитному цилиндру прикладывается переменное напряжение прямоугольной формы с постоянной составляющей.
Отрицательная часть переменного напряжения обеспечивает перенос тонера на фоторецептор, а положительная часть - наоборот притягивает тонер назад к магнитному цилиндру, удаляя излишки тонера с фоторецептора. Исходя из этого принципа становится понятным, что, изменяя постоянную составляющую напряжения на магнитном цилиндре, можно регулировать плотность тонера (контрастность изображения). Чем больший "минус" имеет постоянная составляющая, тем больше отталкивающее напряжение и меньше притягивающее, и, следовательно, изображение будет более темным. Амплитуда переменного напряжения составляет примерно 500-600 В и имеет частоту несколько кГц.
Благодаря точно рассчитанному потенциалу смещения предотвращается притягивание тонера к участкам барабана, не содержащим изображения, но, тем не менее, сохранившим после экспонирования некоторый остаточный отрицательный потенциал.
Перенос тонера на бумагу.
Далее из входного лотка втягивается лист бумаги и подается к поверхности фотобарабана. К этому времени на барабане уже сформировано изображение. Перенос осуществляется электростатическим полем, которое сообщает поверхности бумаги положительный потенциал. В результате отрицательно заряженный тонер переносится на положительно заряженную бумагу. Для создания положительного электростатического поля применяется еще один коротрон. Он находится непосредственно под фотобарабаном, между ними и протягивается бумага. Коротрон также представляет собой металлический стержень со слоем электропроводящей резины.
На коротрон подается постоянное положительное напряжение в несколько сотен вольт - 100 - 400 В (правда может иметься небольшая переменная составляющая - например пилообразная). На этом этапе положительно заряженный лист бумаги притягивается к отрицательно заряженному фотобарабану и может произойти наматывание листа. Хотя в основном отделение листа происходит за счет собственной жесткости бумаги и малого диаметра барабана, в принтере предусмотрено устройство снятия статического заряда бумаги и ее отделения. Это устройство в виде металлической гребенки, соединенной с "корпусом" находится за коротроном переноса изображения.
Продолжая вращаться, барабан с проявленным изображением соприкасается с бумагой. С обратной стороны бумага прижимается к валу Transfer Roller, несущему положительный заряд. В результате отрицательно заряженные частицы тонера притягиваются к бумаге, на которой получается изображение, «насыпанное» тонером.
К этому моменту барабан уже прошел полоборота от блока лазера, который находится над картриджем до бумаги, подающейся между барабаном и валом переноса под картриджем.
Закрепление изображения.
Далее лист бумаги с незакрепленным изображением перемещается к механизму закрепления - печке (фьюзеру, fuser), которая находится в задней части принтера. Этот механизм представляет собой два соприкасающихся вала, между которыми проходит бумага.
Нижний прижимной вал (Lower Pressure Roller) прижимает бумагу к верхнему нагревательному валу (Upper Fuser Roller).
Верхний вал нагрет до такой температуры, что при соприкосновении с ним полимерные частицы тонера расплавляются и вплавляются в бумагу. Температура плавления тонера - от 100 до 180 градусов Цельсия и контролируется термодатчиком.
Лист с закрепленным изображением выдается в выходной лоток. Перед подачей листа в приемный лоток, с него снимается статический остаточный заряд с помощью металлической мягкой щетки, электрически соединенной с "корпусом" устройства. Изображение готово.
Очистка барабана.
На этапе переноса изображения некоторые частички тонера остаются на поверхности фотобарабана, а не переносятся на бумагу. И чем хуже качество порошка, тем больше этих оставшихся частиц тонера. Эти частички тонера ухудшают последующее изображение и их необходимо удалить.
Эффективность процесса переноса тонера составляет 70–80%. Около 20–30% неиспользованного (остаточного) тонера остается после переноса на поверхности фотобарабана, поэтому его необходимо очистить.
По завершении цикла печати барабан проходит еще четверть оборота, и его необходимо очистить от остатков тонера. Эту функцию выполняет чистящее лезвие (Wiper Blade, иногда называется Cleaning Blade или ракельный нож, ракель), которое счищает оставшийся на барабане тонер и направляет его в бункер отработки картриджа. При этом восстанавливающее лезвие, расположенное между барабаном и бункером отработки, не позволяет тонеру просыпаться на бумагу.
«Стирание» изображения.
