Программы для проектирования печатных плат

Слои 21-22: tPlace/bPlace

Эти два слоя содержат шелкографию верхней и нижней сторон печатной платы, а также контуры компонентов, которые показывают расположение деталей. Необходимо быть внимательны ми при использовании этих слоев и следить, чтобы шелкография не попала на области нанесения припоя. В противном случае возникает риск возникновения короткого замыкания на плате или образование контактной площадки, к которой невозможно припаять вывод компонента.

В качестве альтернативы рассмотрите возможность размещения дополнительной шелкографии на слое 51: tDocu в своих целях. Он не будет включен в данные, передаваемые на производство, или напечатан на плате, так что вы можете добавить на него больше сведений. Однако если вы хотите добавить любой иллюстративный материал помимо обычной шелкографии, например текст или логотипы, то его следует размещать именно на слоях 21-22.

EasyEDA

Бесплатная полнофункциональная облачная система проектирования печатных плат, не требующая инсталляции на локальный компьютер (Рисунок 1). Несмотря на то, что EasyEDA – это облачный сервис и новый развивающийся проект, она может похвастаться функционалом, надежностью, стабильностью и скоростью работы, простым и понятным интерфейсом, богатым набором библиотек компонентов с функцией автоматического обновления, возможностями импорта проектов из других систем проектирования. В состав системы входят редактор схем, симулятор смешанных сигналов с использованием SPICE-моделей и схем, редактор многослойных печатных плат с автотрассировщиком и системой подготовки плат к производству. И самое главное — система EasyEDA имеет русский пользовательский интерфейс.


Рисунок 1.	Рабочая область онлайн системы EasyEDA.

Кроме того, к системе EasyEDA, обладающей функционалом профессиональных инструментов разработки печатных плат, добавляются преимущества, характерные для облачных сервисов: автоматическое обновление библиотек элементов (для редактора схем, SPICE симулятора и редактора печатных плат), возможность делиться своими разработками и библиотеками, доступ к огромной коллекции профессиональных Open Source модулей, оперативная техническая поддержка и связь с разработчиками системы.


Рисунок 2.	Поиск в библиотеках элементов в среде EasyEDA.

Работать в EasyEDA можно из любого браузера. Наличие учебника, руководства по SPICE симулятору, огромного количества примеров профессиональных проектов, понятный пользовательский интерфейс обеспечивают легкость освоения системы.

Основные преимущества EasyEDA:

бесплатный кросс-платформенный набор облачных инструментов не требующий инсталляции, объединяющий в себе мощные средства редактирования электрических схем, моделирования цифро-аналоговых цепей и разработки печатных плат в web-браузере для инженеров-электронщиков, преподавателей, студентов и радиолюбителей;
все преимущества облачного сервиса: работа из браузера в любой операционной системе Linux, Mac, Windows, Android;
быстрое рисование в браузере электронных схем с использованием доступных библиотек, эффективное автоматическое обновление;
библиотеки от SeedStudio, SparkFun, Adafruit, KiCad, DangerousPrototype;
менеджер работы с библиотеками элементов, быстрый поиск элементов в системных и пользовательских библиотеках;
проверка аналоговых, цифровых и смешанных схем с использованием SPICE-моделей и подсхем;
работа над многослойными платами с тысячами контактных площадок;
возможность импорта проектов из Eagle, Altium, Kicad и LTspice;
возможность настройки общего доступа и совместной работы над проектами;
доступ к Open Source модулям, разработанных тысячами инженеров по радиоэлектронике;
возможность делиться своими разработками, используя настройки общего или закрытого доступа.

Монтажная плата своими руками

Здравствуйте, дорогие читатели блога. Сейчас на улице замечательная погода, а у меня прекрасное настроение. Сегодня я хочу вам рассказать о том, как можно изготовить качественные печатные платы в домашних условиях.

Не спорю, что в сети информации на эту тему очень много и, наверное, на каждом радиолюбительском сайте есть описание ЛУТовской технологии. Но из всех этих вариантов я выбрал один, который позволяет мне делать действительно качественные печатные платы не уступающие заводским. В этом варианте нет каких-либо тонкостей способных повлиять на результат. Именно этим методом я хочу с вами поделиться.

