Изготовление печатных плат методом ЛУТ

Введение

Эта инструкция является результатом исследований по ЛУТ и фотоспособу в течение двух недель.

Вот ссылки:
Исследование ЛУТ часть 1
Исследование ЛУТ часть 2

Здесь описана последовательность действий и материалы для изготовления печатных плат по лазерно-утюжной технологии. Я смог получить эти способом на этапе перевода шаблона платы на медь дорожки в 0.12 мм и зазор в 0.2 (может быть возможен и 0.15, ноя просто не пробовал).

Кроме этого, описанный способ является нетоксичным, никаких растворителей, бензинов и другой дряни вонючей ни на каком этапе не применяется.

Итак, материалы и инструменты:

Печать шаблона

Принтер настраиваем на максимум dpi, режим с максимальной жирностью печати, у меня этот режим ставится, когда выбирают печать на прозрачную пленку. Берем лист бумаги и РОВНО ОДИН РАЗ прогоняем его на пустую через принтер, для термоусадки. Два раз - плохо, ноль раз - плохо. Ровно один раз. После этого печатает пару тройку шаблонов на одной листе и выбираем лучший. В идеальнее выбор надо делать сканируя результат и меряя дорожки, на сколько они поплыли. Но если у вас дорожки от 0.2 и зазоры от 0.2, то не важно. Шаблон готов. Не лапать пальцами шаблон за тонер! Жир - наш враг!

Подготовка платы

Полируем плату пастой гои, чтобы блестела. До идеально зеркала ненадо. Одеваем гигиенические перчатки (тонкие такие, чтобы движениям не мешали). Моем средством для мыться посуды. Драим Кометом с тряпочкой - снимает все окислы. Хорошо промываем горячей водой (холодно вообще лучше не пользоваться, в ней хлор, он нам не друг). Драим пемолюксом, можно без тряпочки, смываем, с этого момента руками поверхность не трогаем. Плата настолько обезжирена после пемолюкса, что скрепит. Вода с платы не скатывается, пристает к поверхности. На вид должна быть блестящая, светлая. Сушим феном на самой маленькой температуре, сгоняя воду.

Плата готова.

Перенос тонера на плату

О том как выбрать температуру утюга написано в теме "Как выбрать правильную температуру утюга для ЛУТ"

Включаем утюг, ставим на чуть чуть больше двух точек (у меня, по крайне мере так), пусть хорошо прогреется. Берем утюг, переворачиваем и кладем на него плату. Держим немного, попробуйте край платы, чтобы было нельзя держаться более 3 секунд. Стряхиваем ее на поверхность, на которой гладить будем не переворачивая. Т.е. она должна соскользнуть с утюга на эту поверхность (она должны быть ровной и жесткой, обычная гладильная доска подходит).

Пока плата горячая аккуратно кладем на нее шаблон тонером вниз и приглаживаем пальцами равномерно.

Теперь берем утюг и умеренно надавливая и небыстрыми движениями (примерно 10 см на 4 секунды) проглаживаем всю плату в течение 1 минуту. Быстрее ставим утюг, берем валик и равномерными движениями от края до края прокатываем всю плату сильно надавливания на валик. Повторяем 3-5 раз (чем больше плата, тем больше раз или по перекрывающимся частям).

Оставляем плату полежать минуты 3.

Отмокание и чистка платы

Пока лежит, наливаем в посудину горячей воды из-под крана (вообще, никогда не допускайте никаких температурных шоков для платы!). Кидаем туда плату. Минут через 10 эта бумага или будет держаться на соплях или всплывет сама. Вынимайте плату, промойте ее еще раз в воде. Просушите феном на маленькой температуре.

После сушки поверх тонера проступит белый фотослой. Этот слой - наше все! Тонер сам по себе пористый и если просто покрыть плату тонером (как в случае, когда используется бумага из глянцевых журналов или калька), то медные поверхности площади будут точечно подтравлены по всей площади. Именно поэтому и мы и мучаем фотобумагу. Ее фотослой залепляет поры тонера.

Однако, этот же фотослой делаем нам неприятности - он намертво залепляет зазоры 0.1мм, частично 0.2 мм, а края всех дорожек и большие зазоры делает зазубренными и непредсказуемой ширины. Старый метод борьбы с этой бедой - пройтись иглой. Но я предлагаю вариант проще. Ждете, пока плата полностью сухая. В этот момент фотослой становится очень хрупким. Берете жесткую зубную щетку или специальную для чистки плат (я такой пользуюсь) и жестоко дерете плату по сухому. Силу конечно надо соизмерять, чтобы тонер не отлетел. Опытным путем установите какую силу прикладывать.

Все! Плата готова к травлению!

Травление

Я травлю в крутом растворе хлорного железа (железо и вода 1:1) при 40-50 градусах, покачивая раствор в ванночке и двигая плату. Травление проходит за 10 минут. Долго травить нельзя - происходят боковые подтравы. В идеале, надо пузырьковую ванну с подогревом, но у меня пока нет. Важно чтобы температура была высокой, но не выше 60 градусов и важно перемешивать раствор. Не стесняйтесь доставать и смотреть плату на предмет готова она или нет. Как только сойдет последняя лишняя медь сразу промыть плату в горячей воде.

Удаление тонера

Итак, плата вытравлена. Надо убрать тонер с дорожек. Берем комет антиржавчина (с ним реально лучше в перчатках работать, больно едкий), сыпем небольшую горку на еще мокрую плату и тряпочкой драим медь. Сходить довольно легко. Ни как ацетоном, на намного безопаснее и не воняет, а за одно окислы сразу снимает перед лужением в сплаве Розе с глицерином.

Если что-то не так

Тщательно удалить тонер кометом, промыть пемолюксом, просушить, сделать новый шаблон и заново.

Результат

Вот ссылка на скан 3200 dpi (126 пикселей на 1 мм) платы с дорожками, которые вышли 0.12 мм (это те, корые отмечены как 0.1мм) и зазором 0.2 мм (из 0.1 выцарапать фотослой даже не пытайтесь, только испортите все остальное). По отображению мелких деталей способ местами превосходит фотометод, что печально, с учетом, сколько на фотометод потратил времени, сил и денег.

плата (1 МБ)

Как выбрать правильную температуру утюга для ЛУТ

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 :)