Как стать автором
Обновить

Лазерный DIY или как с помощью дешевого гравера делать качественные платы

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение5 мин
Количество просмотров31K
Всего голосов 93: ↑92 и ↓1+91
Комментарии94

Комментарии 94

Сколько лишних шагов ;)

А ведь достаточно взять страницу из любимого глянцевого журнала, напечатать на нее плату прямо из kicad, прогладить утюгом, отмыть под краном излишки и протравить в растворе перекиси с лимонной кислотой. По тойже технологии можно нанести шелкографию.

Спасибо за опыт.

Пожалуйста). Но по мне, данный метод очень сильно сокращает время изготовления печатной платы, при этом имеет хорошее качество и точность платы. С ЛУТ давно перестал работать, так как трудно добиться хорошего качества платы. Перешел на фоторезистивный метод изготовления, но была проблема изготовления качественных фотошаблонов. С лазерным методом можно забыть про фотошаблоны, покупку специальной пленки и расходы на тонер.

Ага, ага. Вот только в современном мире у людей дома нет ни лазерного принтера, ни глянцевых журналов. А если покупать, то интереснее гравер и фотополимер, особенно учитывая tqfp корпуса, которые ЛУТом получаются только после 1-2 лет не очень интенсивной практики с подбором тонеров, а фотополимером - со второго раза.

Вот только в современном мире у людей дома нет ни лазерного принтера

Куда ж они делись-то? Лазерные МФУ - вполне себе домашнее устройство, причём, лично у меня используется на всю катушку: и принтер, и копир, и сканер. Для д/с и/или школы печатать приходится достаточно.

Куда делись монохромные лазерные принтеры, когда уже лет пять за те же деньги доступны полноцветные струйные с встроенной системой подачи чернил и автоматической очисткой раз в сутки? Да вы шутите.

Ну, вы уж извините, но лазерный и струйный принтер, это две очень большие разницы. Такие, что и сравнивать их очень трудно. Себестоимость печати например при лазерных принтерах намного ниже струйных.

Вы продаете лазерные принтеры или считать не умеете? Струйный принтер со встроенной системой подачи чернил куда экономичнее. На Яндекс маркете стоимость картриджа для лазерного принтера от полутора тысяч рублей с обещанным ресурсом 2500 страниц, и столько же стоит комплект из четырех цветов для струйного принтере с ресурсом 6000 страниц (то есть в сумме 6000*4=24 000 страниц одноцветных). Итого, стоимость печати на струйном в десять с лишним раз меньше (не говоря о том, что на лазерном ресурс завышен раза в полтора, как минимум, а на цветном близок к действительности), притом качество струйного близко к полиграфическому на хорошей бумаге. Плюс лазерные ядовиты, при нагреве тонера та еще дрянь выделяется, а струйные безвредны. Конечно, можно лазерные картриджи перезаправлять дешевле, отравляя все вокруг отработанным тонером (если не повезет, то и новым), ну так и чернила для струйных доступны в разы дешевле оригинальных.

Ээээ, а зачем покупать весь картридж. У меня на мой самсунг банка в 1000 гр тонера на маркетплейсе стоит порядка 11$, по паспорту в картридж лезет 18 грамм. Пля простоты считаем 20.50 полных заправок за 10-12$. Куда ещё дешевле?

Да вы суицидник - дышать этой химией, когда ее лазер прижигает, не говоря уже о процесса пересыпания тонера и удаления отработанного (да, я не раз видел, что происходит, если кто не вовремя чихнет, или дверь откроет, или просто рука дрогнет - этот тонер ядовит даже фирменный, не говоря уж о дешевых «аналогах»). А что касается именно цены, то безвредные водорастворимые чернила для струйника с СПЧ стоят копейки. Фирменные чернила на 24 000 страниц около 15$ (см. выше), аналоги в магазине вдвое дешевле, на алиэкспесс еще дешевле, а это как раз примерно сколько вы из своего килограмма ядовитого тонера напечатаете. Итого, травитесь от неумения считать…

дышать этой химией, когда ее лазер прижигает
Это что за технология такая?

