Метод нанесения рисунка по ЛУТ

Размещено на http://www.allbest.ru/

21

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Метод нанесения рисунка по ЛУТ

Введение

плата печатный лазерный

Лазерно-утюжная технология (ЛУТ) -- прижившееся среди радиолюбителей название технологии производства печатных плат в домашних условиях, использующей лазерный принтер для создания рисунка печатных проводников, и утюг для его переноса на плату. Метод основан на том обстоятельстве, что слой расплавленного тонера устойчив к действию травящего раствора (обычно Хлорное железо). В этом смысле он заменяет фоторезист, используемый в промышленности для предохранения слоя меди, находящегося непосредственно под рисунком проводящих дорожек, нанесенных с помощью фоторезиста, от действия травящего реактива. Красивые и точные печатные платы делать совсем не сложно. В радиолюбительской среде уже давно прижилась технология изготовления печатных плат с помощью шаблона, напечатанного лазерным принтером, и утюга. Однако при кажущейся простоте процесса, есть некоторые тонкости, несоблюдение которых может привести к отрицательному результату. Я попытаюсь еще раз, с картинками, объяснить, что и как нужно делать для изготовления печатной платы "лазерно-утюжным методом".

Параграф 1. Краткое описание лазерно утюжной технологии (ЛУТ)

Суть метода изготовления печатных плат в том, что на фольгированный текстолит наносится защитный рисунок, который предотвращает травление меди. В результате, после травления, на плате остаются дорожки проводников. Способов нанесения защитных рисунков много. Раньше их рисовали нитрокраской, посредством стеклянной трубочки, потом стали наносить водостойкими маркерами или даже вырезать из скотча и наклеивать на плату. Также для любительского применения стал доступен фоторезист, который наносится на плату, а потом засвечивается. Но по простоте применения, дешевизне и скорости изготовления все эти методы сильно проигрывают лазерно-утюжной технологии (далее ЛУТ)

Необходимые материалы и предметы для для изготовления печатной платы "лазерно-утюжным методом" :

1. Лазерный принтер.

Примечание: лучше пользоваться стандартным картриджем. Заправленные картриджи подходят крайне плохо, так как у них недостаточная плотность и равномерность выдачи тонера. В свойствах печати надо выставить максимальную плотность и контрастность тонера, обязательно отключить все режимы экономии -- не тот случай.

2. Глянцевая бумага.

Примечание:

1) бумага является самым важным элементом в ЛУТ, именно от нее зависит качество печатной платы. Бумага нужна не обычная, а глянцевая - лощеная, хорошо подходит цветная реклама, в изобилии поставляемая разносчиками по почтовым ящикам. Можно воспользоваться факсовой бумагой, или бумагой для печати фотографий на струйном принтере. Хорошее подходят страницы глянцевых журналов, и не переживайте что на них уже что то напечатано, печать выполненная типографским способом обычно не мешает.

2) Еще можно использовать фотобумагу LOMOND 120г/м². Она стоит недорого, продается везде, а главное дает отличный результат и не пригорает своим глянцевым слоем к печке принтера.

3. Утюг.

4. Наждачная бумага.

5. Фольгированный текстолит.

2. Пошаговое описание изготовления печатной платы лазерно-утюжным методом

Общие рекомендации по изготовлению печатной платы по ЛУТ

1. Сначала создаем печатную плату в вашей любимой программе для создания печатных плат. Можно использовать SprintLayout. (Рис.1.0.)

Рис.1.0.

Дальше печатаем картинку печатной платы на бумаге, используя лазерный принтер.

Надо всегда помнить, что плата получится зеркально отражена от картинки напечатанной на принтере (Рис.1.1.) ! Разрабатывайте плату с учетом этого нюанса.

Рис.1.1.

Печатать нужно на максимальном разрешении и предварительно отключив все тонеро-сберегающие функции, т.е. печатать как можно жирнее. (Рис.1.2.)

Рис.1.2.

Нужно сказать, что хороший результат получается при использовании бумаги из глянцевых журналов. Правда, методом подбора надо выбрать определенный журнал, т.к. бумага тоже разная. Подойдет любая страница из глянцевого журнала. Интенсивность текста и рисунков на странице журнала значения не имеет, т.к. журналы печатают на офсетном станке с использованием краски на спиртовой основе. Кстати говоря, это очень популярное заблуждение среди радиолюбителей. Эта краска не способна помешать нашему непростому делу.

Перенос рисунка на плату.

Для переноса можно использовать утюг или ламинатор. Оптимальная температура для утюга или ламинатора 140-155 градусов (в зависимости от фирмы-производителя тонера). Важно отметить, что бумажку с тонером нужно прикладывать к уже нагретому утюгом текстолиту. Это связано с расширением металлов при нагреве.

