Струменево-дифузійний спосіб виготовлення друкованих плат. Прямий струменевий друк шаблону друкованих плат Переробка принтера під пропалювання плат

Ось періодично мені буває потрібно зробити друковані плати для моїх виробів. ЛУТ для мене надзвичайно примхливий метод - то тонер переплавиться і розтечеться, то якість паперу не пригодиться, то ще якийсь геморой - нерви потрібні сталеві-залізні. Для фоторезиста реактиви специфічні та ламінатор.

«А якщо для цього верстаток спеціальний спорудити? Щоб одразу фарбою друкувати?», - подумалося мені. "Принтер перероби!", - резонно помітила лінощі. Пошук в інтернеті виявив, що люди успішно переробляють для друку на текстоліті струминники, проте це досить трудомісткий процес (потрібно допилювати і піднімати рамку з друкуючою головкою тощо), до того ж своїм струминним принтером я дорожу, як мадам Грицацуєва ситечком (МФУ, таки). А ось непотрібний лазерний HP lj 6L у мене валявся без діла – загалом довалявся. Поліз дивитися характеристики і випадково натрапив на (кеш статті, на будь-який пожежник) по переробці саме цього принтера під текстоліт. Але тема в статті так і не розкрилася до кінця - зокрема, там не розповідається, як зробити так, щоб тонер прилипав до фольги текстоліту, чим потім цей тонер запікати і, головне, - немає відеодемонстрації зразка, тому я довів цю справу до розуму самостійно. Я настійно рекомендую ознайомитися з вищезгаданою статтею, тому що повторювати описане там у всіх деталях не буду - нема чого плодити копіпаст. Під катом багато фотографій.

Отже, сама переробка полягає в дрібницях - зробити пропил у задній стінці, прибрати відбійний майданчик і грубку (щоб надрукований малюнок не змащувався). Термодатчик пічки слід замінити резистором з опором 8,2 кОм. Я рекомендую зробити це так (просто закоротити термодатчик резистором, щоб не возитися з його закріпленням):

З роз'ємом, що подає напругу нагріву, нічого не треба робити. Відключити від нього грубку і все.

Далі потрібно попрацювати з відбійним майданчиком – це те, що знаходилося за роликом захоплення паперу – його треба спиляти, залишивши лише боки. Вибачаю, але фотографії з невідпиленою задньою частиною немає - забув сфотографувати, а коли схаменувся і прийшов до тями, то все вже було відпиляно. Сам не знаю, як так сталося. Жах.

Ось так все має виглядати:

Так, мало не забув: акуратніше з датчиком проходження паперу (він, вірніше, верхнє плече його заслінки, знаходиться он у тій щілини зліва від ролика захоплення паперу) - не спиляйте випадково його кріплення, інакше принтер не зможе контролювати кінець аркуша в тракті, що подає.

Найпростішим, доступним і дає хороші результати способом виготовлення друкованих платв домашніх умовах є так званий "лазерно-прасний" (або ЛУТ). Опис цього способу легко можна знайти за відповідними ключовими словами, тому докладно на ньому зупинятися ми не будемо, тільки зазначимо, що в найпростішому варіанті все що потрібно - це доступ до лазерного принтера і звичайнісінька праска (крім звичайних матеріалів для травлення плат). Отже, альтернатив у даного способуні?

Розробляючи різноманітні електронні пристрої, які застосовуються, наприклад, під час тестування моніторів, ми застосовували кілька способів монтажу електронних компонентів. При цьому далеко не завжди використовувалися друковані плати як такі, тому що при створенні прототипів і пристроїв в одиничному екземплярі (а часто це виявлялося і тим і іншим), за умови неминучих помилок і модифікацій, найчастіше вигідніше використовувати фабрично виготовлені макетні плати, виконуючи розведення тонким багатожильним проводом у тефлоновій ізоляції. Подібним чином надходять навіть у найвідоміших компаніях, що демонструє прототип іграшкового робота AIBO від Sony.

У магазинах продаються відносно дешеві двосторонні луджені і навіть із металізованими отворами та захисною маскою на перемичках макетні плати дуже високої якості.

Зазначимо, що подібні макетні плати дозволяють без особливих зусиль досягти високої щільності монтажу, оскільки немає необхідності дбати про розведення доріжок, що проводять. Однак, наприклад, при розробці силових блоків і при застосуванні елементів з нестандартним кроком висновків або їх геометрією, а також при використанні елементів з поверхневим монтажем (що ми поки не робимо) готові макетні плати використовувати важко.

Як альтернативу макетним платам ми застосовували методи зрізання фольги в проміжках між струмопровідними майданчиками і згаданий метод ЛУТ. Перший спосіб застосовується тільки у разі самих простих варіантіврозведення, але не вимагає взагалі нічого, крім гострого ножа і лінійки. Спосіб ЛУТ давав загалом хороші результати, але хотілося деякої різноманітності. Спосіб з використанням ми визнали надто трудомістким і вимагають застосування їдких хімікатів, що в домашніх умовах не завжди допустимо. Випадок дозволив нам дізнатися про ще один спосіб - про метод прямого струминного друку шаблону на фольгованому склотекстоліті ( ключові словадля пошуку на англійською- Direct to PCB Inkjet Printing).

Спосіб поділяється на такі етапи:

1. Власне друк пігментними
2. Термічне закріплення надрукованого шаблону. При цьому чорнило набуває стійкості до травлячого розчину.
3. Видалення чорнила з друкованої плати.