Вообще метод изготовления печатных плат с помощью лазерного утюга не сложен. Его суть заключается в способе нанесения защитного рисунка на фольгированный текстолит.

В нашем случае защитный рисунок мы сначала с помощью принтера выводим на фотобумагу, глянцевую ее сторону. Затем в результате нагрева утюгом, размягченный тонер прижаривается к поверхности текстолита. Подробности сего действа читайте далее…

Для изготовления платы по технологии ЛУТ нам понадобится: фольгированный текстолит (одно- или двухсторонний) лазерный принтер утюг ножницы по металлу глянцевая фотобумага (Lomond) растворитель (ацетон, спирт, бензин и т.д.) наждачная бумага (с мелким абразивом, нулевка вполне подойдет) сверлилка (обычно моторчик с цанговым патроном) зубная щетка (очень нужная вещь, не только для здоровья зубов) хлорное железо собственно сам рисунок платы нарисованный в Sprint-Layout

Берем в руки ножницы по металлу и вырезаем кусок текстолита по размеру нашей будущей печатной платы. Раньше я резал текстолит ножовкой по металлу, но это, оказалось, по сравнению с ножницами не так удобно, да и пыль текстолитовая очень докучала.

Полученную заготовку печатной платы хорошенько шкурим наждачной бумагой – нулевкой до появления равномерного зеркального блеска. Затем смачиваем кусочек ткани ацетоном, спиртом или каким еще растворителем, тщательно протираем и обезжириваем нашу плату.

Наша задача очистить нашу плату от окислов и “потных рук”. Само собой после этого стараемся руками нашу плату не трогать.

Подготовка рисунка печатной платы и перенос на текстолит.

Нарисованный заранее рисунок печатной платы, мы распечатываем на фотобумагу. Причем в принтере отключаем режим экономии тонера, а рисунок выводим на глянцевой стороне фотобумаги.

Теперь достаем из-под стола утюг и включаем в сеть, пускай нагревается. Свежераспечатанный лист бумаги ложим на текстолит рисунком вниз и начинаем проглаживать утюгом. С фотобумагой, в отличие от кальки, подложки от самоклейки церемониться не нужно, “елозим” утюгом до начала пожелтения бумаги.

В последнее время, всё более широкое распространение получает принтерный способ переноса рисунка радиоплаты.

Заключается он в следующем:

1. С помощью специальных программ проектируется и рисуется радиоплата;

2. Изображение платы в зеркальном отображении распечатывается на лазерном принтере на подложке. При этом в качестве подложки используется тонкая мелованная бумага (обложки от различных журналов), бумага для факсов, или пленка для лазерных принтеров.

3. На подготовленную плату лицевой стороной (картинкой) прикладывается подложка и с помощью очень горячего утюга «притирается» к плате. Для равномерного распределения давления утюга на подложку рекомендуется проложить между ними несколько слоев плотной бумаги. Тонер, расплавляясь, прилипает к плате.

4. После остывания, возможны два варианта снятия подложки: либо подложка после перенесения тонера на плату просто снимается (в случае пленки для лазерных принтеров), либо предварительно размачивается в воде и потом постепенно отделяется (мелованная бумага). Тонер при этом остаётся на плате. После снятия подложки, в тех местах, где тонер всё таки отделился, можно подретушировать плату вручную.

5. Плата травится в химическом растворе. В ходе травления, тонер в хлорном железе не растворяется.

Этот способ позволяет получить очень красивый печатный монтаж, но к нему необходимо приловчиться, потому, как с первого раза может не получиться. Дело в том, что необходим определённый высокотемпературный режим. Критерий тут один: тонер должен успеть достаточно расплавиться, чтобы прилипнуть к поверхности платы, и в то же время должен не успеть дойти до полужидкого состояния, чтобы края дорожек не расплющились. Снятие бумажного листа требует определённого размягчения водой, иначе лист бумаги может сняться вместе с тонером. Сверление отверстий в плате изготовленной принтерным методом осуществляется после травления.

