Мы все в той или иной степени сталкивались или сталкиваемся с потребностью в изготовлении печатных плат.
И в этой статье будет рассказ про альтернативные технологии (и не только), которые могут помочь в этом.
Любой, кому приходилось выбирать печатную плату, думал, на какой технологии остановиться? Большинство выбирает в качестве наиболее простой технологии широко известный лазерно-утюжный (ЛУТ) подход. Однако ввиду складок на фольге, растрирования лазерным принтером изображения и других причин результат оставляет желать лучшего.
Кстати говоря, небольшая справка: если кто не знал, то растрирование в лазерных принтерах применяется с целью избежать «краевого эффекта», суть которого заключается в том, что лазерный принтер ввиду физических ограничений никак не сможет создать изображение на бумаге, полностью залитое монолитной заливкой каким-либо цветом.
Вернее сказать, сможет, но такая монолитно залитая область будет отличаться неравномерностью цвета: если, например, принтер чёрно-белый, то края такой области будут более чёрными, чем центр.
Причина в неравномерности распределения электростатических зарядов по плоскости.
С целью избежать этого применяется искусственное разбиение изображения на отдельные точки (то есть так называемое растрирование), что позволяет практически нивелировать этот эффект.
Он, конечно, всё равно наблюдается, но в рамках отдельной микроскопической точки, что уже не обнаруживается глазом.
Тем не менее, при изготовлении печатных плат по технологии ЛУТ такое растрирование служит свою отрицательную роль — дорожки печатных плат получаются «дырчатыми, как решето», что вызывает необходимость в их пропаивании. А это время, усилия.
Избежать этих проблем позволяет другая известная технология — использование плёнки-фоторезиста, что даёт возможность изготавливать платы достаточно высокого качества и недорого.
Тем не менее, у совершенства нет пределов, и многие стремятся избежать лишних процедур, связанных с ЛУТом или фоторезистом.
И для этого можно применить один из самых простых способов, который позволяет получить сразу готовую плату — фрезерование дорожек и сверление отверстий на широко известном среди любителей ЧПУ-станке — CNC3018/Pro и его клонах.
«Каких-то 27 000 руб. (в среднем)» и вы получаете готовую печатную плату сразу после нажатия на «Пуск»:
Тем не менее, этот станок тоже не у всех есть, кроме того, многие осознанно избегают фрезеровки с целью избежать лишнего шума.
В таком случае применяется альтернативный подход, который лично мне нравится своей относительной бесшумностью — рисование печатной платы с использованием маркера. Для этого вполне можно использовать 3D-принтер типа «дрыгостол» :-)
Кстати сказать, именно этот последний способ я и собираюсь применить в ближайшее время, так как уже наполовину построил такой станок.
Чем он ещё хорош, с моей точки зрения: единожды настроив станок на уже уложенную конкретную плату, можно сначала нарисовать дорожки, а потом сразу же, сменив инструмент, высверлить все отверстия для компонентов (так и рекомендуется делать — сверлить до травления, чтобы при сверлении не повредить мелкие элементы).
Таким образом, с помощью такого рисовального станка рисуются все дорожки, после чего плата травится только в открытых от краски местах.
Кроме своей малошумности, этот метод можно ещё упростить, если в качестве травящего раствора использовать не хлорное железо, а известную альтернативу — раствор из перекиси водорода, лимонной кислоты и соли.
Альтернативным такому подходу является окрашивание фольгированного текстолита какой-либо краской (частенько используют распыляемую краску из баллончиков). После высыхания её прожигают с помощью лазерных станков разной мощности, при этом выгорает только краска, а сам металлический слой остаётся. Причина этого — использование недорогих, слабых CO2-станков, длина волны которых не позволяет работать по металлу (нужен волоконный лазер, т. е. другого типа). Либо же используют недорогие, слабые диодные лазеры:
Те же редкие счастливцы, у которых есть волоконный лазер, длина волны которого позволяет обрабатывать металлические материалы, могут себе позволить изготовить печатную плату без каких-либо травильных процессов сразу и даже с отверстиями:
Ещё более редким зверем является известный робот, рисующий печатные платы паяльной пастой — после нагревания такой платы на выходе получается качественное изделие с уже «пропаянными» дорожками:
Тем не менее, его дороговизна и практически полное отсутствие на рынке делают его использование сказочным (если только вы не соберёте аналогичного робота самостоятельно).
Из любопытного ещё можно отметить маскирование дорожек на обычном 3D-принтере, печатая прямо по медной фольге платы flex-пластиком:
Однако это всё относительно стандартные технологии, которые в той или иной степени известны многим.
Тем не менее, существует и ряд интересных альтернативных подходов, не знакомых широкой публике, о которых и будет ниже.