Это все хорошо, но в условиях офиса. Для дома возможность цветной печати более актуальна. А цветная лазерная печать пока немного дороговата

У лазерных цветных и качество и разрешение печати так себе, особенно, на обычной бумаге. Был у меня цветной лазерный (точнее, светодиодный, у него качество печати повыше за счет равномерности засветки) принтер (печатать много не планировал, и не хотелось иметь проблемы с высыханием чернил) и печатал он очень так себе на офисной бумаге, и довольно пресно на дорогой спецбумаге от производителя принтера, а уж стоимость картриджей и вовсе не радовала. По сравнению с качеством печати фотопринтера за одну десятую его цены - полная ерунда, да еще целый стол занимал (зато да, на обычной офисной бумаге можно было цветную печать делать, для карт, космоснимков и подобных задач спасение). Потом появились струйники со встроенным СПЧ (чернила просто из бутылочки в нужный отсек заливаются) за четверть цены этого светодиодного принтера и качеством печати на уровне фотопринтера на качественной бумаге (и не нужно фотобумагу дорогую брать, в художественных магазинах можно выбрать отличную за разумный прайс) и очень приличной печатью на обычной офисной.

я вообще склоняюсь что печатать фото нужно в фотолаборатории. Для остальных нужд именно качества лазерной печати достаточно. Но вот цена расходников и выбор материалов для печати несколько иной

Струйный принтер на качественной бумаге дает результаты как из типовых фотолабов. Единственная разница в долговечности, на фотобумаге быстро выгорает цвет на солнце (на другой бумаге - нет). Ламинатор должен помочь, если есть потребность хранить распечатки. Впрочем, в наших широтах на солнце и пластик расплавить можно :)

Печать фото уже давным давно в мелкотиражке делается струйным методом.

делаться может как угодно, но я предпочитаю по старинке в фотолабе

С СНПЧ сравнимо в чб и в цвете струйный выигрывает если домашний сегмент брать. Проигрыш в скорости и по качеству есть вопросы.

Для работы с фотополимером нужен еще ламинатор, какая-никакая УФ подсветка (желательно не просто лампочка, а собранный прожектор из УФ лент), что тоже стоит некоторых денег. Да и сам качественный фотополимер где он сейчас? Не продают. Он весь европейский был и корейский.

У меня как и у многих знакомых принтер просто лежит в шкафу, редко достаю для печати (конкретно для ЛУТ когда-то печатал у друга). Один журнал и пару листов фотобумаги просто храню для ЛУТ, но ничто не мешает купить в магазе. С утюгом есть моменты, надо привыкнуть. Конкретно я со второго-третьего раза начал делать под ssop, tqfp корпуса. Тут вначале нужно поэкспериментировать и запомнить силу давления и время нагрева утюга и потом пользоваться тем же утюгом и глянцем. Да, фоторезист лучше, но 0.3 мм дорожки мне почти на все самодельное хватает и не нужно возни с химией. Более сложное можно заказать. Вот когда понадобится каждую неделю новую плату травить, тогда однозначно ЛУТ будет в минусе, а так норм.

Именно в современном мире пришлось купить с рук старенький самсунг scx серии. Сильно облегчает жизнь и занятия с дошкольником сыном. Вот с журналами казалось бы беда. Но вот именно в современном мире этой глянцевой рекламой набивают почтовый ящик за неделю до отказа, она валяется в кассовой зоне почти любого сетевого маназина. Опять таки благодаря ребёнку дома часто есть большие наклейки. А подложка от них вполне годный материал. А вот от хлорного железа пришлось отказаться.

Когда ЛУТом делал, тоже по сути ничего не было для этого в наличии. Для этого купил на лохито утюг (вроде даже как новый) за 300 рублей, у знакомого спросил про ненужный глянцевый журнал, который впоследствии у него забрал, принтер достался от товарища, заправил самым дешевым тонером, что купил в "цифровой сетевой системе" и раза со 2 сделал 2-X стороннюю плату с МК в корпусе tqfp-32, 2 года не понадобилось и тонер подбирать тоже. Не так много я что-то делал ЛУТом, но этих раз мне было достаточно понять, что мне лучше заказать хорошую плату на заводе, к тому же сейчас если платы, то от 4 слоев, редко 2. Да и лично для меня занятие геморное, все таки лучше сделать все по правильному в CAD, не думать, что надо где-то дорожку сделать толстой, а то она протравится, заплатить "денях" и получить готовую плату для пайки)

Очень. Много. Геморроя.