Шаг 4: травление меди

Здесь начинается веселье: вылейте хлорное железо в пластиковую ванну. Эти работы лучше выполнять в хорошо проветриваемом помещении!. Чем температура хлорного железа выше, тем быстрее будет идти реакция. Поэтому, если вы делаете плату в жаркий день, оставьте бутылку на солнце, прежде чем начнете делать плату, и к тому времени, когда вы доберетесь до этого шага, хлорное железо успеет нагреться. Чтобы сделать обработку платы более простой и безопасной, я обычно сверлю в ней отверстие и вставляю в него провод или нитку, хотя это и необязательно

Перед тем как опустить плату в хлорид железа, обратите внимание на ее положение; если у вас лист двухстороннего стеклотекстолита, и вы не используете вторую сторону, то поместите плату неиспользуемой стороной вниз. Какая бы сторона ни была направлена вниз, она будет вытравлена быстрее, а вам нужно убедится, что на неиспользуемой стороне не осталось меди

После того как вы опустили плату в ванну, аккуратно почистите кисточкой сторону платы с нанесенным рисунком; это поможет пройти травлению более быстро и равномерно.

Этот процесс займет довольно много времени: вы, скорее всего, в первые 8 минут не увидите даже начала исчезновения меди. Хлорное железо будет вытравливать медь постепенно, и вы сможете увидеть прогресс. Если у вас плата большая, то это займет больше времени, но, как правило, примерно через 20 минут, плата будет вытравлена полностью, после чего вы должны будете вынуть ее и поместить в ванну с мыльной водой, нейтрализующей хлорное железо. Здесь вы можете увидеть синюю ванну с водой и мылом, подготовленную для вытравленной платы:

После очистки платы вы должны получить чистую плату с черным тонером на защищенных участках меди, как показано ниже:

Снова воспользуйтесь металлической мочалкой, чтобы счистить тонер с медных дорожек.

После обрезки лишних частей вы получите новую, готовую к пайке, печатную плату. Дважды проверьте все дорожки, чтобы убедиться, что ни одна из них не была нарушена в процессе изготовления. Если вы делаете плату со сквозными отверстиями, то воспользуйтесь дрелью с очень маленькими сверлами. Поздравляю, вы готовы припаять к плате компоненты схемы!

Этот метода поможет вам изготавливать печатные платы, если нужно сэкономить или выполнить работу быстро. Однако стоит знать, что в интернете есть несколько мест, где можно заказать изготовление небольшой партии печатных плат (от 5 штук).

Плата —> SVG

Когда плата готова, нужно перегнать её в SVG для дальнейшей доработки. Лучше выгрузить плату из EDA без отзеркаливания, чтобы точно не запутаться и отзеркалить как надо.

А надо отзеркалить только передний слой F.Cu. Поскольку на задний слой B.Cu мы в редакторе смотрим со стороны переднего, он уже отзеркален. Для надёжности, лучше поместить хоть какой-нибудь текст на оба слоя и следить за тем чтобы этот текст не читался ))

(, dShaded) Из KiCad лучше выгружать через File | Plot, поскольку там есть возможность сделать сразу все отверстия 0.35 мм. Для ручного ЛУТа жирные дыры не нужны, лучше пусть побольше меди будет и она сверлом счистится.

Собственно:

Загружаем оба слоя в Inkscape.
Устанавливаем единицы измерения документа миллиметры, и формат листа А4.
Добавляем еще больше надписей белым на областях металлизации. KiCad так не умеет, напишите в комментах если ваш EDA умеет.
Группируем, чтобы было только два объекта.
Выравниваем (Ctrl+Shift+A), расстояние между слоями (их габаритными отверстиями) должно быть не менее сантиметра.
Отзеркаливаем передний слой кнопочкой на верхнем тулбаре.
Сохраняем в SVG.

Сейчас нужно отправить SVG на принтер на обычной бумаге. И сделать с этой бумагой следующее:

Поприкладывать к ней компоненты и проверить футпринты (которые по-любому уже пришли из магазина: если у вас на плате больше трех-пяти компонентов, протрассировать всё за один вечер сложновато)
Приложить к текстолиту и накернить 4 габаритных отверстия по углам, которые мы добавляли
Просверлить 4 отверстия самым тонким сверлом (0.6-0.8) ровно под 90 градусов. Это, пожалуй, самая сложная часть, но ошибки условно допустимы; способ их последующего исправления придуман.
- Если есть станок, Вам повезло.
- Если есть CNC, Вам крупно повезло, фигачьте всё отверстия по DRL-файлу прямо сейчас безо всяких кернов-*ернов.