Один из таких способов был показан на канале Applied Science:
Cуть его заключается в следующем: сначала создаётся перенасыщенный раствор медного купороса, состоящий из собственно медного купороса, к которому затем прибавляется тартрат меди.
Как объясняет сам автор, такая связка служит для того, чтобы создать высокую концентрацию меди в растворе, так как без тартрата меди, который служит хелатирующим агентом (захватывающим ионы металла), на определённом этапе медный купорос просто перестал бы растворяться и невозможно было бы достичь той высокой концентрации, которая необходима для опыта.
Кроме того, в раствор добавлен формальдегид, который выполняет восстанавливающую роль и позволяет меди, содержащейся в растворе в окисленном состоянии, при определённых условиях вернуться обратно в металлическую форму.
Также раствор содержит едкий натр, выполняющий роль регулятора кислотности, так как весь описанный далее процесс протекает только при высоком уровне кислотности раствора.
Кроме перечисленного, в раствор добавляется и сода, которая служит своеобразным буфером, так как в ходе химических реакций образуется излишняя кислота, уровень кислотности раствора изменяется, а добавленная сода автоматически вступает в реакцию с этой кислотой, поддерживая нужный уровень кислотности раствора.
Автор признаётся, что он провёл множество экспериментов, и раствор, состоящий из компонентов, перечисленных выше, показывает наилучшие результаты.
Это что касается раствора для меднения.
Кроме этого, необходимо приготовить и раствор катализатора, представляющего собой небольшое количество хлорида палладия, растворённого в соляной кислоте, после чего к получившемуся раствору добавляется небольшое количество хлорида олова.
Дальнейшая работа с раствором заключается в последовательном погружении детали (перед этим тщательно вымытой и обезжиренной) в раствор катализатора с последующей промывкой, после чего деталь окунается в раствор для меднения, что вызывает восстановление меди на поверхности детали, другими словами, её осаждение на деталь.
Автор пробовал такое осаждение на поверхности стеклотекстолита, а также на поверхности 3D-печатных деталей — простых пластинок, изготовленных из прозрачной фотополимерной смолы (на фотополимерном принтере). Как показали эксперименты, процесс протекает вполне успешно.
Однако автор решил усложнить ход эксперимента и попробовать задуматься вот над чем: а можно ли как-то осуществить селективное осаждение меди только в тех местах, где необходимо?
В ходе решения этого вопроса была выдвинута идея, заключающаяся в том, что, по большому счёту, взаимодействие жидкого раствора с поверхностью зависит от того, смачивается ли поверхность этим раствором или нет.
Так как в качестве первичного раствора выступает раствор катализатора, то необходимо каким-то способом сделать так, чтобы к каким-то местам детали этот раствор хорошо «прилипал», в то время как к другим — не прилипал вовсе.
В качестве такого агента, регулирующего смачиваемость поверхности, изначально был выбран лаурилсульфат натрия — известное анионное (то есть с отрицательно заряженной молекулой, позволяющей прикрепляться к положительно заряженным поверхностям) поверхностно-активное вещество (ПАВ).
Однако его результаты оказались не лучшими, поэтому после множества экспериментов была найдена отлично работающая альтернатива, катионное поверхностно-активное вещество — дидецилдиметиламмония хлорид, представляющее собой дезинфицирующее средство, которое может, в частности, использоваться не только для уничтожения плесени и грибков, но и, как показывают дальнейшие эксперименты, вполне годится и для изготовления печатных плат! ;-)
Совершенно случайно в ходе эксперимента автором была выявлена интересная зависимость: так как на названные выше прозрачные пластиковые пластины он наносил перпендикулярные риски с использованием лазера, предназначенные для отмерения участков, с разной концентрацией раствора, с разными временем удержания пластины в растворе и т. д., было обнаружено, что с использованием вот этого последнего ПАВ медь оседает особенно прочно на тех участках, которые были обработаны лазером.
Автор сделал предположение, что такая лазерная обработка отрицательно заряжает поверхность, что позволяет к этой поверхности особо прочно «приклеиться» катионному ПАВ с последующим прочным осаждением меди на это место.
Получается, что половина задачи решена, теперь необходимо каким-то образом добиться, чтобы медь не оседала на ненужные места…
Ответ напрашивается сам собой: нужно просто покрыть деталь чем-то, что отталкивает воду! А что у нас лучше всего отталкивает воду, из доступного? Обычное масло!
Таким образом, эксперимент был несколько преобразован:
- поверхность детали была тщательно смазана маслом;
- после чего поверхность в некоторых местах была обработана лазером (то есть масло испарено лазером);
- далее деталь была окунута в раствор уже названного выше катионного ПАВ (на 1 мин.);
- далее деталь помещена в раствор катализатора (на 2,5 мин.);
- после чего деталь была помещена в раствор для меднения ( 40°C, на 1,5 часа).
В результате было получено хорошее медное покрытие и только в тех местах, где нужно!
