Как сделать печатную плату своими руками в домашних условиях

Обновлено: 08.07.2024

Добрый день, друзья! Сегодня я вам расскажу, как изготовить печатную плату в домашних условиях. Есть несколько способов ее изготовления при помощи:

Лака либо эмалевого маркера
Лазерного принтера (лазерно-утюжная технология (ЛУТ))
Пленочного фоторезиста

Также данный метод изготовления печатной платы в домашних условиях полезен при изготовлении двухсторонней платы. При ЛУТ технологии сложно совместить две стороны из-за неточной сверловки отверстий, тогда-то и проще сделать разводку печатной платы в ручную, или только её вторую сторону.

Все выше перечисленные методы разводки печатной платы, не что иное, как способ нанесения рисунка на фольгированный текстолит. А принцип изготовления печатной платы в домашних условиях сводится к одному, это убрать лишнюю фольгу, а рисунок (дорожки) оставить.

Что нам потребуется:

Фольгированной текстолит
Бумага и ручка (карандаш)
Лак, эмаль, эмалевый маркер
Хлорное железо
Тара для травления платы.
Тонкое сверло (0,7..0,9)мм.

Сразу несколько слов о лаке. Использовать можно любой, можно для ногтей или цветной, чтобы было лучше видно. Когда я был совсем маленький, лет 20 назад, мой Отец разводил дорожки именно красным лаком для ногтей, которым пользовалась моя Мама. Можно использовать быстросохнущую эмаль. Я для разводки печатных плат использую цапонлак, продается он у нас в магазине радиодеталей, стоит копейки.

Заряжаю в шприц и рисую.

Сейчас в магазинах радиодеталей продаются эмалевые маркеры, очень удобная штука, для изготовления печатных плат в домашних условиях, стоит примерно 200 руб., хватает надолго. Толщина линии 0.8 мм. Вот пример моего маркера Edding 780.

Итак, для начала делаем разводку печатной платы на листочке миллиметровки или в клеточку, помечая точками отверстия под выводы элементов. Я всегда сначала закупаю все элементы, потом в зависимости от их размеров и исполнения делаю разводку. Можно не рисовать печатную плату в ручную, а развести в специальной программе (Sprint-Layout), потом распечатать на любом принтере, в том числе и струйном, как это сделал я.

При разводке печатной платы учитывайте относительно, какой стороны вы рисуете. При данном способе лучше рисовать относительно стороны, на которой будут находиться дорожки, а элементы с обратной стороны. Если рисовать относительно стороны, на которой находятся элементы, то придется рисовать зеркально. Возможно, вы ничего не поняли, это ерунда, все приходит с опытом. Попробуете, поймете!

Далее накладываем наш листочек с платой на отшлифованный, фольгированный текстолит и чем-нибудь острым (например, цыганской иглой) наносим метки для сверления отверстий. После чего сверлим отверстия тонким сверлом.

Потом я беру цапонлак или эмалевый маркер Edding 780 и рисую дорожки, срисовывая их с листочка. Данный этап наиболее простой и увлекательный.

Есть еще один вариант нанесения рисунка на фольгированный текстолит. Рисуется на прозрачной бумаге (калька) рисунок, далее аккуратно вырезается лезвием бритвы. Накладывается на текстолит и обрабатывается лаком. Короче говоря, как трафарет.

После того как лак засохнет, готовим раствор хлорного железа, для травления печатной платы, купить можно в любом радиомагазине. Как разводить раствор, написано на баночке, я обычно это делаю на глаз.

Все, опускаю плату в раствор и зубной щеткой потираю плату.

Через некоторое время, плату нужно вынуть из раствора хлорного железа и промыть в теплой воде.

Дорожки лучше облудить припоем, иначе медь очень хорошо окисляется. Далее впаиваем детали, вот и все, печатная плата в домашних условиях готова.

Вот, получилась простая двухсторонняя печатная плата для автомобильного усилителя.

Я с самого детства любил паять и потихоньку осваивал это дело. Процесс пайки достаточно интересный и увлекательный. Раньше я делал все схемы навесным монтажом, который не так прост и в нем можно легко запутаться, это как некая головоломка радиолюбителя.

И вот спустя много лет я решил сделать усилитель звука, для которого мне понадобилась печатная плата, а покупать готовые варианты не мой метод.