На этом этапе с поверхности барабана «стирается» скрытое изображение, нанесенное лазерным лучом. Заряжающий вал равномерно покрывает поверхность барабана отрицательным зарядом, восстанавливая заряд в тех местах, где он был понижен под воздействием лазера.
О тефлоновых валах.
В принтерах или копировальных аппаратах тефлоновый вал играет определяющую роль в качестве печатных изображений.
Основная задача тефлонового вала - непрерывное запекание тонера на бумаге или другом носителе. Задача кажется простой, однако ее качественное выполнение требует от вала точного баланса времени, температуры и давления. При правильном сочетании этих факторов изображение будет перенесено на носитель без дефектов. Однако небольшое отклонение в одной из трех переменных может привести к смазыванию, появлению полос, двойных отпечатков, вызвать замин бумаги и неустойчивость изображения. Во многих случаях причиной дефектов является неисправный тефлоновый вал.
Существуют три основные причины, по которым тефлоновые валы выходят из строя.
- Избыточный нагрев: в этом случае чрезмерное нагревание вала в процессе закрепления изображения приводит к размазыванию тонера по копиям. Это может привести к загрязнению вала и системы очистки и вывести его и/или смежные с ним детали из строя.
- Недостаточный нагрев: в этом случае недостаточное нагревание вала во время закрепления изображения приводит к тому, что тонер не запекается на бумаге. Это также может привести к загрязнению вала и системы очистки и вывести из строя его и смежные детали.
- Повреждения при вращении: контакт с внутренними компонентами (сепараторами, бумагой, термистором и т.п.) может привести к износу и повреждению поверхности вала и появлению на отпечатках полос масла и тонера.
Качественный тефлоновый вал должен обладать точной регуляцией температуры, превосходными характеристиками отлипания тонера, ровной закругленной поверхностью, стойким покрытием, достаточной толщиной стенок и т.д. Поэтому, потребителей следует избавить от часто встречающегося заблуждения, что "чем больше покрытия, тем лучше" или что в два раза более толстое покрытие обеспечит удвоенный срок службы тефлонового вала. Во многих случаях температурный диапазон, подходящий для запекания тонера, так узок, что оптимальная толщина покрытия может варьироваться в пределах не более одного- двух микрон. Если покрытие будет слишком толстым, вал не сможет провести достаточное количество тепла. В обратном случае он слишком быстро перегреется.
Контроллер
В контроллер лазерного принтера входят центральный процессор (как правило, построенный по RISC-архитектуре), оперативная память, в которую помещаются растровые образы печатаемых страниц, постоянная (чаще всего перезаписываемая) память, в которой хранится встроенное ПО контроллера, а также встроенные шрифты. Дополнительные модули флэш-памяти могут содержать дополнительные шрифты или программы-интерпретаторы языков описания страниц, например PostScript.
Прежде чем начать печатать страницу, ее изображение должно быть сформировано в ОЗУ принтера. Самый простой вариант - это передача из ПК полного растрового образа страницы. Именно так работают так называемые GDI-, или Windows-принтеры. В них всю работу по превращению текстовых и графических элементов страницы в растровое изображение выполняет центральный процессор ПК, хранится это изображение в оперативной памяти компьютера, а управляет процедурой формирования растра GDI-драйвер конкретного принтера, которому «известны» особенности его печатающего механизма. Такой подход применяется в наиболее дешевых персональных моделях принтеров, поскольку он позволяет кардинально снизить вычислительную нагрузку на процессор принтера (благодаря этому можно использовать более простые, медленные и соответственно дешевые процессоры) и требования к объему его внутренней памяти. Самые большие недостатки таких принтеров - невозможность работы без Windows (хотя сейчас изготовители GDI-принтеров нередко снабжают их также драйверами для Linux и Mac OS, печатать на них, например, из старых DOS-программ, как правило, невозможно) и «торможение» на недостаточно мощных ПК. Правда, совершенствование драйверов, увеличение пропускной способности интерфейсов и мощности компьютеров привело к тому, что последний недостаток уже можно не принимать во внимание.
Более дорогие модели снабжаются полноценным растровым процессором (Raster Image Processor, RIP). Описание страницы передается в виде программы на специальном языке (Page Description Language, PDL), команды которого интерпретируются встроенным процессором, а растровое изображение формируется во внутреннем ОЗУ принтера.