Чем хорош этот способ: с его использованием можно изготавливать двусторонние печатные платы, одновременно проделывая лазером сквозные отверстия, соединяющие две стороны платы друг с другом. При последующем меднении эти отверстия также покрываются внутри медью и служат соединительными каналами между двумя сторонами платы!
Ещё одним плюсом такого процесса, «с активацией» лазером участка поверхности для последующего нанесения металла, является то, что можно использовать для нанесения металла любые криволинейные поверхности!
Это означает, в частности, что печатная плата, изготовленная с использованием такого процесса, может быть расположена, например, на любой поверхности 3D-печатной детали, не требуя отдельной платы из текстолита и располагаясь прямо на поверхности модели!
Кроме того, автор случайно открыл ещё один любопытный способ создания металлических дорожек: если добавить в эпоксидную смолу оксид меди и хорошенько перемешать, то после застывания этой массы, если по ней вести несколько расфокусированным лучом CO2-лазера, оксид меди восстанавливается до металлической меди и на поверхности остаются медные дорожки! Причём на базе такого подхода были собраны печатные платы, которые вполне себе хорошо работали. Как отмечает автор, процесс хорошо осуществляется, однако нужно ещё поработать над более крепким удержанием дорожек на поверхности (на его взгляд, они ещё недостаточно прочно держатся и это можно улучшить):
На картинке выше, в самом низу (жёлтые дорожки на треугольной фигуре) показан результат «активации» поверхности волоконным лазером с последующим окунанием в катализатор и раствор для металлизации. На картинках выше показана печатная плата из эпоксидки с оксидом меди. Сразу напрашивается мысль создать свой филамент для FDM-печати с оксидом меди;-)
Кроме того, им было выявлено, что меднение (с раствором катализатора и раствором для меднения) не работает с PLA-пластиком (то есть деталями, сделанными из него), так как высокая кислотность раствора его попросту разрушает…
Ещё один альтернативный и весьма интересный процесс показывается вот в этом исследовании:
Автор нашёл научную работу 1982 года, посвящённую лазерному выборочному меднению, и решил её проверить на практике: для этого он взял медицинскую чашку Петри, налил туда водный раствор медного купороса, после чего погрузил в этот раствор медную пластину и стал водить по ней диодным лазером с длиной волны 450 нм мощностью 5 Вт, включённым на полную мощность.
Как он сам описывает этот процесс, несмотря на то, что эта длина волны очень плохо поглощается медью, почти сразу после включения сфокусированного лазера от чашки появился звук потрескивания, и в тех местах, где лазер проходил по поверхности пластины, начала появляться на её поверхности свежая медь. Причём, как он отмечает, это не снятие оксидной плёнки или что-то подобное, происходящее с медью под воздействием луча, а именно осаждение свежей меди из раствора.
Что особенно любопытно: несмотря на то, что это электролитический процесс, он протекает без какого-либо воздействия электрического тока! То есть, как можно видеть на видео, пластина в ванной ни к чему не подключена!
В названном выше научном труде 1982 года говорится, что причиной такого осаждения меди является то, что существенное повышение температуры водного раствора медного купороса приводит к сдвигу потенциала покоя в положительную сторону.
Таким образом, в такой ванне прогретая область металла выступает в качестве катода, в то время как окружающая её более холодная область металла работает как анод.
Такое состояние дел, в свою очередь, приводит к тому, что эти две области начинают взаимодействовать как обычная электрохимическая ячейка, и медь начинает осаждаться на катоде.
Другими словами, при таком мощном локальном нагреве образуется разница напряжений между горячей и холодной зонами, и между ними возникает электрический ток.
При этом наблюдается один нюанс: более горячая зона покрывается свежей медью, а окружающая, более холодная зона подвергается травлению.
Таким образом, если этот эксперимент проводить достаточно долго, то окружающая зона протравится достаточно сильно, и контакт с более горячей зоной полностью разорвётся.
Кроме того, это означает ещё и следующее следствие: если лазер перемещается по металлу из одного места в другое, то в каждом новом месте, где находится лазер в данный момент, происходит осаждение металла, и при этом одновременно происходит травление предыдущих мест, где происходило осаждение до этого.
Таким образом, существуют физические ограничения того, насколько толстый слой металла можно нанести на каждое новое место, так как получается, что толщина слоя металла — это некий компромисс между его нанесением и растворением. Предположительно, используя быстро двигающийся лазер со сканирующей головкой (оптоволоконный), можно поддерживать высокую температуру нагретых мест «везде сразу» и таким образом не допускать их паразитного травления.
Для ускорения процесса такого осаждения существенное значение имеет мощность лазера, а также термоизолированность места, на которое происходит осаждение, так как при прочих равных условиях, чем более высокую температуру можно достичь с помощью лазера, тем быстрее будет откладываться медь.
Для осуществления высокой термоизоляции в научных опытах для этих целей применяется оксид алюминия или сапфир в качестве подложки под металлом — в видео выше автор также проверил эту информацию, используя в качестве подложки оксид алюминия, на который наклеил медную фольгу. И действительно, процесс шёл многократно быстрее и меди откладывалось намного больше.
Также такой способ позволяет наносить слой меди на нержавеющую сталь, где в качестве катода выступает пластина из нержавеющей стали, а в качестве анода — медная деталь.
Процесс также протекает в водном растворе медного купороса, где лазер, работающий по поверхности нержавеющей стали, также смещает его потенциал покоя, что приводит к прямому осаждению меди на поверхность стали.
Но и это ещё не всё! Подобный подход с использованием лазера позволяет осаждать металлы прямо на поверхность токонепроводящих объектов, например, на текстолит или стекло (да здравствует стеклянная печатная плата).
Для проведения такой работы был применён несколько иной раствор, состоящий из следующих компонентов:
- глицерин;
- едкий натр;
- медный купорос;
- этиловый спирт.
В комментарии автор говорит, что, предположительно, вместо медного купороса следует взять хлорид меди, так как металл из такого раствора будет осаждаться в более лучшей зернистой структуре, однако у него такого не было, поэтому пришлось использовать медный купорос.
Кроме того, для создания аналогичного раствора можно использовать вместо этанола формальдегид, а вместо медного купороса — тартрат меди.
Вкратце, суть применения подобного раствора заключается в том, что раствор находится в стабильном состоянии, но выходит из него при поступлении внешней энергии, например, в виде лазерного излучения (более подробное научное объяснение приведено в ролике выше, начиная с 10:15), при этом наблюдается осаждение меди в нагретой зоне, а реакция протекает тем активнее, чем меньше жидкости в растворе (надо полагать, что это связано с возможностью более активного нагрева горячей зоны и уменьшением возможностей по термопереносу).
Показателем успешно протекающей реакции является потрескивающий звук, который вызван активным выделением микропузырьков водорода в нагретой зоне.
Как отмечает автор, его возможности были несколько ограничены, так как он использует достаточно слабый лазер, и более мощные лазерные установки, по идее, должны показать в этом процессе более хорошие результаты.
Кроме того, по его предположениям, так как он использует не совсем подходящую длину волны, это также уменьшает эффективность.
Тем не менее, как можно видеть по видео, такой подход очень интересен тем, что он фактически позволяет «рисовать медью» по поверхности непроводящего материала, используя лазер!
При этом под микроскопом видно, что нанесение получается достаточно качественным, хотя и несколько пористым в некоторых местах:
Предположительно, количество пор напрямую обусловлено количеством пузырьков водорода, выделяющегося при этом процессе, таким образом, путём экспериментов следует подобрать такую мощность лазерного излучения, чтобы она была оптимальной для создания удовлетворяющий по качеству медной поверхности.
Подытоживая, можно сказать, что электроника плотно проникла практически во все сферы нашей жизни, и, думается, мы увидим в дальнейшем ещё более впечатляющие варианты технологических приёмов её реализации, а какие-то её приёмы вполне можно будет попробовать применить и в своей практике.
Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?
Комментарии (60)
zhogar
23.05.2024 15:27+3Хорошая статья.. Спасибо. Добавлю от себя лишь это..
DAN_SEA Автор
23.05.2024 15:27+3Волоконник :-). "Каких то 250 000 руб и проблема с платами снята" :-)
Wik0
23.05.2024 15:27+2Не все так просто. Волоконник у меня есть, пробовал изготавливать платы. Было 3 года назад, может что подзабыл, но проблема в том, что текстолит тоже сжигается (даже скорее обугливается) при воздействии лазером, поэтому проще покрасить, сжечь краску и травить. Так, кстати, делают и в том видео в статье, про которое автор писал, что мол без травления процесс. Сейчас опыта работы волоконником больше, может попробую ещё поэкспериментировать.
zhogar
23.05.2024 15:27+4Добавлю еще немного информации.. Справочник содержащий достаточно много химических рецептов, в том числе и для травления печатных плат..
Шкержик Я. Рецептурный справочник для электротехника, 1971.
Был когда-то очень давно у меня в печатном виде, куда дел, не знаю.. может кому-то задарил.. Но издание весьма ценное.. Загуглите сами..
DustyZebra
23.05.2024 15:27+3То ли я пропустил, то ли забыли использование SLA принтеров для засветки. Народ так же делал прямую печать на заготовке и лазерными, и струйными принтерами.
Или вот еще моя поделка
https://www.youtube.com/watch?v=zA2SxA9U4ys
но баловство вот это все :)
Yuri0128
23.05.2024 15:27Не, ну односторонние платы с фоторезистом вполне норм засвечиваются полимерником (от фоторезиста время зависит: 20-80 сек). Вот с двухсторонними проблема с совмещением, можно делать шаблон на 3Д принтере - норм тогда, без шаблона - хрен попадешь. А делать шаблон на разовую плату - та ну нафиг.
Сейчас рисую лазером (типа HLDI - поискать в Инете), вполне совмещаются стороны + точность выше чем на фотополимернике (странно, да? Там пятно 50 мкм + рассеивание дает несколько хуже результат, лазером пятно 30-35 мкм уже с учетом рассеивания или 14 мкм по длинной стороне без учета, пятно вытянутое). Затраченное время больше, но терпимо. Ну и как на полимернике можно маску рисовать. Ну и оба метода сильно удобнее лазерно-утюжного метода, в первую очередь по точности размеров.
tigreavecdesailes
23.05.2024 15:27+1Вот с двухсторонними проблема с совмещением
Кроме плёночного шаблона, печатаю также бумажный (любую сторону). Кладу его на текстолит и намечаю шилом два максимально удалённых отверстия по диагонали. Сверлю их (хотя, наверное, можно и маркером, главное чтобы было видно). Дальше фоторезист, все дела. И уже при экспонировании совмещаю напечатанные отверстия на плёночном шаблоне с этими двумя просверленными. Точность очень высокая. Получается сделать ободки 0.5мм и не порвать их при сверлении.
almaz1c
23.05.2024 15:27Жизнь одна. Жизнь коротка. И тратить ее на ЛУТ, когда двуслойка в Китае стоит пару долларов за пять плат....
iliasam
23.05.2024 15:27+7Вот именно, что ждать месяц, пока почта соизволит довезти плату, часто не хочется.
DAN_SEA Автор
23.05.2024 15:27+2Ага, именно так. Поэтому и делаю себе полуавтоматическую (в смысле автоматическую, но из отдельных "секций") систему. Чтобы можно было по-быстрому сделать себе что то.
almaz1c
23.05.2024 15:277 дней от дверей завода до двери моей квартиры.
Да если даже и месяц, - вы же не сидите перед дверью квартиры 30 дней, сложив руки на коленях, в ожидании посылки.
DAN_SEA Автор
23.05.2024 15:27+4В Россию доставляют? С оплатой как? "Через третьи руки" ? :-)
P.S. Интерес не праздный, действительно интересно для дела.
Так как интернет нам говорит что "Начиная с марта 2023 года китайская компания Jlcpcb.com перестала отправлять заказы в Россию, это связано с санкциями. "
almaz1c
23.05.2024 15:27Есть 100500 курьерских компаний, которые сделают вам виртуальный адрес в Китае. Как правило, это адрес их склада где-нибудь в Гуанчжоу + ваш личный идентификатор (какое-нибудь четырехзначное число, например. Чтобы вашу посылку можно было отличить от посылок других клиентов). Схожий принцип используется во всяких Бандерольках, доставляющих из штатов.
Далее создаете учетку в Jlcpcb и указываете в качестве адреса доставки этот самый виртуальный адрес. И все. доставка по Китаю SF Express-ом - 1 день и $2-3. Доставка из Китая до Москвы автомобилем 2-4 недели (как повезет) за ~$10/кг. Либо авиа - 3-7 дней (как повезет) за ~$30/кг.
Примечание, если в Jlcpcb планируете заказывать и монтаж, то учетку нужно создавать (и логиниться) под VPN.
С оплатой как?
Любой не Российской картой. Таковой, по-моему, только самые ленивые домохозяйки не успели обзавестись на третий год санкций.
iliasam
23.05.2024 15:27+3Вот и пришли от "пару долларов за пять плат.... ", к варианту
- заплати за платы и доставку по Китаю
- подожди, пока завод сделает платы
- подожди, пока платы доедут до форвардера
- подожди, пока форвардер у себя по складу потаскает посылку (я на таком до 3 дней терял)
- заплати форвардеру за обслуживание и доставку в Россию
- жди, пока почта их доставит.
Из того, что я видел, скоростные виды доставки были дороже (до 50$).Самое чудесное - через месяц ожидания (или быстрее, но отдав кучу денег за доставку), обнаружить, что в плате серьезный баг, который перемычками сложно исправить:)
almaz1c
23.05.2024 15:27Если для вас $50 ощутимая сумма, то, похоже, остаётся только вручную изготавливать платы.
Но как же вы вообще занимаетесь разработкой электроники, ведь на компоненты уходит на порядок больше чем на платы? И их все равно нужно заказывать и ждать из Китая.
nafikovr
23.05.2024 15:27+2если 50 баксов это не ощутимая цена, то проще уже у местных заказать. и нет, ждать из китая компоненты как правило не нужно
almaz1c
23.05.2024 15:27ждать из китая компоненты как правило не нужно
И как вам удается разрабатывать электронику не заказывая компоненты из Китая?
проще уже у местных заказать
вы случайно не теоретизируете?
вот парочка моих недавних заказов с Jlcpcb:
Можете наблюдать те самые двуслойки по 2-5-7 долларов за пять штук. Плюс монтаж смд пассивки - 10-15 долларов за те же самые 5 плат. Итого Китайцы за копейки экономят мне десятки часов времени на каждой плате (на каждом прототипе изделия).
При таких расценках ЛУТить и паять платы самому - это сливать свою жизнь, свое время в унитаз.
П.С. Реально, седовласые динозавры, продолжающие применять методологии и инструменты середины прошлого века)
nafikovr
23.05.2024 15:27+3И как вам удается разрабатывать электронику не заказывая компоненты из Китая?
мне даже исконно китайские компоненты проще заказать у местных поставщиков.
вы случайно не теоретизируете?
Отнюдь
При таких расценках ЛУТить и паять платы самому - это сливать свою жизнь, свое время в унитаз.
во-первых, выше вы иронизировали назвав цену в 50долларов как "ощутимой", разговор был именно об этом. тем более я ничего не говорил про лут и самостоятельное изготовление. заказывая у местных производителей (как платы, так и компоненты) я экономлю не десятки часов на каждой плате, а сэкономил годы за все время своей работы. да, дороже. да, я тоже зазаказываю платы в китае. но только когда речь идет о серийке, а не когда доставка обходится сравнимо с заказом платы в России.
almaz1c
23.05.2024 15:27тем более я ничего не говорил про лут и самостоятельное изготовление
тогда что мы обсуждаем? Что вы мне доказываете?)
nafikovr
23.05.2024 15:27+3я доказываю? я просто высказал мнение что проще заказать у местных, чем платить 50у.е. за доставку
iliasam
23.05.2024 15:27+3Это за какие деньжищи? Дешевая доставка в JLCPCB всегда отправлялась обычной почтой.
Кроме того, я меня лично сложилось ощущение, что JLCPCB подвирают про быстрое производство дешевых плат. Сколько ни заказывал - на сайте плата уже произведена, выдан трек-номер, но реально посылка начинает двигаться еще через несколько дней. Вот и выходило, что между заказом производства и началом движения посылки проходило 5-7 дней. На а дальше почта еще подтупит, хорошо, если посылку не оправят в Подмосковье через Новосибирск." вы же не сидите перед дверью квартиры 30 дней, сложив руки на коленях, в ожидании посылки."
Иногда отсутствие платы не позволяет завершить какой-то проект, а через месяц, может, времени не будет, и интерес пропадет, забудутся какие-то детали проекта, да и ожидание само по себе как-то не радует.
nixtonixto
23.05.2024 15:27но реально посылка начинает двигаться еще через несколько дней
Они не отправляют гонца на почту каждый раз, как будет готов очередной заказ. Они упаковывают платы, клеят трек-номер и кладут на склад. По заполнению склада вызывают перевозчика и отгружают всё что скопилось.
klounader
23.05.2024 15:27+7В вас пропал дух авантюризьма!
Видимо у нас разные соображения по поводу продолжительности жизни и качественном её наполнению. Но ЛУТ - это час времени на изготовление платы, вместе с перекурами. Если проект несложный, то можно и вовсе маркером набросать, в раствор бросить, и вот уже есть какая-то основа для деталюшек. Я, например, освоил двухсторонний ЛУТ, как минимум, из спортивного интереса. Из Китая же ждать месяц. К тому времени оно может быть и не интересно давно, да и косяки уже не поправишь. А то и вовсе ещё раз пять всё перерисуешь за это время. Зачем вам пять уже ненужных плат с косяками через месяц за пару долларов, если нужна одна для теста вот прям щас и желательно из подручных материалов, практически бесплатно? Из Китая, уже после того, как всё отработано и уровень Perfecto приблизился к 100%, можно и заказать красивое и годное в необходимом количестве.
Nick0las
23.05.2024 15:27+4Плюсую. Я тоже давно освоил двусторонний ЛУТ. Но сделать плату ЛУТом за час это очень оптимистично, ну или плата очень простая так что сверлить нечего. И есть еще особенность - платя для ЛУТ и платы под заказ нужо разводить по разному. Делая плату для ЛУТ нужно помнить об ограничениях и узких местах ЛУТ, избегать узких дорожек, а пятаки делать с запасом.
klounader
23.05.2024 15:27если количество тонера нормальное, то и переводится нормально. у меня не возникало проблем с тонкими дорожками, если перевод не закосячил утюгом. сто лет назад перешёл на ламинатор, и там передавить нереально уже - всё равномерно и практически не расплывается. микроны ловить на коленках не собираюсь, а в 0.3 мм можно и утюгом без проблем укладываться.
