СоХабр закрыт.

С 13.05.2019 изменения постов больше не отслеживаются, и новые посты не сохраняются.

H Нетрадиционный, но качественный ЛУТ в черновиках Из песочницы

Импортозамещению посвящается.

Если вам интересно, как в домашних условиях быстро и качественно делать печатные платы с дорожками 0.2мм и размером 90х150мм без воды и химикатов, прошу заглянуть.



Я не так давно занимаюсь всякими электронными поделками и с самого начала пробовал, как думаю и все, различные макетные платы, как паячные, так и безпаячные, вязал путанку из проводов МГТФ и т.д. Но в один прекрасный момент это дело мне надоело и я познал прелести Eagle. Потом выяснилось, что развести и сделать плату в нем быстрее, чем собирать прибор на макетке, уже не говоря о том, что это намного долговечнее. В общем, я сделал для себя вывод, что нормальная и качественно сделанная печатная плата — залог здоровья будущего прибора. А дальше начался тяжелый путь по выяснению оптимальных и недорогих способов производства печатных плат в домашних условиях.

Как и у большинства, первым был утюг, но когда появились платы размером 100х100мм, начались проблемы с качеством воспроизведения. Дорожки плющились, иногда рвались. Самое печальное, что результат был непредсказуемым и нестабильным. Дальше начались эксперименты с фоторезистом, сначала с аэрозолью, потом с пленочным, с использованием валиков и ламинаторов и т.д. Качество, конечно, было намного выше, чем с утюгом, но начало утомлять время, потраченное на все эти операции. Опять же приходилось занимать раковину надолго, да и вообще мне жутко не нравилось обилие химикатов и обилие воды в этом способе. В общем, разочаровавшись в этом методе я перешел на очень хороший способ — заказ плат в Китае.

К сожалению, рубль падает, доллар растет и уже как-то накладно получается занимать работой китайцев.

В общем, решил найти что-то необычное, что-то новенькое (даже рассматривал приобретение или постройку чпу станочка). После долгих поисков набрел на интересную статью с оригинальным методом изготовления плат на основе ЛУТ. Прочитав тему подробнее, я, если честно, испугался токов больше 200А и решил немного модифицировать данный метод: место фольги применить силиконовый нагреватель китайского производства. Как оказалось, не зря.

Итак, конструкция представляет собой бутерброд следующего состава (перечисление снизу вверх):
дюралевая плита 10мм, войлок 10мм, печатная плата, шаблон напечатанный на самоклейке, нагреватель, войлок 10мм, дюралевая плита 10мм.

Весь бутерброд стягивается болтами.



Нагреватель использовал размером 150х150мм, напряжение — 12В, мощнсоть — 120Вт. Электрическая часть представляет собой простейший термостат, собранный на основе ардуины и ЭМ реле, которое управляет электронным трансформатором ташибра, через который питается нагреватель. Информация о температуре считывается с термистора 100К, встроенного в нагреватель. Поскольку при 250гр нагреватель разрушается (плавится силикон), то я ограничил температуру нагрева на уровне 190гр — этого более чем достаточно.

Схема прожига следующая: собираем бутерброд, нагреваем до 190гр, оставляем остывать минут 10, чтобы не обжечь пальцы, извлекаем плату для травления. Время нагрева у меня составило около 10-15 минут.



Поскольку метод не требует сноровки и мастерства, то результат получается стабильным на 100%. Уже сделал на этом станке около 100 плат и не было ни одного косяка. Причем размер платы у меня доходит до 150х90мм, а ширина дорожки не превышала 0.2мм. Еще раз повторюсь, ни одного разрыва дорожки.

Теперь подводные камни.

Первый заключается в том, что нельзя делать платы по размеру нагревателя. Дело в том, что место кремпленя проводов к нему не особо плоское и есть наплывы, которые давят тонер, поэтому при выборе нагревателя надо момент этот учитывать т.к. абсолютно плоская рабочая площадь меньше общей площади.

Второй подводный камень в том, что данный нагреватель предназначен для 3д-принтеров и на нем нанесен клеевой слой, который удалось смыть только хорошим ацетоном, и то с трудом.