Є також альтернативний варіант:

1. Друк у принципі будь-якимичорнилом шаблону друкованої плати безпосередньо на фольгованому склотекстоліті з використанням, як правило, модифікованого струминного принтера.
2. На ще невисоке чорнило розпорошується порошковий тонер від лазерного принтера/копіра, надлишок тонера видаляється.
3. Термічне закріплення надрукованого шаблону. При цьому тонер сплавляється та надійно зчіпляється з фольгою.
4. Травлення незахищених шаблоном ділянок фольги звичайним способом, наприклад з використанням хлориду заліза III.
5. Видалення запеченого тонера з друкованої плати.

Другий варіант ми не стали розглядати через небажання працювати з порошковим тонером, здатним забруднити все навколо при випадковому неправильному русі або чиху. У всіх виявлених нами реалізованих способах прямого струминного друку шаблону використовувалися струменеві принтери Epson. Також вид чорнила, вірніше використаного в них типу барвника - пігменту, у нас стійко асоціюється з принтерами даного виробника, тому пошук принтера ми почали з каталогу Epson. Судячи з усього, у Epson є або принаймні були моделі, здатні друкувати на носіях з товщиною до 2,4 мм (при цьому не тільки на CD/DVD-дисках), наприклад, Epson Stylus Photo R800, але ця модель вже не випускається, а чи вдасться використати щось із сучасних аналогів (явно недешевих) ми заздалегідь не знали. У результаті було вирішено пошукати найдешевшу модель, в якій застосовується пігментне чорнило. Модель знайшлася – Epson Stylus S22. Цей принтер виявився і найдешевшим серед усіх принтерів Epson- Ціна на нього становила менше 1500 руб., Потім, щоправда, вона помітно підросла: в московському роздробі (рубльовий еквівалент - у підказці) - Н / Д (0).

Побіжний огляд показав необхідність внесення суттєвих змін у конструкцію принтера, оскільки вона передбачала друк на гнучкому носії з його вигином під час руху від верхнього завантажувального лотка до приймального лотка. Описана нижче послідовна модифікація синтезована з кількох ітерацій, оскільки після чергового збирання з'ясовувалося, що у конструкцію потрібно внести ті чи інші зміни. Тому не виключена можливість невеликих неточностей в описі цього процесу. Модифікація має дві основні цілі. По-перше, забезпечити пряму без вигинів і перепадів висот подачу носія, для чого потрібно змінити, а фактично створити заново подаючий і приймальний лотки. По-друге, забезпечити можливість друку на товстих матеріалах - до 2 мм, для чого необхідно підняти вузол з друкуючою головкою та її направляючими санчатами. Отже:

1. Викрутити два шурупи на задній стінці і зняти кожух, звільнивши клямки, якими він ще чіпляється за днище.

2. Від'єднати шлейф контрольної панелі від основної плати, відкрутити два саморізи, що кріплять контрольну панель,

вивільнити шлейф контрольної панелі та відкласти її убік. Вона ще знадобиться, на відміну від кожуха корпусу.

3. Відкрутити 4 саморізи блоку подачі паперу, звільнити дроти, що йдуть до двигуна каретки, віджати фіксатор шестерні ролика подачі, зняти стійку ролика подачі і весь блок подачі, зняти бічний притиск паперу - ці деталі більше не знадобляться.

4. Відкрутити по шурупу на піддоні поглинаючої подушечки і на блоці живлення, від'єднати дренажний шланг від піддону і шлейф від БП на основній платі, зняти піддон поглинаючої подушечки і БП. Відкласти їх убік - ще знадобляться.

5. Відкрутити два саморізи планки з роликами, що притискають лист, зняти цей вузол і перемістити в купку з «зайвими» деталями.

6. Праворуч відкрутити саморіз і гвинт, що закріплюють санки, якими рухається друкуюча головка.

Зняти пружину, що притискає санки.

Зняти пружину лінійки каретки (стрічки з нанесеними штрихами) та саму лінійку.

Відкрутити два гвинти, що кріплять основну плату,

і віджати її від санок (обережніше із датчиком паперу!). Відкрутити саморіз кріплення санчат, що знаходиться під основною платою.

Зліва відкрутити саморіз кріплення санчат.

Від'єднати роз'єм (J7) двигуна подачі від основної плати.

Від'єднати пружину у лівій частині санок.

Зняти санки в зборі з друкувальною кареткою та основною платою.

7. Зліва відкрутити саморіз фіксатора валу протяжки,

зняти вал та його фіксатор.

8. Зняти всі додаткові напрямні на початку протяжки, що кріпляться на фіксаторах.

9. За допомогою полотна від ножівки по металу і надфілів випилити вікно в днище від бічних стійок, до нижньої частини лотка, що подає, і до валу, що подає. При цьому зручно використовувати пази та отвори в днищі. Задирок зрізати ножем, тирсу видалити.

10. Тепер потрібно створити лоток для прямої подачі. Для цього можна використовувати два відрізки алюмінієвого куточка 10 на 10 мм довжиною 250 мм і частину оригінальної підставки під папір в лотку, що подає (можна використовувати і будь-яку жорстку пластину відповідного розміру). Куточки кріпляться за допомогою гвинтів М3 з потайними головками так, як показано на фото нижче. На вертикальних площинах корпусу принтера, до яких кріпляться куточки, слід випиляти пази, щоб лоток, що подає, можна було трохи переміщати вгору-вниз для тонкого підстроювання його положення.