древняя жесть и маркерные технологии
Nick0las
23.05.2024 15:27+1Осаждение меди из раствора - интересная технология. Конечно осаждать на FDM печатные детали смысла нет (как потом паяться, сплавом Вуда что-ли??), а вот на тефлон или на капролон можно попробовать. Хотя технология не из простых конечно. Остается вопрос - прилипнет ли медь к тефлону, даже если по нему лазеолм насечки сделать.
По поводу влияние растра принтера на ЛУТ - его влияние сильно преувеличено. При переносе тонера он растекается настолько, что можно случайно соеденить соседние дорожки с мелким шагом.
LAutour
23.05.2024 15:27+1Изготовление плат ЛУТ заметно прощается и улучшается, если вместо утюга использовать ламинатор (равномерный нагрев и давление при переводе рисунка).
NickDoom
23.05.2024 15:27+1Двухслойку по безутюжной технологии сделать проще простого — сложил, совместил слои четырьмя гвоздями и проклеил.
Но я предлагаю отважным духом героям попробовать BGA со снятыми шарами на многослойку:
Фиолетовый — чип, зелёный — падка, с которой снят шар, коричневый — текстолит, красный — медь, серебристый — припой. В рабочем слое пробивается уменьшенное («капиллярное») отверстие, в проходных слоях — обычное, кроме верхнего (прилегающего), там тоже «капиллярное».
Вот это будет действительно нестандартно и станет топовой статьёй даже в случае фиаско, просто в качестве попытки :)
RuddyRudeman
23.05.2024 15:27+2А мы как раз разрабатываем прямо сейчас девайс на эту тему :)
almaz1c
23.05.2024 15:27а переходные отверстия высверливать и паять вручную?
RuddyRudeman
23.05.2024 15:27+1основной вариант - это раскиданные по заготовке предизготовленные виашки, вокруг которых ты разводишь (см скриншот). плюс ряды отверстий по периметру тоже в качестве виашек можно использовать. но если где то прям надо, то тот же лазер делает отверстие, которое потом запаиваешь вручную медной заклёпочкой (будут в комплекте) или проводочком.
almaz1c
23.05.2024 15:27+2звучит жизнеспособно. Какая планируется стоимость станка/заготовок/расходников?
RuddyRudeman
23.05.2024 15:27+4пока публично не могу озвучивать цены, но станок будет сравним по цене с хорошими 3д принтерами. знаю, что очень растяжимое понятие, stay tuned :) когда начнём активно пиарить, напишем на хабр
Moog_Prodigy
23.05.2024 15:27Судя по лазеру там волоконник. А хороший волоконник стоит очень хорошо. Если это не одноразовый. Значит в районе 500 тысяч.
У меня была идея тоже подобный станок сделать. Но не потяну. Чтобы на входе голый текстолит, на выходе готовая плата. Вся химия внутри, травление вот это все. Собственно рисование дорожек лазером и сверловка отлично поддаются автоматизации, а вот травление и промывка - не особо. Куча автоматики и манипуляторов. И займет это все полквартиры. Ну, может кто и сделает в будущем.
RuddyRudeman
23.05.2024 15:27+1Ага, там многоразовый волоконник :) вы бы удивились если бы узнали цены на источники напрямую от производителя. Мы решили исключить из процесса любую химию, девайс заточен именно под прототипирование, поэтому переходные отверстия уже раскиданы сеткой на заготовке. В редких случаях, когда это необходимо, можно сделать кастомные переходные запаиваевыми заклёпками.
Moog_Prodigy
23.05.2024 15:27Топором разводка велась?
RuddyRudeman
23.05.2024 15:27+2неа, это альтиум, и в нём и в кикаде уже давненько круглые дорожки завезли.
juray
23.05.2024 15:27Да еще в PCAD можно было повороты дорожек скруглять.
Если не в 2002-2004, то уж в 2006 точно.
juray
23.05.2024 15:27В топоре у дорожек не было бы такого количества строго горизонтальных и вертикальных участков дорожек - он тащит по кратчайшему пути, и результат выглядит довольно хаотично для глаза, привыкшего к трассировке по сетке.
iliasam
23.05.2024 15:27"removing copper and solder mask from special ceramic blanks"
То есть плата - керамическая? Так понимаю, в таком случае заготовки очень дорогие будут. И что с хрупкостью?RuddyRudeman
23.05.2024 15:27+2ага, плата керамическая. иначе обычный текстолит обугливается и смола деградирует от нагрева. заготовки будут не дешёвые, но и не то чтобы заоблачно - порядка 2-3 баксов. ну это по принципу полароида - хочешь моментальный снимок - доплачиваешь за скорость. когда разрабатываешь девайс - оно того стоит. мы уже сейчас используем прототип в работе над девайсом, и это конечно сильно меняет отношение к процессу, когда можешь распаять какую нибудь микруху или сделать кастомный адаптер под мелко-хитрый коннектор за пол часа (большая часть времени на пайку уходит). Перестаёшь так бояться ошибиться, ведь цена ошибки в плате - пара баксов и пол часа, вместо недели.
