Печатные платы своими руками (фоторезист).

В продаже появились фоторезистивные материалы по весьма доступным ценам. А результат работы с ними после моих пещерных технологий кажется натуральной магией. Разумеется, я не удержался от того, чтобы купить фоторезист ORDYL 350 и попробовать всё своими руками.
Для примера сделаем модуль часов на микросхеме DS1307.
Для начала нам нужно распечатать фотошаблон печатной платы на прозрачной плёнке. У меня принтер струйный и плёнка, соответственно, специальная — с одной матовой стороной.

Шаблон нужен негативный — тот фоторезист, который засветится, станет прочным несмываемым рисунком.
Подготовим текстолит. Вырежем заготовку по размеру будущей платы. Заготовку я довёл до блеска сначала обычной мелкой шкуркой, а потом, как пишут, качественно её отмыл при помощи обычного Пемолюкса, который есть на любой кухне. В результате, как и должно быть, на плате стал оставаться тонкий слой воды.
После этого на плату нужно наклеить фоторезист. Технология примерно такая же, как при наклейке плёнки на экран мобильника — нужно не допустить попадания пылинок и образования воздушных пузырей. Снимаем с одной стороны фоторезиста защитную лавсановую плёнку и аккуратно приклеиваем, двигаясь с одной стороны платы.
Разглаживаем пальцами, выгоняем все воздушные пузырики. После несильно прогреваем плату обычным феном для волос и при помощи куска ткани с хорошим усилием придавливаем фоторезист по всей площади платы. Повторяем прогрев и разглаживание.

Фотошаблон к этому времени должен полностью высохнуть. Теперь засвечиваем шаблон при помощи обычной энергосберегающей ультрафиолетовой лампы.

Выдержка — 50 секунд, но лучше подобрать экспериментально под свой принтер. Если недодержать — дорожки смоются. Если передержать — не смоется ничего. Засвеченный рисунок сильно потемнел.

Снимаем вторую защитную плёнку и бултыхаем плату в раствор обычной пищевой соды. Я ещё смешал с тем же пемолюксом. Держим несколько минут, потом начинаем аккуратно тереть губкой или пальцами. Незасвеченный фоторезист начинает смываться.

Через пару минут получаем очень аккуратный и весьма прочный рисунок на меди. Я пробовал соскоблить фоторезист ногтем и у меня не получилось.

Теперь плату можно травить обычным способом. После травления остатки фоторезиста легко смываются обычным средством «Крот» для прочистки канализации.
Дальше всё как обычно — сверлим отверстия, лудим, паяем. 
Итак, тестирование новой технологии можно считать удачным — магия получилась.
— Скорость. Перенос рисунка на медь занял меньше 15 минут. Хорошо тестовая плата простая, но ведь и на более сложных платах будет примерно такой же порядок времени. Дольше этот пост писался.
— Качество. Дорожки шириной 0.3 миллиметра и текст на плате получаются вообще без каких-либо проблем. Можно спокойно делать платы для планарных микросхем и SMD компонентов, что для меня всегда было совершенно запредельным умением.
— Доступность. Фоторезист и плёнка для принтера стоят очень дёшево, у меня получилось в районе 10 рублей за лист А4. Не нужны какие-то особенные редкие реактивы — сода и средство для чистки труб есть везде. Однажды напечатанный шаблон можно использовать сколько угодно раз. УФ лампу я купил на строительном рынке неподалёку.

Прямая печать плат на текстолите

Вот периодически мне бывает нужно сделать печатные платы для моих поделок. ЛУТ для меня чрезвычайно капризный метод — то тонер переплавится и растечется, то качество бумаги не сгодится, то еще какой- нибудь геморрой — нервы нужны стальные-железные. Для фоторезиста реактивы специфические и ламинатор. 