Такс, это раздел про SVG, а мы уже к станкам перешли… Всё, последний штрих по SVG и больше комп не понадобится:

Залейте чёрным всё вокруг, чтобы части текстолита, которые не относятся к плате не травились и не насыщали персульфат аммония медью. Да, хлорное железо тоже можно, но аммоний синенький.

Процесс изготовления печатных плат в домашних условиях

1. Готовим проект печатной платы. Я пользуюсь программой DipTrace: удобно, быстро, качественно. Разработана нашими соотечественниками. Очень удобный и приятный пользовательский интерфейс, в отличие от общепризнанного PCAD. Есть конвертация в формат PCAD PCB. Хотя многие отечественные фирмы уже начали принимать в формате DipTrace.

В DipTrace есть возможность узреть своё будущее творение в объёме, что весьма удобно и наглядно. Вот что должно получиться у меня (платы показаны в разных масштабах):

2. Сначала размечаем текстолит, выпиливаем заготовку для печатных плат.

3. Выводим наш проект на лазерном принтере в зеркально отражённом виде в максимально возможном качестве, не скупясь на тонер. Путём долгих экспериментов была выбрана лучшая бумага для этого — плотная матовая фотобумага для принтеров.

4. Не забудем почистить и обезжирить заготовку платы. Если нет обезжиривателя, можно пройтись по меди стеклотекстолита ластиком. Далее с помощью обыкновенного утюга «привариваем» тонер с бумаги к будущей печатной плате. Я держу 3-4 минуты под небольшим нажимом, до лёгкого пожелтения бумаги. Нагрев ставлю максимальный. Сверху кладу ещё один лист бумаги для более равномерного прогрева, иначе изображение может «поплыть». Важный момент здесь — равномерность прогрева и нажима.

5. После этого, дав плате немного остыть, кладём заготовку с прилипшей к ней бумагой в воду, желательно горячую. Фотобумага быстро намокает, и через минуту-две можно аккуратно снять верхний слой.

В местах, где большое скопление наших будущих токопроводящих дорожек, бумага прилипает к плате особенно сильно. Её пока не трогаем.

6. Даём плате ещё пару минут отмокнуть. Остатки бумаги аккуратно снимаем с помощью ластика или трения пальцем.

7. Вынимаем заготовку. Просушиваем. Если где-то дорожки получились не очень чёткими, можно сделать их ярче тонким маркером для CD. Хотя лучше добиться того, чтобы все дорожки вышли одинаково чёткими и яркими. Это зависит от 1) равномерности и достаточности прогрева заготовки утюгом, 2) аккуратности при снятии бумаги, 3) качества поверхности текстолита и 4) удачного подбора бумаги. С последним пунктом можно поэкспериментировать, чтобы найти наиболее подходящий вариант.

8. Кладём получившуюся заготовку с отпечатанными на ней будущими дорожками-проводниками в раствор хлорного железа. Травим часа 1,5 или 2. Пока ждём, накроем нашу «ванночку» крышкой: испарения достаточно едкие и токсичные.

9. Достаём из раствора готовые платы, промываем, сушим. Тонер от лазерного принтера замечательно смывается с платы с помощью ацетона. Как видно, даже самые тонкие проводники шириной 0,2 мм вышли вполне хорошо. Осталось совсем немного.

10. Лудим изготовленные методом «лазерного утюга» печатные платы. Смываем бензином или спиртом остатки флюса.

11. Осталось только выпилить наши платы и смонтировать радиоэлементы!

Тестирование

Платы устанавливаются на специальные штативы, на которых простые роботы быстро проверяют качество электрических соединений и их соответствие проекту. В самом конце они снова поступают в отдел контроля качества, проверяются с помощью компьютерного зрения, проходят через вакуумный упаковщик и доставляются в отдел отправки.

Автоматический тестер электрических соединений.

Проверка и подсчет изготовленных печатных плат.

Стопка печатных плат, готовых к отправке.

Вы можете заказать вакуумную упаковку в термоусадочную пленку.

Процесс производства печатных плат на фабрике JLCPCB показан ниже на видео. Некоторые этапы производства являются технологическими секретами компании, но большинство основных операций представлено во всех подробностях.

Ситочник: РадиоЛоцман

SVG —> Текстолит

Вся статья, на самом деле, написана только ради того, чтобы поделиться с миром самой правильной бумагой для ЛУТа. Вот она:

Также, у нас есть информация о пригожести бумаги Black Diamond. Другие марки могут обладать необходимыми свойствами, а могут нет. HP не подходит точно (плавится под утюгом), Lomond условно подходит, «но как-то средне». Можно экспериментировать с разной глянцевой фотобумагой для струйной печати. Пишите в коменты чо как с другими бумагами )

Алгоритм:

Ставим утюг греться на максимальную температуру.
Шлифуем текстолит с обеих сторон мелкой наждачкой, сантехнической абразивной губкой (, klirichek), губкой для посуды или абразивным ластиком.
Если Ваш принтер умеет кушать форматы отличные от A4, Отрезаем от А4 полоску по размеру изображения. Бумага сверхценная: если Вам удалось её достать, надо экономить.
Заталкиваем в принтер узкой стороной. Проверяем, что изображение двух слоёв платы не превышает ширины отрезанной полоски по ширине и 210 по высоте.
Печатаем лазерником с оригинальным тонером в картридже на этой глянцевой фотобумаге для струйных принтеров.
Не прикасаясь к тонеру, разрезаем слои на две отдельные бумажки и дырявим габаритные отверстия на обоих слоях.
Вставляем прямые штырьки (например, от PLS/PLD гребёнки) в 4 габаритных отверстия.
Насаживаем передний слой.
Проглаживаем равномерно, сильно не надавливая, до пожелтения бумаги (или еще каких-либо знаков свыше, это всё-таки ЛУТ: совсем избавиться от магии, наверно, невозможно)

Штырьки можно вытащить когда бумага начнет прилипать и потеряет способность смещаться.
Не отдирая бумагу от текстолита, повторяем последние три пункта с задним слоем.
Даём текстолиту остыть: можно пока поставить греться чайник и начать разбодяживать персульфат аммония.

С остывшего текстолита (без воды, это архиважно) аккуратненько отодрать лишнюю бумагу. Тонер должен сойти вместе с глянцевым слоем фотобумаги, так и было задумано.

В случае ошибок, можно стереть один из слоёв ацетоном, подложить уже оторванную бумажку противоположного слоя (чтобы тонер не отлип от платы и не перевёлся на доску, на которой Вы гладите) и повторить.

Что такое печатная платa

Печатная плата внешне представляет собой пластину диэлектрика. На поверхности изделия расположена электросхема. Пластина из диэлектрика необходима для соединения электронных составляющих. Выводы компонентов платы спаивают с частями проводящего рисунка.

Рисунок электросхемы выполняют из фольги на прочной изолирующей поверхности. Для монтирования планарных и выводных элементов в печатной плате проделывают специальные отверстия и площадки. Фольга в плате расположена на нескольких слоях, поэтому электрическое соединение с ней обеспечивают переходные отверстия. Внешняя поверхность платы покрыта защитным слоем (паяльной маской) и метками (дополнительная графика и текст согласно с конструкторскими документами).

Классификация печатных плат согласно количеству слоев фольги с рисунком:

односторонние;
двухсторонние;
многослойные (соединение нескольких пластин с одним или двумя слоями).

ВАЖНО! Количество слоев увеличивают в зависимости от степени сложности монтажа проекта

Что нужно хорошей материнской платой?

На этом этапе вы должны иметь достаточное понимание того, как создаются материнские платы и какие части их составляют. Но что нужно, чтобы материнская плата считалась «хорошей»?

