ЛУТ (Лазерно-утюжная технология)

В данной статье мы узнаем что же такое ЛУТ, а так же вместе с вами изготовим печатную плату при помощи этой технологии.

Лазерно-утюжная технология

ЛУТ – это лазерно-утюжная технология. Используется при создании печатных плат. И работает она так: перенос рисунка печатной платы с листа подходящей бумаги на текстолитовую пластину при помощи обычного утюга, а лазерная она потому, что рисунок самой платы печатается на домашнем лазерном принтере. Как вы знаете, в лазерном принтере используется порошок для печати, который под нагревом «ложится» на поверхность бумаги и застывает. И данный рисунок при помощи утюга как раз и переносится на печатную плату. Надо отметить, что лучше подходит оригинальный картридж для принтера, т. к. у заправленного есть проблема с равномерной подачей тонера.

Плюсы метода можно отметить: легкость в освоении, доступность по деньгам и материалам и отсутствие необходимости специального оборудования. Есть и минусы: данный метод плохо подходит для массового производства печатных плат, есть ограничение толщины дорожек.

Подготовка макета

Макет печатной платы будем создавать на примере микросхемы в корпусе QFP-32. Скажу честно, выбор данной схемы не случаен, т. к. в настоящий момент она мне пригодится. И на ее примере прекрасно можно показать технологию работы над платой.

Печатная плата в итоге должна выглядеть примерно так:

Печатная плата

Собственно говоря, какая цель всех действий? У выбранной нами микросхемы выводы находятся очень близко друг к другу, и нам необходимо установить ее на макетную плату для создания какого-либо девайса. И конечно, в плату ручной сборки мы ее просто не сможем поставить. А при использовании ЛУТ мы спокойно установим данную микросхему и после некоторых дополнительных доработок сможем поместить в нужное нам место.

Итак, приступим. Для создания рисунка платы используем любую программу, специализирующуюся на этом. Наиболее популярная – это у Sprint-Layout. Это достаточно простая программа, уверен, вы сможете быстро в ней разобраться. Через некоторое время у вас должна получиться такая картинка:

Печатная плата

Расчерчиваем микросхему с посадочными местами для микросхемы и дорожки. Далее выводим на печать нашу плату. Итогом этого станет такой вид на экране:

Расчерчиваем микросхему

Здесь есть один важный нюанс. После перевода напечатанного рисунка платы на пластину текстолита она отобразится в зеркальном отражении относительно вашей схемы платы в программе. Поэтому не забудьте поставить галочку в соответствующем месте «Зеркально», и тогда плата распечатается в правильном для перевода виде. Но если плата симметричная, как в нашем случае, то это делать необязательно. На принтере лучше установить режим максимального качества печати, ведь чем насыщеннее напечатанный рисунок, тем лучше.

Выбор бумаги

По поводу бумаги в среде радиолюбителей идут многочисленные споры. В итоге каждый сам для себя находит наиболее оптимальный вариант бумаги. Из основных используются:

  1. Глянцевая фотобумага для струйных принтеров плотностью от 120 до 170 гр. Данную бумагу можно купить практически в любом канцелярском магазине. Наиболее популярна фирма LOMOND. Минус и одновременно плюс этой бумаги в том, что она плотно прилипает к плате после нагрева и ее приходиться механически отдирать от платы. Это усложняет и удлиняет процесс, но при нагревании не будет смещения.
  2. Специальная бумага для лазерно-утюжной технологии, которую можно приобрести на Алиэкспресс. Но ее нужно ждать.
  3. Глянцевые журналы. Бесплатные журналы с рекламой. Да, обычные глянцевые журналы. Вариант экономный, но мне не нравится совсем.
  4. Калька.
  5. Самоклеящаяся пленка. Точнее не сама пленка, а подложка из-под нее.

Я предпочитаю последний вариант. Я не особо проверял другие варианты. Данный метод меня устраивает по качеству, поэтому не углублялся. Где-то на просторах интернета прочитал, что самоклеящаяся пленка 333 отлично подходит. Как-то попробовал, и меня удовлетворило целиком и полностью. Знаю одно, что обычная бумага точно не подойдет, потому что остается множество проблемных мест с косяками.

Лучше перед печатью на подложке сделать тестовую печать на обычном листе бумаги, чтобы посмотреть, нет ли проблем с картриджем, и не пропускает ли он какую-либо зону.

Итак, отклеиваем подложку самоклеящейся пленки, крепим ее на листе обычной бумаги для подачи в принтер. Важно, чтобы подложка была обращена вверх именно той стороной, куда была наклеена пленка. И отправляем печатать.

Вырезаем рисунок по контуру. И не касайтесь лицевой стороны рисунка пальцами.

Подготовка текстолита

Необходимо для начала приготовить пластину нужного размера. Лучше использовать новый современный текстолит и избегать старого советского. Текстолит из Страны Советов и рисунок принимает хуже, и травится хуже, и итоговый результат получается хуже.

текстолит

Для зачистки текстолитовой пластины необходимо использовать мелкозернистую наждачную бумагу. Это делается для того, чтобы убрать окислы с поверхности, поэтому добиваемся блестящей плоскости.

После достижения блеска берем ватку и смачиваем спиртом, либо ацетоном, либо бензином «Калоша» и протираем пластину для обезжиривания и очистки от мелкого мусора. После этого не трогайте пальцами зачищенную поверхность, лучше берите за края.

Перевод макета на плату

Теперь наша пластина готова, и мы можем переносить рисунок. Аккуратно берем нашу бумажку из-под самоклейки и кладем ее тонером вниз на текстолитовую пластину.

Далее разогреваем утюг до максимальной температуры и после нагрева начинаем проглаживать нашу бумагу с рисунком. В начале операции обязательно придерживайте бумагу, чтобы она не съехала. Проглаживаем очень внимательно от центра к краям, нельзя пропускать ничего, каждый участок надо хорошо пройти. Сильно давите на утюг и не стесняйтесь.

Это крайне важный этап, ведь от него зависит качество платы. После тщательной глажки убираем утюг и снимаем бумагу. В крайнем случае, если увидите какой-то косяк в итоге, то это можем исправить при помощи перманентного маркера на спиртовой основе. Данное исправление никак не влияет на итоговый результат.

Исправление маркером требует некоторого навыка. Суть в том, что недостаточно просто нарисовать тоненькую линию, ведь и после травления она будет тонкая. Важно, чтобы она была «жирной». Попробуйте провести на отрезке текстолита линию, потренируйтесь. В принципе, вы можете использовать только маркер для составления рисунка печатной платы, но даже в нашей схеме это очень непросто.

Травление

Для травления подготавливаем пластмассовую ванночку с теплой водой и хлорное железо. Насыпаем порошок хлорного железа в ванночку в пропорции, указанной в инструкции. Можно делать раствор более концентрированным, чем в инструкции, это ускорит процесс травления.

Для размешивания используйте только пластмассовые инструменты. Обратите внимание, что растворяется хлорное железо в воде с выделением тепла, раствор будет бурлить и шипеть. Это нормально. Но будьте осторожны и не допускайте попадания в глаза и на одежду. Данный раствор плохо отстирывается. Строгое соблюдение пропорций необязательно. Можно сделать «на глазок», но ненасыщенный раствор приведет к слабой реакции, поэтому лучше сделать покрепче. Ни в коем случае не используем никакие металлические предметы для работы.

Теперь опускаем текстолитовую пластину с рисунком в ванночку, лучше это сделать под углом, так меньше шансов, что останутся на поверхности пузырьки воздуха, и тогда в этом месте медь не протравится.

Периодически покачиваем ванночку для перемешивания раствора и мягкого отхождения меди с поверхности платы.

Не забываем следить за процессом и доставать плату на осмотр.

В среднем на процесс уходит от 5 минут до 1 часа, в зависимости от концентрации раствора, толщины слоя меди и температуры. При сильно концентрированном растворе хлорного железа плату лучше не оставлять надолго, т. к. раствор может проникнуть под тонер сбоку, и в итоге вы получите голую текстолитовую плату.

Раствор можно использовать повторно. Моего раствора хватает примерно на травление 10 плат.

Промываем плату под теплой водой.

Вновь берем ацетон и ватку и начинаем смывать тонер. Сильно давить не нужно, тонер сходит достаточно легко.

Оцениваем итоговое качество платы на просвет. Нужно посмотреть, чтобы все дорожки оставались целыми и не было связей между ними.

При необходимости на данном этапе можете обрезать лишнюю часть платы, если не сделали этого раньше. При создании рисунка схемы я сделал рамку у платы, благодаря ей легко можно с помощью ножниц достичь необходимого размера.

После лудим дорожки и защищаем их гелевым флюсом от коррозии.

После всех процедур должно получиться примерно вот так:

После этого убираем тем же ацетоном или Flus-Off лишний флюс, можно помочь процессу зубной щеткой.

Мы на финишной прямой.

Сверление

Сверление площадок под контакты производим шуруповёртом или мини-дрелью. Используем вначале сверло на 0,6 мм. Необходимо предварительно накернить места для сверления для большей точности отверстий.

Сверлить старайтесь точно перпендикулярно поверхности, чтобы не повредить плату и для более легкого вхождения ножек микросхемы. После нужно поменять сверло на 1,0 мм и рассверлить все отверстия.

Осматриваем плату с обратной стороны.

Очищаем обратную сторону платы острым ножом после сверления. Если все хорошо, то можем использовать плату по назначению.

Итоги

Технология ЛУТ набирает популярность с каждым днем. Подспорьем для этого становится низкая цена процедуры и ее доступность. В настоящий момент некоторые радиолюбители получают поразительные результаты и добиваются толщены дорожек 0,2—0,3 мм с помощью методики ЛУТ.

Вот пример платы, на которой дорожки толщиной 0,3 мм и расстояние между дорожками 0,3 мм.

Методом ЛУТ можно изготавливать и двухсторонние платы. Все этапы проводятся просто с двух сторон и поочередно. Вначале делаете все на одной стороне, но необходимо не забыть сделать три реперных отверстия, для сопоставления рисунков плат в дальнейшем, и заклеить вторую сторону скотчем. После выполнения работ на одной стороне, повторить все на второй, при этом заклеить скотчем первую сторону.

Также на одной текстолитовой пластине можно сделать сразу несколько плат, просто учитывайте их расположение при создании схемы в программе.

Совместим это с удобством, надежностью и красотой конечного результата и получаем действительно очень популярный метод. А использование компьютера помогает и упрощает весь процесс.

Для меня это большое удовольствие — собрать самостоятельно по своей схеме какое-нибудь устройство. С помощью этой технологии можно производить детали и штучно, и мелкосерийно. ЛУТ открывает доступ к микроэлектронике в домашних условиях. Пользуйтесь такой возможностью. Дальше будет только интереснее!

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...