Или другими словами – лазерно-утюжная технология (ЛУТ) изготовления печатной платы «на коленке».
Сидишь ночами, рисуешь схемы, считаешь, собираешь компоненты и вот наконец то, ради чего все это затевалось – физическая реализация. Возможно потом еще не раз надо будет переделать схему, вывести ранее забытые контакты или передалать под другой корпус микрухи и обвязки (потому как в местных развалах электроники нет того что надо, но есть то что есть).

Возможно именно потому, что сейчас изготовление печатной платы занимает 0,5-1 час я и начал снова заниматься железом.

Введение

Итак, ЛУТ - технология, позволяющая в домашних условиях изготавливать печатные платы (как односторонние, так и двухсторонние) не сильно напрягаясь.

Для этого нам потребуется

1. Фольгированный текстолит
2. Лазерный принтер (желательно с оригинальным картриджем)
3. Какой либо гламурный журнал
4. Ацетон, растворитель, бензин, либо просто одеколон (лишь бы мог обезжиривать)
5. Утюг
6. Шкурка (не обязательна – но желательна)
7. Хлорное железо (либо аналогичные растворы – см. к конец статьи)

Подготовка текстолита

Для начала берем текстолит (обычно лист текстолита больше чем требуемая плата)  и отрезаем необходимый кусок (это почти тетрис – только наоборот, задача – минизировать отходы).

Отрезать кусок платы можно ножовкой по металлу (или электролобзиком) – но, во-первых это долго, а во-вторых возможно расслоение текстолита по срезу, в клинических случаях (отечественный текстолит) возможен отрыв слоя меди. Рекомендую использовать ножницы по металлу (иногда удобнее пользоваться «портными» ножницами).

После того как был отрезан необходимый кусок нужно зачистить слой меди (снять слой окисла, следы пальцев и прочее) – данный этап является не обязательным в случае если у вас достаточно толстые дорожки или нет больших ожиданий от качества изготовления дорог. Затем необходимо обезжирить поверхность (тут лучше всего подходит ацетон, растворитель или бензин, хотя пойдет и одеколон, который вам подарили на 23 февраля на работе). В результате получаем то что снизу.

Подготовка схемы

Отложите обезжиренную плату – пусть подсыхает. Необходимо заняться непосредственно схемой (дорожками).

Для разводки плат есть множество приложений, которые могут как автоматически развести плату на основании электрической схемы, так и банально могут помочь данную плату нарисовать. Для сложных плат автоматическая разводка позволяет сэкономить кучу времени, для простых плат предпочтителен ручной режим разводки (опять же – своеобразный пазл).

Для своей работы по разводке плат я использую либо ARES (входит в состав Proteus), либо Sprint Layout 5.

Допустим уже есть разведенная схема (сделаная самим, либо скачанная откуда-то). Данную схему необходимо распечатать на чем либо (только не спеши – читай ниже), для дальнейшего переноса на текстолит. В качестве бумаги что только нельзя использоваться (если есть время – можешь почитать около 55 страниц форума ixbt, ссылка внизу страницы) – обычную «снежинку«, матовый Lomond, подложку от самоклеющихся обоев, пищевую фольгу (хорошо что на листах папоротника не печатают).

Когда я только начинал осваивать ЛУТ у меня тоже было много эксперементов – в результате лучший результат показала бумага из журнала Игромания. Необходимо просто вырезать листы из журнала (все равно игровая индустрия развиваеться слишком быстро, а журнал в туалете ты прочитал по сто раз). Размер страницы по ширине будет немного меньше формата А4 (надеюсь ты не собираешься делать схему материнской платы, либо ZX-Spectrum ?). И кстати, рекомендую брать страницы с рекламой, обычно данные страницы не читаются, и как следствие минимально замяты.

В начале просто прогоняем лист через лазерный принтер – не чего не печатая на нем (отправь на печать пробел из Блокнота). Это необходимо чтобы разогреть печку, а так же позволяет немного выпрямить лист, на который будем делать перенос. Затем сразу же печатаем схему. Схему необходимо вырезать под размеры платы (именно поэтому я обычно на схеме так же рисую контур платы – вырезать проще).

Перенос

Итак, имеем распечатанную схему (пальцами не трогать) и вырезанный текстолит (тем более пальцами не трогать). Накладываем схему сверху на текстолит и фиксируем с трех сторон бумажным скотчем (постарайтесь чтобы бумага не была в складках, либо перетянута), небольшие волны на бумаге – пофиг. Фиксация с трех сторон необходимо чтобы при проглаживании схема не перемещалась, а так же чтобы не возникла новая складка (со стороны проглаживаемой последней).

Затем плата вкладывается в сложенный пополам лист (данный этап опционален, но желателен). Это позволяет избежать смещения схемы при проглаживании.

А уже данный лист ложиться в книгу (это должна быть очень важная книга, желательно твердая), я использую книгу Delphi.NET (вы можете взять другую свою «любимую технологию»). Схему достаточно положить сверху всего одну страницу книги (берите с минимумом текста – это позволит вашей жене сэкономить немного нервов, когда она увидит что вы делаете с ее любимым утюгом).