На правому куточку потрібно зрізати вертикальний кут, інакше правий притискний ролик упиратиметься в нього. Також на піддоні потрібно випиляти паз навпроти датчика паперу (хоча, мабуть, цього можна і не робити).

А на вусик датчика паперу надіти шматочок трубки, тим самим трохи його подовживши.

11. Від'єднати датчик положення вала подачі (один гвинт), зрізати стопор на корпусі датчика і закріпити його, зсунувши максимально вниз.

При наступному складанні проконтролювати, що диск зі штрихами розмішається посередині прорізу датчика і не зачіпає його краї.

12. Під три точки кріплення санчат підкласти по двішайби з отвором 4 мм, кожна товщиною 1 мм. При використанні широких шайб у двох місцях їх потрібно підпиляти, щоб вони не впиралися в елементи корпусу.

13. Зняти притискні валики, надіти на них надіти 2-3 шари (на центральну пару роликів мінімум 3 шари) термозбіжної трубки з усадкою проміжних шарів термофеном або іншим способом нагрівання. Надфілем заглибити пази для роликів так, щоб вони вільно оберталися. Вставити ролики у тримачі.

14. У припаркованому положенні, а також у процесі прочищення дюз та ініціалізації нових картриджів до нижньої поверхні друкувальної головки, там, де розташовані дюзи, притискається подушечка з гумовою прокладкою. Знизу до подушки підведена трубочка, що йде до вакуумної помпи. При прочищенні помпа підсмоктує чорнило з картриджів, а при зберіганні дюзи захищаються від висихання в них чорнила. Тому важливо забезпечити щільне прилягання гумової прокладки до голівки, але через зсув вгору санчат і друкуючу головку ця умова може не виконуватися. Потрібно збільшити перебіг подушечки в ліжечку. Для цього доведеться зняти або хоча б відсунути помпу - відвернути два саморізи і віджати два фіксатори.

Потім зняти пружину, що підтягує ліжечко подушечки, зняти вузол ліжечко-подушечка, і від'єднати трубочку, що відходить від подушечки. Далі ножем підрізати десь на 1,5 мм у потрібних місцях ділянки корпусу подушечки та ліжечка, збільшивши вертикальний хід подушечки. Потім зібрати вузол назад. Так як при використанні неоригінальних картриджів автоматичне прочищення дюз та ініціалізація картриджів призводило до дивних результатів, ми вирішили відключити помпу від подушечки, для чого використовували шматочок трубочки і трійник. Для видалення надлишку чорнила або при ручному промиванні подушечки до трійника можна приєднувати шприц, або просто затискати його відведення пальцем і, прокручуючи вал подачі назад (за шестірню попереду зліва), задіяти помпу принтера.

15. Здійснити складання принтера у зворотному порядку. При встановленні валу подачі акуратно очистити посадкові місця від стружок і пилу і нанести на них та на відповідні ділянки валу шар консистентного мастила. Після встановлення валу необхідно налаштувати лоток подачі. Послабивши гвинти кріплення лотка до бокових стінок корпусу, використовуючи жорстку пластину відповідного розміру (наприклад, шматок склотекстоліту), потрібно домогтися того, щоб рух пластини від лотка, що подає, по валу, що подає, і по валу у вихідному лотку було рівним, без перепадів у висоті. Також слід забезпечити строгу паралельність направляючих лотка, що подає, і їх перпендикулярність подає валу. Знайшовши таке положення лотка, що подає, гвинти слід закрутити і бажано зафіксувати з боку гайок краплею лаку. Потім продовжити збирання. З правої стороничерез зсув санок вгору точніше кріпильний отвір не збігається з отвором у стійці корпусу - можна підпиляти отвір і закріпити санки гвинтом, а можна і залишити так, як є.

Піддон поглинаючої подушечки, попередньо вкоротивши його праву стійку, ми встановили у вихідному місці, зафіксувавши його у двох точках термоклеєм. Блок живлення на вихідній позиції не помістився, тому ми не знайшли нічого кращого, як просто закріпити його пластиковою стяжкою на лівій стійці каркаса принтера. До вушка на БП ми прикрутили контрольну панель.

Оригінальний приймальний лоток викликає перегин листа, що виходить, тому його потрібно вдосконалити для забезпечення рівного горизонтального виходу листа. Для цього достатньо під лоток підкласти щось висотою трохи менше 3 см, а на лоток покласти кілька товстих журналів або стос паперу. Втім, через деякий час ми замінили цю конструкцію лотком, виготовленим із кожуха DVD-плеєра, що не працює. Що потрібно зробити з кожухом, щоб перетворити його на лоток, зрозуміло з фотографій, втім, тут кожен може використовувати свою уяву та підручний матеріал.

Результат:

