Очередной раз попросили показать-рассказать, как делать платы, подумал а чего бы не запилить обзор колхоз-технологии.
Печатная плата односторонняя (использован только нижний слой), металлизация все как-то откладывается на потом.
Итак, на выходе из программы трассировки (я уже много лет пользуюсь Autodesk Eagle) нижний слой(!) и маска gerber и exellon. Для удобства, экселлон модифицирую, путем изменения всех отверстий на 0.4мм, так проще попадать.
Прежде всего нужно подготовить фотошаблоны. Для этого использую замечательный, безотказный и простой как 3 копейки
GERBV. В новый проект добавляю слои (нижний слой меди, маску, модифицированную сверловку), изменяю цвет фона на черный, цвета слоев маски и меди — белый, сверловка — черная.
Активирую слои меди и сверловки, экспортирую в png, разрешение (в правом нижнем углу окна экспорта) выставляю 1200DPI, это важно. Тоже самое со слоем маски.
Далее, в редакторе Inkscape. В настройках редактора (Правка-Параметры), в разделе «Растр» выставляю те же разрешение по-умолчанию для импорта те же 1200DPI (это нужно сделать один раз и забыть). При импорте указываю «DPI изображения»: по-умолчанию.
После, импортирую получившиеся картинки, расставляю как мне нравится. И отправляю на печать, принтер лазерный
Купить можно у рекламщиков, там же продается спрей
KRUSE Toner Density, которым, не то, чтобы обильно но хорошо поливаю получившийся шаблон. Это действо увеличивает плотность тонера, и как следствие контраст фотошаблона.
получается как-то так:
Вырезаю текстолит с запасом, обезжириваю (растворитель и изопропиловый спирт — это вообще два главных химиката, всегда нужны). Накатываю пленочный негативный фоторезист, уже несколько лет использую Ordyl Alpha 350 — доволен как слон. Если фоторезист плохо липнет (скорее всего кончился срок годности) — плату можно подогреть феном или утюгом.
Про фоторезист
Продается, например, в чипдипе, да еще много где. Выглядит в коробке вот так:
Тонкикий слой фоторезиста покрыт с двух сторон пленкой, полиэтиленовой (матовой и тянущейся) со стороны клеевого слоя, и лавсановой (глянцевой) с лицевой стороны.
Лепить можно под водой или на мыло (как самоклейку), но такой способ проходит только со свежим фоторезистом. Поэтому клею на сухую, постепенно снимая матовую пленку и разглаживая и прижимая от центра к краям. Ничего сложного — потренироваться разве что немного. Если есть ламинатор с регулируемой температурой — вообще отличный вариант, но мой ламинатор прекрасно работавший с ПФ-ВЩ-50, ордил явно перегревает, а переделывать — лень.
После того, как фоторезист на текстолит накатан, на несколько капель воды леплю фотошаблон. Тонером вниз, к плате, это важно! И засвечиваю матрицей UV-светодиодов, расстояние — около 10 см, время экспозиции 7-8 секунд.
На фоторезисте должен отпечататься рисунок будущей платы, он хорошо на глаз заметен.
Для более качественного результата — еще запекаю плату в печке с температурой 80 градусов в течении нескольких минут, это улучшает полимеризацию фоторезиста. Но можно и обойтись.
Далее проявка, подойдет любой щелочной раствор: каустическая или кальцинированная сода, канцелярский клей. Я пользуюсь «кротом» из хозмага, 1-2мл крота на 500мл воды, комнатной температуры. Можно более агрессивный раствор, тогда проявляется порядком быстрее, но бывает лохматит старый фоторезист, так что лучше подождать пару лишних минут.
Платы в проявочном растворе
Важно, после того, как кажется, что весь лишний фоторезист смыт еще подождать 10%-15% времени проявки, потому как даже тонкая, невидимая глазу, пленка помешает травлению.
Результат проявки:
Травление, в горячем хлорном железе, грею градусов до 60, даже старый раствор травит минут за 10 максимум. Но можно травить, в чем душа пожелает, соляная кислота, раствор лимонки и соли, персульфат аммония — все подойдет.