Для того чтобы снять бумагу после переноса изображения наиболее аккуратно, нужно опустить плату в ванночку с горячим кипятком и моющим средством примерно минут на 5, после чего аккуратно протереть подушечкой пальца до полного удаления бумаги. Тереть нужно без особого фанатизма, так как можно случайно стереть кусочек тонера. Этот процесс довольно непростой, нужно иметь навык.

Примечание:

Даже если у вас случайно отлетел маленький кусочек тонера, не страшно, его можно дорисовать с помощью перманентного маркера (на спиртовой основе). Этот процесс тоже требует определенного навыка. Дело в том, что по разному нарисованная картинка по разному травится. Например можно просто провести маркером по фольге, а можно нарисовать эту же линию но прижимая и поднимая стержень маркера, как бы точками. При этом методе на фольге остается наиболее жирный слой краски, что хорошо сказывается на качестве готовой платы. Маркер нужно использовать новый, желательно темного цвета (так лучше видно качество прокраса).

4.Травление.

Травить помощи хлорного железа. Делаем очень крутой раствор - пока камушки хлорного железа уже перестанут растворятся в растворе. Раствор получается темно-коричневого цвета. Перед травлением нагреть раствор до 50 градусов по цельсию, и во время травления поддерживаю эту температуру. Эта температура делает раствор максимально активным. Во время травления непрерывно шевелить плату в растворе, это ускоряет травление в разы.

Примечание:

Время травления платы среднего размера занимает примерно 5 минут, обычно даже меньше. Чем быстрее вы вытравили плату, тем точнее у вас медная фольга повторяет рисунок напечатанный принтером. Это связано с тем, что раствор постепенно подъедает дорожку, залезая под тонер по бокам. Если оставить плату в растворе на пару часов, то даже защищенные тонером участки будут стравлены, и у вас в руках будет кусок голого текстолита.

Еще стоит заметить, что сначала стравливаются самые узенькие участки на плате, а самые широкие участки стравятся позже всех. Рекомендую при разработке платы учесть этот факт, и не делать больших зазоров между дорожками, лучше делать широкие дорожки. Я зазор делаю максимум 1 мм. Это полезно также и для раствора, в котором вы травите, т.к. он портится при насыщении медью. Чем меньше меди вы стравливаете, тем дольше раствор будет пригодным к травлению.

После травления остатки тонера и маркера можно смыть ватным тампоном, смоченным ацетоном или растворителем 646.

Рекомендую предварительно просушить плату после травления.

2.1 Пошаговое изготовление печатной платы по ЛУТ

1) Берем лист бумаги, вырванный из бесплатного рекламного журнала. Как видно по фотографии лист умеренно - глянцевый. На примере выбран лист который был наиболее заполнен типографской краской. (Рис.2.0.)

Рис.2.0.

2) Печатаем на лазерном принтере рисунок нашей платы. Как видно из рисунка, тонер не блестит как лист бумаги, а наоборот матовый. (Рис 2.1.)

Рис.2.1.

3) Если текстолит старый и его поверхность сильно окислена, как показан на рисунке ниже (Рис.2.2.) , то стоит его подготовить при помощи наждачной бумаги.

Рис.2.2.

4) На фотографии ниже.(Рис.2.3. ) виден результат зашкуривания поверхности фольги при помощи наждачной бумаги степенью зернистости 1800. Возможен также способ очистки поверхности фольги с помощью раствора для травления (хлорного железа). Необходимо просто опустить текстолит в раствор на 1-2 минуты. Но это при использовании старого текстолита, Разумеется, новый современный текстолит (например, марки FR4) не требует никакой обработки, кроме обезжиривания с помощью спирта.

Рис.2.3.

5)Как говорилось ранее, нам потребуется утюг. Подойдет любой утюг , любой марки , нагретый до температуры 180-200 градусов по цельсию.

6) Вырезаем кусочек текстолита немного больше размера платы. (Рис.2.4.)

Рис.2.4.

7) Размещаем кусочек текстолита между слоями газеты. Между утюгом и текстолитом должно быть 3 листа газеты. Прогреваем платку в течении 20 секунд.( Рис.2.5.)

Рис.2.5.

8) Накладываем нашу бумажку с рисунком на прогретый текстолит. Разумеется тонером к фольге.( Рис.2.6.)

Рис.2.6.

9)Теперь поместите текстолит с бумажкой между листами газеты и начинайте проглаживать с небольшим нажимом в разных направлениях. Гладим примерно 90 секунд.

10) После этого берем другую газету, т.к. всё горячее, кладем ее сверху и начинаем проглаживать руками равномерно по всей плате. Это нужно для того чтоб весь тонер прилип к поверхности фольги.

11) Дальше вытаскиваем платку из газеты и даем ей остыть до комнатной температуры. При этом бумажка должна полностью прилипнуть к поверхности фольги. (Рис.2.7.)