Фактическим отраслевым стандартом стал разработанный компанией Hewlett-Packard язык описания страниц PCL (Printer Control Language). Сейчас в монохромных моделях используется шестая версия этого языка, PCL 6, а в цветных - PCL 5c, ориентированная на работу с цветом. Практически любой современный лазерный принтер (кроме GDI-моделей) «понимает» PCL 6, хотя иногда команды этого языка преобразуются в «естественный» для принтера фирменный язык (такой, например, как RPCS компании Ricoh или KPDL компании Kyocera). Поэтому нередко при работе с драйвером, реализующим «естественный» язык принтера, его производительность, а иногда и качество печати оказываются выше, чем при работе с PCL-драйвером.
Для сетевых моделей, начиная с уровня принтеров для средних и больших рабочих групп, практически обязательно наличие встроенного интерпретатора языка описания страниц PostScript компании Adobe. Этот аппаратно-независимый язык обладает максимальной гибкостью и позволяет описывать наиболее сложные, насыщенные графикой страницы. Текущая, третья, версия языка содержит все средства для описания самых сложных цветных изображений.
Описание на языке PostScript отсылаемой на принтер страницы представляет собой не расположение точек на ее растровом образе, а описание составляющих ее объектов (текста, линий, окружностей, кривых, фигур произвольной формы и т. п., в том числе растровых изображений, если они есть). Такое описание не зависит от типа устройства вывода и может быть с максимально возможной степенью детализации выведено на любом устройстве, способном его интерпретировать - от дисплея с разрешением 640х480 точек до фотолитографической машины с разрешением 2400 и более точек на дюйм. PostScript - это фактически специализированный язык программирования (основой для него послужил популярный в свое время «стековый» язык Forth, его выбрали потому, что он требовал минимального количества ресурсов для реализации интерпретатора), его операторы задают перемещения текущей точки изображения (виртуального курсора) и параметры линий, которые при этом должны отрисовываться.
Буквы, цифры и другие символы также представляют собой сочетания точек, линий и кривых, и теоретически их можно представлять в виде описаний этих сочетаний. Но гораздо эффективнее использовать готовые описания всех символов для каждой гарнитуры (набора символов шрифта определенного начертания) и держать их в постоянной или оперативной памяти принтера. Тогда для передачи каждого символа можно использовать лишь один байт - его ASCII-код.
Постутюжная технология производства печатных плат
- DIY или Сделай сам
- Tutorial
Последний раз я делал печатную плату, когда ещё не было интернета, лазерных принтеров и другой современной ерунды, зато была клейкая лента, скальпель и куча свободного времени. И вот теперь для меня пришло время вернуться к решению этой задачи.
Теперь, вроде как, всё есть, однако проблема осталась. Всем ведь понятно, чем неудобен заказ печатных плат на специализированном производстве, когда нужно сделать лишь одну штуку, или прототип. Потому и используют ЛУТ, фоторезист, фрезерование, в общем, кто что может. Но ведь хочется без развития специальных навыков получить гарантированный и повторяемый результат. Вот и приступим…
Однажды мне попалась . Предложен интересный способ, который обеспечивает безупречный результат, и полностью меняет отношение домашнему производству печатных плат.
Буквально в двух слова технологии
От ЛУТ она отличается способом переноса тонера на фольгу платы. А именно, предполагается заготовку из фольгированного материала положить на ровную поверхность, сверху, как обычно, принтерный отпечаток. Но поверх располагается гибкий нагревательный элемент, который необходимо плотно и равномерно прижать в приспособлении. После этого включается нагрев до достижения температуры плавления тонера.И о предложенной реализации
В качестве нагревательного элемента в статье предлагается использовать пищевую фольгу, а чтобы она разогрелась, через неё пропускается ток порядка 200 ампер при напряжении около 1 вольта. Мило, не правда ли?Я вижу некоторые недостатки:
- Высокий ток подразумевает повышенные требования к проводам, контактам и шинам. Это удорожает конструкцию. Кроме того, жёсткие провода создают неудобства, ну и вообще...
- Трансформатор надо городить
- Фольга хлипкая. Впрочем, это больше вопрос эстетики
- Вся конструкция избыточно громоздкая
Очевидно, проблемы создаёт фольга, а точнее, низкое сопротивление нагревательного элемента на его основе. Ещё бы, ведь удельное сопротивление алюминия одно из самых малых - смотрим таблицу . А нам бы что-нибудь из конца списка, например нихром, на худой конец, константан. Фольга или лента из подобных материалов в природе есть, но купить с комфортом меньше, чем вагон, получится врядли.