Зсув санчат вгору на б пробільшу величину, ніж описано вище, пов'язаний із деякими труднощами. Проблемними місцями є як мінімум датчик положення валу, що подає, правий кронштейн лінійки каретки, і паркувальний вузол. Можливо ще щось. У результаті товщина матеріалу, на якому може друкувати модифікований принтер, становить десь 2 мм або трохи більше, тому при текстоліті товщиною 1,5 мм підкладка не повинна бути товще за 0,5 мм, при цьому вона повинна бути достатньо жорсткою, щоб переміщати заготівлі для друкованих плат. Відповідним і доступним матеріалом виявився щільний картон, наприклад, від папки для паперів. Підкладку потрібно вирізати точно по ширині лотка, що подає, так як будь-яке горизонтальне зміщення позначиться на точності друку. У нашому випадку підкладка вийшла розміром 2165 на 295 мм. Оригінальний вузол подачі використовувати не вийде, тому підкладку потрібно вручну підводити під притискні валики, але не повинен активуватися датчик паперу. Через що у підкладці доведеться зробити виріз під вусик датчика паперу, у нашому випадку на відстані 65 мм від правого краю, глибиною 40 мм та шириною 10 мм. При цьому друк починається на відстані 6 мм від дна вирізу, тобто на 6 мм раніше від краю носія, який визначає принтер. Чому так – нам не відомо. Для закріплення заготовок на підкладці зручно використовувати двосторонню клейку стрічку. Притискні валики притискають підкладку до валу, що подає, з великим зусиллям, тому для рівної подачі під час друку валики не повинні заїжджати або з'їжджати з заготовки. Щоб забезпечити цю умову до, після і можливо, з боків заготовки потрібно приклеїти матеріал з такою ж товщиною. Це також полегшить позиціонування заготовки під час серійного та/або двостороннього друку.

Оригінальні картриджі досить швидко скінчилися, але в цілому результати з використанням оригінального чорнила виявилися дуже добрими. Тим не менш, було вирішено придбати перезаправні картриджі та сумісні чорнила.

На цьому душа не заспокоїлася, були зроблені спроби модифікації чорнила з метою збільшення вмісту полімерної складової. У результаті цих експериментів дюзи з чорним чорнилом забилися на 90%, з пурпуровими - на 50%, у «жовтому» ряду не працювала одна дюза і тільки дюзи блакитного чорнила залишилися повністю працездатними. Втім, для друку шаблонів достатньо одного кольору. Так як пурпурне чорнило показало кращий результат, то в картридж блакитного кольору були заправлені саме вони.

1. Підготувати поверхню заготовки. Якщо вона відносно чиста, достатньо її знежирити ацетоном. Інакше, знежирити, зачистити абразивною губкою і для утворення оксидного шару помістити в піч на 15-20 хвилин при температурі 180°С. Після чого охолодити та знежирити ацетоном.

2. Використовуючи двосторонню клейку стрічку та допоміжні обрізки текстоліту, закріпити заготовку на підкладці.

3. Перекласти шаблон у чистий колір, який буде використовуватись під час друку. У нашому випадку – у блакитній (RGB = 0, 255, 255). Провести пробний друк (можна не шаблону повністю, а лише габаритних точок, наприклад кутів), при необхідності в програмі, що використовується для друку, корекцію положення шаблону, змити попередній результат ацетоном, повторити, якщо потрібно, процедуру корекції.

4. Надрукувати шаблон на заготівлі. Найкращі результати отримані за наступних установок:

5. Підсушити заготівлю повітря протягом 5 хв, для прискорення можна скористатися феном. Потім від'єднати заготовку від підкладки і провести попереднє закріплення в печі протягом 15 хв (час від включення печі) при 200 ° С у піку. Остудити заготівлю.

6. Для точного позиціонування другого шару можна просвердлити кілька отворів невеликого діаметра, наприклад, діаметром 1 мм у точках кріплення майбутньої плати. Закріпити заготовку поверхнею другого шару вгору, при цьому двосторонню липку стрічку потрібно наклеювати на повністю зафарбовані ділянки першого шару. Якщо заготовка щільно затиснута між двома пластинами спереду і ззаду, використовувати двосторонню липку стрічку необов'язково. Знежирити заготівлю ацетоном.

7. Виконати позиціонування та друк – повторити пункти 3 та 4.

8. Підсушити заготовку повітря протягом 5 хв, для прискорення можна скористатися феном. Потім від'єднати заготовку від підкладки, закріпити її на стійках, наприклад, виготовлених із скріпок, помістити в піч, і провести закріплення протягом 15 хв (час від включення пічки) при 210 ° С в піку. Остудити заготівлю.

9. Оглянути заготовку, місця з підозріло тонким шаром чорнила (наприклад, поряд з отворами або порошинками, що налипли) зафарбувати водостійким маркером. Протруїти заготівлю. Щоб поверхня заготовки зберігала дистанцію від дна ємності, можна отвори (1 мм діаметром, використані для позиціонування другого шару) вставити зубочистки, так, щоб гострий кінчик виходив на 1,5-2 мм, а товстий відкусити на таку ж висоту. При травленні плату періодично перевертати та контролювати готовність.

Змити чорнило ацетоном.

Важливі зауваження.

1. Щоб використовуване чорнило придбало стійкість до розчину, що травить, їх потрібно витримати близько 15 хв (час від включення пічки) при температурі близько 210°С в піку (отримана з використанням термопари, розташованої поруч із заготівлею). Інтервал вузький, так як при перевищенні на 5-10 ° С текстоліт починає руйнуватися, при заниженні - чорнило змивається розчином, що травить. Точні умови у разі потрібно підбирати досвідченим шляхом. Для контролю можна використовувати тест ватяною паличкою. Якщо змочена водою ватна паличка легко змиває чорнило, значить потрібно збільшити температуру, якщо не змиває, або лише трохи забарвлюється, значить, стійкість до розчину, що травить, набута. Якщо навіть змочена ацетоном ватна паличка насилу змиває чорнило, значить, стійкість до розчину, що травить, дуже хороша. Таким чином можна підібрати чорнило та умови температурного закріплення, що дають найкращі результати. Зауважимо, що ми використовували електричну піч-гриль, включали тільки верхній ТЕН, а при остаточному закріпленні чорнила термостат печі встановлювали на 220°С.

2. Відтворюваність друку досягає близько 0,1 мм, тому при необхідності можна поверх першої сторони шаблону надрукувати його другий раз, з проміжною сушкою прямо на підкладці термофеном (з регульованою температурою) або побутовим феном, встановленим на максимальну температуру. Сушіння потрібне для того, щоб притискні валики не змащували попередній шар.

3. Виготовлення двох сторін можна виконувати послідовно. Спочатку надрукувати та закріпити перший бік, а фольгу на другий захистити, наприклад, акриловою фарбою з балончика. Протруїти першу сторону, змити ацетоном захист з другої, надрукувати і закріпити другу сторону, захистити першою фарбою, протруїти другу строну, і змити захист з першої.

4. Друкувати слід таким чином: спочатку відправити завдання на друк, почекати, поки принтер не повідомить про відсутність паперу, потім акуратно просунути підкладку із закріпленою заготовкою під притискні валики, прокручуючи вал подачі за шестірню попереду ліворуч, після чого натиснути кнопку продовження друку. При невеликих перервах між сеансами друку принтер не виконуватиме процедуру короткого прочищення, тому можна спочатку завантажити підкладку із заготівлею, а потім надіслати завдання на друк.

5. Слід дотримуватися особливої ​​чистоти, оскільки будь-яка порошинка, що потрапила на непросохлі чорнила на заготівлі, може призвести до дефекту.

Вказаним способом було виготовлено кілька двосторонніх друкованих плат, і, хоча доріжки уПроте, ніж 0,5 мм не використовувалися, на тестових ділянках була продемонстрована можливість отримання доріжок шириною 0,25 мм, і це явно не є межею даного методу.

P.S. Приклад двосторонньої плати з доріжками 0,25 мм (при проектуванні було закладено норми 0,25 мм на ширину доріжок і на зазори, але при ручному доведенні відстані між доріжками було збільшено). Зазначимо, що при виготовленні двосторонніх плат, мабуть, все ж таки надійніше боку друкувати і труїти послідовно. Сторона 1:

Сторона 2:

Можна помітити три види дефектів:

1. Лінійне спотворення, яке, мабуть, викликане тим, що одна сторона друкувалася у швидкому двопрохідному режимі, а друга у повільному однопрохідному. Тобто краще обидві сторони друкувати в тому самому режимі.

2. Місцями доріжки трохи розширені через розтікання чорнила. Даний дефект можна уникнути, ретельно готуючи поверхню – знежирити шматком матерії, змоченої в ацетоні, потім ретельно протерти сухим ватним тампоном.

3. З одного краю доріжки та контактні майданчики стравилися помітно більше. Сталося це через перегрівання, в результаті якого чорнило сильно потемніло і стало відшаровуватися. Значить необхідно ретельно стежити за рівномірністю нагріву (вибирати місце в печі, де нагрів більш рівномірний) і в жодному разі не допускати перегріву - чорнило помітно потемніти, але не набувати темно-сірчаного відтінку.

Однак ці дефекти не виявилися критичними і в результаті без будь-якої корекції розведення ми отримали повністю функціонуючий пристрій.

О. ВОВК, м. Ангарськ Іркутської обл.

Пропонований спосіб формування маски, що захищає майбутні провідники на заготівлі друкованої плати при її травленні, може знайти широке застосування у радіоаматорів і фахівців, що займаються проектуванням та виготовленням дослідних зразків приладів та апаратури, ремонтом вузлів, що вийшли з ладу. Він дешевий, зручний, легко відтворюваний, не вимагає застосування шкідливих, агресивних чи дефіцитних реактивів, дорогого обладнання та оснащення.

У переважній більшості випадків друковані плати виготовляють шляхом травлення незахищених маскою ділянок фольги на заготівлі плати. Для формування захисної маски використовують фоторезист, фарби і лаки, спеціальні чорнило, принтерний тонер та інші речовини і суміші, стійкі до розчину, що травить.

Визначальним чинником у процесі підготовки заготівлі плати травлення є вибір способу нанесення її у захисної маски. У Останнім часомпопулярними стали лазерно-прасний і фоторезистивний способи, але для отримання маски прийнятної якості вони вимагають досить тривалого відпрацювання процесу.

Пропонований мною спосіб нанесення захисної маски відрізняється тим, що принтер друкує її безпосередньо на спеціально підготовлену поверхню заготовки фольги плати. При цьому не потрібні допоміжні та проміжні носії зображення маски та операції, пов'язані з ними. Для друку використаний струменевий принтер зі звичайним водорозчинним чорнилом на основі барвника або пігменту.

Так як мідна фольга погано змочується чорнилом, необхідно на її поверхню нанести тонкий шар розчину харчового желатину, який запобігає розтіканню чорнила на фользі, збиває їх у краплі і забезпечує рівномірний розподіл по поверхні без розривів, які надалі можуть призвести до шлюбу.

Ідея друку на заготівлю плати в лотку для компакт-дисків на принтері, який має таку функцію, виникла давно. Так як частіше доводиться мати справу з маломірними платами, їх у лотку можна розмістити від двох до шести, навіть якщо залишити недоторканим центральний отвірДля фіксації диска Необхідно було лише підібрати відповідний недорогий принтер та переконатися, що його програма дозволяє переносити малюнок провідників друкованої плати без спотворень.

Вибір впав на три струменеві принтери, що мають однакову вартість і технічні можливості, - CANON PIXMA iP 4500, EPSON Stylus Photo R270 та HP Photosmart D5463. Програми друку на диск у останніх двох з них виявилися надто примітивними – незручний інтерфейс та мінімум функцій.

Найбільш серйозною виявилася програма CD-Label Print із комплекту

CANON PIXMA iP 4500 – нормальна панель управління, можливість масштабування. Передбачена лінійка, що дуже важливо під час роботи з платами. З програми Autodesk Actrix 2000 малюнок (через функцію в меню "спеціальна вставка") можна було переносити без перетворення, а з програми Sprint Layout 5.0 цього зробити не вдалося.

Збентежив лише центральний отвір для фіксації диска в лотку, він забирав занадто багато місця і не дозволяв обробляти друковані плати більшого розміру.

Вирішено спробувати друкувати не в програмі CD-Label Print, а використовувати основний драйвер друку, і все чудово вийшло. Тепер максимальні розміри плати без обробки висувного лотка збільшилися до 85x85 мм, з переробкою - 120x120 мм. Чому вибрано програму Autodesk Actrix 2000? По-перше, вона дуже універсальна, дозволяє малювати. принципові схеми, креслення, друковані плати. По-друге, має велику інформаційну базуелектричних та електронних компонентів. Але найголовніше їх легко створити, елементи виглядають натурально, вільно переносяться на робоче поле. Передбачені автоматична прив'язка до сітки, кінців ліній, центрів отворів, зручне масштабування при малюванні та друку, вибір товщини ліній, кольору, шрифту, фону тощо.

Спочатку в програмі Autodesk Actrix 2000 проектують проект майбутньої друкованої плати (розглянемо односторонній варіант). Зберігають його у своєму робочому каталозі у разі ненавмисного зміни чи видалення.

Далі меню (File-Page Setup...) встановлюють розміри сторінки (131x242,5 мм), вони повністю повторюють розміри висувного лотка для друку на CD-дисках - створюють шаблон маски (рис. 1). Коло малюють там, де вона фактично розміщується (перевіряють лінійкою). Зберігають шаблон як об'єкт під ім'ям, щоб його можна було відкрити.

Якщо плата невелика, заготовку (її товщина – не більше 1 мм) приклеюють за допомогою відрізка двосторонньої липкої стрічки на вільне місце. Вона повинна виступати над поверхнею дна лотка. Потім друкують контур плати (прямо пластмасу). На це місце встановлюють таку заготівлю. Її розміри краще вибирати з невеликим припуском, а потім довести до потрібних напилком або наждачним папером.

Якщо ж плата велика, доведеться зрізати виступ для кріплення диска у центрі лотка.

При розмірах плати 120x120 мм доведеться допрацювати лоток - видалити (зрізати) пластик на глибину 1,5 мм

чотирьох кутах, показаних на рис. 1 блакитний колір. Найпростіше це зробити на фрезерному верстаті, але можливо і вручну, оскільки пластик досить м'який. Можна скористатися простим різаком, таким же, як для різання органічного скла, але з ширшою - 3...4 мм - ріжучою кромкою, або електродрилем з набором абразивних абразивних насадок. Внутрішній блискучий квадрат у поглибленні призначений для розпізнавання наявності диска, тому під час друку плати він нею повинен бути закритий, інакше принтер лоток висуне.

Двосторонні плати виготовляють у два проходи. Спочатку друкують один шар і запікають (докладніше про це див. нижче), потім інший теж запікають. Для більш точного поєднання сторін слід передбачити фіксатори.

У таблиці та на рис. 2 представлені основні операції формування захисної маски струминно-дифузним способом для односторонніх друкованих плат Легко бачити, що струминно-дифузійний спосіб формування захисної маски не вимагає попередньої пресування і прогрівання; допускає використання фольгованих матеріалів з явно вираженою структурою діелектрика (велика сітка склотканини, значна товщина волокон і т. д.) і дрібними дефектами, подряпинами на фользі; не вносить растрових, дифракційних, геометричних спотворень (на відміну застосування фотошаблона). При виготовленні двосторонніх друкованих плат позиціонування шарів легко забезпечити за встановленими реперними точками безпосередньо в комп'ютерній програмі, в якій проведено розведення провідників, без механічного поєднання та використання мікроскопів та спеціального обладнання. Тимчасові витрати на підготовку плати до травлення є мінімальними.

Чорнило маски, на відміну від друку на папері, утримується на поверхні заготовки завдяки спеціальному покриттю. Зображення залишається сирим досить довгий час (кілька годин), тому руками чіпати поверхню не можна, брати заготовку необхідно лише за бічні грані. Як закріплювач використовується дрібнодисперсійний стиролакриловий полімер (тонер) Він має здатність інтенсивно дифундувати в чорнило, поки відбувається обволікання його частинок. Інакше висловлюючись, чорнило виконують роль диспер-гатора, а полімер - дисперсної фази. Чорнило не розтікається за рахунок поверхневого натягу та високої в'язкості в місцях контакту з покриттям.

Воно розмокає під шаром чорнила, в нього також дифундує полімер.

Тонер дотичними рухами (біличним пензлем) у всіх напрямках наносять на сиру, щойно надруковану маску. Перед цим бажано, не торкаючись її, трохи припудрити тонером і акуратно струсити надлишки.

В результаті на заготівлі утворюється пастоподібний колоїдний розчин (суспензія), необхідною мірою стійкий до руйнування, що повністю повторює надрукований малюнок. На пробільні ділянки чорнила ніякого істотного впливу не надають, оскільки полімер відразу фіксує край всіх майбутніх провідників і оберігає їх від розтікання, надаючи зображенню чітко окреслений вигляд.

Надлишки полімеру ретельно видаляють, наприклад, біличним пензлем або валиком, що обертається (додатково можна скористатися вакуумним відсмоктуванням). Невеликі ділянки можна зіскребти дерев'яною зубочисткою під збільшувальним склом. Погано прибрані залишки можуть запектися і не змитись водою.

Потім термофеном (або над полум'ям газового пальника, дотримуючись обережності) виконують запікання при температурі приблизно 180...200°З рідкі компоненти, що входять до складу чорнила, при цьому випаровуються. Через низьку концентрацію полімеру на пробельних місцях його запікання не відбувається. Запікати необхідно до появи характерного запаху плавленої пластмаси. Покриття має бути щільним та придбати невеликий блиск, інакше все змиється на етапі промивання.

Промивання водою має видалити I надлишки полімеру, що не потрапив у чорнило. Одночасно змивається і желатинове покриття із пробельних місць. Захисна маска представляє

I собою масу, що запеклася, стійку до травлячого розчину і має високу адгезію до поверхні заготовки. Для збільшення товщини шару маски допускається повторне нанесення чорнила на сформований і запечений малюнок (желатин більше не наносять). Це може бути корисним при значній площі заготовки для збільшення стійкості маски, але вимагатиме дуже точної повторної установкизаготовки у лоток.

Процес формування захисної маски реалізований на струминному принтері загального призначення CANON PIXMA iP 4500, що серійно випускається.

Програмне забезпечення: операційна система - Windows Vista Home Premium, розведення провідників друкованої плати - Autodesk Actrix 2000, драйвер друку - CANON PIXMA iP 4500.

Режим друку: інтенсивність кольору - вручну, інтенсивність - +50, контрастність - +50, яскравість - звичайна, якість друку - висока, тип носія - рекомендований компакт-диск, джерело паперу - лоток для I диска, розміри сторінки - лоток CD-R-F (131,0 x242, 5 мм).

Мінімальна ширина провідників та зазорів – 200 мкм.

Друк проводиться на те місце, куди перенесено малюнок майбутньої плати. Колір слід вибирати будь-який, окрім чорного, тому що на чорному тлі складно контролювати ступінь нанесення чорного полімеру. Двосторонні друковані плати необхідно жорстко фіксувати в лотку принтера, щоб вони точно потрапляли при перевертанні на те саме місце. Поєднання зображень провідників на першому та другому шарах здійснюється у самій програмі Autodesk Actrix 2000 за встановленими на координатній сітці реперними точками. Точність суміщення визначає обране значення розміру комірки координатної сітки.

На виготовлення високоякісної друкованої плати розмірами 85x85 мм потрібно не більше 10...15 хв (плюс час підготовки малюнка майбутніх провідників та час травлення).

Для описаного вище способу виготовлення плат придатний стиролакриловий полімер (тонер) з розміром частинок 3...4 мкм, що використовується в лазерних принтерівта ксерокопіювальних апаратах більшості зарубіжних фірм - XEROX, HP, CANON, SAMSUNG та ін. Слід зазначити, що тонери різних виробниківмають дещо відмінні значення температури плавлення.

Спеціальне покриття є водним розчином харчового желатину, причому не розбавляють вже набряклий желатин, а беруть саме не доведений до повного набухання, тобто використовують найбільш активні компоненти, що перейшли в розчин, що входять до складу желатину.

Краще використовувати харчовий желатин, який продається у вигляді кристалів або гранул. На одну частину желатину потрібно п'ять частин кип'яченої холодної води (за обсягом).

Желатин набухає 5-10 хв (залежить від його якості). Розчин періодично помішують. Він повинен набути такої в'язкості, щоб при нанесенні на заготівлю він не залишав прогалин, але в той же час і не тягнувся за пензлем, а після нанесення ще трохи розтікався. Кристали желатину, що не перейшли в розчин, з кисті знімають об край посуду і видаляють.

Залишений на тривалий час розчин перетворюється на желе (желатин повністю набухає) і стає непридатним до використання.

Покриття має бути рівномірним (не мати смуг), а після висихання набути трохи райдужного відтінку. Сохне воно швидко, але можна прискорити за допомогою фена. Якщо під час перегляду під лупою будуть виявлені якісь дефекти, покриття краще змити і нанести нове. Змити можна і вже надрукований рисунок.

При травленні не слід перетримувати плати в розчині та застосовувати надто інтенсивні методи його перемішування, щоб унеможливити відшаровування захисної маски.

Слід зазначити, що у програмі Sprint Layout 5.0 немає жорсткої прив'язки створеного проекту до розміру вибраної сторінки, тому потрібно пробний друк.

Вас може зацікавити:

Ось періодично мені буває потрібно зробити друковані плати для моїх виробів. ЛУТ для мене надзвичайно примхливий метод - то тонер переплавиться і розтечеться, то якість паперу не пригодиться, то ще якийсь геморой - нерви потрібні сталеві-залізні. Для фоторезиста реактиви специфічні та ламінатор.