В данной статье я покажу, как в домашних условиях сделать качественную плату быстро, легко и без лазерно-утюжной технологии.

Перенести рисунок на плату можно при помощи лазерно-утюжной технологии, но принтера у меня нет. Но зачем ходить в типографию, когда есть способ, который не уступает по качеству и не нужно прогревать рисунок утюгом, так как он может плохо перенестись на плату и придется все делать заново.

Первым делом понадобится фольгированный стеклотекстолит, я купил большой отрезок за 100 рублей в радиомагазине, его хватит на много плат.

Для рисования печатных плат купил специальный маркер, обошелся он в 120 рублей, вместо него можно использовать обычный лак для ногтей, принцип тот же.

Далее вырезаем текстолит по размеру, это можно сделать ножовкой по металлу или канцелярским ножом, сделав несколько прорезей.

На получившийся кусок текстолита наносим рисунок с помощью маркера. Тут главное быть аккуратным и уметь перерисовывать.

Чтобы ножки микросхемы точно совпали с рисунком платы и не было проблем при ее установке, делаем точки напротив каждого вывода.

Популярный и дешевый метод — это ЛУТ (Лазерно-утюжная технология). В этой статье подробно описан данный метод.

Что потребуется

Лазерный принтер (только лазерный, струйный не подойдет), утюг, пара дощечек, бумага, пластиковые контейнеры, наждачка, шуруповерт или бормашина, и раствор для травления.

От чего зависит качество

Качество технологии ЛУТ зависит от тонера и принтера. Еще важно то, с помощью какой бумаги переносится печатная плата на текстолит. На успех влияет и толщина текстолита.

Пошаговый процесс

В каждом этапе подробные комментарии и фотографии с примерами.

Печать дорожек на бумаге

Открываем схему платы. В статье используется программа Sprint-Layout и схема мультивибратора на транзисторах.

Печать схемы на бумагу

Используйте максимальное пространство для печати, чтобы не перепечатывать схему снова и приготовить запасные трафареты.

Не нужно зеркалить плату, если она чертилась со стороны радиодеталей. Так же убираем макросы и другие слои, нам нужны только дорожки и граница платы.

Качество перенесенных дорожек на текстолит зависит и от выбранного типа бумаги.

Существует несколько вариантов:

Обычная бумага;
Глянцевая бумага. Можно использовать из любого журнала;
Подложка от самоклеющихся обоев. Отлично отдает тоннр на текстолит;
Бумага с мягким покрытием. Такая продается на Aliexpress.

Офисная бумага А4 толстая для ЛУТ. Тонер хуже от нее отходит.

Пример неудачного переноса платы на текстолит. Половина дорожек отсутствует.

Пример плохого переноса

С помощью офисной бумаги действительно можно делать печатные платы, но нужен хороший принтер и тонер. Такая бумага капризная, и если вы плохо греете, или перегреете плату, то ничего не получится.

Глянцевая отличается от офисной толщиной. Ее недостаток — она застревает в принтере во время печати. Глянцевая бумага еще легко рвется, и ее легко перегреть, чем офисную.

Подложка от самоклеющейся бумаги и распечатанные платы

Подложка от самоклеющихся обоев обрела популярность среди радиолюбителей. Быстро отдает тонер на текстолит, но и распечатать на ней печатную плату довольно трудно.

Речь идет о мягкой поверхности, с которой снимаются самоклеющиеся обои. Также такая подложка иногда застревает в принтере во время печати.

Не имеет особого смысла вырезать целый формат А4 из таких обоев. В таком формате бумага выскользнет из под фотобарабана во время печати. Используйте небольшие кусочки подложки, чтобы можно было их приклеить к обычной бумаге.

Нельзя использовать жидкий клей и другие жидкие материалы. Вы можете повредить фотобарабан по время печати, и на нем останутся следы. Приклеить можно и самими обоями.

Бумага с мягким покрытием продается на Aliexpress. Она желтого цвета. Аналогично глянцевой бумаге застревает в принтере. Все зависит от вашей модели принтера.

Распечатка и подготовка

Отрезать текстолит можно с помощью ножовки по металлу, ножницами или отрезными дисками.