Третий подводный камень в том, что плиту надо где-то найти и поработать инструментами (электролобзик, дрель и напильник).

Далее я приспособил этот станок и для травления плат. Если убрать верхнюю плиту и поставить на нагреватель травильную емкость, получаем еще один бонус — подогрев раствора. Ну и на следующей фотке показан механизм покачивания платы в растворе на основе шагового двигателя и штатива.



Ну и в конце, собственно, один из результатов работы.



Небольшое видео:

+85
56212

комментарии (76)

0
Alexeyslav ,  
А нельзя ли тогда просто нагревать одну из дюралевых плит? или сразу обе — для двусторонних плат.
0
eta4ever ,  
Может, с равномерностью будет проблема? Надо плиту тогда идеально ровную.
0
Alexeyslav ,  
Бумага сровняет все шероховатости. А пластину дюралевую погнуть не так то просто. Единственное что у толстой пластины теплоемкость очень большая, греть придется долго. Но если взять потоньше и армировать её более толстой при помощи теплоизолирующих стоек. А нагревать… вплоть до индукционного способа.
0
eta4ever ,   * (был изменён)
Я к тому, что она изначально может быть не идеально ровной, а например, иметь выпуклость или вогнутость в доли миллиметра высотой/глубиной и приличным диаметром. А индукционный нагрев — это интересная мысль…
+1
Alexeyslav ,  
Полирнуть.
0
eta4ever ,  
Ну, в идеале тогда чуть ли не на стекле надо полировать.
0
Alexeyslav ,  
Покрытие нанести(эмаль?), которое выровнять до высыхания куском стекла. Идеальное будет как зеркало.
0
eta4ever ,  
И тут мы приходим к напылению силикона :)
0
Alexeyslav ,  
Достаточно обычной эмали.
0
eta4ever ,  
Да я все к тому, что упругая мягкая прокладка простит немалые косяки обработки.
0
Odinokij_Kot ,  
Не полирнуть, а фрезернуть. Похожую обработку делают блоку цилиндров при установки его на двигатель при использовании прокладки металпокета. Там как раз фрезеруют блок цилиндров, а потом полируют поверхность.
0
tgz ,  
Да в духовку все это поставить. Современные электрические с точностью до градуса работают.
0
61003 ,  
можно в принципе. если вместо нагревателя использовать силиконовый коврик для выпечки например, то это должно сработать. только думаю проблем больше будет. доставать все это добро из духовки будет неудобно, ну и энергозатраты больше будут.
0
tgz ,  
Программируешь духовку, ночью включается, греет, выключается. Утром достаешь холодный «бутерброд». Электроэнергия ночью дешевле. Можно греть несколько бутербродов.
0
61003 ,  
почему нет? я согласен. только что делать, если нужно сделать 20 плат? я недавно сделал 20 небольших плат за 4 часа.
0
tgz ,  
Или несколько бутербродов, или один много-многослойный.
+3
61003 ,  
да я не против, просто если я буду в духовке запекать платы, жена меня не похвалит.
в духовке лучше пирожки печь, ну или мясо готовить например.
+1
61003 ,  
нельзя, т.к. плита будет точно неровная и текстолит будет тоже неровный.
силиконовый нагреватель как раз за счет упругости сглаживает эти неровности.
0
Arlakz ,  
Угу. Согласен.
Но вместо нагревателя можно использовать просто прокладку из листового силикона, которая выдержит нужную температуру.
А вот нагревать — пластины.
0
61003 ,  
можно, но нагреватель стоит около тысячи рублей, плюс он безопасного напряжения. это реальный плюс.
сомневаюсь, что прокладка + внешний нагрев плиты будет стоить дешевле.
0
Arlakz ,  
Будет. Ведь у многих есть старые нагреватели/утюги/кучи ненужных резисторов/…
В общем чем нагреть — найти можно почти всегда.
А сам лист стоит рублей 100-200 за кусок 300х300 примерно, более точно могу в понедельник уточнить.
Во всяком случае формы для хлеба в местном магазине я брал рублей по 70 незадолго до нового года.

В отличии от готового нагревателя в этом случае у вас больше вариантов с размером получится.