VRM (модуль регулятора напряжения)

Прежде чем вы сможете определить материнскую плату с хорошими VRM, вам необходимо сначала ознакомиться с несколькими компонентами, составляющими весь VRM, а именно MOSFET и Chokes:

MOSFET или полевые транзисторы – металл-оксидные полупроводники, представляющие собой плоские прямоугольные компоненты, обычно расположенные вокруг разъема центрального процессора. Они отвечают за снабжение процессора точным объёмом напряжения, в котором он нуждается
Chokes обычно расположены рядом с МОП-транзисторами и отвечают за стабилизацию токов и конденсацию в случае внезапного скачка напряжения

Найти материнскую плату с хорошим VRM звучит сложно, но, на самом деле, это проще, чем вы думаете, потому что всё, что вам нужно сделать, это подсчитать количество Chokes. Каждый Chokes соответствует одной фазе, а большее количество фаз означает лучшую стабильность.

Материнская плата начального уровня, которая имеет, по крайней мере, четыре chokes, считается нормальной, в то время как материнские платы среднего и высокого качества имеют от шесть chokes.

Если вы планируете разгонять процессор, необходимость выбора высококачественного VRM становится более важной. Стоит отметить, что многие из материнских плат, которые позволяют разгон, по умолчанию имеют лучшие VRM; аналогично, материнские платы, которые не предназначены для разгона, часто имеют упрощенный VRM

Дизайн

Хорошая материнская плата должна иметь хорошо продуманный дизайн, так как плохо размещенные компоненты могут оказать негативное влияние на работоспособность вашей системы.

Расположение ОЗУ – это то, что мы все должны учитывать при покупке кулера для процессора. Иногда оперативная память и громоздкий процессорный кулер могут блокировать друг друга.

Дизайн в наши дни – это не только размещение компонентов. Современные материнские платы подсвечиваются яркой RGB-подсветкой, имеют ЖК-экраны и элементы ручного управления!

Набор микросхем

Вы должны обратить пристальное внимание на чипсет материнской платы, потому что, как многие согласятся, вам нужны совместимые компоненты!

Чипсеты определяют совместимость с различными компонентами, особенно с процессором. Фактически, чипсеты работают только в пределах определенного семейства процессоров. Например, новые чипы Ryzen 3000 будут совместимы только с материнскими платами x470 и x570.

Чипсеты обладают различными функциями, такими как лучшая разгонная способность и дополнительная фаза питания. Так что, если вы не собираетесь разгонять компьютер, вероятно, можете обойтись более дешевой материнской платой.

Если вам нужна материнская плата с поддержкой SLI и возможностями разгона, вам нужно найти подходящую материнскую плату для ваших нужд. Сосредоточьтесь на хорошем VRM и надежном чипсете, но помните – дорого не всегда значит лучше.

Конденсаторы

Никогда не приобретайте материнскую плату с нетвердыми алюминиевыми электролитическими конденсаторами, потому что они часто заправлены проводящей жидкостью. Даже если всё сделано правильно, материнские платы, которые используют дешевые конденсаторы, очень подвержены проблемам, таким как утечки или разрывы.

Вот почему всегда замечательно иметь материнскую плату, которая использует твердотельные конденсаторы, потому что, в отличие от конденсаторов, которые содержат проводящую жидкость, они содержат твердый органический полимер.

Твердотельные конденсаторы могут выдерживать более высокий пульсационный ток, что означает, что они делают материнскую плату более стабильной. Конденсаторы этих типов также могут справляться с большим количеством тепла, делая плату более надежной и продлевая срок её службы.

Теперь вы не только знаете, из чего состоит материнская плата, но и узнали о процессе производства и о том, что именно делает материнскую плату хорошей.

Текстолит —> Текстолит с дорожками

Для травления, нам понадобится пластиковый контейнер (или любая не-металлическая тара, в которую плата поместится лёжа). А также, одноразовая ложка или варибаси для помешивания платы (против пузырьков, которые мешают травиться).

Персульфат аммония рекомендуется разводить в тёплой воде 1:2. Но это довольно высокая концентрация, 1:3 или даже 1:4 хватит. В конце концов, можно еще подразмешать потом. Рекомендуемая температура разбодяживания — 40-50 градусов.

Однако, учтите, что перегревать всякого рода химикаты довольно опасно. Высокая концентрация, высокая температура и соли меди могут привести к криповому результату:

https://vk.com/video-24764675_456239191

Пользуйтесь респиратором.

Желательно шевелить плату, сгонять с нее пузырьки и поддерживать температуру в районе 35-45 градусов на водяной бане. Но если персульфат не дохлый, она и сама может поддерживаться (см. видео выше).

Если плохо травится, можно:

Купить новый аммоний, он теряет свои свойства при хранении в условиях повышенной влажности
Перестать помешивать
Еще подождать
Вытащить плату и подогреть раствор в микроволновке (аккуратно)
Подразмешать ещё чучуть белого порошка

После травления, тонер стирается ацетоном.

Слой 33-34: tFinish/bFinish

Данные слои содержат информацию о любом виде специального финишного покрытия, которое требуется для вашей платы, например, гальваническое покрытие золотом или серебром. Они также могут включать данные о контактных площадках, для которых необходимо иммерсионное золочение.

Следует помнить, что эти слои не формируются автоматически, и вам нужно разметить их самостоятельно, если для вашей платы требуется дополнительное специальное финишное покрытие. Тем не менее, если вы только начинаете знакомиться с разработкой печатных плат в качестве хобби, вы, скорее всего, не будете использовать данные слои, так как специальные финишные покрытия могут быть очень дорогими.

Превосходная иллюстрация широкого ассортимента доступных финишных покрытий для нанесения на печатную плату

DesignSpark PCB

(DSPCB) от компании RS Components (RS), пожалуй, самая доступная в мире программа проектирования электронных устройств (Рисунок 7). Ее легко освоить и ей легко пользоваться. Она специально разработана для непрофессионалов в CAD-системах, чтобы сократить время между идеей устройства и началом его производства, ускорить выход на рынок готового изделия. DesignSpark PCB позволяет рисовать электрические схемы, разрабатывать конструкцию печатной платы и ее трассировку, а также предлагает готовые модели электронных компонентов, представленные компанией RS Components.


Рисунок 7.	DesignSpark PCB — мощная, удобная и доступная проектная система для профессионального создания схем и печатных плат.

Кроме того, данная программа выполняет авторазмещение компонентов и автотрассировку связей печатного рисунка. Полученные результаты корректируются вручную

Важно, что программа свободна от практических ограничений на размер платы, число выводов компонентов, число слоев платы и на форматы выходного файла. Поэтому ее можно использовать не только для рисования схем и печатной платы, но и для создания файлов для производства

В последнее время появилось несколько облачных систем проектирования печатных плат, однако часть из них ограничены по функционалу и не подходят даже для радиолюбителей, не говоря о профессионалах. Оставшиеся программы сравнимы с настольными приложениями, но стали платными. К примеру, бесплатная онлайн система EasyEDA может стать достойным конкурентом продукту PCBWeb от компании Aspen Labs, полная версия которого стала платной.

Слои 2-15: Route (Токопроводящие дорожки)

Возможно, данных слоев не будет в вашем ПО (Visible Layers dialog). В некоторых ПО они доступны только при премиум подписке. Слои 2-15 служат для формирования множества внутренних слоев для размещения токопроводящих дорожек в многослойных печатных платах. Для того чтобы воспользоваться ими, вам нужно будет изменить структуру слоев с помощью вкладки Tools » DRC » Layers. (в Autodesk Eagle).

Если вы планируете разработать многослойную печатную плату, то способы организации верхнего/нижнего и среднего слоя будет немного отличаться от того, что вы ожидаете увидеть. Например, при создании 4-слойной платы будут не просто использоваться слои 1, 2, 3 и 4 по порядку. Вероятнее всего, в системе разработке будут в комплексе использоваться слои 1 (верхний), 2, 15 и 16 (нижний).

6Подготовка платык травлению

Вынимаем заготовку из воды и просушиваем. Если где-то дорожки получились не очень чёткими, можно сделать их ярче тонким маркером для CD или, например, лаком для ногтей (смотря чем вы собираетесь травить плату).

Подготовка платы к травлению

Нужно добиться, чтобы все дорожки были чёткими, ровными и яркими. Это зависит от:

равномерности и достаточности прогрева заготовки утюгом;
аккуратности при снятии бумаги;
качества подготовки поверхности текстолита;
удачного подбора бумаги.