Подготовка и разметка текстолита

Отрезаем плату с запасом, чтобы было удобнее наносить дорожки во время нагрева утюгом.

Бархатной наждачкой обрабатываем поверхность текстолита. Чистим ее от грязи и микрочастиц меди ацетоном или изопропанолом.

Нанесение дорожек

Понадобится утюг, дощечка, бумага и тара с водой.

Разогреваем утюг до 100 °C, и на деревянную дощечку кладем текстолит. Почему деревянную? Она быстро нагревается и медленно отдает тепло в окружающую среду.

Ставим разогретый утюг на текстолит. Держим в течение 20 секунд. Горячий текстолит схватит бумагу.

Кладем трафарет на разогретый текстолит. Он частично прилипает.

Кладем на текстолит один лист бумаги и гладим утюгом плату в течении одной или двух минут. Бумага нужна для снижения перегрева. Гладить надо аккуратно, без резких движений.

Оставляем плату остывать на пять минут, чтобы тонер не отлип от меди. Помещаем ее в тару с водой.

Удаление бумаги с платы

Также ждем около пяти минут. С помощью пальцев или губки, снимем слой бумаги.

Ни в коем случае не снимайте бумагу ногтями. Так можно содрать тонер с меди.

Удаляем границы на плате. Они не нужны со стороны дорожек.

Восстановление контактов

Дорожки можно восстановить перфорированным маркером или лаком для ногтей. Нанесите на поврежденный участок лак или маркер.

Восстановление дорожек лаком для ногтей

Это защитит медь во время травления в растворе. Дождитесь полного высыхания лака, чтобы он был устойчив к воде.

Все готово к следующему этапу.

Травление платы

Основные и популярные методы:

Хлорное железо. Можно использовать повторно. При неосторожном обращении оставляет следы на одежде и коже;
Медный купорос. Продается в садоводческих магазинах. Медленно травит плату;
Соляная кислота. Быстрый и опасный вариант. К тому же, кислоту трудно достать. Выделяет опасные токсины;
Электролиз. Самый долгий и малоэффективный способ;
Перекись водорода. Доступный и эффективный раствор. Основной недостаток — нельзя использовать повторно. Во время травления образуются осадки, которые замедляют скорость травления.

Компоненты для травления

В этой статье мы будем использовать метод с перекисью. Для платы площадью 100 см достаточно 100 миллилитров 3% переписи водорода, 30 грамм лимонной кислоты и 5 грамм поваренной соли.

Начинается процесс травления.

В пластиковой таре смешиваем все компоненты до полного растворения, и кладем плату в раствор.

Чтобы процесс травления не замедлялся, перемешивайте раствор.

Как ускорить травление

Для повышения скорости травления меди, надо подогреть раствор. Это катализатор химической реакции.

Ватной палочкой перемешиваем раствор для лучшего травления

Подогрев раствора с помощью второго контейнера

Не надо наливать кипяток в сам раствор. Налейте кипяток в другую тару, и поставьте на нее тару с раствором.

Остаются небольшие участки меди

После травления промываем плату в холодной воде и оставляем сушиться. Травящий раствор можно вылить как обычные отходы в раковину.

Сверление

Просверлить отверстия можно как до травления, так и после. В качестве инструментов подойдет шуруповерт или бормашина.

Перед сверлением платы желательно сделать керновку отверстий. Это углубления для точного позиционирования сверла. Если нет керна, можно использовать гвоздь.

Не делайте слишком большие углубления и не берите гвозди большего диаметра, чем будущее отверстие на плате.

Основной недостаток шуруповертов — это их низкая скорость оборотов.

Шуруповертом не получится сделать отверстия диаметром меньше 0,8 миллиметра. От низких оборотов сверло быстро затупится. Если будете сильно давить на сверло сверху, оно погнется или сломается.

У бормашины число оборотов достигает 10 000 в минуту. Поэтому для отверстий менее 0,8 миллиметров лучше использовать ее.

Устанавливаем сверло в цангу.

Центруем сверло и закрепляем.

Во время такого рода работ надевайте защитные прозрачные очки. Опилки могут попасть на лицо от высоких оборотов. Надевайте маску от пыли.

Сверлить надо на дощечке и только перпендикулярно к плате. Если угол будет острый или вы будете держать плату в руках, то сверло вылетит или сломается.

