Илья 'Nem0' Стельмах

Илья 'Nem0' Стельмах 

Разработка аудиотехники и прочей электроники

160subscribers

48posts

Прощай, утюг! Лазерно-покрасочная технология изготовления плат

Наигравшись с ЛУТом (лазерно-утюжной технологией), решил попробовать новый для себя метод изготовления самодельных печатных плат.
Суть метода проста: на фольгированный текстолит заранее наносится тонкий слой краски, а затем лазерный гравер удаляет её там, где меди быть не должно. После этого плата отправляется в ванночку с хлорным железом для травления.

Пошаговый процесс изготовления:

Шаг 1. Подготовка и покраска

На фольгированный текстолит наносится краска. Я использовал обычную черную матовую акриловую краску в баллончике. Черный матовый цвет лучше всего поглощает лазерное излучение, а сама акриловая краска отлично липнет к меди и ложится тонким, равномерным слоем. Сохнет она полностью за 30–60 минут. Я использовал самую дешевую краску, которую нашел в ближнем строительном магазине, всего 6,5 белорусских рублей за баллончик.

Шаг 2. Подготовка к гравировке

Текстолит, покрытый краской, размещается на столе лазерного гравировщика. В моем случае используется гравировщик с волоконным лазером мощностью 20 Вт. В софт лазера импортируется рисунок дорожек, и настраиваются режимы. Эти настройки индивидуальны для каждого лазера и софта, поэтому подробно останавливаться на них нет смысла — здесь мы разбираем саму суть метода.

Шаг 3. Первый проход лазера

За один проход лазер снимает слой краски там, где медь должна быть удалена в процессе травления. Сразу добиться идеальной чистоты поверхности после первого прохода не удалось. Тут все сильно зависит от толщины слоя краски: чем он толще, тем больше проходов может потребоваться.

Шаг 4. Финишная очистка лазером

В моем случае потребовалось ровно два прохода. Каждый из них занял по времени всего 1 минуту. Зато после второго прохода краска была удалена идеально чисто.

Шаг 5. Травление

Ну а дальше все по классике — отправляем плату в раствор хлорного железа. Медь в очищенных местах вытравливается, а защищенные краской дорожки остаются нетронутыми.

Шаг 6. Очистка от краски

Остается удалить краску с дорожек. Кстати, смывается она не очень просто - краска держится хорошо, приходится постараться. 

Шаг 7. Финал

Сверлим отверстия — и плата полностью готова к сборке. Можно паять!
Габариты платы - 50х69 мм.

Главные преимущества метода:

  • Феноменальная точность. Метод позволяет формировать очень тонкие дорожки шириной до 0.2 мм и делать минимальные зазоры между ними там, где это необходимо.
  • Идеальное совмещение слоев. При желании можно делать двухсторонние печатные платы. Совмещение сторон с лазером выполняется проще простого и с очень высокой точностью.
  • Скорость работы. Благодаря тому, что лазер убирает тонкую краску, а не саму медь, процесс идет очень быстро — всего 2–3 минуты на плату (не считая времени на сушку краски и травления).
  • Свобода в зазорах. Зазоры можно делать сколь угодно большими. Это огромный плюс для высоковольтных плат, где нельзя обходиться минимальной изоляцией. В этом плане метод на голову выше фрезеровки защитных дорожек или прямого удаления меди.
 Кстати, об удалении меди лазером напрямую, ведь наверняка кто-то спросит, можно ли обойтись без краски и химии. Я это тоже пробовал, но получается откровенно плохо: во-первых, сильно подгорает текстолит под медью, чернеет и воняет. Во-вторых, плата должна быть идеально ровной, иначе фокус уплывает — где-то медь еще осталась, а где-то лазер уже вовсю палит текстолит. В-третьих, такое удаление меди занимает в районе часа времени, что по длительности сравнимо с травлением в хлорном железе. Ну и в-четвертых, само качество дорожек на выходе получается заметно хуже.
Лазерно-покрасочный метод полностью лишен этих косяков. На выходе мы получаем скорость, эстетику и практически заводское качество почти на коленке. Но конечно, использовать метод невозможно без наличия лазерного гравировщика, что безусловно является существенным ограничением, ведь доступ к гравировщику есть далеко не у всех, в отличие от обычного утюга. Но и результат несравнимо лучше, даже лучше, чем с фоторезистом.
Илья, круто конечно, но не могу не спросить, а что за модель гравера и конечно стоимость?
Алексей Викторович, что-то большое, промышленное, название модели, как и стоимость - мне неизвестны. 
Илья 'Nem0' Стельмах, понял, думал что-то домашнее, когда увидел станину понял, что не бюджетное решение.
Такой гравер, который быстро может денег стоит мешок. А дешман для дома будет часами елозить.
Илья 'Nem0' Стельмах, видимо от местоположения зависит оказание таких услуг , ровно как и магазины радиодеталей . loudly_facethinking_face
Лукамор, понятно, что в селе или совсем небольшом городе с этим будут проблемы. В относительно крупном городе - без проблем.
Делаю так же, как Илья описал. Единственное, прохожу лазером один раз. На меди остается небольшой налет от паров выжженной краски - убираю его обезжиривателем (или спиртом). Лазер - СО2 мощностью 25 Вт.
шикарно . лазера только нет . да и не нужен особо ....
последний раз пробовал типа ЛУТа , только не утюгом гладил , а растворителем смачивал и краска прилипала . а так по старинке краской рисую , справедливости ради отмечу что мелкого рисовать не приходится обычно .
Илья 'Nem0' Стельмах, ну с смд в силу зрения и возраста бывает тяжеловато (хотя 0805 осилил паять паяльником обычным . 0603 тоже осилил , но обматерился beaming_face) . а руками рисовать .... этот для себя , хобби , вроде каллиграфии и релакса . если есть бизнес составляющая где время-деньги то про ручной труд и разговора нет в рисовании плат .
Лукамор, 0805 это уже очень хорошо. Я вообще стараюсь использовать только 1206.
Интересно, а сколько проходов получится при использовании 12 Вт головки?
Алексей Викторович, в моем случае лазер 20 Вт работал на 25% мощности. То есть, 12 Вт должно хватить более чем, чтобы сделать тоже самое за 1-2 прохода.
Илья 'Nem0' Стельмах, спасибо. Принял решение, надо брать. Вчера уснуть не мог).
30+ косарей за двадцативаттный, ААААААААААААААА! Хотю!beaming_face
Есть же ещё ремонтный маркер для печатных плат. Перманентный, кислотостойкий. Они и чёрные бывают. Вот, думаю, для домашнего диодника может оказаться проще очистить медь от маркера. Попробую (но сейчас есть только красный, и он тонкий, а на Озоне продают двойные чёрные маркеры: толстый и тонкий в одной ручке).
Илья 'Nem0' Стельмах, очень много других маркеров так же на масляной основе (стойкие к воде и хлорному железу), стоит попробовать (попробую). 
Vladimir Burnos, я пробовал разные - результат всегда плюс-минус неудовлетворительный. Краска надежна и стоит не так чтобы сильно дороже маркера. 
Go up