RuddyRudeman
23.05.2024 15:27+1хрупкость конечно есть, но не критично. если с высоты стола на плиточный пол уронить - расколется. но в руках и при работе достаточно прочная, так что не проблема.
zhogar
23.05.2024 15:27Мне одному показалось, что слой раствора медного купороса на видео, слишком большой.. из-за чего может происходить преломление луча лазера, и как следствие расфокусировка луча на предмете..
Gryphon88
23.05.2024 15:27Там в статье путаницы нет с едким натром? Он создает сильнощелочную среду, а в тексте говорится про кислую. Ну и палладий... С гипохлоритом не получится?
Кстати, зачем это может быть надо: можно поиграть в "зеленость" и крайнюю жадность. Хлорное железо со временем все хуже травит, но из него достаточно легко "достать" медь, пусть и в нетоварных количествах. А так и ХЖ регенерировали, и медь для плат получили :)
ahdenchik
23.05.2024 15:27А пока технологии ещё не достигли: посоветуйте хороший принтер который делает фотошаблоны без засветов? Видимо, это будет струйный
Aquahawk
23.05.2024 15:27+1Есть ещё приколы типа ротоспрея https://www.youtube.com/watch?v=E2uBHVWGrqQ
Muzzy0
23.05.2024 15:27+1Работаю в компании, которая делает (только начинает, на самом деле) машины для laser-deposited печати, но, несколько по другому принципу. Есть специальная плёнка, на которой размазывается паста, которой будем печатать. То есть, печатать можно всем, из чего можно сделать пасту. Пока, в процессе внедрения, печать паяльной пастой (чтобы не делать маску для каждого единственного прототипа) и медью.
dmi3soloviev
23.05.2024 15:27+1Во времена "до 3d принтеров, CNC и ЛУТ", оптимальным для себя выбрал обклеивание обезжиренного двухстороннего текстолита скотчем серого цвета, с последующим вырезанием и травлением.
Технология позволяла проводились до 2х дорожек между ножек 2.54 (рассверленных дрожащей рукой) и изготавливать платы довольно большого размера (полноразмерная плата расширения PC XT). Наиболее сложным было обклеить плату лентой встык, без нахлестов и зазоров.
Возможно, проплавление клейкой пленки маломощным лазером было бы разумной реинкарнацией технологии начала 90х
archichi
23.05.2024 15:27Давно мечтаю вот о чём. Мы все прекрасно знаем ЛУТ. А что нам мешает подумать над тем, что надо добавить в тонер что бы было обычное осаждение меди. Ведь процесс меднения например железа идет просто замечтательно. Если добавить в тонер лазерника сразу нанопорошок металла то дорожка сама покроется медью причем селективно. Я пробовал по видео от Гайвера меднить детали 3д принтера. Да это работает но столько минусов что это не то что надо. Была мысль просто напечатанную плату перенести ЛУТ на текстолит и поверх натереть дорожки графитом и так же меднить. Но вылезет много проблем. По этому только изменив состав тонера можно будет добиться 100% качества причем это будет готовый переносимый слой меди со 100% прорисовкой и можно будет не думать о текстолите а перейти на плотный картон, акрил и прочее - для поделок 100% хватит. Ну что скажете? Есть мысли?
iliasam
Я вот все пытаюсь сделать автоматизированную установку, которая сможет сама:
Сверлить отверстия в плате
Наносить пленочный фоторезист
Экспонировать фоторезист
Проявлять фоторезист
Промывать плату
Выполнять правление (под вопросом)
https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=8&t=177754
К сожалению, проблем на пути много. Механика выходит довольно сложной, а доступа к нормальным станкам у меня нет.
DAN_SEA Автор
Достойно! А я прямо сейчас делаю рисовалку по фольг. текстолиту (маркером), далее - переворот головки и сверловка ей же. В качестве сверлильного шпинделя - "самолётный" двигатель на 2200 kv с надетым на ось - микро сверлильным патроном.
Далее планирую маленькую настольную установку с 3D печатными деталями - для запайки пинов в плату и платы -в "матплату". Принцип пайки - микроволной.
Зачем вообще мне это надо: PCBWAY отвалился из за санкций. Другие конечно есть..Но - морочиться не хочу. И больше контроля над процессом хочется.
VasVovec
А где-нибудь в интернете, если не подробности создания, то хотя бы конечный результат будет опубликован? Интересно было бы увидеть, обсудить и возможно что-то перенять.
DAN_SEA Автор
Ну, если у народа интерес есть, как доделаю - выложу, мне не жалко.