Дальше чистим плату наждачкой, чтобы удалить заусенцы и куски текстолита. Удаляем лишние куски платы и формируем границу с помощью макросов.

Как нанести макросы

Макросы — это рисунки на печатной плате, которые расположены с обратной стороны. И их можно нанести точно также, как и дорожки на плату. Только теперь надо отзеркалить макросы, и потом их можно нанести на обратную сторону платы.

Пайка и проверка работы

Печатную плату почистите бархатной наждачной бумагой. С помощью спиртоканифоли залудите дорожки. Не нужно использовать паяльную кислоту.

Полностью собранная схема

Первые в очереди — это маленькие радиодетали. Сначала паяйте их. Транзисторы и светодиоды чувствительны к температуре, поэтому паять их надо аккуратно и с перерывами.

После пайки проверяем работу схемы. Проверьте плату на наличие металлического мусора. Мультивибратор можно подключить к обычному аккумулятору, с напряжением 4 вольта.

Ошибки во время изготовления

Среди популярных ошибок — это перегрев платы и плохой раствор для травления. Всегда перемешивайте все компоненты раствора, иначе он не начнет травить плату. Во время лужения платы нельзя использовать паяльную кислоту. Она со временем повредит плату, если вы ее плохо почистите.

Еще у некоторых радиолюбителей есть практика лудить платы сплавом Розе. Не стоит так делать, поскольку такой сплав предназначен для выпаивания деталей, а не для постоянной пайки. К тому же, он хрупкий и со временем быстро окислится.

Другие способы

Еще можно сделать печатную плату с помощью фоторезиста, но этот метод сложнее и дороже, чем ЛУТ. Также есть вариант заказать печатную плату по интернету, однако ее придется ждать от двух недель. Да и цена может быть выше, и не получится оперативно устранить ошибку на плате.

А собрать плату можно и при помощи монтажных (макетных) плат.

Пример макетной платы

Изготовить печатную плату дома может любой начинающий. Пробуйте разные методы, разную бумагу для нанесения схемы и экспериментируйте. Только с помощью опыта, пройденных ошибок и полученных знаний можно сделать действительно качественную плату дома.

Очередной раз попросили показать-рассказать, как делать платы, подумал а чего бы не запилить обзор колхоз-технологии.
Печатная плата односторонняя (использован только нижний слой), металлизация все как-то откладывается на потом.

Итак, на выходе из программы трассировки (я уже много лет пользуюсь Autodesk Eagle) нижний слой(!) и маска gerber и exellon. Для удобства, экселлон модифицирую, путем изменения всех отверстий на 0.4мм, так проще попадать.
Прежде всего нужно подготовить фотошаблоны. Для этого использую замечательный, безотказный и простой как 3 копейки GERBV. В новый проект добавляю слои (нижний слой меди, маску, модифицированную сверловку), изменяю цвет фона на черный, цвета слоев маски и меди — белый, сверловка — черная.

После, импортирую получившиеся картинки, расставляю как мне нравится. И отправляю на печать, принтер лазерный

Купить можно у рекламщиков, там же продается спрей KRUSE Toner Density, которым, не то, чтобы обильно но хорошо поливаю получившийся шаблон. Это действо увеличивает плотность тонера, и как следствие контраст фотошаблона.
получается как-то так:

Вырезаю текстолит с запасом, обезжириваю (растворитель и изопропиловый спирт — это вообще два главных химиката, всегда нужны). Накатываю пленочный негативный фоторезист, уже несколько лет использую Ordyl Alpha 350 — доволен как слон. Если фоторезист плохо липнет (скорее всего кончился срок годности) — плату можно подогреть феном или утюгом.

Продается, например, в чипдипе, да еще много где. Выглядит в коробке вот так:

Тонкикий слой фоторезиста покрыт с двух сторон пленкой, полиэтиленовой (матовой и тянущейся) со стороны клеевого слоя, и лавсановой (глянцевой) с лицевой стороны.