Уже ненужные остатки фоторезиста смываются растворителем или ацетоном.
Крупным планом
Если не нарушать технологию, получается довольно качественно. Дорожка 8mil (0.2мм) — без труда и главное — стабильно.
Далее маска, я использую двухкомпонентную FSR-8000, продается много где, а килограммами — в резоните. Маска шикарная, прощает много косяков, имеет великолепную адгезию к текстолиту и меди. В общем это та самая маска, которую используют на производствах. В резоните продается в банках, не дорого.
Банки с маской
Как видно — просрочена она летом 2016 года, сейчас на дворе апрель 2019, и это никак не сказывается на результате. Единственное — храню в холодильнике.
Маска мешается с отвердителем в пропорциях 3:1 по весу, наваливаю 6 грамм маски и 2 грамма отвердителя, тщательно перемешиваю. Замешиваю не на один раз, а сразу побольше. Во-первых так точнее выходит отмерить компоненты, а во-вторых это очень «грязный» процесс. Смешанная маска без потери свойств прекрасно хранится в холодильнике неделями, а то и месяцами. В общем чудо как хороша. Главное — если храните дома, обязательно в герметичном пакете, иначе вся еда провоняет маской. Если не любите колбасу со вкусом FSR-8000 — зиплок лучший друг.
Платы обезжириваю изопропиловым спиртом, за неимением трафаретного принтера леплю на малярный скотч к подложке, подложку на тот же скотч к столу, чтобы не двигалось.
Сверху трафаретную сетку, натянутую на рамку. Можно купить на алиэкспрессе (ищется: трафаретная печать рамка) как готовую, так и сетку отдельно, а рамку сообразить из деревяшек. Заклеиваю лишнее тем же малярным скотчем, вываливаю некоторое количество маски
и тщательно растираю резиновым шпателем. Дырок на плате еще нет, поэтому церемониться не нужно, можно возюкать шпателем до получения результата.
Результат примерно такой:
5 минут при комнатной температуре, чтобы маска окончательно растеклась и выравнилась и в печку минут на 30-40-60, сколько не жалко времени. Чем выше температура, тем быстрее сохнет, но не более 95 градусов, иначе потом шкуркой снимать. У меня оптимально получается 80 градусов и 30-40 минут.
После сушки и остывания, маска перестает липнуть. Накладываю фотошаблон (это самый геморройный и творческий процесс), и засвечиваю той же UV-матрицей светодиодов 40 секунд.
После засветки, в том же щелочном растворе проявляю, занимает времени чуть дольше, чем фоторезист, зато не менее красиво. Кисточка опять же помогает, но немного портит глянцевость и красоту маски. Правило то же, после того, как показалось, что вся ненужная маска смылась — нужно подождать еще 10-15% времени проявки.
После, самый долгий процесс дубления маски в печке при температуре 130 градусов. Минимум выходит около часа. По-хорошему, еще дольше.
После запекания, маска становится сильно твердой и снять её можно только механически (наждачкой или напильником).
В качестве печки использую самый дешевый гриль с подключенным китайским PID-регулятором или печку для оплавления.
Устройства для выпекания
печка раз
печка два
Далее, сверловка. Из слоя меди и сверловки с помощью FlatCam (тут нужно не забыть и с помощью 2-side pcb tool отзеркалить картинку) готовится gcode для станка, плата закрепляется, по двум самым дальним отверстиям центруется.
, а дальше работает станок, а я пью чай, иногда заменяя сверло и фрезу.
Конечно можно сверлить и вырезать вручную, но на станке быстрее и удобнее.
Результат, не без косяков, но вполне достойный.
Ну и бонусом:
Паста - детальки - выпечка
Приборы и материалы:
Магазины рекламировать не буду, использовалось следующее
Фоторезист Ordyl Aplha 350, легко покупается в локальных магазинах
Маска паяльная FSR-8000, а покупал в резоните килограммами, можно найти в розничных магазинах, поисковик без труда выдаст десятки предложений
Пленка KIMOTO и усилитель плотности тонера Kruse toner density, можно найти дорого в интернете, или дешево у рекламщиков и их поставщиков.
PID-регулятор китайский REX C100 с твердотельным реле, гриль самый дешевый из ближайшего гипермаркета.
Трафаретная сетка и рамка с трафаретной сеткой находятся на алиэкспрессе по запросу «трафаретная печать»
CNC2418 — китайский, обзоров тысячи. Продавцов на али еще больше. Сверла и фрезы там же.
По поводу срока годности
Нашел в загашнике маску (та же самая марка, цвет другой), купленную в 2011м году. Хранилась на полке, при комнатной температуре. Отвердитель высох и превратился в камень, а сама маска загустела и местами подсохла. Размешал с отвердителем купленным в 2015м году результат на картинке:
Что за фрезер?
Но раз уж светим маску, быстрее, проще и точнее вместо пленки положить фотошаблон. :D
Как то так…
пилить стеклотекстолит дома без пылесоса с аква-фильтром безумие, к тому же она как абразив убивает механику станка.
Полезный материал.
Вопрос в опыте и наличии правильных инструментов. Ну и руки чтобы из нужного места росли.
Вот у вас отлично с фоторезистом получается. А у меня он не зашел. Вот вообще никак.
Неделю промучался и плюнул.
И оборачиваясь назад понимаю, что 5 лет ЛУТом и неделя фоторезистом — немного разные сроки :)))
Пару комментариев, если позволите…
Если это 1206 SMD, то можно нарисовать свой компонент с чуть бОльшим расстоянием между площадками.
Тогда не придется сужать дорожку, которая проходит внутри. «Заводской» рисунок контактных площадок уж
очень узкий.
Если много плат травите, сделайте травилку с компрессором.
1-2 минуты. Быстрее просто некуда.
С компресорной ванной баловался, но не понравились брызги, хотя по времени — шикарно, да. Делал ванну с подогревом и компрессором, тож пару минут травилось. Но сейчас просто в горячем ХЖ травлю, без всякого перемешивания. Дольше, конечно, но 3-4 платы в месяц же, можно и подождать.
Фоторезист — подумайте еще, если маску вешать — техпроцесс получется один, что сильно хорошо.
ЗЫ
Я когда-то делал много плат руками, имел в запасе всегда уже накатанный фоторезист. От посылки на печать фотошаблона, до начала сверления (тогда на ручном станке) засекал — 5-7 минут в среднем уходило. А когда мелкосерийку нужно было делать — вообще непрерывный процесс: пока плата сверлится, еще одна проявляется, другая травится.
А 1206 теперь надолго мой любимый размер…
А детальки — это смотря сколько делаете. У меня недавно такая же пачка за неделю ушла, причем все раскладывал руками, под хорошую аудикнижку или лекцию хорошо вполне медитативное занятие. Хотя подумываю о роботе уже
Это 397шт в час круглосуточно и не спать не есть :)
Мне думаю на пару лет хватит…
а так, какой смысл для маленькой платы
так и валяются несколько сот штук без дела, применить некуда, выкинуть жалко
И никакой химии и плясок с бубном…
И не рвет переходы
Сюда ЯП переезжает что ли?
Но пожалуйте:худший поставщик фоторезиста
про ссылку не понял — хочется ответить: «пожалуйте сами ...»
Резонит в прошлом году перешел на новую маску, сейчас не продает
обычно шпильки есть в специальном креплении и реперные отверстия
видел ролик со станка Wegstr, там маску снимают фрезой
станок очень точный и как раз сделан для прототипирования плат и корпусов, но стоит 4 куска
А насчет wegst, я так понял, что у них для гравировки есть подпружиненный патрон, в который установливается алмазный гравер. Вот похоже им они слой маски и снимают. На видео все вроде хорошо. Но, там есть фото с пистонами, с обработанной таким образом платой. Как по мне, результат на 3. Бахрома и неровные края у полигонов и, естественно, поврежденный слой меди.
как и цена
Но я иногда печатаю на той бумаге что лежит в лазерном принтере,
а усилителем плотности и одновременно «клеем» к плате служит растительное масло.
Прижим простым стеклом.
Засветка обычной ртутной лампой с патроном Е27 на 15 Ватт 30-60 секунд с расстояния 20-30 сантиметров.
Фоторезист клею в тазике с водой, потом через обычный ламинатор…
Про силикатный клей уже сказали ниже…
Только вместо бумаги лучше кальку, так интереснее.
А получилось действительно очень неплохо, когда впервые увидел, решил, что заказной образец.
У второй печки классный бренд, как раз для диайвая, и так сойдёт :)
Вот удивляюсь, почему нет (или есть?) софта, удобного для сверления плат. Зафиксировал плату, произвольно. Загрузил в прогу карту сверления, выбрал одно из отверстий, в ручном режиме подогнал фрезу куда нужно. Для второй точки также. А прога пусть высчитывает угол поворота и смещение и сверлит соответственно.
Но оно и не важно. Считать поворот вручную — бессмысленно. А удобный для этого софт сможет и сам g-code сгенерить для сверления. Но bevice точно сформулировал, «все подумываю написать, да сильно лень», у меня также.
Полностью согласен, поэтому лучше сделать макрос под это дело :)
Я больше года работал с Мачем через ЛПТ, никаких напрягов не испытывал.
у меня вон валяется, все никак не приделаю
в нем атмел сам 91й + плис
это об уровне таких контроллеров
Сушка маски, 75 гр. на 30 мин. Дубление, как и у Вас, 130 гр. на 60 мин.
Отлично промывает 0,2 дорожка, 0,2 зазор, меньше не делал. С содами на таких масштабах фоторезист изредка успевает слезть во время проявки. Здесь рисковать и перекатывать заново не хочется совсем.
Ну что пользую персульфат говорить не буду
Единственное, почему еще бывает резонитом пользуемся — безнал с НДС =)
В тазик и заливаю кипятком из чайника.
Так грязи меньше.
Шевеля пакет руками видно процесс травления.
Да, приехала она с убитым вентилятором, и еще парой косяков, поэтому продавца рекламировать не буду.
Я взял с 5Вт лазером в комплекте, и вот это совершенно лишняя трата денег. Мало того, что он из коробки не работает, пришлось драйвер «модифицировать», так еще и применения не нашлось
говорят почти как фоторезист выходит
используйте пяльцы для вышивания из магазина рукоделия за 30 руб.
находятся по запрос UV led 405nm, если найдете — лучше брать без линзы, с ровно срезанным верхом, у них засветка будет равномернее.
aliexpress.com/item/5050-SMD-60-LED/32851398731.html 5050 390-395nm
aliexpress.com/item/2-5-365nm/32834774196.html 5mm 365nm
Почему вы рекомендуете 400-405 нм?
Только продавец что-то цену задрал на них.
Огромный плюс автору за эту статью, но повторять я точно не буду :) Если быстро надо и сейчас можно утюгом или на макетке собрать.
А вот вместо утюга мне тоже проще фоторезистом. Стабильнее. Разве что без маски.
Еще раз повторю, огромный плюс за такой труд автору, но по мне это напрасный труд в наше время.
А автору конечно плюсень. Красота.
В каком-нибудь далеком будущем, если руки дойдут — прикручу вентилятор, тогда весь лоток будет пропаивать.
А до тех пор все эти сервисы совсем не альтернатива.
Плата другая, но питальник тот же, оплавилось без проблем
А про надгробия — да, считается, но я не замечал. Ни конденсаторы, ни индуктивности (причем в 10.4 корпусе и больше) не поднимают рядом стоящие элементы. А когда начинают вставать — это касается не только полигонов без термалов, но и любых холодных участков и элементов отбирающих тепло. Но лечится это более длинной полкой или увеличением мощности печки.
Если оплавление происходит по профилю пасты — никаких надгробий быть не должно.
А так результат более чем не плохой.
Да, главное: на эти три платы я потратил на пару минут больше, чем потратил бы на одну. А как у станка с масштабируемостью?
2сторонние вообще намного удобнее на станочке, чем совмещать слои вручную, вспоминаю с ужасом :)
так я и говорю же, для одиночных небольших плат можно сделать быстрее, а вот для серии конечно фр быстрее, собственно поэтому он и используется в промышленном производстве.
ну а обычно платы лучше разводить так, чтобы там не требовалось лепить пару сотен переходных ;)
Лужения, шелкографии и металлизации не хватает явно.
Паять переходы да еще и на месте контактов — то еще удовольствие
По мне так — домашнее производство для прототипа, а JBLPCB для конечных устройств
Кстати, что Аутодеск не дает нормального гербера, что нужно дополнительно обрабатывать?
PS
Совсем мелкие двуслойки выгоднее аказывать на pcbway за счёт чуточку более дешевой доставки в РФ.
А вот 4х слойки я заказываю на JBLPCB.
С герберами в автодеске все ок. Они их уже пару лет как паковать научились в zip, который любой завод принимает.
А для себя много лет назад решил, что без маски — не паяю.
А в китае не заказал, потому что в понедельник нужен прототип. Я, конечно, мог заказать в китае, не возиться химией,
получить лучшее качество, и не получить зарплату. Последний пункт мне интереснее
А минусы по всей видимости за то же, за что вас в гугле забанили.
Если бы у нас у всех руки из правильного места росли то китайские поделки не нужны были бы.
А то чуть что – в Китае куплю.
Скоро совсем не на что не способны будем.
Без китая мы в лет на 120 назад откатимся, остальной мир лет на 50.
Проще заказать в каком-нибудь Резоните. Сделают хоть за 2 дня, только заплати. И главное при необходимости заказ можно повторить, уже без подготовки производства.
Ну это сугубо мое мнение.
Все комменты не читал, может кто-то уже и высказался аналогично.
где логика?
час это как бы несколько быстрее, чем 2 дня ;)
кроме того, ценник резонита не просто высок, он просто конский, особенно для единичного прототипа.
Я только технологического времени на засветку, нагрев, запекание, остывание, травление и т.п. насчитал на 2 часа.
А еще отрезать, точно приклеить, обезжирить и прочие… ть еще на пару часов.
Уж будьте точнее.
А ресурсы это не только время, но и вся химия (фоторезист, маска, травящая жижа).
Коль у вас все так быстро получается, откройте маленькое производство на заказ, будете конкурентом всяким Резонитам по мелким штучным партиям.
Ценник высок в Резоните, но преимущество, можно повтор сделать уже намного дешевле, а у вас все по новой.
Я ж не сказал что не нужно так делать, а привел вариант реализации.
Можно и в Китае заказать, но там уж совсем долго (зато и с металлизацией можно сделать).
А по вашей технологии делать, это надо почти полностью посвятить себя этому хобби.
Не у всех это возможно, семья, дети и пр. причины.
И да, резонит получается дольше jlc+dhl. А с тех пор, как они перешли на желтую маску — еще и сильно хуже. Так, что если вам не нужен безнал — забудьте про резонит, jlcpcb их по всем параметрам уделывает, по скорости тоже, если разоритесь на dhl
Только что качнул их бланк заказа.
А коль это все в рабочее время… Даже и сказать нечего.
вы что то путаете, я не делаю платы методом фоторезиста, а использую метод гравировки.
Если интересно — гляньте как я сверлил и фрезеровал плату на китайском ЧПУ станочке
Но можете использовать пленку ломонд, или бумагу+растительное масло. Качество будет хуже, соответственно проблемы с тонкими дорожками и повторяемостью.
С указанными материалами, повторяемость близка к 100%, за что собсно и ценю указанную технологию.