Рис.2.7

12) Кидаем в ванночку с горячей водой и моющим средством. Моющего средства добавлять надо немножко. В качестве ванночки можно использовать обрезанную пластиковую канистру. Отмачиваем 1-2 минуты, после чего начинаем аккуратно тереть подушечкой пальца по бумаге под струёй теплой воды.

13) На фотографии (Рис.2.8.) видно, что подрисовано синим перманентным маркером те места, где тонер не приклеился. В данном случае это связано с низким качеством текстолита. Еще раз напомню, что нужно использовать только новый современный текстолит. В целом качество изделия хорошее, т.к. хорошо пропечатались дорожки толщиной 0,3 мм.



Рис.2.8.

14) Дальше наливаем в ванночку раствор хлорного железа и опускаем платку дорожками вверх, для контроля за процессом (Рис.2.9.)

Рис.2.9.

15) Раствор предварительно разогрет градусов до 50 по цельсию для повышения активности. На фотографии видно, что канистра плавает в ванне с горячей водой, для поддержания температуры раствора. Процесс травления длится примерно минут 5. Рекомендую постоянно покачивать ванночку с раствором для ускорения процесса травления. (Рис.2.10.)

Рис.2.10.

16) На этой фотографии(Рис.2.11.) видно, что узкие промежутки между дорожками и края платы стравливаются в первую очередь, а широкий массив меди травится долго. Именно поэтому мы и оставили края вокруг платы для демонстрации.

Рис.2.11.

17) Вот плата вытравилась полностью. (Рис.2.12) На фото видно что маркер немного смыло раствором, но слой меди под ним всё же остался. Это связано с тем, что старый текстолит травится дольше современного, т.к. у него слой меди толще, а медь не очень чистая.

Рис.2.12.

18) Теперь промываем плату водой и высушиваем. Для ускорения процесса можно использовать бытовой фен. Для удаления слоя тонера и маркера нам потребуется ацетон или растворитель 646. Для этого берем салфетку, намачиваю ее ацетоном, и протираем поверхность платы. (Рис.2.13.)

Рис.2.13.

Как видно на фото (Рис.2.14.)ниже, весь тонер и маркер остались на салфетке.

Рис.2.14

19) Качество изделия можно оценить на просвет. В данном случае получилось хорошо, (Рис.2.15.) хотя на новом текстолите получается гораздо лучше. Мультиметр показал, что все дорожки в порядке, коротких замыканий нет.

Рис.2.15.

2.2 Рекомендации при создании двухсторонних плат

Для изготовления такой платы вам потребуется: зашкуренная и обезжиренная двусторонняя заготовка, две распечатанных картинки с изображениями проводников, несколько тонких иголок. Основная задача - совместить изображения обоих сторон. Для этого на обоих сторонах размечают несколько технологических (например, крепежных) отверстий в разных концах платы. Затем прикладываем одно из изображений к плате рисунком наружу, фиксируем его каким-либо образом относительно платы и керним вышеупомянутые отверстия. Снимаем рисунок, сверлим отверстия в плате и прокалываем их же на обоих рисунках. Теперь вставляем в отверстия на плате иголки и надеваем листы с изображениями сторон на эти иголки, каждый со своей стороны рисунком к плате и фиксируем весь полученный "бутерброд". Затем иголки вынимаем, греем, как обычно, утюгом, только греть уже нужно с обоих сторон (со второй прогревать меньше, т.к. плата уже прогрелась, но проглаживать так же), отмачиваем, травим и т.д. Главное, на что обратить внимание - точно намечать отверстия и не пачкать плату (т.к. обе стороны рабочие, то надо аккуратно браться за нее руками, не клеить на стороны скотч и т.п.).

3.Техника безопасности

Инструкция по охране труда при работе с электрическим утюгом

ИОТ - 043- 2001

1. Общие требования безопасности

1.1. К работе с электрическим утюгом под руководством учителя (преподавателя, мастера) допускаются учащиеся с 5-го класса, прошедшие инструктаж по охране труда, медицинский осмотр и не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья. 1.2. Обучающиеся должны соблюдать правила поведения, расписание учебных занятий, установленные режимы труда и отдыха.

1.3. При работе с электрическим утюгом возможно воздействие на работающих следующих опасных производственных факторов:

* ожоги рук при касании нагретых металлических частей утюга или паром при обильном смачивании материала;

* возникновение пожара при оставлении включенного в сеть электрического утюга без присмотра;

* поражение электрическим током.

1.4. Обучающиеся обязаны соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения. В помещении огнетушитель.

1.5. При несчастном случае пострадавший или очевидец несчастного случая обязан немедленно сообщить учителю (преподавателю, мастеру), который сообщает об этом администрации учреждения.