Лепить можно под водой или на мыло (как самоклейку), но такой способ проходит только со свежим фоторезистом. Поэтому клею на сухую, постепенно снимая матовую пленку и разглаживая и прижимая от центра к краям. Ничего сложного — потренироваться разве что немного. Если есть ламинатор с регулируемой температурой — вообще отличный вариант, но мой ламинатор прекрасно работавший с ПФ-ВЩ-50, ордил явно перегревает, а переделывать — лень.
После того, как фоторезист на текстолит накатан, на несколько капель воды леплю фотошаблон. Тонером вниз, к плате, это важно! И засвечиваю матрицей UV-светодиодов, расстояние — около 10 см, время экспозиции 7-8 секунд.

На фоторезисте должен отпечататься рисунок будущей платы, он хорошо на глаз заметен.

Важно, после того, как кажется, что весь лишний фоторезист смыт еще подождать 10%-15% времени проявки, потому как даже тонкая, невидимая глазу, пленка помешает травлению.
Результат проявки:

Травление, в горячем хлорном железе, грею градусов до 60, даже старый раствор травит минут за 10 максимум. Но можно травить, в чем душа пожелает, соляная кислота, раствор лимонки и соли, персульфат аммония — все подойдет.

Уже ненужные остатки фоторезиста смываются растворителем или ацетоном.

Если не нарушать технологию, получается довольно качественно. Дорожка 8mil (0.2мм) — без труда и главное — стабильно.

Далее маска, я использую двухкомпонентную FSR-8000, продается много где, а килограммами — в резоните. Маска шикарная, прощает много косяков, имеет великолепную адгезию к текстолиту и меди. В общем это та самая маска, которую используют на производствах. В резоните продается в банках, не дорого.

Как видно — просрочена она летом 2016 года, сейчас на дворе апрель 2019, и это никак не сказывается на результате. Единственное — храню в холодильнике.

Платы обезжириваю изопропиловым спиртом, за неимением трафаретного принтера леплю на малярный скотч к подложке, подложку на тот же скотч к столу, чтобы не двигалось.

Сверху трафаретную сетку, натянутую на рамку. Можно купить на алиэкспрессе (ищется: трафаретная печать рамка) как готовую, так и сетку отдельно, а рамку сообразить из деревяшек. Заклеиваю лишнее тем же малярным скотчем, вываливаю некоторое количество маски
и тщательно растираю резиновым шпателем. Дырок на плате еще нет, поэтому церемониться не нужно, можно возюкать шпателем до получения результата.
Результат примерно такой:

5 минут при комнатной температуре, чтобы маска окончательно растеклась и выравнилась и в печку минут на 30-40-60, сколько не жалко времени. Чем выше температура, тем быстрее сохнет, но не более 95 градусов, иначе потом шкуркой снимать. У меня оптимально получается 80 градусов и 30-40 минут.
После сушки и остывания, маска перестает липнуть. Накладываю фотошаблон (это самый геморройный и творческий процесс), и засвечиваю той же UV-матрицей светодиодов 40 секунд.

После засветки, в том же щелочном растворе проявляю, занимает времени чуть дольше, чем фоторезист, зато не менее красиво. Кисточка опять же помогает, но немного портит глянцевость и красоту маски. Правило то же, после того, как показалось, что вся ненужная маска смылась — нужно подождать еще 10-15% времени проявки.

После, самый долгий процесс дубления маски в печке при температуре 130 градусов. Минимум выходит около часа. По-хорошему, еще дольше.
После запекания, маска становится сильно твердой и снять её можно только механически (наждачкой или напильником).
В качестве печки использую самый дешевый гриль с подключенным китайским PID-регулятором или печку для оплавления.

печка раз

печка два

Далее, сверловка. Из слоя меди и сверловки с помощью FlatCam (тут нужно не забыть и с помощью 2-side pcb tool отзеркалить картинку) готовится gcode для станка, плата закрепляется, по двум самым дальним отверстиям центруется.
, а дальше работает станок, а я пью чай, иногда заменяя сверло и фрезу.
Конечно можно сверлить и вырезать вручную, но на станке быстрее и удобнее.
Результат, не без косяков, но вполне достойный.

Нашел в загашнике маску (та же самая марка, цвет другой), купленную в 2011м году. Хранилась на полке, при комнатной температуре. Отвердитель высох и превратился в камень, а сама маска загустела и местами подсохла. Размешал с отвердителем купленным в 2015м году результат на картинке:

Читайте также: