Начало » Практика » Секреты самодельщика » Как правильно напечатать чертёж ПП для ЛУТ. Как сделать ЛУТом двуслойную плату

 
 

Как правильно напечатать чертёж ПП для ЛУТ. Как сделать ЛУТом двуслойную плату

📆14.10.21   ✒️vimay   🔎2.360   💬15  

Часто у начинающих радиолюбителей возникает вопрос, как правильно распечатать рисунок печатной платы и как его потом использовать для изготовления методом лазерно-утюжной технологии (ЛУТ).
Давайте разберёмся в этом подробно.

Немного теории

Чтобы нам дальше было проще понимать, о чем идет речь, необходимо определить некоторые базовые понятия.
Печатная плата представляет собой пластину, состоящую из одного или двух проводящих рисунков, расположенных на поверхности диэлектрического основания, или из системы проводящих рисунков, расположенных в объеме и на поверхности диэлектрического основания, соединенных между собой в соответствии с принципиальной электрической схемой, предназначенную для электрического соединения и механического крепления устанавливаемых на нем изделий электронной техники.

Самый простой печатной платой является плата, которая содержит медные проводники на одной из сторон печатной платы и связывает элементы проводящего рисунка только на одной из ее поверхностей. Такие платы известны, как однослойные (односторонние) печатные платы.
Как правильно напечатать чертёж ПП для ЛУТ. Как сделать ЛУТом двуслойную плату


На сегодняшний день наиболее популярны в производстве и широко распространены печатные платы, которые содержат два слоя, то есть, имеют проводящий рисунок с обеих сторон платы — двухсторонние (двухслойные) печатные платы.

Кроме того, в зависимости от физической сложности конструкции печатной платы, когда разводка проводников на двусторонней плате становится слишком сложной, на производстве изготавливаются многослойные печатные платы, где проводящий рисунок формируется не только на двух внешних сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика.
В зависимости от сложности, многослойные печатные платы могут быть изготовлены из 4, 6, 8 или более слоев. Такие сложные конструкции в рамках данной статьи мы рассматривать не будем.

Как было сказано выше, совокупность медных проводников на плате образует слой. У двухсторонних плат эти слои называются верхний (top) и нижний (bottom). Далее следует разобраться, где каждый из них расположен.

Верхний слой всегда находится на той стороне, где располагаются выводные радиоэлементы. Не стоит путать их с радиоэлементами для поверхностного монтажа (SMD-элементы). Такие детали могут быть как на верхнем, так и на нижнем слое. На рисунке показан вид на верхний слой.

Нижний слой, соответственно, находится на той стороне, где располагаются выводы деталей. На этом слое, как правило, находится большинство дорожек.
Таким образом, у односторонних платы будет только нижний слой. Верхнего медного слоя у них нет!

Когда печатная плата разработана с помощью САПР, часто можно увидеть в структуре печатной платы несколько дополнительных слоев. Все они являются непроводящими и располагаются сверху на слое меди. К ним относятся:
Слой паяльной маски (soldermask). Защитная паяльная маска — слой прочного полимерного материала, предназначенного для защиты проводников от попадания припоя и флюса при пайке, предотвращения случайного короткого замыкания проводников из разных цепей в процессе пайки, а также от перегрева.
Паяльная маска закрывает проводники и оставляет открытыми контактные площадки. Итак, слой защитной маски для верхнего слоя меди будет иметь название top_soldermask, для нижнего — bottom_soldermask.

Слой маркировки или шелкографии (silkscreen), на котором производитель наносит информацию о электронных компонентах и которая способствует облегчению процесса сборки, проверки и ремонта. Как правило, маркировка наносится для обозначения контрольных точек, а также положения, ориентации и номинала электронных компонентов.
Также она может быть использована для других целей конструктора печатных плат. Например, указать название компании, инструкцию по настройке и др. Маркировку можно наносить на обе стороны платы. Слой шелкографии для верхнего слоя меди будет иметь название top_ silkscreen, для нижнего — bottom_ silkscreen.

Далее, чтобы не вызвать путаницу с дополнительными слоями САПР, мы не будем их рассматривать. С этого момента будем использовать термин «слой» только когда речь идет о проводящих слоях меди.

Кроме токопроводящих слоев, очень важными элементами печатной платы применительно к двухслойным печатным платам являются сквозные металлизированные переходные отверстия. Когда надо соединить компонент, который находится на верхнем слое печатной платы с компонентом, который находится на нижнем слое, применяются сквозные металлизированные переходные отверстия, которые соединяют элементы проводящего рисунка на разных слоях печатной платы. Эти отверстия, позволяют току проходить сквозь печатную плату.

На рисунке выше показаны два проводника, которые начинаются на площадках компонента на верхнем слое и заканчивается на площадках другого компонента на нижнем слое. Для каждого проводника установлено свое переходное отверстие, проводящее ток из верхнего слоя на нижний слой.

При изготовлении печатной платы в домашних условиях наиболее проблематичным является корректное получение таких переходных отверстий — рисунки верхнего и нижнего слоя необходимо точно совместить между собой, чтобы контактные площадки совпали, а затем электрически их соединить между собой. Но, об этом чуть позже…
Теперь, когда мы разобрались с тем, как устроена печатная плата, перейдем непосредственно к ее созданию.

Создание рисунка печатной платы

На сегодняшний день подавляющее большинство радиолюбителей работает с рисунками печатных плат в специализированных программ для проектирования — САПР. Таких систем довольно много от самых простых до сложнейших профессиональных продуктов. Наиболее распространены такие САПР, как Sprint-Layout, Eagle, DipTrace, Altium Designer, Kicad и др. Последнее время набирает популярность онлайн-ресурс для проектирования плат EasyEDA.

Я пробовал проектировать платы в программах: DipTrace, Altium Designer и EasyEDA, но не смог к ним привыкнуть. Возможно, причиной стала излишняя перегруженность мелкими нюансами и некоторая сложность этих продуктов. Безусловно, для профессиональной работы все эти навороты необходимы, но для любительского применения зачастую не нужны.

В общем, уже более 5 лет моей настольной программой является Sprint-Layout 6.0. 👍 На мой взгляд, она наиболее подходит для любительского использования при проектировании плат средней сложности. Разводка плат в этой программе осуществляется вручную, хотя есть и простенький автотрассировщик, но его возможности очень и очень ограничены, поэтому сообразительностью он не отличается. Но именно как редактор небольших плат для домашнего производства — самое то, очень удобный. Подготовил плату — и тут же на печать.

В рамках данной статьи мы не будем останавливаться на правилах разводки печатных плат, а также на том, как правильно работать в программе Sprint-Layout. Материалы по данным вопросам вы сможете найти в подвале статьи и ознакомится с ними самостоятельно.

Далее в качестве наглядного пособия будем использовать рисунок платы блока питания из моей статьи Возвращение к жизни проигрывателя «Вега ЭП-110 Стерео». Открываем его в программе Sprint-Layout.


Здесь мы видим несколько слоев, которые нарисованы разными цветами: верхний слой — синий, нижний слой — оранжевый, шелкография сверху — голубой. В вашем случае цвета слоев могут быть другими, они настраиваются.
Для того, чтобы понять, где какой слой посмотрите на легенду в нижнем левом углу программы. Её вид тоже может различаться, зависит от версии.



C1 (Copper Top) — Ф1 — медь, верхний слой
S1 (Silkscreen Top) — Ш1 — шелкография сверху
C2 (Copper Bottom) — Ф2 — медь, нижний слой
S2 (Silkscreen Bottom) — Ш2 — шелкография снизу
O (Outline) — К — контур платы

Нажатие на кнопку cо знаком вопроса открывает ещё более наглядную картинку. Заметим, что наша простецкая программка Sprint-Layout позволяет разводить платы аж на 4-х слоях по меди! Два слоя меди сверху и снизу, а ещё два внутренних слоя.

Всего же программа одновременно позволяет работать на 7-и слоях, включая слой контура.

Для получения на экране вида как у готовой платы используйте режим отображения Photoview/Фотовид.

Давайте рассмотрим отдельно изображения каждого слоя моего чертежа. Для этого включайте и выключайте отображение слоёв, щёлкая мышкой по их названиям в легенде. Имя слоя перечеркнуто = слой не отображается. Текущий слой выключить нельзя.


Верхний слой



Нижний слой



Шелкография сверху


Для изготовления платы нам необходимо распечатать рисунки верхнего и нижнего слоев, рисунок шелкографии — опционально, его не будем рассматривать.

Правильная печать слоёв ПП для ЛУТ


ВАЖНО! Для правильной распечатки рисунков с разных слоев необходимо четко понимать, как была нарисована плата: идеологически верно, на просвет или как-нибудь иначе.