Основная проблема цены вашей конструкции — алюминиевые пластины такого размера будут стоить значительно дороже. Да и с поиском будут проблемы.
0
61003 ,  
Думаю нужно пробовать. Если удастся удешевить конструкцию, я буду только рад. На данный момент стоимость моего варианта около 2000. Если кто будет повторять или делать вариации, большая просьба выразить уважение Автору данного способа и отметиться на его форуме (ссылка есть в статье), там, кстати уже много информации по этой теме и множество разных реализаций.

Насчет размеров такие нагреватели есть и 300х300 и больше, правда дороже, т.е. решение очень даже масштабируемо.
Алюминий вышел мне в 600р на рынке у железячников, там же могут и порезать на месте болгаркой.
Ну и можно в конце концов обычную стальную плиту использовать, правда она будет ржаветь, если ее не покрасить.
–1
Alexeyslav ,  
Бумага для ЛУТ — от ста микрон, на небольшие неровности пофигу даже если плата немного примет форму пресса. такие большие неровности размером в сотку микрон можно даже на глаз отполировать, а меньшие — бумага аммортизирует. Если есть сомнения… можно нанести на поверхность термостойкую краску, она растечётся и образует идеально гладкую поверхность. При необходимости, покрыть её пленкой из цветочного магазина до высыхания — не пристанет и гладкая будет как зеркало.
+5
61003 ,  
Уважаемый. думаю смысла нет тут спорить на эту тему. Нужна практика. Сделайте вариант с внешним нагревом, представите результаты, а мы их обсудим уже. А иначе это все болтовня.
+4
shtirlitsus ,  
а про нагреватель можно поподробней?
+1
61003 ,  
можно поискать на Ali по кодовым словам silicone heater
+5
+6 –1
Eddy_Em ,  
Односторонние платы и утюгом в легкую катаются — совмещать-то стороны не нужно!
А двухсторонние сомнительно, что на такой штуке получатся.
В чем тогда смысл? Утюжить же быстрей, проще и дешевле, нежели такую штукенцию городить!
И в начале было про «без воды и химикатов». А плата травится. Обман!
+4
Alexeyslav ,  
Утюг не обеспечивает равномерный прижим по всей поверхности, особенно для больших размеров плат.
+1
61003 ,  
именно. главная проблема утюга в том, что вы никогда не сможете обеспечить равномерный прижим на всей площади. соответственно даже расплющивание тонера будет разным на разных участках.
двухсторонние платы я тоже делал на этой установке. 2 шаблона скрепляются степлером и плата помещается в середину. температуры и прижима достаточно, чтобы нагреть всю плату и обеспечить прижигание тонера с обеих сторон.

но лично у меня редко возникает потребность в двухсторонних платах, перемычек обычно бывает достаточно.
+5
DIHALT ,  
Я пробовал и ок :)
+1
jaiprakash ,  
Так ты же — джедай ЛУТа, а мы тут о простых смертных всё больше. Хотя я узнал что нужно брать специальную толстую бумагу, когда уже перешёл на фоторезист.
+5
61003 ,  
Я тебя уважаю, и ролики твои периодически смотрю. Беседу я веду про людей обычных. Да прибудет с тобой сила.
0
ClusterM ,  
Вот за всё время, сколько делаю ЛУТ и маленьких плат, и больших, выучил для себя главное правило — ни в коем случае не прижимать. Легко проводить утюгом, не более того.
0
d06pbiy_kot ,  
В данном случае «химикат» делается из подручных средств (гидроперид, лимонная кислота, соль).
0
61003 ,  
именно. перекись водорода и лимонку за химикаты я не считаю.
поглядите видео, именно этой смесью я травлю платы. хлорное железо и персульфат в прошлом.
+1
d06pbiy_kot ,  
Я с Вами полностью согласен.
В статье не указан состав раствора для травления и после просмотра видео решил ответить на комментарий указав состав.
И в начале было про «без воды и химикатов». А плата травится. Обман!
0
61003 ,  
уважаемый, любой (кто интересуется) знает, что без воды и химикатов можно протравить плату. никакого обмана нет.
лут воды и химикатов не требует. травильный состав тоже.
0
winKING ,  
В видео состав для травления начинается с воды, а по разговорам вроде перекись. Проясните.
0
61003 ,  
Если использовать гидроперит, то нужна вода, чтобы превратить ее в перекись водорода. Если использовать аптечную перекись, то соответственно воды не нужно.
0
YouHim ,  
А почему персульфат в прошлом? Я как раз решил перейти с лимонки с перекисью на персульфат. Показалось что он более удобен.
0
61003 ,  
Я уже говорил в видео, я не хочу хранить дома химикаты. К тому же говорят, что он не особо полезен. Почитайте про пищевую добавку Е923.
Я считаю, что чем меньше мы контактируем с химией в повседневной жизни, тем лучше.
+1
Ezhyg ,  
> Я считаю, что чем меньше мы контактируем с химией в повседневной жизни, тем лучше.
оглядитесь вокруг, найдёте что-то из не химии, сообщите, пожалуйста :D
0
Alexeyslav ,  
Воздух… и то химия сплошная — кислород, азот, гелий… и остальная половина таблицы менделеева…
0
Ezhyg ,  
Тссс, не подсказывайте :D

если, что — простите, от шутки не удержался в том комментарии
+1
61003 ,  
Эта статья не про травление плат. Раствор каждый выбирает для себя сам. То, что вариант с перекисью наиболее экологичен и безопасен спорить просто глупо. На этом холивар про растворы предлагаю завершить.
0
jaiprakash ,  
В прошлом у автора, стало быть. Кушать я бы и перекись водорода не стал. А хранить всё равно что-то придётся. Или идти в аптеку перед каждым травлением. Если хранить исключительно разбавленный раствор перекиси, то тогда можно растворить персульфат и то на то и выйдет.
0
61003 ,  
Это дело каждого и зависит от частоты травления. Я обычно делаю платы раз в 2-3 недели, поэтому зайти при случае в аптеку (благо рядом с домом) не сложно. Если есть проблема с доступностью аптеки, то можно закупить впрок таблеток гидроперита. Но в любом случае перекись водорода более экологична, чем персульфат.
Если травить приходится чаще, то естественно этот способ не подходит. Если травление идет постоянно, т.е. есть некий коммерческий аспект, то обычно есть и отдельное помещение для работы, а там и химию можно хранить.
0
dlinyj ,   * (был изменён)
Какие у вас концентрации? Я пришёл вот к такому варианту . Т.е. перекиси минимум. Главное не менять их, а то травит очень плохо Да травлю 3 минуты
0
dlinyj ,  
Крайне не рекомендую использовать именно гидроперит. Он даёт мочевину, которая мешает раствору
0
61003 ,  
сомневаюсь, что с помощью утюга вы с первого раза сделаете плату 15х15см с дорожками 0.2мм без разрывов за 1 час.
0
barabanus ,   * (был изменён)
Если вместо утюга использовать ламинатор, то результат предсказуемый, повторяемость максимальная, возможно делать мелкие дорожки и двухсторонние платы
+ ламинатор в хозяйстве
0
61003 ,  
ламинатор пользовал. дорожки больше расплющивает + больше работы руками. нужно пропускать плату несколько раз для надежного припекания. а так да, тоже вариант. ну и данный вариант дешевле, чем ламинатор
0
Alexeyslav ,  
У ламинатора еще проблема… не каждый из них переварит толстую плату, и минимальный размер имеется меньше которого платку просто не засунешь — надо разбирать его до кишок.
0
jaiprakash ,  
Вариант более полного импортозамещения: http://habrahabr.ru/post/194494/ для экономных и/или нетерпеливых )). Может кому-то захочется вспомнить индастриал-детство, побить кинескопы.
+1
61003 ,   * (был изменён)
да, этот вариант почти полностью повторяет решение Автора — владельца ресурса oldoctober.com, за исключением того, что его вариант более доступен для обывателя. согласитесь, что пористый силикон достаточно редкая вещь, к тому же нужно еще что-то измерять (причем токовые клещи и осциллограф есть не у каждого радиолюбителя).
мой вариант считаю более доступным, чем с фольгой, и тем более, чем по ссылке выше.
0
jaiprakash ,  
Ваш вариант проще в реализации.
Что касается варианта с инваровым нагревателем, я так понял, пористый силикон просто уже был у автора, токовые клещи и осциллограф он использовал для измерения сопротивления. В дальнейшем достаточно выключателя и секундомера. В случае oldoctober.com просто пористая резина, вероятно, можно найти на той же свалке там же, где и кинескоп.
0
61003 ,  
Ваш вариант проще в реализации.

именно. с нуля это самый простой вариант. хотя войлок тоже нынче нелегко достать. но его, думаю, можно заменить теми же силиконовыми ковриками в несколько слоев или той же пористой резиной или силиконом. т.е. вариаций предостаточно.
но главная идея именно силиконовый нагреватель с возможностью точного контроля температуры прожига.
0
Arlakz ,  
ну пористый силикон без проблем сейчас можно купить в листах
0
61003 ,  
А цена какая? я бы с удовольствием заменил бы в совей конструкции войлок на пористый силикон.
0
Meklon ,  
Коврик для выпечки возьмите. Как раз.
0
61003 ,  
Не пойдет, пробовал. Нужна именно толстая пористая силиконовая резина. Дело в теплоизоляции. Если использовать тонкую, то время нагрева увеличивается в несколько раз ввиду теплопотерь.
+1
casuss ,   * (был изменён)
Может в качестве нагревателя утюг прижимать? Разобрать дешевый утюг до регулятора и сгородить прижим.
0
jaiprakash ,  
Для малых плат — вообще отличный вариант! 200х200 мм так уже посложнее сделать.
0
61003 ,  
Как вариант, но опять же силиконовый коврик никто не отменяет. Думаю будет сложно организовать крепление в данном случае.
+1
Alexeyslav ,  
Вообще-то… есть такие штуки как гладильный пресс, его придумали очень давно и задолго до нас.
+1
eta4ever ,  
Да. Был такой у Кинга.
image
+2
kloppspb ,  
Восхищён. В моём детстве это делалось путём медитации над выпрашиваемым у мамы лаком для ногтей, хлорным железом у химиков (через город переть, полдня ждать на проходной). Ну и миллиметровые свёрла — совсем экзотика!
0
petuhov_k ,  
А у меня не было знакомых химиков, особенно в детстве. Но у папы можно было взять сверло и штихель. Пальцы заживали быстро, а нечаянно перерезанные дорожки, можно было «залечить» одножильным проводом.
+1
casuss ,   * (был изменён)
А во всяких советских журнальчиках можно было почерпнуть немало хитростей, например дефицитные сверла заменялись швейной иглой (обычной, ручной), причем сверление делалось той частью, где ушко для нитки. А поскольку патроны для дрели под такое «сверло» тоже не везде были — на иглу наматывался медный провод виток к витку, для получения нужного диаметра под патрон. Хлористое железо — заменялось на медный купорос+поваренная соль, правда травление шло дольше.
0
freeznah ,  
Автор переизобрёл термопресс?
www.mysub.ru/images/htsdsds600.jpg
+1
eta4ever ,   * (был изменён)
Термопресс стоит сильно зело борзо дофига относительно описанного самопала. Но по факту — да.
+2
61003 ,  
freeznah, в статье где-то заявка на изобретение есть? Я всего лишь поделился конкретной недорогой реализацией.
0
semlanik ,  
Я немного не уловил из статьи, но по сути это получился ЛУТ просто с очень хорошим «утюгом»? В целом удобно, но у меня в принципе и с утюгом не особо дорожки расплываются, все наверно зависит от тонера во многом.
0
jaiprakash ,  
При таких небольших размерах, как в статье, а тем более — меньших, утюг вполне достаточен. Для плат побольше или групповых заготовок можно взять эту идею, но с большим нагревателем.
Плюс не требуется оттачивать мастерство опять же.
0
semlanik ,   * (был изменён)
Тут согласен, наверно еще вопрос масштабов. Я делаю платы раз в пол года, потом пол года ковыряюсь с софтом. Поэтому мне пока достаточно лута. «Релизные» платы всеравно буду заказывать, если до этого дойдет.
0
+1 –1
macik_spb ,  
Автору спасибо.

Но это должно быть здесь:
image