Однако со временем родились два рабочих варианта:
- Углеткань. Как водится, она продаётся метрами. Когда мне удалось раздобыть кусочек разумных размеров, и я покрутил его в руках, идея слегка разонравилась. Нити легко расползаются, кроме того, они переплетены в разных направлениях, т. е. ток пойдёт не по всем. Но должно работать.
- Маска цветного кинескопа, или телевизора. Просто возникла мысль, что удельное сопротивление инвара, из которого её изготавливают, должно быть неплохим, но я так и не нашёл достоверные данные… Надо пробовать.
Получение принтерного отпечатка
Итак, делаем зеркальный отпечаток на лазерном принтере. Я использовал подложку от самоклеящихся этикеток. Её пришлось подшлифовать, иначе тонер осыпался. В итоге остались ворсинки. Большая часть ворсинок потом прилипла к плате (что не создало проблемы), но некоторые из них вместе с тонером остались на подложке, что уже неприятно. Вот он, человеческий фактор! Эти места я потом подкрасил перманентным маркером. В общем, у меня этот момент проработан не безупречно, но, похоже, глобально он решён. Просто, видимо, стоило заказать вот это , но, к сожалению, встретил слишком поздно. А может, следовало раздобыть Oracal 651 .Моё приспособление
Вся конструкция собрана из подручных материалов, на фотографиях видно. Шины выступают на высоту платы, т.е. примерно на 1.5 мм. Плату окружает рамочка из картона, она не обязательна, но очень желательна, поскольку помогает сохранить нагревательный элемент ровненьким.
На следующей фотографии видно, вырезанный из маски нагревательный элемент уложен поверх принтерного отпечатка. И он сделан такого размера, чтобы был контакт с алюминиевыми шинами.
Для равномерного распределения давления я применил пластину из пористого силикона толщиной 8 мм. Уложенная поверх нагревательного элемента, она его плотно прижимает одновременно к плате и алюминиевым шинам, обеспечивая с ними хороший электрический контакт . Это сделало приспособление очень простым и удобным. Я опасался, что пластина слишком мягкая и толстая, но оказалось - в самый раз. Вот как выглядит пористый силикон:
«3М» с обратной стороны - это своего рода подложка, потому что пластина самоклеющаяся мне досталась. Конечно, такую не найдёшь в соседнем магазине, но, возможно, подойдут несколько слоёв обычного силикона, вырезанного из формочки для запекания. Можно взять любую мягкую резину, но её придется теплоизолировать тем же силиконом.
Пористая резина прижимается сверху пластиной из металла. Если резина достаточно мягкая, думаю, можно прижимать и толстой фанерой.
Этот бутерброд в моём случае сжимается струбциной. Для маленькой экспериментальной установки этого достаточно, а так можно сообразить что-нибудь быстрозажимное. При затягивании струбцины я значительных усилий не прилагал, получилось 2.5 оборота, но всё зависит от твёрдости используемой резины.
Теперь можно измерить сопротивление нагревательного элемента. Ориентировочно оно составило 0.05 Ом при зоне нагрева 80 х 80 мм. Кстати, сопротивление элемента из углеткани получилось примерно 0.35 Ом.
Нагрев длился одну минуту, потребляемая мощность была примерно 350 Вт. Возможно, это не оптимальные режимы, и следует держать несколько минут при меньшей мощности, но пока я решил на этом остановиться. Вот готовый результат:
Что следует добавить
Поскольку маска сферическая, она может и не прижаться полностью к поверхности платы больших размеров. Но на последних моделях ныне вымерших кинескопов она достаточно плоская. Кстати, я её добыл из 15"" монитора. Использовать углеткань, или углеволокно тоже заманчиво, особенно, если суметь зафиксировать на подходящей основе. Вот так выглядит углеткань в моём эксперименте:
А что в чёрном ящике?
Для нагрева требуется относительно большой ток и возможность его регулировки. Тут можно применить разные решения, и, возможно, у вас уже есть что-то готовое. У меня не нашлось ничего подходящего, поэтому пришлось придумывать самому. В результате, из подручных средств построена такая конструкция:
От UPS оставлен только корпус и трансформатор, на первичную обмотку трансформатора поступает напряжение с регулятора мощности от пылесоса. В качестве регулятора можно использовать простейший диммер достаточной мощности, или можно спаять самодельный. Нагревательный элемент подключен напрямую к половине вторичной обмотки трансформатора.