Большинство авторов, в том числе и я, рисуют плату, как бы смотря на нее со стороны установки радиоэлементов. В таком случае мы видим рисунок верхнего слоя и рисунок нижнего слоя, словно смотрим сквозь прозрачную плату. Именно такой порядок указан в руководстве к программе.
Распечатывать слои в таком варианте необходимо следующим образом:

Верхний слой — в зеркальном отражении, галка Mirror/Зеркально стоит


Нижний слой — как есть, без изменений, галка Mirror/Зеркально снята


В итоге, если мы сложим два распечатанных рисунка тонером друг к другу, и рассмотрим их насквозь на ярком источнике света (лампа, окно), то получим изображение, идентичное тому, что у нас нарисовано в Sprint-Layout.

То, что надо!


Иногда можно встретить альтернативные варианты плат, нарисованные с видом на сторону дорожек, на нижний слой. В таком случае слои следует распечатывать наоборот: верхний слой без изменений, нижний слой — зеркально.
В иных случаях соображайте аналогично. Полезно будет также распечатать непонятные слои на простой бумаге, сложить, и тогда сделать выводы.

Изготовления двухслойных плат методом ЛУТ

Дальнейшая информация взята мною из статьи «Лайфхаки изготовления двухслойных плат (ЛУТ)» Владислава Глаголева (Himura).

Последние штрихи, соединение слоёв

Когда слой меди полностью сойдет с текстолита, тонер удаляется с дорожек при помощи губки, смоченной в ацетоне или другом растворителе.

Осталось просверлить и соединить переходные отверстия. Если так получилось, что имеет место быть смещение слоев, его можно компенсировать небольшим углом наклона сверла. С первого отверстия сложновато поймать нужный угол, так что лучше сначала сверлить наименее требовательные к выходной точке отверстия (например, те, что выходят в область металлизации или объемные острова меди).


После просверливания, необходимо соединить отверстия. Разумеется, проще всего это делать с помощью резисторных/конденсаторных ножек и паяльника. Также у наших китайских друзей можно заказать и использовать специальные клепки.

Полезные ссылки

Семь правил проектирования печатных плат
Лайфхаки изготовления двухслойных плат (ЛУТ)
Травление печатных плат - чистое и безопасное. Рецепт с лимонной кислотой и перекисью водорода
🎁Полное руководство по Sprint-Layout 6.0 (RU) + Полезная книжка Михаила Царёва  9.43 Mb ⇣ 22

Удачи всем в творчестве!

Камрад, здесь железо для этого проекта

 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 32 читателя.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья 3-х фазный регулятор с Системой Импульсно-Фазового Управления... 3-х фазный регулятор с СИФУ Регулятор собран на печатной плате размерами 120х150 мм, и предназначен...
Схема на Датагоре. Новая статья Зачистка поверхности платы перед печатью "Пемолюксом"... Приветствую всех паятелей и травителей печатных плат! Долгое время занимаясь изготовлением печатных...
Схема на Датагоре. Новая статья Радиоэлектроника для чайников. Гордон Мак-Комб, Эрл Бойсен... Мечтаете ли вы конструировать свои собственные электронные штучки? Хотите ли вы знать, как...
Схема на Датагоре. Новая статья Оснастка Лазеро Кипятильной Технологии для изготовления печатных плат. Вы ещё не кипятите? Тогда мы идём к вам!... Самый распространённый на сегодняшний день метод изготовления печатных плат — метод «ЛУТ» или...
Схема на Датагоре. Новая статья Карманный справочник инженера электронной техники. Бриндли К., Карр Дж.... Карманный справочник инженера электронной техники. Бриндли К., Карр Дж. Издательство: Додэка-ХХ1...
Схема на Датагоре. Новая статья Фоторезист Positiv-20 и печатные платы... Как и многие другие, я свои первые печатние платы рисовал со спичкой и нитролаком. Дорожки...
Схема на Датагоре. Новая статья Катушки Тесла, качеры. Посоветуйте проект... В последнее время, снова начал набирать обороты интерес к теме катушек Тесла, в частности такие...
Схема на Датагоре. Новая статья Kruse Density Toner и путь к совершенству технологии фоторезиста... Вряд ли кто-то из радиолюбителей не хотел бы делать сам высококачественные, аккуратные печатные...
Схема на Датагоре. Новая статья Flat flexible loudspeaker - плоский гибкий... громкоговоритель!... Да, ребяты, прогресс у буржуев не стоит на месте. Пока мы думаем, что бы еще украсть у государства...
Схема на Датагоре. Новая статья Скоростное травление печатной платы в медном купоросе... Как быстро вытравить печатную плату в растворе медного купороса? Всем привет! На протяжении многих...
Схема на Датагоре. Новая статья V7 — Измерение RMS-значений напряжения, тока, активной и полной мощности. Облегченная версия... После публикации моей статьи «V6» — измеритель RMS-значений напряжения, тока, активной и полной...
Схема на Датагоре. Новая статья Самоклеящаяся пленка и работа с ней... Нашел в сети. Думаю, что многим пригодится. Самоклеющаяся пленка Самоклеющаяся пленка — это...
 

