чем нарисовать печатную плату в домашних условиях
Создание печатных плат. Метод для начинающих
Начну с того, что рано или поздно мы все совершенствуем свои навыки и умения, и на смену «дедовским методам» приходят все новые технологии.
Поэтому друзья мои в данном посте речь пойдет про создания макета печатных плат без использования маркеров, лака или прочего, а непосредственно для ЛУТа.
Итак года 2 назад я начинал свои познания с простеньких схем где превидя что то на подобии GND взрывало мой мозг (т.к. физика в школе была моим любимым предметом по прогуливанию), и я отправлялся на различные форумы, где задавал глупые вопросы отчего потом сидел с красным лицом. Но время идет и с ним растут интересы. И тут начинается познания все нового. Так и дошел сначала до изготовления плат в домашних условиях старыми методами.
И все бы это хорошо, но надо двигаться дальше. Но остается маленькая закавырка, а именно — схемы то вроде читать научился, а вот как именно из принципиальной схемы разработать будущую плату? Или точнее как правильно расставить компоненты на будущей плате так, что бы это было минимально и культурно?
Все эти вопросы постоянно ходили за мной, и я переодически просил знающих людей о помощи, и они помогали! Но говорили что пора бы уже и самому научиться! И это правда пора бы)
Извиняйте за приведенную туфтологию и теперь к сути)
Поэтому я постараюсь как можно более детально показать, насколько это не сложно даже для самых начинающих в этом деле)
Для своего метода я использую 2 программы:
— Немало известную Sprint layout чертилку —
— И весьма полезную DipTrace утилиту —
Обе программы хороши своими возможностями, но и у каждой есть свои недостатки. Но об этом чуть позже.
Вообщем берем утилиту по названием DipTrace. Выглядит она примерно так:
Набор из 4 утилит из которых нам надо всего лишь 2 верхних
1ая для создания чертежа
2ая для создания макета
Немного отступлюсь. Данный метод можно не использовать если в схеме всего по паре резистор, транзисторов и конденсаторов, то тогда можно сражу перерисовать их в Sprint layout!
Предлагаю рассмотреть все это дело на примере схемы «бегущие огни», где ко всему прочему идет две микросхемы.
Открываем первую утилиту DipTrace и просто на просто перерисовываем нашу схему туда.
На первый взгляд все выглядит непонятно, но поработав немного в этой программе все быстро становится понятным. Самое главное это понять как пользоваться библиотекой компонентов. А для этого в утилите есть грамотный поиск. Хотя правда искать там отечественные аналоги на примере транзисторов кт315 или прочего просто бес толку. Но зная зарубежный аналог, то без проблемм.
На примере приведенной выше схемы нам надо транзисторы кт315, их аналог BC547 или BC182. Главное что бы корпуса совпадали.
Создав схему мы сохраняем проект и переходим ко второй утилите, где открываем созданный ранее наш проект.
Выглядит это примерно таким образом:
Да. Все согласно схеме) расбросанно, но зато уже есть связи между компонентами!
У утилиты есть функция «упорядочить» или «авто постановки» элементом, но в режиме авто может выйти полная каша, так что лучше «упорядочить»
А после расставить в ручную, как нам угодно.
При чем удобно то, что при перетаскивании или поворачивании компонентов связи адаптируются автоматом (в Sprint layout все приходится корректировать вручную).
Так же у программы есть функция «авто трассировки» что упрощает весь процесс).
Только иногда трассировка для 1го стороннего макета может стать кашей на подобии:
Ну и черт с ним) И т.к. я использую 2ух сторонний текстолит, то трассировать на обе стороны)
Кстати очень классная функция 3D просмотра будущего изделия)
И все бы ничего, но у данной программы есть афигительный минус, а то бишь напрямую отправить на принтер Вам не удастся((( Как и прочем переконвертировать файл для Sprint layout. Для этого надо будет сделать их проекта файл для Paint типа Bmp и только потом отправлять на печать. Согласитесь — геморой!
И именно поэтому мы берем чертилку Sprint layout, где опять же главное — это разобраться в библиотеках макросов и перерисовываем наш проект.
В конечном виде имеем такое вот:
И теперь все готово. Остается лишь нажать на печать)
Про дальнейшие действия под названием ЛУТ думаю никому объяснять не нужно) It’s Simple) Принтер — Утюг — Паяльник)))
Знающие в Sprint layout скажут «Зачем такой гемор?» Отвечу: для тех кто освоил прогу может и да, а для начинающего извините гемор сразу расставить компоненты и/или расчертить плату
Да и думаю другие могут сказать «как то муторно!», но поверьте, как только немного поработав в этих программах, то составить проект у Вас займет чуть больше времени, нежели Вы потратили на прочтении данного поста!