(и да, я понятия не имею, где мне взять глянцевый журнал, вместо утюга у меня давно уже парогенератор, да и времени читать десятки страниц обсуждений на форумах, какая модель лазерджета нулевых годов лучше всего подходит для термопереноса, тоже не очень)

Что не так с современными принтерами в аспекте ЛУТ?

Это не подкол, я просто обладатель принтера из нулевых, которому я много раз продлевал жизнь (от внесения модификаций в драйверы до ремонта отклоняющего призматического зеркала в лазерном блоке).

Плотность тонера, например. Очень сейчас любят максимально экономичные режимы печати.

После трёх лет опыта у меня так и не получилось стабильного результата с традиционной технологией ЛУТ. Вечно что-то приходилось подправлять.

А ведь достаточно взять страницу из любимого глянцевого журнала

Не забыть обезжирить, и пройтись наджачкой для лучшей адгезии, кроме того, должно еще и с тонером повезти.

Без фотополимера никак? На шпателе что то получилось.

Я предпочитаю фоторезист использовать, хотя многие просто наносят краску и выжигают лазером лишнее.

А в идеале лазер бы так настроить, чтобы он медь испарил к чёртовой матери, если это возможно. Вот тогда было бы другое дело: сразу поставил медную пластину, получил плату. Не надо ни фотослоёв, ни растворов.
При этом, кстати, в теории можно не выжигать всё, а лишь разрезать контур дорожек, чтобы отделить их от остальной меди. Слипание при пайке предотвратит маска.

Сам тоже маялся подобными приборами, в итоге пока пользуюсь ЛУТом обычным.

Контур не всегда подходит, допустим когда высокочастотные процессы, даже при обработке звука вопросы могут возникнуть. Мощность недорого будет недостаточна. Нужен уже подход от 2к$. Обдув обязательно. Ну и помещение с вытяжкой.

Возможно. Но лазер покруче нужен и помощнее , с разверткой. Кароче маркировщик подойдет для этой задачи и результат классный
https://www.youtube.com/watch?v=PoYcjyghDx4&feature=youtu.be

Какова точность лазерной рисовалки? Раз тут получается гравер, то можно ли обойтись без фоторезиста, гравируя сразу медь?

Дорожку 0,1 мм можно спокойно сделать. По поводу выжигания меди, то уже делали подобное с оптоволоконными лазерами, ничего хорошего не получилось.

только вчера смотрел видео как парень волоконным режет. ужаснулся от количества угля на плате. а он, на секундочку, проводник

У меня была интересная проблема — встроенный драйвер на лазерном модуле обеспечивал слишком плавное включение-выключение, то есть крутизна фронта нарастания и убывания яркости была недосточной. Я тогда поставил костыль в виде полевика, всё стало просто шикарно. Больше подробностей не расскажу, станок уже не у меня.

Сразу медь нет, но я взял гравер поиграться и делаю так: покрываю медь черной нитрокраской из баллона и выжигаю в местах травления. Процесс и результат выглядят так

Отверстия на дорожках это результаты предыдущих проб, а не авторская задумка.

Отлично получается! Какую минимальную ширину дорожки можно сделать этим методом?

Не проверял, гравер с алиэкспресс просто собран с заводскими люфтами, на фото плата под Atmega16 и дорожки по 0,2мм, в местах, где пятаки соединяются с "землей" - 0,1мм. Из плюсов перед ЛУТом еще отмечу возможность почти идеальной сверловки на том же гравере в автоматическом режиме. Есть мысль закрепить на станке одновременно и лазер и гравер, тогда сверловка будет еще точнее.

Кинематику придется доделать всего скорее т.к. люфты будут конскими. Такой станок нормально так стоить будет. Раз в 10 чем из того с шапки темы.