Мощность нагрева (нас интересует удельная мощность, т.е. мощность на единицу площади обогрева) может меняться в широких пределах. Так, в оригинальной статье получается, она составляла 0.9 Вт/см 2 , а мой опыт проводился при 5.5 Вт/см 2 .
ЛУТ или лазерно-утюжная технология применяется для самостоятельного изготовления печатных плат в домашних условиях. Технология ЛУТ зародилась совсем недавно с появлением лазерных принтеров. Думаю, вам известно, что лазерные принтеры заправляются порошком — тонером.При большой температуре тонер плавиться и «оседает» на печатной поверхности.Именно этот принцип и заложен в ЛУТ. Поэтому, чтобы использовать эту технологию, нам нужен всего-навсего лазерный принтер и утюг.
Создание прототипа
Итак, приступим сразу к делу. ЛУТ я буду показывать на примере создания макетки для микросхемы QFP-32
тем самым я убью сразу двух зайцев: покажу Вам ЛУТ и создам себе макетку для этой микросхемы.
Макетная плата должна будет иметь примерно вот такой вид:
А для чего это надо? Так как между выводами этой микросхемы шаг ну очень маленький, а мы хотим ее вставить в нашу макетную плату для создания какого-либо устройства, то понятно дело, что туда мы ее никак не запихаем. Далее такую микросхему мы будем впаивать в центр вот такой самопальной макетки, припаивать в отверстия по периметру провода и джамперы и со спокойной душой уже втыкать провод на главной макетке туда, куда нам надо.
Чтобы создать сие чудо, мы должны использовать все прелести компьютера, а точнее программку для рисования печатных плат Sprint Layout 6.0 , чертим посадочное место для микросхемы и печатные дорожки. У меня получился вот такой рисуночек:
Имейте ввиду, что этот рисунок на текстолите отобразится зеркально, поэтому, если требуется, можно поставить галочку «Зеркально». Для меня такой надобности нет, так как рисунок у меня симметричный. Перед печатью не забудьте также залезть в свойства принтера и поставить по максимуму насыщенность цвета. Чем чернее будет рисунок, тем лучше.
Бумага для ЛУТ
Итак, с этим определились, теперь нужно определиться на чем будем печатать. Здесь среди радиолюбителей до сих пор идет много споров, и пока все-таки непонятно, что лучше. Кто-то печатает на фотобумаге, кто-то на кальке, кто-то на глянцевых журналах. Лично я печатаю на самоклеющейся пленке. Где то в инете прошел миф, что самая лучшая пленка-самоклейка с номером 333:-). В принципе доволен. Честно скажу, другие не проверял. Что самое интересное, использовать мы будем не саму пленку, а ее подложку.
Для этого отклеиваем эту подложку от основы и фиксируем ее на листе офисной бумаги таким образом, чтобы сторона, куда клеилась сама пленка-самоклейка была направлена вверх. Потом все это дело прогоняем через принтер и вуаля! Рисунок готов!
В настоящее время лучше всего использовать специализированную бумагу для ЛУТа, которую вы можете купить на Али по этой ссылке.
Подготовка фольгированного текстолита
Ну а теперь нам нужно подготовить кусок фольгированного текстолита для переноса рисунка с подложки пленки-самоклейки на него. Берем самую мелкую шкурку-микронку и зачищаем его до блеска.
Некоторые умельцы зачищают с помощью пасты ГОИ и даже с помощью самого травящего раствора. Думаю, надо как-нибудь попробовать, ну а пока метод зашкуривания шкуркой остается для меня самым проверенным.
Как зашкурили, берем ватку, смачиваем бензином «Калошей», чистим и заодно обезжириваем нашу платку.
Текстолит вы также можете взять на Али по этой ссылке:
Перенос рисунка на плату
После того, как мы подготовили нашу ошкуренную платку, берем бумажку с рисунком и кладем рисунком вниз на платку.
Включаем утюг и ставим его на максимальный прогрев. После того, как он прогрелся, начинаем гладить нашу бумажку. Начинайте гладить с середины. Прижимайте утюг сильнее. Проглаживайте тщательно все края. От этой операции будет зависеть все качество печатной платы.
