Когда в распоряжении есть лазерный принтер, радиолюбителями применяется технология изготовления печатных плат, которая называется ЛУТ. Однако такой прибор имеется далеко не в каждом доме, поскольку даже в наше время стоит он достаточно дорого. Еще есть технология изготовления с применением фоторезистивной пленки. Однако для работы с ней тоже нужен принтер, но уже струйный. Уже проще, но сама пленка стоит достаточно дорого, а начинающему радиолюбителю на первых порах лучше потратить имеющиеся средства на хорошую паяльную станцию и прочие принадлежности.
Можно ли изготовить печатную плату приемлемого качества в домашних условиях, не имея принтера? Да. Можно. Причем, если все сделать, как описано в материале, понадобится совсем немного денег и времени, а качество будет на очень высоком уровне. Во всяком случае электрический ток «побежит» по таким дорожкам с большим удовольствием.

Перечень необходимых инструментов и расходников

1. Программное обеспечение для разработки рисунка.
2. Прозрачная полиэтиленовая пленка.
3. Узкий скотч.
4. Маркер.
5. Фольгированный стеклотекстолит.
6. Наждачная бумага.
7. Спирт.
8. Ненужная зубная щетка.
9. Инструмент для сверления отверстий диаметром от 0,7 до 1,2 мм.
10. Хлорное железо.
11. Пластиковая емкость для травления.
12. Кисточка для рисования красками.
13. Паяльник.
14. Припой.
15. Жидкий флюс.

Разработка и перенос рисунка платы на шаблон

Подготовка фольгированного стеклотекстолита

Совмещение шаблона и стеклотекстолита

Сверление отверстий

Рисование дорожек

Травление и очистка дорожек от маркера

Лужение печатных плат

Заключение

Маркер для печатных плат – это маркер, с помощью которого мы можем рисовать печатные дорожки.

Такие маркеры могут быть разной толщины линии. Внизу на фото мой маркер толщиной в 0,8 мм.

Такой маркер оставляет очень сочный и ровный след на фольгированном текстолите

Маркер для печатных плат в работе

Для того, чтобы печатные дорожки получились очень ровно и красиво, мы должны прошкурить текстолит наждачной бумагой самого мелкого абразива. На бытовом языке такая бумага называется микронкой, в крайнем случае можно и нулевкой (чуть большего абразива).

Берем нашего героя в руку и пишем, что-нить эдакое. Я написал название нашего сайта: “Практическая электроника”.

Нашу платку с “Практической электроникой” будем травить в растворе хлорного железа. Для этого нам понадобится пластмассовая ванночка (ни в коем случае не используйте металлические ванночки, иначе хлорное железо их разъест) и сам порошок хлорного железа. Камушки тоже можно использовать, но надо их хорошо размолоть и растворить.

Наливаем чистой воды в ванночку, чтобы платка полностью там скрывалась и сыплем туда порошок хлоржелеза, не забывая помешивать. Используем для этого также неметаллические предметы. В данном случае деревянный шпатель.

Сколько нужно хлоржелеза сыпать в воду? Здесь не надо запоминать какие-то соотношения воды к хлоржелезу. Правило простое: чем крепче раствор, тем быстрее протравится платка, и наоборот. Если вам некуда спешить, то конечно, лучше в целях экономии подождать часок другой. На вид раствор должен быть темно-коричневый, а если будете частенько травить платки, то уже на глаз сможете точно определить, сколько сыпать порошка.

Мой раствор получился не очень крепкий. Отпускаем туда нашу платку с помощью пластмассового пинцета и ждем.

Процесс травления – это обычная химическая реакция. Если помните с курса химии, для того, чтобы реакция прошла быстрее можно увеличить температуру, увеличить концентрация раствора и даже чисто механически – помешать эту химическую реакцию чем-нибудь:-). Так как я сыпанул маловато, то для меня остается только налить теплую воду и механическое воздействие. Для этого я “гонял волну” в ванночке.

Время от времени проверяем нашу платку. Во! процесс травления идет полным ходом! Еще чуть-чуть и можно вынимать платку из ванночки.

Спустя час с копейками, наша платка протравилась. Смываем остатки раствора с помощью воды. А вот собственно и готовая платка с надписью!

Для того, чтобы убрать зеленый след маркера, воспользуемся ацетоном и ватной палочкой, смоченной в ацетоне.