Общаемся по статье 💬

Как правильно напечатать чертёж ПП для ЛУТ. Как сделать ЛУТом двуслойную плату

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

<
Читатель Датагора

FOLKSDOICH

Комментарий # 1 от 14-10-21, 22:28.
  • С нами с 18.05.2008
  • 55 комментариев
  • 0 публикаций
 
А вот скажите мне, друзья, в чём проблема? Купил я пару лет назад хвалёную жёлтую бумажку в Китае, но как ни менял настройки своего МФУ всё-равно тонер с листа отваливался. Так и пользуюсь всякими глянцевыми бумажками.

<
Читатель Датагора

Datagor

Комментарий # 2 от 15-10-21, 4:26.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 433 комментария
  • 274 публикации
 
Валерий, привет!
К сожалению, то, что не все принтеры одинаково пригодны к работе с термотрансферной бумажкой - совершенный факт.
На "Космополитане" идёт, а на жёлтой китайской нет.
Предполагаю, ответ кроется в особенностях МФУ, в кондициях его тонера, режиме запекания и т.п.

<
Читатель Датагора

FOLKSDOICH

Комментарий # 3 от 15-10-21, 9:21.
  • С нами с 18.05.2008
  • 55 комментариев
  • 0 публикаций
 
Приветствую, Игорь! Я тоже сначала на бумажку грешил, но после просмотра отзывов у продавцов на Али обнаружил ещё людей с такой проблемой. Но из-за бумаги принтер менять конечно же не буду, да и нечасто уже этим занимаюсь.

<
Читатель Датагора

Yamazaki

Комментарий # 4 от 15-10-21, 15:37.
  • С нами с 2.07.2009
  • 207 комментариев
  • 15 публикаций
 
Коллеги-самодельщики поделились интересной байкой: обнаружена зависимость качества печати от наличия заземления в розетке, к которой подключен принтер! Всё дело в том, что распределение тонера по печатающему валу осуществляется электростатически. Для корректной работы этого механизма необходимо, чтобы на бумаге изначально не было электрического заряда. В принтере есть элемент, который должен бы этот заряд со всякой поступающей бумаги снимать. Но если нет заземления, то и утекать ему некуда. Нужно либо подготовить бумагу перед печатью, сняв с неё заряд, либо заземлить принтер.

<
Читатель Датагора

Maroc

Комментарий # 5 от 18-10-21, 9:49.
  • С нами с 6.12.2014
  • 15 комментариев
  • 0 публикаций
 
Yamazaki,
Если и байка, то весьма правдоподобная: выглядит вполне себе логично. Спасибо за инфу, нужно взять на заметку.

<
Читатель Датагора

FOLKSDOICH

Комментарий # 6 от 18-10-21, 9:58.
  • С нами с 18.05.2008
  • 55 комментариев
  • 0 публикаций
 
Интересно, а если антистатиком бумажку оросить? Поможет?

<
Читатель Датагора

Maroc

Комментарий # 7 от 18-10-21, 10:31.
  • С нами с 6.12.2014
  • 15 комментариев
  • 0 публикаций
 
Дополню про клепки для "металлизации" отверстий. Для опрессовки концов многожильных проводов как замена лужению применяются "Наконечники штыревые втулочные изолированные НШВИ"

сечения в ассортименте, материал - луженая медь.

Существует более редкая их модификация НШВ

стоимостью раза в два дешевле. У меня была мысль использовать трубочки НШВ в качестве заготовки для пистонов навесного монтажа.

К сожалению, в наших магазах я их не нашел (может, плохо искал), и эксперимент не состоялся). Думаю, для целей "металлизации" отверстий эти самые НШВ можно было бы рассмотреть. В каталогах разных производителей они могут называться по-разному.

<
Читатель Датагора

FOLKSDOICH

Комментарий # 8 от 18-10-21, 10:44.
  • С нами с 18.05.2008
  • 55 комментариев
  • 0 публикаций
 
На Алиэкспресс таких и подобных много...

<
Читатель Датагора

AndyMikh

Комментарий # 9 от 18-10-21, 17:52.
  • С нами с 5.09.2017
  • 118 комментариев
  • 0 публикаций
 
Yamazaki,
Проверить эту байку несложно: Если разводка сети сделана с заземлением, то попробуйте напечатать с подключением принтера напрямую в розетку и с подключением через удлинитель без заземления. Всё сразу будет понятно. Ну а чтобы на бумаге осталась статика при печати, необходим очень сухой воздух (влажностью 5 или менее %) в помещении, где происходит печать. Обычно таких условий не бывает.

FOLKSDOICH,
У разных фирм и разных моделях есть разброс температуры запекания тонера, а также параметры тонера тоже сильно отличаются даже для разных моделей одной фирмы. я уже не говорю о разбросе от разных производителей.

<
Читатель Датагора

alex-miatchin

Комментарий # 10 от 20-10-21, 9:54.
  • С нами с 1.12.2009
  • 90 комментариев
  • 11 публикаций
 
Цитата Yamazaki
Коллеги-самодельщики поделились интересной байкой: обнаружена зависимость качества печати от наличия заземления в розетке, к которой подключен принтер!

Здравствуйте, горожане! Лет 20 назад приходилось заправлять и ремонтировать картриджи и копировальную технику. Аппараты прекрасно работают и в старых домах, где нет никакого заземления. На самом деле, заземление принтера не должно влиять на статический заряд бумаги. В классических копирах (принтерах) присутствует так называемые коротроны (ролики) заряда, переноса и отделения. Если плохое (нечеткое, размытое, с полосами и т.д.) изображение, то надо помыть (можно просто мылом) ролик заряда или заменить его. Также, может потребоваться замена фотовала (лучше вместе с чистящим лезвием). Если бумага на выходе после переноса изображения прилипает к фотовалу, то это проблема с роликом отделения бумаги. Надо, также, обратить внимание на магнитный вал, он должен формировать равномерную "щетку" тонера. В любом случае, я считаю, что причину надо искать в принтере.

<
Читатель Датагора

geldiev

Комментарий # 11 от 04-11-21, 9:28.
  • С нами с 6.04.2015
  • 60 комментариев
  • 0 публикаций
 
Доброго дня, датагорцы!
Вопрос элементарный, но что-то сразу решить не могу. Чем расклепывать эти проходные бобышки? Просто конусом с другой стороны? А потом ровнять цилиндром?

Спасибо большое за статью и ссылки!

<
Читатель Датагора

Datagor

Комментарий # 12 от 04-11-21, 15:28.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 433 комментария
  • 274 публикации
 
Че, привет! 🍺🍺
Мне самому не доводилось использовать такие заклёпки.
Очевидно, что для установки желательно применять спец. инструмент, некий пуансон, чтобы материал заклёпки развальцовывался, вытягивался и образовывал верную конечную форму. Не удивлюсь, если его продают китайцы.
После установки - пропаять с обеих сторон надёжно к дорожкам.

<
Читатель Датагора

FOLKSDOICH

Комментарий # 13 от 04-11-21, 15:42.
  • С нами с 18.05.2008
  • 55 комментариев
  • 0 публикаций
 
Камрад Иван выточил такой инструмент надфилем, зажав кусок гвоздя в патрон дрели.


Ролик тут

<
Читатель Датагора

geldiev

Комментарий # 14 от 05-11-21, 12:51.
  • С нами с 6.04.2015
  • 60 комментариев
  • 0 публикаций
 
Спасибо, Валерий, Игорь! 👍
Обязательно посмотрю.

<
Читатель Датагора

EVA

Комментарий # 15 от 15-11-21, 15:20.
  • С нами с 8.08.2015
  • 92 комментария
  • 5 публикаций
 
Datagor,
К сожалению, то, что не все принтеры одинаково пригодны к работе с термотрансферной бумажкой - совершенный факт.
На "Космополитане" идёт, а на жёлтой китайской нет.

Лазерные принтеры предназначены для обычной офисной бумаги и не на всякой другой будут нормально печатать - это проверено опытом /пробовал печатать на разных моделях и разных материалах, даже на разной бумаге разная печать /, зависит от модели принтера.
Лет 15 использую ЛУТ и пробовал разные способы начинал с утюга, потом использовал ТЭН /прямо тэном прикатывал по плате обернутой бумагой/, потом приспособил ламинатор /но он не долго прожил при таком температурном режиме/.

Последний вариант сделал из старой печки (Fuser) от принтера HP - самый лучший у меня на данный момент.
Бумагу пробовал разную, остановился на журнальной толщина 0,1мм.
Даже если тонера маловато - результат всегда хороший, нет не переплавленных и недогретых участков - все очень четко. Щаг 1мм чипы делаются без проблем.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.