Это с виду станок формата 3018 или его родственник, его за 10 тыр можно было купить пару лет назад

Интересно! Просто видел различные способы изготовления печатных плат на коленках. Видел и фрезеры, которые буквально вырезали медь. Правда, несколько неаккуратно. Задевает текстолит. Поэтому и требует калибровки. Но для макетки сойдёт. Поэтому и подумал о лазерной гравировке. Но подумал, насколько точно гравирует. Ведь там ещё от размера пятна луча на поверхности ещё важна. Я так понимаю, для начала идёт какая-то визуальная калибровка? Или просто вносите параметр толщины платы в программу, чтобы откалибровать высоту?

Сперва фокусирую луч на заготовке, диаметр пучка должен быть минимальным. Пробовал делать на мощном модуле с 445нм, тоже прекрасно справляется с засветкой.

Скажите пожалуйста, я правильно понял, что модуль 445нм может так же засвечивать фоторезист и паяльную маску, как и модуль 405нм? Я раздумываю сделать станок для гравировки/засветки, в частности для получения фигурных электродов для газоразрядных ламп а-ля nixie. И в связи с этим хотелось бы иметь один лазерный модуль, чтобы станок обладал наибольшими возможностями при минимальной цене.

Фоторезист точно засвечивает хорошо, лично проверял. Насчёт маски не скажу, не пробовал.

Спасибо! А не могли бы вы провести небольшой эксперимент и попробовать на какой-нибудь ненужной штуке? Думаю, было бы достаточно даже одной точки, чтобы понять. Извините, что пристаю, просто вы единственный человек, которого я могу об этом попросить.

Да, могу. Самому будет интересно)

Провел эксперимент с экспозицией маски с помощью 445нм лазера.

После засветки видно области полимеризации

Результат после удаления не засвеченной маски

Конфигурация проекта

Результат вполне достойный, можно не покупать дополнительно 405нм лазер, а использовать 445нм, только стоит обратить внимание на пятно луча.

Класс! Большое вам спасибо!

Рад был помочь. Обращайтесь)

Да, сначала попробовал фрезеровку V-фрезой на этом гравере. Первое что вылезло это отвратительное качество штатного шпинделя и вибрация при работе, даже в отсутствии нагрузки. Второе - текстолит не идеален, соответственно нужно или снимать медь с запасом вгрызаясь в текстолит или рисковать недорезать медь и запускать фрезерование повторно с большей глубиной. На том текстолите. что был под рукой, что-то больше пачки сигарет сделать уже было нереально. Да, программы, промеряющие неровности текстолита есть, но при пайке плат выяснилось, что низкое качество реза приводит к обрывам тонких дорожек, грубые края меди и резы на текстолите значительно ухудшают процесс пайки, канифоль и олово постоянно пытались их заполнить и замкнуть.

Лазер пришедший в комплекте с гравером не фокусируется в точку, скорее в прямоугольник, и минимальные размеры этого прямоугольника сохраняются при изменении высоты на 0,5см, соответственно требуется только первоначальная фокусировка в одной точке при установке лазерного модуля.

Если кто-то решит попробовать повторить показанный способ, выработанная мной последовательность выглядит так:

  • очищаем текстолит от загрязнений и покрываем нитрокраской (я брал черную матовую из ближайшего хозмага);

  • запускаем на обработку файл сверловки, при необходимости меняя сверла на нужный диаметр;

  • выставив координаты станка на 0,0 делаем на краю заготовки сверлом зенковку, стараясь минимально углубиться в текстолит;

  • меняем шпиндель на лазер и вручную наводимся на зенковку на минимальной мощности лазера. В момент попадания в центр зенковки мы получим максимальную яркость свечения торца текстолита. Обнуляем координаты станка, таким образом добившись совмещения сверловки с будущими дорожками.

  • запускаем на прожиг файл дорожек;

  • если плата двухсторонняя - я делаю по краям платы дополнительные отверстия, по которым выравниваю плату, после ее переворачивания (на фото они слева), Чтобы убедится в точности положения платы, задаю координаты пары просверленных отверстий на разных краях платы, и убеждаюсь, что луч лазера на минимальной мощности попадает в них, а не в плату.

  • после прожига дорожек, травим плату.

Из недостатков этой последовательности отмечу подтравливание краев просверленных отверстий, если это критично (при использовании паяльной пасты и фена у меня ингода получался кольцевой зазор между выводом и площадкой) можно или подкрашивать отверстия перед травлением или выполнять сверловку после травления, но это требует тщательного ручного выравнивания платы.