Для красоты все это дело залудим. Чтобы залудить, нужно сначала проканифолить

а теперь и залудить

Остатки канифоли смываем с помощью ацетона или другими мощными растворителями, например Flux Off -ом. И … вуаля!

Вывод

Буквы (пусть для нас это будут дорожки печатной платы) получились ровно, одинаковой ширины. Если линии чертить с помощью линейки, то можно, думаю, добиться и заводского качества:-) Маркер бренда Edding прекрасно справился с этой задачей. Но, так как маркер японский и очень качественный, то и цена, конечно, чуть кусается, как и на японские машины. На момент написания этой статьи, цена такого маркера в магазинах розничной торговли составляла 150 руб, что, конечно же, дороже, чем простые обыкновенные маркеры. Но могу сказать одно: такого маркера вам хватит очень надолго, если не забывать закрывать его колпачком и не раскрашивать детские раскраски.

На Али тоже есть большой выбор маркеров для печатных плат:

Печатная плата - это лист изоляционного материала, обычно, стеклотекстолита, на одной или двух сторонах которого есть токопроводящие, обычно медные, дорожки. Детали вставляются в отверстия в плате и припаиваются к этим дорожкам. Токопроводящие дорожки расположены так, что если правильно вставить в нужные отверстия и хорошо припаять, то эти дорожки соединят детали между собой таким образом, что получится некое электронное устройство.

Бывает и поверхностный монтаж, когда детали расположены на той же стороне, где и печатные дорожки, и припаяны к ним без просовывания выводов в отверстия. Этот способ чаще всего применяется в очень компактных устройствах, при монтаже миниатюрных деталей. Дома же, так сказать, в кухонных условиях, проще сделать первый вариант. О нем и будет здесь речь.

Существует много способов и методов изготовления печатных плат в «кухонных» условиях, описанных в различной радиолюбительской литературе. Здесь, не претендуя на оригинальность, рассматривается один из них, пригодный для изготовления печатных плат для несложных электронных устройств. В качестве примера сделаем плату для звукового сигнализатора, описанного в этом журнале в статье «Электронный звонок для велосипеда». Чтобы не листать журнал лишний раз, схема таймера, а также рисунок печатной платы и монтажная схема, повторены здесь на рисунках, соответственно,1,2 и 3.

Подготовка рисунка

Но, прежде чем заниматься изготовлением печатной платы нужно узнать в каком масштабе дан её рисунок. В радио журналах практически всегда рисунок дается в масштабе 1:1. Но в разных изданиях бывает по-разному.

Если рисунок платы дан в другом масштабе его нужно переснять или перерисовать по масштабной сетке, так чтобы получилось изображение в масштабе 1:1. Здесь же изображение сразу в масштабе 1:1, и ничего уменьшать или увеличивать не требуется.

Материал для печатной платы

Основной материал для печатных плат - фольгированный стеклотекстолит. Это такой изоляционный лист, на который с одной или с обеих сторон наклеена медная фольга. Из этого листа нужно вырезать заготовку, - кусок по размерам немного больше печатной платы. Обычно рекомендуется пилить пилкой по металлу, но, при наличии достаточной физической силы, это можно сделать ножницами по металлу, - получится быстрее и с меньшим количеством пота.

Затем, фольгу нужно осторожно ошкурить мелкой шкуркой - нулевкой, но только не до дыр, а так чтобы снять только слой окислов. Не нужно добиваться зеркального блеска, пусть лучше будет множество мелких царапинок. Суть дальнейших действий в том, чтобы защитить от травильного раствора нужные участки фольги.

Перенос рисунка

Теперь нужно перенести рисунок 2 на эту фольгу. Проще всего это сделать при помощи шила, легонького молоточка, копировальной бумаги («копирки», которую подкладывают между листами бумаги, чтобы разом исписать несколько листов), и шариковой ручки.

Рис. 1. Схема простого электронного устройства.

Рис. 2. Печатная плата для электронного устройства.

Рис. 3. Схема расположения компонентов на печатной плате.

Нужно подложить заготовку под лист с изображением дорожек (рис.2). Впрочем, можно предварительно сделать ксерокопию, чтобы не портить журнал. Затем между листом с изображением дорожек и заготовкой проложить «копирку» красящей стороной к заготовке. При помощи канцелярских скрепок, или другим способом, этот «бутерброд» зафиксировать.

Далее, при помощи шила и легонького молоточка нужно немного, чуть-чуть, накернить точки, в которых должны быть отверстия. Затем, с помощью шариковой ручки прорисовать дорожки, так чтобы их контуры через копирку перешли на заготовку. Теперь «бутерброд» разбираем.

Сверление отверстий

Берем микродрель (в качестве микродрели сгодится электроотвертка или небольшой шуруповерт), и сверлом по металлу диаметром 1-1,2 мм сверлим отверстия в накерненных местах. Опилки лучше сдувать, а не смахивать рукой, иначе можно стереть рисунок от «копирки». Поверхность платы со стороны фольги не лапать, потому что от пальцев остаются «пото-жировые» следы, которые в дальнейшем могут помешать травлению.

Рисование дорожек

Следующий этап - рисование самих дорожек. Существует много способов как это сделать. Можно использовать лак для ногтей (с соответствующей кисточкой), «цапон-лак», нитро-краску, битумный лак. При этом пишущий инструмент - кисточка от лака для ногтей, рейсфедер, перо для черчения, остро заточенная спичка.

Но все это ушло в глубокое дремучее прошлое, после того как в канцелярских магазинах появились фломастеры (маркеры) для письма по компакт-дискам и DVD-дискам.

Это, можно сказать, произвело «революцию в кухонном производстве» печатных плат. Берем маркер «For CD» или «For DVD» черного густого цвета, свеженький, «вкусно» пахнущий не то спиртом, не то ацетном, и скрупулезно рисуем им монтажные площадки и печатные дорожки, закрашивая их поверхность плотно, в несколько слоев.

При этом, всю остальную поверхность нужно оставить не закрашенной (и не залапанной). След от маркера «For CD» или «For DVD» высыхает моментально, так что заготовка готова к травлению сразу же после завершения процесса рисования.

Травление дорожек

Самый подходящий для травления реактив - раствор хлорного железа. Сейчас хлорное железо в виде порошка продается практически везде там же, где и радиодетали. Развести нужно 50-60 грамм на стакан теплой воды.

Перемешивать неметаллическим предметом (обычная металлическая чайная ложка, конечно удобна, но она все испортит и сама испортится). Потом, проделав в незанятом дорожками уголочке платы маленькое отверстие, можно эту плату за него подвесить на капроновой леске и опустить в этот самый стакан (стакан должен быть неметаллическим).

Так чтобы плата находилась где-то посредине стакана, полностью покрытая раствором хлорного железа. После того как вся не закрашенная фольга растворится, заготовку вынуть, промыть водой. Краску маркера смыть любой спиртосодержащей жидкостью, например... дешевым одеколоном.

Еще раз промыть водой, просушить феном и можно расставлять детали по рисунку 3 и паять.

А) использование инсулинового шприца со сточенной (не обкусанной!) до 4-5 мм съёмной тонкой (розовой) иглой.
б) использование не нитрокраски, а эмалей ПФ разбавленных соответствующими растворителями (ни в коем случае не ацетоном и ацетонсодержащими растворителями! - вопреки кажущейся логике, разбавленная ацетоном ПФ будет сохнуть неделю).
в) достаточно жидкое разбавление эмали и регулировка "подачи" вставкой в иглу проволочки - диаметр подбирается экспериментально - для исключения самопроизвольного вытекания "чернил". С этой же целью шприц нежелательно заполнять больше, чем на 2-3 мм выше уровня иглы. При этом краска "высасывается" из иглы за счёт капиллярного эффекта только при рисовании. Под рукой надо иметь кусочек картона - даже при кратковременном перерыве "разрисовывать" иглу придётся поддувом шприца, а при этом выползет капля, которая при попытке "разрисовать" шприц непосредственно на плате приведёт к кляксе.
г) сначала обрисовываются ВСЕ пятаки контактных площадок, затем плате даётся время подсохнуть до состояния "неприлипания" к пятакам линейки - часа 3 как минимум)
д) рисование линий ведётся под линейку со скошенным внутрь нижним краем - для исключения подтекания краски. При этом согласно проекту сначала рисуются горизонтальные линии (с запасом с обеих сторон - ПФ, в отличие от нитры, тем и хороша, что её легче аккуратно подчистить, пока она не совсем высохла (даже под линейку, что очень удобно при подчистке "сеток", образующихся при этой технологии, например, на поворотах многоразрядных шин), затем плате даётся время подсохнуть, и затем рисуются вертикальные линии. В этот момент как правило обнаруживаются "забытые" горизонтали - тогда вертикальные линии рисуются тоже с запасом, а на месте пропущенных горизонталей ШАРИКОВОЙ РУЧКОЙ делаются отметки - для последующей дорисовки.
е) после подсыхания вертикалей при необходимости дорисовываются диагонали, и сразу же можно произвести подчистку подтёков, "хвостов" горизонталей и т.д. Преимущество ПФ - она довольно долго сохраняет пластичность, и при зачистке не скалывается, в отличие от нитры. Благодаря этому при отработанном навыке можно СПОКОЙНО между ножками микросхемы с шагом 2,5 мм "продёрнуть" две дорожки. 0,5 мм дорожка при соблюдении этих рекомендаций - стандартная ширина дорожки, при ОЧЕНЬ большой кропотливости, тщательном подборе густоты краски и диаметра проволочки-вставки - 0,3 мм вытянуть можно. Сольются с пятаками ножек? Да и Х с ними - после подсыхания изолирующие промежутки спокойно и без напряга "дорисовываются" скребком. Не надо пытаться устранить затёки СРАЗУ - это приведёт только к грязи на плате! Пусть подсохнут (я обычно требующие в последующем внимания образовавшиеся "затёки" отмечал на рисунке-проекте маркером-выделителем, и устранял уже после ПОЛНОЙ прорисовки дорожек платы).
ж) дать плате подсохнуть не менее 4-х часов, хотя бы пока не исчезнет ощущение "прилипания" пальца к последним нарисованным дорожкам.
з) Ну и всё... Далее - хлорное железо, окончательный осмотр и при необходимости - зачистка. Прочность краски вполне позволяет при высокой неравномерности разводки (очень плотный рисунок тонкими дорожками в одних местах, и большие стравливаемые участки в других) во избежание подтравливания уже протравившихся дорожек остановить общее перемешивание раствора и применить ручное принудительное (пороллоновым тампоном) на больших стравливаемых поверхностях.
и) краску с протравленной платы смываю не растворителем, а под краном - с помощью лоскута мешковины и "Пемоксоли" (или любого другого абразивного моющего средства) - это позволяет сразу после смывки краски и промакивания капель с платы облудить её паяльником, облив спиртоканифольным флюсом (лучше - активированным ЛТИ-120)
к) Enjoy!

Ностальгия... Этим способом не пользовался уже лет эдак... А если есть время и лазерный принтер - задай в Поиске по форумам или в Гугле запрос ЛУТ (Лазерно-Утюжная Технология), и будет счастье. При отработанных навыках (ни одна рекомендация не катит за догму, многое зависит от принтера, носителя, бумаги и личных предпочтений) эта технология позволяет получать платы с качеством даже выше промышленной шелкографии, с весьма стабильным результатом. От себя добавлю секрет, который почему-то пропущен в "ликбезах" по ЛУТ - при этой технологии довольно плохо пропечатываются широкие (силовые) дорожки и большие закрашенные участки - возникают очень некрасивые точечные подтравливания. В этом случае я обычно в проекте все дорожки шире 1 мм и "островки" фольги рисую только контуром (линией 0,5 мм), после печати рисунка на плате закрашивая межконтурное пространство классически - шприцем с краской.

Купил ради интереса маркер для печатных плат – edding 791 paint (покупал в МЭК за 95 рублей). В интернете пишут – что он лаковый.

На маркере был наклеен защитная наклейка от вскрытия. Для применения его надо потрясти и в вертикальном положении понажимать на наконечник, чтобы чернила попали на него и пропитали.

Подготовил плату, прокернил и просверлил отверстия. Приступим к нанесению рисунка. Маркер купил с толщиной линии 1-2 мм, таким маркером мелкие работы делать невозможно, получаются линии толщиной 1,5-2 мм. Если дорожки соединяться – то достаточно дождаться, когда чернила подсохнут и иголкой убрать излишки маркера. Дорожки вокруг отверстий делаются кратким прикосновением маркером к отверстию, чернила от маркера немного растекаются во все стороны, образуя хорошую площадку.

До травления

После травления

После снятия чернил.

Чернила легко снимаются с помощью спирта или шкурки. Подтравлений под маркером почти нет, возможно плата была передержана.

Данный маркер хорошо подходит для нанесения, не мелкого, рисунка на печатную плату.