«А если для этого станочек специальный соорудить? Чтоб сразу краской печатать?», — подумалось мне. «Принтер переделай!», — резонно заметила лень. Поиск в интернете выявил, что люди успешно переделывают для печати на текстолите струйники, однако это довольно трудоемкий процесс (нужно допиливать и поднимать рамку с печатающей головкой и т. п.), к тому же, своим струйным принтером я дорожу, как мадам Грицацуева ситечком (МФУ, все-таки). А вот ненужный лазерный HP lj 6L у меня валялся без дела — в общем, довалялся. Полез смотреть характеристики и случайно наткнулся на статью (кэш статьи, на всякий пожарный) по переделке именно этого принтера под текстолит. Но тема в статье так и не раскрылась до конца — в частности, там не рассказывается, как сделать так, чтобы тонер прилипал к фольге текстолита, чем потом этот тонер запекать и, главное, — нет видеодемонстрации работающего образца, поэтому я довел это дело до ума самостоятельно. Я настоятельно рекомендую ознакомиться с вышеупомянутой статьей, потому что повторять описанное там во всех деталях не буду — нечего плодить копипаст. Под катом много фотографий.

Итак, сама переделка заключается в мелочах — сделать пропил в задней стенке, убрать отбойную площадку и печку (чтобы напечатанный рисунок не смазывался). Термодатчик печки нужно заменить резистором с сопротивлением 8,2 кОм. Я рекомендую сделать это так (просто закоротить термодатчик резистором, чтобы не возиться с его закреплением):





С разъемом, подающим напряжение нагрева, ничего делать не надо. Отключить от него печку и все.

Далее нужно поработать с отбойной площадкой — это то, что находилось за роликом захвата бумаги — ее нужно спилить, оставив только бока. Прощу прощения, но фотографии с не отпиленной задней частью нет — забыл сфотографировать, а когда опомнился и пришел в себя, то все уже было отпилено. Сам не знаю, как так вышло. Кошмар.

Вот так все должно выглядеть:



Да, чуть не забыл: аккуратнее с датчиком прохождения бумаги (он, вернее, верхнее плечо его заслонки, находится вон в той щели слева от ролика захвата бумаги) — не спилите случайно его крепления, иначе принтер не сможет контролировать конец листа в подающем тракте.



А вот у датчика наличия бумаги наоборот удалите заслонку, и принтеру будет казаться, что «бумага» есть всегда. 



Вид сзади:



Это все, что я хотел прояснить по поводу переделки. А теперь не менее важные моменты — прилипание тонера к фольге и закрепление его с помощью нагревания.

1. Зачищаете нулевкой поверхность платы
2. Протираете ацетоном
3. Берете флюс ЛТИ-120 (именно его, он обеспечивает прилипание за счет входящей в состав канифоли) и аккуратно, буквально за несколько движений, наносите его на плату марлевым тампоном (ватным не нужно — оставит «мохры») и даете чуть-чуть подсохнуть около минуты. Поверхность фольги должна принять примерно такой вид:
   
   
4. Заряжаете текстолит в принтер и выводите плату на печать. После того, как она будет напечатана, феном паяльной станции при температуре ~300-350°C запекаете тонер. Он спекается моментально. Поток горячего воздуха нужно наводить непосредственно на дорожки платы. Дорожки должны приобрести такой вид:
   
   
5. Далее небольшим количеством ацетона очень аккуратно смываете весь флюс с платы, иначе плата не протравится. Если вы запекали тонер при рекомендованной температуре, то дорожки не должны сейчас смываться ацетоном ни на йоту.
6. Теперь плату можно травить. Вот что получилось у меня:
   
   
   
   Я не очень аккуратно запекал тонер и случайно покарябал дорожки — дефекты видно на фото. Надписи, как видим, пропечатались довольно хорошо. 

Ну и, конечно, то, ради чего мы все тут собрались — видеодемонстрация работы девайса:



Вот и все. Мне этот «станочек» существенно облегчил жизнь. Не одну плату уже с его помощью удачно напечатал, тьфу-тьфу. Если кому-то это все пригодится — буду очень рад. Спасибо за внимание.

UPD: Сайт по ссылке полег маленько. Потому вот гуглокэш.

Переделка струйного принтера для изготовления печатных плат

В последнее время я искал способы упростить изготовление печатных плат. Приблизительно с год назад я наткнулся на одну интересную страничку, где описывался процесс модификации струйного принтера Epson для печати на толстых материалах в т.ч. на медном текстолите. В статье описывалась доработка принтера Epson C84, однако у меня был принтер Epson C86, но т.к. механика принтеров Epson я думаю у всех схожая, то я решил попробовать сделать модернизацию своего принтера.