1.6. В процессе работы соблюдать правила ношения спецодежды, пользования средствами индивидуальной защиты, соблюдать правила личной гигиены, содержать в чистоте рабочее место.

1.7. Обучающиеся, допустившие невыполнение или нарушение инструкции по охране труда, привлекаются к ответственности и со всеми обучающимися проводится внеплановый инструктаж по охране труда.

2. Требования безопасности перед началом работы

2.1. Надеть спецодежду, волосы убрать под косынку.

2.2. Проверить исправность вилки и изоляции электрического шнура утюга

2.3. Подготовить рабочее место к работе, убрать все лишнее.

2.4. Убедиться в наличии термостойкой подставки для утюга и диэлектрического коврика.

2.5. Включить вытяжную вентиляцию или проветрить помещение для глажения.

3. Требования безопасности во время работы

3.1. Перед включением электрического утюга в сеть встать на диэлектрический коврик.

3.2. Включать электрический утюг в сеть и выключать из нее только сухими руками.

3.3. При кратковременных перерывах в работе электрический утюг ставить на термоизоляционную подставку.

3.4. При работе следить за тем, чтобы горячая подошва утюга не касалась электрического шнура.

3.5. Во избежание ожога рук не касаться горячих металлических частей утюга и не смачивать обильно материал водой.

3.6. Во избежание пожара не оставлять включенный в сеть электрический утюг без присмотра.

3.7. Следить за нормальной работой утюга, не давать ему перегреваться.

4. Требования безопасности в аварийных ситуациях

4.1. При появлении неисправности в работе электрического утюга, появлении искрения и т.д. немедленно отключить утюг от электросети и сообщить об этом учителю (преподавателю, мастеру).

4.2. При возникновении пожара немедленно отключить утюг от электросети и приступить к тушению очага возгорания с помощью первичных средств пожаротушения.

4.3. При получении травмы оказать первую помощь пострадавшему, при необходимости отправить его в ближайшее лечебное учреждение и сообщить об этом администрации учреждения

4.4. При поражении электрическим током оказать пострадавшему первую помощь, при отсутствии у пострадавшего дыхания и пульса сделать ему искусственное дыхание или непрямой массаж сердца до восстановления дыхания и пульса и отправить пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.

5. Требования безопасности по окончании работы

5.1. Отключить электрический утюг от сети, при отключении не дергать за электрический шнур, а только за вилку.

5.2. Привести в порядок рабочее место.

5.3. Провести влажную уборку помещения, выключить вытяжную вентиляцию или проветрить помещение.

При изготовление печатных плат по технологии ЛУТ можно получить травмы. Ниже будут описаны действия которые необходимо предпринять.

При ожоге:

Любую рану с ожогом нужно подержать под струей холодной воды 15-20 минут: это снизит риск образования пузырей и уменьшит боль. Но никогда не используйте для быстрого охлаждения лед - слишком резкий перепад температур вреден при ожоге. После «водной процедуры» сверните в несколько слоев кусок широкого бинта, нанесите на него противоожоговую мазь. Рану лучше забинтовать. Обрабатывать рану мазью надо 2-3 раза в день.

При порезах:

1) тщательно осмотреть рану, очисть ее;

2)промыть рану дезинфицирующим раствором (например - фуруцилин);

3)обработать рану йодом;

4)наложить повязку

Заключение

В данной работе описан метод создания печатных плат по лазерно-утюжной технологии (ЛУТ) В первом параграфе описан краткое описание ЛУТ, а во втором параграфе- пошаговое описание метода создания печатных плат по лазерно-утюжной технологии. Для радиолюбителей, средней подготовки, и преподавателей радиоэлектроники, работающих в сфере дополнительно образования, рекомендую метод создания печатных плат по лазерно-утюжной технологии. Главные достоинства этого метода это стабильность результата, время изготовления не зависит от сложности, не требуются дефицитные и дорогостоящие материалы и оборудование. К недостаткам данного метода относятся определенные сложности при создании двусторонних плат и невысокое, по современным меркам, разрешение. Сделав вывод, несложно понять, что ЛУТ является оптимальным из вариантом для создание плат по соотношению "сложность/качество".

Список использованных источников и литературы

1) http://www.denvo.ru/pub/hardware/laser-iron-pcb.html

2) http://vunivere.ru/work6404

3) http://radioteh.nm.ru/tehnology/lut.htm

4) http://ra9mgk.narod.ru/other/lut/

5) http://cxem.net/master/45.php

6) http://www.wikiznanie.ru

7) http://www.aif.ru/health/dontknow/9885

8) http://ohranatruda.ru/ot_biblio/instructions/168/2634/

9) http://nursan.ru/?p=101

10) http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=5870

Размещено на Allbest.ru

...