Думаю способ с краской хорош тем что чуть меньше возни оказывается с растворами (не надо проявлять фоторезист).

С фрезеровкой - смотрел видосики на ютубе, там все обычно снимают сначала карту высот с помощью Z-щупа, вроде так получается вполне неплохо.

Гемморой с фрезеровкой. В результате имеете площадки торчащие над снятым слоем, т.к. кроме меди ещё и часть текстолита снимается пусть и небольшая. И паять все это потом не очень. Возможно маска решила бы проблему...

Но в целом это все сплошная "боль и превзнемогания", сейчас стало сложнее, но все равно в 99 случаях из 100 лучше заказать в Китае...

Есть какой-то шанс делать небольшие платы испаряя медь оптоволоконником. Но если поймать отражение обратно, прощай источник за четверть миллиона...

Наверное, всё-таки фотополимерником оптимальнее засвечивать, надо бы попробовать

Заказывать оно конечно.. Только долго все это сравнительно. Чем хорошо домашнее изготовление - что результат почти сразу получаешь. Ну и само по себе, прикольно ведь, сделать что-то практически заводского качества своими руками дома..

Да, долго основная проблема.

И если прототипируешь приходится самому извращаться. Иначе все на годы затянется.

Это да. Цикл - производство, доработки, исправления реально может на годы затянуться, поэтому в данном случае сокращение времени изготовления прототипа решает. А уж потом, если пускать устройство в серию ,то можно и заказать большую партию на заводе.

Красить после сверловки не пробовали?

А я с удовольствием гравирую платы на своем ЧПУ. Но у меня шпиндель хороший, 24 тыс оборотов 1,5квт. Фрезерую гравером 30 градусов, 0,2мм. Перед фрезеровкой сканирую поверхность стеклотекстолита, и программа учитывает все неровности при фрезеровке. Заодно и отверстия сверлю и по контуру плату вырезаю. Быстро и просто. Забыл давно про химию и фоторезист. Даже под такой разъем фрезеруется без проблем.

Хотите сказать, что это выгравированная плата? Сколько времени всю медь вырезали?

Да, это выгравированная плата. Я фрезерую дорожки по контуру, а лишнюю медь я просто отрываю. Это очень быстро. Пробовал вначале лишнее фрезеровать, а вот это очень долго.

Удивительно.. У меня только на ручное удаление остаточных островков между площадками под смд вагон времени уходил, а полигон оторвать никогда быстро и качественно не получалось. Возможно потому, что текстолит еще советский.. Ну да ладно. Какая подача у Вас стоит на гравировку по контуру?

Я использую СФ-1-50. У меня знакомый использует с более тонкой фольгой, и не может ее оторвать. Возможно дело в толщине фольги, возможно в типе стеклотекстолита. Я один здоровый лист уже извел, купил новый, еще не пробовал. Хотелось бы не иметь и на нем проблем с отрывом фольги.

При фрезеровке у меня подача 400мм/мин, скорость заглубления 50. При моей толщине фольги глубина фрезеровки 0,06мм. Каким гравером пользуюсь, уже написал выше.

Спасибо за подробное описание. Тоже хотел попробовать вариант прожига краски лазером и Ваш опыт очень интересен. Какой мощности используете лазер? Длинна волны не имеет значения, как я понимаю? Как долго делалась данная плата? Я сейчас использую практически такой же алгоритм, но не с лазерной гравировкой, а процарапыванием подпружиненной иглой. В принципе получается удовлетворительно (хотя кромки дорожек с «бахромой», конечно) и относительно быстро, по крайней мере по сравнению с механической гравировкой меди. Но хотелось бы еще быстрее - реально двусторонняя плата 1,0 кв.дм делается 4 часа. Скорость подачи у меня стоит 1500 мм/мин и что-то мне подсказывает, что с лазером быстрее не будет?

Отличный способ. Только надо краску подобрать с хорошей адгезией к меди

А если скотчем обклеить и контуры дорожек прожигать?

Отвалится. Даже краска и та не всякая подходит для такого.

Интересно было бы сравнить с засветкой на фотополимерном принтере

Года 3 назад экспериментировал с фоторезистом и фото полимерным принтером от аникубика. Качество печати до одного пикселя (но в таком раскладе дорожки отслаиваются: слишком тонко)

В гитхабе нашел софт который послойно редактирует файл печати. Так что можно было рисовать любые схемы. Время засветки ~30 секунд. Ни гари, ни пыли ни шума.

Фото особо не осталось. Только одно с первых экспериментов.

раскопал результат

Тоже так делаю, самый любимый способ сейчас

Вектор пробовал, но он не подходит для плат с мелкими дорожками.

ps уже запутался - это эволюция одной и той же статьи?)

Есть небольшое пересечение в плане изготовления плат. Данная статья была написана раньше, чем статья про магнитный датчик.

По ссылке ниже видео обработки того самого вектора, про который писал (сюда не знаю как грузить, закинул на ютуб).

П.С. Если коротко: Плату выгружаю в гербер, после другой программой (не помню как называется, если надо будет завтра вечером буду возле гравера) клонирую 5 слоев, каждый последующий +0.1 мм от предедущего во внешнюю сторону от дорожки. Выгружаю все в svg и на станок.

Конкретно плата из видео 105х75мм гравировалась 39 минут. После сразу в хлорное железо.

Пока буду это всё делать придёт готовая плата с джиэл или оллписиби, луженая, подписанная и с отверстиями за 15 копеек

Давно заказывали в последний раз?

Да в принципе все тоже самое. Оставляешь номер заказа, оплачиваешь через али специально созданный под тебя товар.. ждёшь)

увы, сроки другие.

вроде не так давно, потом пока нужды не было

Заказать и ждать 2-4 недели, если не в Благовещенске сидишь. А ЛУТ/ФР это пара часов с перекурами.

Не знаю как в Благовещенске, я во Владивостоке живу. У меня Китай, в хорошую погоду, с балкона видно. Думаете помогает? Нет. Доставка с Али от месяца и далее. Всё через ж Москву. Как обычно.

Странно, я думал, что на Востоке есть свой таможенный терминал...

Осилит ли такой гравер раскроить тонкие акрил или фанеру? Не пробовали?

Осилит, почему нет? Все зависит от мощности лазерного модуля. Но для резки желательно установить устройство для подачи сжатого воздуха в область реза.

И откачку воздуха с фильтрами и поглотителями.

Вытяжка обязательна

О, мы в студенчестве тоже из обломков 3д-принтера и уф лазера подобную штуку для травления плат собирали, но то ли фоторезист был некачественный, то ли руки у нас не из того места росли, но постоянно были проблемы с адгезией фоторезиста, на этапе растворения незасвеченных частей фоторезист местами отходил, особенно больно это было на тонких дорожках и пятоках. Не было ли у Вас аналогичной проблемы (если да, то как решили, ламинатором или есть способы, как без него можно обойтись)?

Скорее всего у вас возникла проблема подготовки платы для нанесения фоторезиста. Для хорошей адгезии необходимо подготовить медный слой с помощью абразивной шкурки Р2000 и обезжирить плату. Я не использую ламинатор для фиксации фоторезиста, просто наношу фоторезист на слегка подогретую плату и аккуратно разглаживаю резиновым валиком для клейки оконной плёнки.

Насколько я понял, там используется перманентный маркер.

Но детальки для его крепления всё равно печатаются на принтере, а потом устанавливаются на него же.
Вот, кстати, моделька держателя на Thingiverse.
Хотя есть и другие варианты держателей (в том числе для шариковых ручек).

Хотя когда-то, вроде, проскакивала инфа про нанесение маски именно пластиком. Если не путаю ничего.
Но в закладках нет. И гугл вроде не находит.

Нанести можно.Удалять как?

М/б растворителем.
Толщина пластика же будет порядка 0,1мм.

К обсуждению выше про ЛУТ - хорошо и стабильно получается на ламинаторе при печати на глянцевой стороне подложки от самоклейки. Гораздо лучше чем на глянцевых журналах. Дорожки 0.15-0.2 вполне выходят. Единственное, сложно позиционировать слои на двухслойной плате, вот тут уже очень нестабильно получается. На станке, как в статье, попроще должно быть

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий