Технология изготовления печатных плат с помощью лазерного принтера.

65. ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОГО ПРИНТЕРА

Информацию прислал: Владимир
E-mail: cxema@dd-isp.net 
Авторы технологии: © Сергей Ярушкин, Михаил Николаев, Павел Дегтярёв (г. Томск). Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР).
E-mail: un7ppx@narod.ru 
Сайт: http://un7ppx.narod.ru 

Комментарии Доценко Александра.

По названию этой идеи, вы можете сказать: «Что за бредятина? Это бизнес?!». Могу парировать на ваши ответы. Кроме полиграфии я еще занимаюсь тем, что сам собираю системы сигнализации на автомобили, и зарабатываю на этом довольно неплохие деньги. Каждая сигнализация состоит из деталей, которые припаиваются на печатной плате в определенной последовательности. Печатные платы сам я не делаю, а заказываю в Киеве на радиорынке, плачу за это довольно не плохие деньги. Стоп!!! Почему же не сделать свой домашний бизнес по производству печатных плат в домашних условиях…. Подробности технологии читайте ниже по тексту.

Предложенная в статье методика изготовления печатных плат лично испытана авторами, которыми пройдена вся эволюция методов, пока не было достигнуто 100%-ного качества.

Предлагаемая технология отличается от описанных ранее, в общем-то, двумя моментами: бумага и стиль приглаживания.

Главное - нужна "подходящая" бумага. Предлагаемая в других методах мелованная бумага (или даже просто обычная плотная бумага для лазерных принтеров) - плохой вариант, т.к. оставляет после приглаживания бумажные ворсинки, о чём упоминают авторы методов. После приглаживания они предлагают отмачивать бумагу, а ворсинки удалять трением пальца.

Это, во-первых, более трудоёмко, во-вторых, ворсинки удаляются не полностью, приводя к некачественному травлению в "узких" местах, что увеличивает минимально допустимые зазоры между проводниками. Ну а в-третьих, трение пальцем всё-таки увеличивает опасность повреждения "рисунка", "переведённого" на фольгу (хотя авторы утверждают, что повредить рисунок невозможно, это иногда случалось).

Так вот, для предлагаемого метода идеально подходит основа от практически любой самоклеящейся бумаги, самоклеящихся обоев и т.д.

Такая основа, кажется, называется парафиновой. Правда, с некоторыми видами бумаги могут возникнуть трудности при печати в лазерном принтере: в зависимости от толщины и "гладкости" бумаги, принтер иногда "зажёвывает" бумагу, либо "смазывает" изображение. Тут уж придётся подобрать бумагу, которую "полюбит" ваш принтер. Испытания метода, скорее всего, стоит начать с бумаги-основы из-под самоклеящихся обоев, нарезав на листы соответствующего формата.

Кстати, со многими принтерами имеется возможность для экономии бумаги лист А4 разрезать напополам и печатать на половинках. Да, забыл сказать, что печатать нужно на той стороне, которая "гладкая". По поводу "прогрева" принтера или листа прогоном пустой страницы перед печатью изображения проводников печатной платы посоветовать что-то трудно, вероятно, ввиду незначительной важности этого мероприятия.

Но можете поэкспериментировать, если без "прогрева" никак получаться не будет.

Допустим, первый этап у вас получился: вы имеете листик с изображением. Его следует просто наложить на предварительно зачищенный "нулёвкой" и обезжиренный ваткой, смоченной в ацетоне, фольгированный стеклотекстолит. Подворачивать бумагу строго по краям заготовки не рекомендуется: могут возникнуть проблемы при отделении бумаги от текстолита после приглаживания, уж поверьте. Также не следует обрезать лист ровно по краям заготовки - пусть бумага выступает хотя бы на два сантиметра или чуть больше - это тоже поспособствует удачному отделению её от заготовки после приглаживания.

Теперь самое ответственное мероприятие, от которого напрямую зависит качество будущей платы, - приглаживание утюгом. Утюг нагревают до максимума. На текстолит просто накладывают бумагу с изображением и, придерживая, чтобы не возникло смещения, проводят утюгом. В принципе, тонер моментально расплавляется, и лист бумаги прилипает к фольге, но для подстраховки бумагу рекомендуется придерживать, во избежание смещения, хотя, это и маловероятно. Теперь, как водить утюгом: нажимать нужно только слегка, иначе тонер "расползётся" и замкнёт зазоры между проводниками. А вот водить нужно тщательно, проходя помногу раз в каждом месте. Особенно края не забывайте. Водить следует долго, пока бумага не пожелтеет (минут пять) и не замарается от утюга.

"Передержать" (в разумных пределах, конечно) гораздо менее страшно, чем недодержать. После того, как бумага пожелтеет, оставляем заготовку охлаждаться.

В процессе остывания придавливать бумагу к заготовке чем-то холодным и тяжёлым, как это рекомендуется в других методах, не потребуется. Опять же, если уж не будет получаться, можете с этим поэкспериментировать.

Хотя, скорее всего, неполное "прилипание" тонера к фольге может быть вызвано недостаточным временем прогрева. Попробуйте его увеличить минуты на две, не жалейте бумагу.

Только после полного остывания текстолита переходим к процессу отделения бумаги от заготовки. Здесь нужны осторожность и терпение.

Берём заготовку в одну руку, а другой рукой очень аккуратно и не торопясь тянем выступающий край бумаги вверх от заготовки, одновременно подавая край бумаги к противоположному концу платы, где ещё бумага не снята. Таким образом, снятая часть листа должна описывать закругление - плавный заворот на 180 градусов. После заворота бумаги тянуть уже можно не вверх от заготовки, а вдоль неё, в ту сторону, где бумага ещё не отделена. Таким образом, с помощью заворота достигаются наилучшие условия для удаления бумаги. Теперь аккуратно, без рывков, медленно тянем край бумаги до окончания "отклеивания" бумаги. Навык появится уже с первого-второго раза, и будет достигнуто 100%-ное качество переведённого изображения. После нанесения изображения, рекомендуется не допускать касания тонера с чем-либо во избежание повреждений целостности проводников.

Осталось теперь поместить заготовку с нанесённым рисунком проводников в ванночку для травления, только изображением вверх. В противном случае при соприкосновении с дном или рёбрами на дне ванночки возможно повреждение целостности проводников. Можно, конечно, положить плату изображением вниз, если обеспечить отсутствие соприкосновения защитного слоя с дном, например, вставив спички в предварительно просверленные отверстия по краям платы.

Описанным методом уже изготовлено большое количество плат, метод опробован и показал неплохие для домашних условий характеристики: малый процент брака, невысокая трудоёмоксть (по сравнению с аналогичными методами), отличная точность выполнения (для домашних методов). Были изготовлены сравнительно крупные платы с размерами до 10х20 сантиметров. Метод позволяет выполнять проводники с минимальной толщиной 0,4 миллиметра при минимальном зазоре между ними 0,25 миллиметра. Таким образом, возможно изготавливать печатные платы для поверхностного монтажа компонентов не только в корпусах SOIC, PLCC, но даже и TQFP.

Чертёжи печатных плат выполняются в предназначенных для этого пакетах PCad или OrCad, изображение зеркально печатается на лазерном принтере.

Интересно отметить, что, если при печати использовать возможность "оставлять отверстия пустыми" (т.е. в напечатанном изображении на месте отверстия будет пустой кружок, а вокруг - чёрная контактная площадка), то после травления останется вытравленный кружок внутри контактной площадки. Таким образом, при дальнейшем сверлении окружающая отверстие медь контактной площадки способствует центрированию сверла. Точно прицеливаться уже не потребуется, в связи с чем возрастает скорость сверления, что особенно заметно при сверлении отверстий под панельки (например, PLCC-84). Высокая Точность положения центров отверстий способствует тому, что панелька быстро и без труда входит на своё место.

В заключение хотелось бы заметить, что перегрев платы утюгом может повлечь отслоение фольги, если основа - текстолит, стеклотекстолит или гетинакс. Некоторые из них имеют "слабый клей", так что проводники отваливаются от платы даже после кратковременного касания контактной площадки при пайке. Для ответственных или качественных изделий, да и вообще для "ручного" изготовления печатных плат можно порекомендовать применение фольгированного фторопласта ФАФ-4Д. Во-первых, материал обладает высокочастотными свойствами: на нём можно выполнять высокочастотные схемы. Во-вторых, у него крайне прочное сцепление фольги и фторопласта, а также поразительная термостойкость. При перегреве не ухудшаются ни свойства самого фторопласта, ни степень сцепления с ним фольги. В-третьих, фторопласт гораздо мягче текстолита, так что легче поддаётся обработке. В частности, свёрла в него заходят "как по маслу", чем дополнительно предотвращается "уход" сверла из центра. Практически, при сверлении отверстий малого диаметра, можно центры отверстий вообще не кернить, т.к. сверло почти не "уходит" в отличие от твёрдого текстолита. Конечно, ФАФ-4Д несколько дороже текстолита, но для разовых конструкций и малых площадей печатных плат повышенная цена незначительно отразится на себестоимости изделия при заметном повышении качества.

Сергей Ярушкин, Михаил Николаев, Павел Дегтярёв (г. Томск).

Если у Вас возникли дополнительные вопросы, можете задать их по E-mail.