«А якщо для цього верстаток спеціальний спорудити? Щоб одразу фарбою друкувати?», - подумалося мені. "Принтер перероби!", - резонно помітила лінощі. Пошук в інтернеті виявив, що люди успішно переробляють для друку на текстоліті струминники, проте це досить трудомісткий процес (потрібно допилювати і піднімати рамку з друкуючою головкою тощо), до того ж своїм струминним принтером я дорожу, як мадам Грицацуєва ситечком (МФУ, таки). А ось непотрібний лазерний HP lj 6L у мене валявся без діла – загалом довалявся. Поліз дивитися характеристики і випадково натрапив на (кеш статті, на будь-який пожежник) по переробці саме цього принтера під текстоліт. Але тема в статті так і не розкрилася до кінця - зокрема, там не розповідається, як зробити так, щоб тонер прилипав до фольги текстоліту, чим потім цей тонер запікати і, головне, - немає відеодемонстрації зразка, тому я довів цю справу до розуму самостійно. Я наполегливорекомендую ознайомитися з вищезгаданою статтею, тому що повторювати описане там у всіх деталях не буду - нема чого плодити копіпаст. Під катом багато фотографій.

Отже, сама переробка полягає в дрібницях - зробити пропил у задній стінці, прибрати відбійний майданчик і грубку (щоб надрукований малюнок не змащувався). Термодатчик пічки слід замінити резистором з опором 8,2 кОм. Я рекомендую зробити це так (просто закоротити термодатчик резистором, щоб не возитися з його закріпленням):

З роз'ємом, що подає напругу нагріву, нічого не треба робити. Відключити від нього грубку і все.

Далі потрібно попрацювати з відбійним майданчиком – це те, що знаходилося за роликом захоплення паперу – його треба спиляти, залишивши лише боки. Вибачаю, але фотографії з невідпиленою задньою частиною немає - забув сфотографувати, а коли схаменувся і прийшов до тями, то все вже було відпиляно. Сам не знаю, як так сталося. Жах.

Ось так все має виглядати:

Так, мало не забув: акуратніше з датчиком проходження паперу (він, вірніше, верхнє плече його заслінки, знаходиться он у тій щілини зліва від ролика захоплення паперу) - не спиляйте випадково його кріплення, інакше принтер не зможе контролювати кінець аркуша в тракті, що подає.

А ось у датчика наявності паперу навпаки видаліть заслінку, і принтеру здаватиметься, що «папір» є завжди.

Вид ззаду:

Це все, що я хотів прояснити з приводу ситуації. А тепер не менш важливі моменти – прилипання тонера до фольги та закріплення його за допомогою нагрівання.


Ну і, звичайно, те, заради чого ми всі тут зібралися - демонстрація роботи девайса:

От і все. Мені цей «верстат» істотно полегшив життя. Не одну плату вже з його допомогою вдало надрукував, тьху-тьху. Якщо комусь це все стане в нагоді - буду дуже радий. Дякую за увагу.

Ось періодично мені буває потрібно зробити друковані плати для моїх виробів. ЛУТ для мене надзвичайно примхливий метод - то тонер переплавиться і розтечеться, то якість паперу не пригодиться, то ще якийсь геморой - нерви потрібні сталеві-залізні. Для фоторезиста реактиви специфічні та ламінатор.
«А якщо для цього верстаток спеціальний спорудити?

Щоб одразу фарбою друкувати?», - подумалося мені. "Принтер перероби!", - резонно помітила лінощі. Пошук в інтернеті виявив, що люди успішно переробляють для друку на текстоліті струминники, проте це досить трудомісткий процес (потрібно допилювати і піднімати рамку з друкуючою головкою тощо), до того ж своїм струминним принтером я дорожу, як мадам Грицацуєва ситечком (МФУ, таки). А ось непотрібний лазерний HP lj 6L у мене валявся без діла – загалом довалявся. Поліз дивитися характеристики і випадково натрапив на (кеш статті, на будь-який пожежник) по переробці саме цього принтера під текстоліт. Але тема в статті так і не розкрилася до кінця - зокрема, там не розповідається, як зробити так, щоб тонер прилипав до фольги текстоліту, чим потім цей тонер запікати і, головне, - немає відеодемонстрації зразка, тому я довів цю справу до розуму самостійно. Я наполегливорекомендую ознайомитися з вищезгаданою статтею, тому що повторювати описане там у всіх деталях не буду - нема чого плодити копіпаст. Під катом багато фотографій.

Отже, сама переробка полягає в дрібницях - зробити пропил у задній стінці, прибрати відбійний майданчик і грубку (щоб надрукований малюнок не змащувався). Термодатчик пічки слід замінити резистором з опором 8,2 кОм. Я рекомендую зробити це так (просто закоротити термодатчик резистором, щоб не возитися з його закріпленням):

З роз'ємом, що подає напругу нагріву, нічого не треба робити. Відключити від нього грубку і все.

Далі потрібно попрацювати з відбійним майданчиком – це те, що знаходилося за роликом захоплення паперу – його треба спиляти, залишивши лише боки. Вибачаю, але фотографії з невідпиленою задньою частиною немає - забув сфотографувати, а коли схаменувся і прийшов до тями, то все вже було відпиляно. Сам не знаю, як так сталося. Жах.

Ось так все має виглядати:

Так, мало не забув: акуратніше з датчиком проходження паперу (він, вірніше, верхнє плече його заслінки, знаходиться он у тій щілини зліва від ролика захоплення паперу) - не спиляйте випадково його кріплення, інакше принтер не зможе контролювати кінець аркуша в тракті, що подає.

А ось у датчика наявності паперу навпаки видаліть заслінку, і принтеру здаватиметься, що «папір» є завжди.

Вид ззаду:

Це все, що я хотів прояснити з приводу ситуації. А тепер не менш важливі моменти – прилипання тонера до фольги та закріплення його за допомогою нагрівання.

Я не дуже акуратно запікав тонер і випадково покарябав доріжки – дефекти видно на фото. Написи, як бачимо, продрукувалися досить добре.