Все, наверное, делали татуировки от жевательных резинок себе на руку? Точно также за уголок подымаем бумажку и вуаля! У меня получилось как-то вот так:
Не обращайте внимание на черные крапинки, у меня принтер уже немного начинает косячить. Это никак не повлияет на качество нашей печатной платы. Иногда все-таки тонер в некоторых местах не цепляется с текстолитом. В этом случае такие участки можно подкорректировать с помощью маркера для печатных плат . В моем случае, как видите, справа в середине один пятачок чуток не вышел. Это также никак не повлияет на работоспособность.
Травление плат
Берем хлорное железо и готовим раствор.
Наливаем теплую воду в ванночку. Далее аккуратно сыплем порошок и не забываем помешивать. Будьте осторожны! Реакция растворения хлоржелеза проходит с выделением теплоты. Поэтому при растворении будет шипение и бурление. Не допускайте попадания хлоржелеза на одежду и в глаза! С одежды он очень тяжело смывается. Используйте только пластмассовые инструменты! Ни в коем случае не используйте железную миску, железный пинцет и тд.
Я делаю раствор на глаз. Здесь правило такое: чем крепче раствор, тем быстрее будет идти реакция травления.
Бросаем в нашу ванночку печатную платку с прорисованными дорожками
И время от времени начинаем гонять волну в ванночке
Также не забывайте поглядывать, как идет процесс травления.
Во! Идет полным ходом! Еще чуть-чуть и все.
Как говорится «лучше недобздеть, чем перебздеть». Поэтому, когда травление закончится, нужно срочно будет вытащить из ванночки платку.
Ну вот и наступил этот момент:
Промываем теплой водой из под краника
Берем ацетон, окунаем в него ватную палочку и стираем тонер с печатной платки. Также хорошо смывается тонер с помощью Flus-Off. Подробней о химии .
Должно получится вот так:
Так как у меня текстолит тонкий, то я беру простые ножницы и вырезаю платку по границе квадрата, который указал еще при печати в Sprint Layout
Теперь все это дело лудим припоем и гелевым флюсом для защиты медных дорожек от коррозии.
Получилось вот так:
Теперь нам надо убрать этот липкий флюс. Для этого используем все тот же самый Fluх-Off или ацетон, прыскаем на платку и чистим ее с помощью зубной щетки.
Ну вот почти готовая платка. Красота!
Остался окончательный штрих — сверление контактных площадок. Для этого берем нашу минидрель и самое тонкое сверло. В данном случае на 0,6 мм и сверлим этим сверлом все отверстия. Потом берем уже сверло на 1 мм и рассверливаем отверстия на 0,6 мм.
Проверяем нашу платку с другой стороны
Все замечательно! Теперь можно использовать нашу платку в свое удовольствие, запаяв микросхему на нее и припаяв провода в отверстия.
Заключение
В наше время ЛУТ становится все более и более популярным. Это, конечно же, связано с простотой и дешевизной данного метода. Некоторые заядлые электронщики умудряются получать ширину дорожки с помощью ЛУТ 0,3 и даже 0,2 (!) мм. Красота, надежность, малые габариты, удобство трассировки печатных проводников с помощью компьютера сделало ЛУТ по настоящему популярным среди радиолюбителей, а также среди маленьких фирм по производству радиоэлектронных устройств.
А какой кайф самостоятельно развести схему и собрать электронную безделушку по габаритам, которые диктуете вы с помощью ЛУТ! С помощью этой технологии вы можете использовать в своей плате SMD компоненты . ЛУТ действительно открывает нам дверь в микроэлектронику. Открывайте ее шире, не бойтесь!
Здесь описан метод выбора температуры утюга для ЛУТ именно для моего способа, который описан в теме "Изготовление печатных плат методом ЛУТ ".
Для этого надо запастись терпением, бумагой, лазерным принтером, текстолитом хотя бы 10х10 и утюгом, конечно. Травить не придется, просто придется несколько раз снимать тонер.
Предлагаю пару шаблонов (маленький можно несколько раз наложить) в формате Sprint Layout 5 (бесплатную смотрелку и печаталку этих шаблонов можно здесь скачать: http://www.abacom-online.de/uk/html/sprint-layout.html - ссылка внизу страницы). Шаблоны: test.LAY - маленький, test2.LAY - большой, но более точный.
Готовим плату, как описано в самом методе (ссылка выше была дана).
Итак, печатаем шаблон. Печатаем на максимальном DPI (у меня 600 dpi) и на самой жирной печати. У меня это настройка для печати на прозрачной пленке.
Ставим утюг на две точки, как отправной пункт. Проглаживаем всю поверхность в течение 3 минут. И ненадо класть плату на 20 кг брус металла. Нужно чтобы по платой был хороший теплоизолятор. Картон, обычная гладильная доска, дерево – хорошие кандидаты.
Бросаем отмокать минут на 10 в горячую воду. Снимаем бумагу, смотрим, все ли получилось как надо.
Если местами не перешло, то сначала считаем, что это руки кривые, и плата была прогрета неравномерно. Стираем кометом весь тонер, обезжириваем снова и снова пробуем нанести тонер.
Если через 1-4 попытке тонер так и не удалось хорошо нанести на плату, то пробуем поднять температуру на самую малость (у меня, например, на утюге между точками еще несколько дискретных позиций регулятора есть, вот я на одну такую позицию и меняю). И пробуем снова и так, пока не станет хорошо получаться. Это и есть искомая температура утюга.
Если получилось как надо, то наоборот, снижаем температуру на минимальное доступное деление и снова все пробуем по 1-4 раза. Если перестало получаться, то возвращаем на предыдущее деление. Это и есть искомая настройка утюга.
После этого переходим к самому методу ЛУТ и пытаемся сделать дорожки в 0.1мм:)
Комментарии
2009-01-02 11:17:39 Павел (с Спасское Приморского края, Россия)А где шаблон-то?
2009-01-07 20:50:25 Артем Кучин (Москва, Россия)
2012-02-12 18:03:49 Евгений (Москва, Россия)
Неплохо было бы в статье картинку с изображением тестовой платы, и шаблон сохранить не только в lay, но и в pcb.
А так всё замечательно, давно искал похожий материал...
2012-08-19 23:16:39 Юра (Серпухов, Россия)
"Если через 1-4 попытке тонер так и не удалось хорошо нанести на плату, то пробуем поднять температуру на самую малость (у меня, например, на утюге между точками еще несколько дискретных позиций регулятора есть, вот я на одну такую позицию и меняю). И пробуем снова и так, пока не станет хорошо получаться. Это и есть искомая температура утюга. ",
"Если местами не перешло, то сначала считаем, что это руки кривые, и плата была прогрета неравномерно. Стираем кометом весь тонер, обезжириваем снова и снова пробуем нанести тонер."
---- вы издеваетесь?! как так можно?! зачем издеваться над людьми лучшеб писали как сделать нормально при этом немного потратив да со всеми мелочами. С утюгом у 90% пробующих не получится получить результат и с 5 раза! У когото воопще не получица и он будет неделю мучаца и сильно расстроица. Перестаньте травмировать людей етими дроч способами. Лучше напишите как сделать красиво и нормально, например ламинатор, бумага или плёнка тип марка и т.д. по шагам с фотками с каждыми мелочами и отступлениями неудач, тогда это будет в цене! И яб даже за такое вебманей бы не пожалел, думаю что и остальные читатели тоже.
2012-08-23 00:03:03 Артем Кучин (Москва, Россия)
Вообще я уже писал про ламинатор, почитай попозже, это - ранняя статья. Но все же многие упорно экономят
и не покупаю ламинатор. Я утюгом делал тоже, и ничего, многое с первого раза выходило.
Сам я именно ламинатором и пользуюсь, и бумагу использую мелованую для детского творчества
и density toner для заливок.
2012-08-26 16:54:49 Юра (Серпухов, Россия)
ЕРУНДА! Видео мучений в студию со всеми неудачами и комментами без редактирования видео. Даже со 100500 раза результата не будет либо будет как вырезать или соскребсти ножиком медяшку. ЛУТ НЕ РАБОТАЕТ НАРОД - ВСЕ ЭТО РАЗВОДИЛОВО!
Какое на фиг видео? Кривость рук никак не оправдывает скепсиса. Я делаю все на луте, так как платы больше чем 10 на 10 см вообще не делал. Если надо будет больше,то могу быть проблема и там фоторезист нужен. Но для маленьких плат все на столько отработано,что я забыл, когда у меня НЕ получалось последний раз. Не было такого.
Тут еще принтер домой прикупил сетодиодный ксерокс - у него тонер вообще отличный для лута. Мягко садится и точность очень высокая.
Так, для справка, я все SMD нынче делаю, сверлить терпеть не могу,так что зазоры, ножки - маленькие, резисторы и кондеры - размер 0805.
2012-09-16 05:11:54 terrs ()
2 2012-08-26 16:54:49 Юра (Серпухов, Россия)
не знаю Юрок че там у тебя не работает, у меня с ПЕРВОГО раза получились дороги 0.3\0.3
правда есть косяк - поплыл тонер местами но я на холодную медь переносил без прогрева
и бумагу брал от каталога ИКЕА
2012-09-16 05:17:30 terrs ()
2012-08-27 01:03:35 Артем Кучин (Москва, Россия)
Тут еще принтер домой прикупил сетодиодный ксерокс
а че за принтер?
2012-09-17 14:22:36 Артем Кучин (Москва, Россия)
Цветной светодиодный XEROX, самый компактный какой у них есть. Модель не помню, а посмотреть не могу - в отпуске.
2012-12-12 18:01:45 саша (носовка, украин)
У КАЖДОГО СВОЙ ЛУТ
и по другому быть не может!
а параметры надо давать физически понятные
Опыты показали
температура не (между 1 и 2 на утюге)а 100-110 градусов
принтер лучше самсунг,НР худший на кенонах не пробовал
бумага lomond 0807435 для твердих поверхностей
да (хрен где найдеш) но для єтого есть гугл и доставка
допустим мы брали на двоих(350грн пачка)50 листов
давление на утюг давать побольше и без перекосов
максимальное(пробовал давить от 2 до 40кг на/см2)
край бумаги смочить спиртом тонер отлипает полностью
плату прогреть строительным феном пока тонер не заблестит
и можно травить У КАЖДОГО СВОЙ ЛУТ!
2016-05-03 13:50:27 Сергей (Чебоксары, Россия)
Технологией ЛУТ пользуюсь больше 10 лет. Есть кое-какой опыт, платы с дорожками шириной до 0,3 мм получаются с первого раза, за редким исключением. А те, кто пишут, что "ЛУТ - это развод", пусть выпрямят свои кривые ручки. И не надо соскребать тонер ножом, если плата не получилась сразу. Тонер легко смывается обычным растворителем (ацетоном) или, в крайнем случае, возьмите у жены (подруги, знакомой) жидкость для снятия лака, она тоже годится.
Делал платы с фоторезистом, но процесс долгий и утомительный, по сравнению с ЛУТ. Качество примерно сопоставимо, если не заморачиваться со слишком узкими дорожками (меньше 0,2 мм). Большим преимуществом ЛУТ является то, что при определенной сноровке пайку платы можно осуществлять уже минут через 30-40, начиная от печати на бумаге, далее переноса тонера на заготовку и травление платы.
2016-05-03 18:16:38 Артем Кучин (Москва, Россия)
Для чего-то простого я обычно пользую лут, но тут давно не делал плат и выяснилось, что сломался ламинатор. При этом еще и картридж другой с хитрым тонером каким-то. В итоге, простейшая плата вышла с 4-го раза. Это в луте и бесит - смена любого параметра и каюк. Поэтому сам собираюсь перейти на резист, ибо стабильнее.
По поводу времен:
1) Развести плату, лут=резист
2) Распечатать лут=резист, 3 минуты
3) Зачистка платы лут=резист, 5 минут
4) Перенос на плату: у лута, ну пусть 5 минут на термотрансфер + отмокание и отдираение бумаги 10 мину = 15 минут.
У резиста: наклеить резист 5 минут, зафиксировать шаблон 3 минуты, засветка 10 минут = 18 минут, далее промывка резиста минут 10.
Готово, можно травить.
5) Снятие тонера - 5 минут, снятие резиста 10 минут.
Общее время
Лут: 27 минуты
Резист: 41 минута.
Казалось бы выигрыш очевиден, но по-первых, если лутом делаешь редко, то с первого раза может и не выйти. Во вторых при смене любого
параметра в луте вероятность проблем гигантская. И это сразу налет на 20 минут. Кроме этого, в резисте можно использоваться более интенсивный засвет,
которых позволяет закрепить резист за 3-5 минут. Но это дороже, конечно. Резист вообще дороже.
В общем, если лутом пользуешься часто и весь процесс накатан и ничего не меняет, то вполне адекватно.
Если же редко или параметры меняются, то надежнее резист, но дороже в любом случае.