Ну Все можно закидывать яйцами)))
Если есть вопросы — спрашивайте)
Все спасибо кто дочитал до конца
Мира и добра
Чем рисовать печатные платы
Для эксперимента взял кусочек текстолита, зашкурил и стал что-то рисовать. Вышло примерно так, скажу сразу тест у нас зверский и не адекватный, но уже даст понять что к чему. Плату оставил травится на шесть часов.
Теперь поговорим о результатах и подопытных пластинах поподробнее.
Маркер цветной синий был когда-то ничего он не защищает текстолит что з ним что без него, да и засох он, я разобрал, а корпус сохранил, в такой корпус подойдет просто идеально на устройство прозвонки, но сейчас не о нем.
Итак, как видим, лучше всего справился лак, но им не удобно рисовать платы, только подрисовывать.
Маркер обыкновений справился так же, как и предыдущий, только у него немного побольше будет рисующий наконечник, но тоже очень не дурственно получается.
Теперь ручки. От ручек и следу не осталось, была когда-то у меня гелевая ручка, так она так рисовала, что одно загляденье! Получались дорожки от 0.4 мм только она где-то пропала, при испытаниях вспомнил это и решил проверить как рисуют теперешние ручки.
Думаю тест можно считать завершенным. С вами, как всегда, был Kalyan.Super.Bos. Удачи!
Микроконтроллер ATtiny13 и MOSFet транзисторы будут управлять светодиодными лентами в этой схеме ЦМУ.
Самодельный активный предварительный усилитель с НЧ-ВЧ регулировками на ОУ TL072, для УМЗЧ.
Классический фонарик со встроенным зарядным устройством можно неплохо улучшить, добавив пару микросхем и 18650 АКБ.
Печатная плата – изготовление в домашних условиях
Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.
Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.
Технология ручного способа нанесения
дорожек печатной платы
Подготовка шаблона
Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.
Далее плотная бумага вырезается по контуру приклеенного рисунка и шаблон для сверления готов.
Вырезание заготовки
Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.
Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.
Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.
Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.
Сверление отверстий
Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини сверлильного станка твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь.
Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки.
После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет. Как видно, пропущенных отверстий нет.
Нанесение топографического рисунка
Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе. Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера.
Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги также нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.
После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами – стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью.
Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии.
Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой. Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения.
Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм наполняется с помощью кисточки краской. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать. Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием краску нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям.
После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.
При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. чтобы обрисовать все отверстия на этой печатной плате окружностями понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.
Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера. Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки.
Единственное, что дополнительно понадобится, так это плоская линейка, с приклеенными на одной из ее сторон по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка при работе не скользила и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно проходить под ней. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки.
Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.
Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению.
Технология нанесения рисунка печатной платы
с помощью лазерного принтера
При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера бумага прокатывается между валиками, один из которых является термопечкой, разогретой до температуры 180-220°C. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Если бумагу опять нагреть до 180-220°C, то тонер опять станет жидким. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.
После того, как файл с рисунком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель. Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.
Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату
Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.
В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.
Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью, нужно выполнить настройку «Свойств принтера», отключив режим экономной печати, а если такая функция не доступна, то выбрать самый грубый тип бумаги, например картон или что то подобное. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.
Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит.
Перенос рисунка с бумаги на стеклотекстолит
Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом. Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Далее этот бутерброд разогревается до температуры 180-220°C и затем охлаждается до комнатной. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате.
Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг. Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера. В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг недостаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей стопроцентный результат.
На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги. Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.
Осталось нагреть сделанный бутерброд до температуры 200°C и остудить. Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.
Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги.
Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами. чтобы избежать подобного явления, лучше печатную плату зажимать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно.
Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично. Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки.
Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.
Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.
Травить печатную плату в домашних условиях лучше всего в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер с печатных дорожек легко удаляется тампоном, смоченным в ацетоне.
Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие дорожки и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.
Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. Получился блок питания и коммутации для электронной системы, дополняющий обыкновенный унитаз функцией биде.
Травление печатной платы
Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический способ. Печатная плата помещается в травильный раствор и за счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.
Рецепты травильных растворов
В зависимости от доступности компонентов радиолюбители применяют один из растворов, приведенных в таблице ниже. Травильные растворы расположены в порядке популярности их применения радиолюбителями в домашних условиях.