Выставляем утюг на 2-3 еденицы (можете по-эксперементировать), и начинаем гладить в соответствии со схемой. На прохождение целиком платы размером 4х8 см потребуется около 1 минуты. Делаем несколько итераций (я делаю обычно 3). Выключаем утюг и, хватая сложенный попалам лист из нашей книги, идем отмачивать схему (именно поэтому лучше использовать сложенный лист, так как это позволяет не ждать минуты 3-5 пока  текстолит остынет).

Бросаем схему под струю горячей воды минуты на 2 и ждем когда бумага немного размокнет (если вы использовали бумагу со светлым фоном – вы увидите проявление схемы).

Начинаем скатывать бумагу с края (много усилий не потребуется – так как бумага тонкая). Желательно после очистки от бумаги немного пройтись по плате зубной щеткой (только без фанатизма) – чтобы убрать остатки бумаги между дорожками.

После всех этих операций вы получите текстолит с нанесенной сверху схемой. После того как схема немного подсохнет будут значительно лучше видны следы бумаги на дорожках (на это можно не обращать внимания) и на самой плате (эти участки необходимо отмыть).

Если на схеме появились дефекты, то их можно подправить лаком для ногтей, позаимствованным у жены (в качестве кисточки – используйте зубочистку). Если дефектов много, вероятнее всего плата была плохо обезжирена, либо плохо прогрета и не проглажена. Проще смыть весь тонер ацетоном или растворителем (вот тут одеколон нам мало поможет) и попробовать заново.

«Травление» платы

Буду считать что все получилось, на руках у нас текстолит с нанесенной схемой (изготовив первый раз испытал истинное удовлетворение – это вам не программы писать, это физическая реализация). Теперь необходимо удалить слой меди, не покрытый тонером (этот процесс называется «травление«).

Для травления я использую раствор хлорного железа (которое можно купить практически в любом месте), можно так же использовать другие растворы – см. ссылки внизу статьи.

В качестве небольшого отступления необходимо расказать про организацию рабочего места и технологии травления которую я применяю.

Прежде всего я закрепляю текстолит на пенопластовом поплавке (слоем меди вниз) – это обеспечивает нахождение платы в верхних слоях раствора, что ускоряет процесс травления (а так же продукты травления не остаются на плате – а выпадают на дно). Саму плату я закрепляю проводом в изоляции (что станет с медным проводом без изоляции думаю сам понимаешь).

Сверху «поплавка» вкручены три шурупа – за них удобно переворачивать поплавок, ну и провод от смещения они удерживают.

Если планируете травить большую плату (а так же экономите хлорное железо, как представители одной из экономных национальностей) можете воспользоваться следующей приблудой. Это вибро-моторчик от сотового телефона (подключаю к 3 вольтовой батарейке), прикрученный изолентой к разогнутой скрепке, которая в свою очередь втыкается в пенопласт. Процесс травления заметно ускоряется.

Теперь про емкость и хлорное железо. По причине ребенка, в доме я травить схемы желания не испытываю – я травлю схемы на улице.  А процесс травления идет гораздо лучше когда раствор подогрет. Некоторые греют раствор в микроволновке, на что я так же согласиться не могу (при нагревании начинает выделяться газ (Хлор ???)) что не есть полезно для здоровья домашних.

Я использую две емкости:

1. Большая емкость от консервов типа «селедка целая, штук 5″.

2. Вторая емкость от других консервов типа «селедка рубленная» (я бы назвал высоту данной емкости – 2din).

Одну емкость вставляем в другую, во внутреннюю накладываем хлорное железо (этот процесс может выявить размер человеческой жадности), разводим раствор. Потом кипятим чайник и заливаем между первой и второй емкостью крутой кипяток (что обеспечит подогрев раствора хлорного железа на ближайшие минут 15 – вполне нормально для травления малой и средней платы).

Законченная конструкция выглядит так, как показано снизу. Единственное что – при опускании поплавка с платой – опускайте его медленно погружая с одного края. Это позволит избежать возникновения пузырей снизу и как следствие дефектов травления.

Через минуту после начала травления плата медь, не закрытая тонером примет вид как на фото (покраснеет).

Контролируйте процесс травления периодически поднимая плату, чтобы избежать эффекта «подтравливания» дорожек (хотя это важно только на тонких дорожках). За минуту до окончания травления плата выглядит вот так.

После того как вся медь (незакрытая тонером) раствориться, отмойте плату под проточной водой.

Результат

Смыть тонер проще всего ацетоном либо растворителем. После чего плата примет вид приведенный на фото.

Замечания

Хлорное железо очень быстро оставляет пятна, и очень плохо отстирывается с ткани.

После травления хлорным железом раствор можно не выливать, а просто закрыть крышкой (от той же консервы) и поставить в темное, прохладное место. Воду из бОльшей емкости можно слить.

Раствор можно использовать для травления пока вас удовлетворяет скорость травления (но если раствор стал зеленого, либо изумрудного цвета – его проще вылить – он свое отработал).

Использование оригинального тонера оправдано именно для ЛУТ (для обычной печати можно пользоваться и заправленными).