В данной статье я постараюсь максимально подробно, шаг за шагом, описать процесс модернизации принтера для печати на омедненном текстолите.

Необходимые материалы:
- ну естественно понадобится сам принтер Epson семейства С80.
- лист алюминиевого, либо стального материала
- скобы, болты, гайки, шайбы
- небольшой кусок фанеры
- эпоксидка или суперклей
- чернила (об этом позже)

Инструменты:
- шлифмашинка (Dremel и т.п.) с отрезным кругом (можно попробовать маленькой обезьяной)
- различные отвертки, ключи, шестигранники
- дрель
- термофен

Шаг 1. Разбираем принтер

Первое, что я сделал - снял задний выходной лоток для бумаги. После этого надо снять передний лоток, боковые панели и затем основной корпус.

На фотографиях ниже приведен подробный процесс разборки принтера:

Шаг 2. Снимаем внутренние элементы принтера

После того, как у принтера снят корпус, необходимо поснимать некоторые внутренние элементы принтера. Сначала, необходимо снять датчик подачи бумаги. В дальнейшем он нам понадобится, поэтому при снятии не повредите его.

Затем, необходимо снять центральные прижимные ролики, т.к. они могут мешать при подаче печатной платы. В принципе боковые ролики тоже можно снять.

Ну и в конце, необходимо снять механизм очистки печатающей головки. Механизм держится на защелках и снимается очень просто, но при снятии, будьте очень осторожны, т.к. к нему подходят разные трубки.

Разборка принтера завершена. Теперь приступим к его "лифтингу".

Шаг 3. Снятие платформы печатающей головки

Начинаем процесс модернизации принтера. Работа требует аккуратности и применения защитных средств (глаза нужно беречь!).

Для начала необходимо открутить рейку, которая прикручена двумя болтами (см. фото выше). Открутили? Откладываем ее в сторону, она нам еще пригодится.

Теперь обратите внимание на 2 болта возле механизма очистки головки. Их также откручиваем. Однако, с левой стороны сделано немного по другому, там можно срезать крепления.
Чтобы снять всю платформу с головкой, сначала, все внимательно осмотрите и отметьте маркером те места, где надо будет резать метал. А потом аккуратно срежьте метал ручной шлифмашинкой (Dremel и т.п.)

Шаг 4. Очистка печатающей головки

Этот шаг является необязательным, но раз уж полностью разобрали принтер, то лучше сразу почистить печатающую головку. Тем более, что в этом нет ничего сложного. Для этой цели я использовал обычные ушные палочки и очиститель стекол.

Шаг 5. Установка платформы печатающей головки. Часть 1

После того, как все разобрано и очищенно настало время собирать принтер с учетом необходимого зазора для печати на текстолите. Или как говорят джиперы "лифтинг" (т.е. подъем). Величина лифтинга полностью зависит от того материала, на котором вы собираетесь печатать. В своей модификации принтера я планировал использовать стальной податчик материала с прикрепленным на нем текстолитом. Толщина платформы для подачи материала (сталь) была 1.5 мм, толщина фольгированного текстолита, из которого я обычно делал платы составляла также 1.5 мм. Однако, я решил, что головка не должна сильно давить материал, и поэтому величину зазора я выбрал около 9 мм. Тем более, что иногда я печатаю на двухстороннем текстолите, который немного толще одностороннего.

Для того, чтобы мне легче было контролировать уровень подьема, я решил использовать шайбы и гайки, толщину которых я замерил штанген-циркулем. Также, я прикупил несколько длинных болтов и гайки для них. Я начал с фронтальной системы подачи.

Шаг 6. Установка платформы печатающей головки. Часть 2

Перед установкой платформы для печатающей головки, необходимо изготовить небольшие перемычки. Я сделал их из уголков, которые распилил на 2 части (см. фото выше). Можно конечно их сделать самому.

После, я разметил отверстия для сверления в принтере. Нижние отверстия разметить и просверлить очень просто. Затем, сразу же прикрутил кронштейны на их место.

Следующим шагом необходимо разметить и просверлить верхние отверстия в платформе, это сделать несколько сложнее, т.к. все должно быть на одном уровне. Для этого, я подложил по паре гаек, в местах стыковки платформы с основой принтера. При помощи уровня, удостоверьтесь, что платформа стоит ровно. Отмечаем отверстия, сверлим и стягиваем болтами.

Шаг 7. "Лифтинг" механизма очистки печатающей головки

Когда принтер заканчивает печать, головка "паркуется" в механизм очистки головки, где происходит очистка дюз головки, для предотвращения их засыхания и засорения. Этот механизм также предстоит немного поднять.

Данный механизм я закрепил при помощи двух уголков (см. фото выше).

Шаг 8. Система подачи

На данной стадии рассмотрим процесс изготовления системы подачи и установку датчика подачи материала.

При разработке системы подачи первой проблемой была установка датчика подачи материала. Без данного датчика принтер не функционировал бы, но где и как его установить? Когда бумага проходит через принтер, то данный датчик сообщает контроллеру принтера, когда проходит начало бумаги и на основании этих данных принтер вычисляет точную позицию бумаги. Датчик подачи представляет из себя обычный фотосенсор с излучающим диодом. При прохождении бумаги (в нашем случае материала), луч в датчике прерывается.
Для сенсора и системы подачи я решал сделать платформу из фанеры.

Как видно на фото выше, я склеил между собой несколько слоев фанеры для того, чтобы сделать подачу на одном уровне с принтером. В дальнем углу платформы я закрепил датчик подачи, через который будет проходить материал. В фанере, я сделал небольшой вырез, чтобы вставить датчик.

Следующей задачей встала необходимость сделать направляющие. Для этого я использовал алюминиевые уголки, которые приклеил к фанере. Важно, чтобы все углы были четко 90 градусов и направляющие были строго параллельны друг другу. В качестве материала подачи я использовал алюминиевый лист, на который будет ложиться и фиксироваться омедненный текстолит для печати.

Лист подачи материала я изготовил из алюминиевого листа. Размер листа я старался сделать приблизительно равным формату А4. Немного почитав в интернете по работе датчика подачи бумаги и принтера в целом, я выяснил, что для корректной работы принтера необходимо в листе подачи материала сделать в углу небольшой вырез, чтобы датчик срабатывал немного позднее чем начинали крутиться ролики подачи. Длина выреза составила около 90мм.

После того, как все сделано, на листе подачи я закрепил обычный лист бумаги, на компьютере установил все драйвера и сделал пробную печать на обычном листе.

Шаг 9. Заполняем чернильный картридж

Последняя часть модификации принтера посвящена чернилам. Обычные чернила от Epson не стойкие к химическим процессам, протекающим при травлении печатной платы. Поэтому необходимо специальные чернила, называются они Mis Pro yellow ink. Однако, данные чернила могут не подойти к другим принтерам (не Epson), т.к. там могут использоваться другие типы печатающих головок (в Epson используется пьезоэлектрическая печатающая головка). В интернет-магазине inksupply.com есть доставка в Россию.

Помимо чернил, я купил новые картриджи, хотя конечно можно использовать и старые, если хорошо их помыть. Естественно, для заправки картриджей понадобится еще обычный шприц. Также, я купил специальный девайс для обнуления картриджей принтера (синий на фото).

Шаг 10. Тесты

Теперь переходим к тестам печати. В программе проектирования Eagle, я сделал несколько заготовок для печати, с дорожками различной толщины.

Качество печати вы можете оценить по фотографиям выше. А ниже представлено видео печати:

Шаг 11. Травление

Для травления плат, изготовленных данных способом, подходит только раствор хлорного железа. Другие методы травления (медный купорос, соляная кислота и т.п.) могут разъесть чернила Mis Pro yellow ink. При травлении хлорным железом, лучше нагревать печатную плату при помощи теплофена, это ускоряет процесс травления и т.о. меньше "сьедается" слой чернил.

Температура нагрева, пропорции и длительность травления подбираются опытным путем.

Оригинал статьи