Поэкспериментируйте с разными видами бумаги, разным временем нагрева, разными видами очистки поверхности стеклотекстолита, чтобы найти наиболее оптимальный по качеству вариант. Подобрав приемлемое сочетание этих условий, в дальнейшем вы сможете быстрее и качественнее изготавливать печатные платы дома.

Маленькие хитрости или опыт, полученный при изготовлении ПП.

Если после охлаждения часть тонера осталась на подложке, нужно увеличить давление и (или) температуру. Если последнее не помогло, то нужно сменить сорт самоклеящейся бумаги, хотя, я пока не встречал самоклеящейся принтерной бумаги, с подложки которой невозможно бы было перенести изображение на ПП.
Если у купленной самоклеящейся бумаги внутренняя поверхность подложки (куда мы наносим тонер) имеет почти зеркальный вид, то на выходе из принтера от неё может отделиться тонер. Если Вам не удаётся найти другую бумагу, то можно пройтись по подложке самой мелкой наждачной шкуркой – «нулёвкой». После чего нужно протереть подложку бязью (х/б таканью) смоченной в спирте, чтобы оградить принтер от попадания продуктов шлифовки.

Это не предположение. Технология опробована. Результат точно такой же, как при использовании подложки, не требующей дополнительной обработки.

Только нужно иметь в виду, что на рынке часто вместо «нулёвки» продают более крупнозернистую наждачную бумагу.

На картинке, слева направо, листики наждачной бумаги с величиной зерна 40, 20 и 10 микрон.

Настоящая «нулёвка» на ощупь напоминает обыкновенную грубую обёрточную бумагу или хороший картон, поэтому перед применением, приходится выяснять, где же у неё рабочая сторона. Такую «нулёвку» используют на окончательной стадии шлифовки перед применением полировальных паст.

Подходит та наждачная бумага, у которой размер зерна не превышает 10 микрон.
Вот пример маркировки: Л1Э300х230Л163СМ3НМА ГОСТ… В данном случае, М3, говорит о том, что размер используемого абразивного порошка всего 3 микрона. На реальных листах маркировка может отсутствовать.
Если поверхность подложки после термопереноса стала розовой, то нужно уменьшить температуру.
Чтобы, в отсутствие микрометра, измерить толщину фольги с достаточной точностью, нужно сложить гармошку из 20-30 слоёв и уже её измерить штангенциркулем (колумбиком). Результат нужно разделить на количество слоёв.
Если печатная плата не умещается в пределах одной этикетки самоклеящейся бумаги, то разрез между этикетками может привести к браку в соответствующем месте ПП.
Лучше всего покупать самоклеящуюся принтерную бумагу представляющую собой всего одну этикетку. Тогда, можно использовать бумагу с максимальной экономией.
Чтобы получить хороший контакт в месте соединения фольги с токоведущими шинами, нужно сложить концы фольги несколько раз. Также убедитесь, что шины тщательно пригнаны и между ними нет видимого зазора.
При длительном воздействии высокой температуры, стеклотекстолит может изменить свойства. Например, может ухудшиться соединение медной фольги с платой или сама плата может деформироваться.
Температуру, при которой происходит закрепление тонера на подложке, можно в некоторых пределах отрегулировать в драйвере принтера. В моём принтере «Canon 2900», это можно сделать в закладке «Источники бумаги». Правда, в проведённых мною экспериментах, изменение этих параметров на результате никак не отразилось.
Очистить кювету (ванночку) от загрязнений, оставленных хлорным железом, можно с помощью старой зубной щётки и кальцинированной соды (карбонат натрия Na₂CO₃), которую продают как средство для стирки и кипячения белья.

1Подготовка проектапечатной платы

Готовим проект печатной платы. Я пользуюсь программой DipTrace: удобно, быстро, качественно. Разработана нашими соотечественниками. Очень удобный и приятный пользовательский интерфейс, в отличие от общепризнанного PCAD. Бесплатна для небольших проектов. Библиотеки корпусов радиоэлектронных компонентов, в том числе и 3D модели. Есть экспорт в формат PCAD PCB, Gerber, в вектрный фаормат DXF, а также некоторые другие. Многие фирмы по производству печатных плат уже принимают проекты в формате DipTrace.

Проект печатной платы

В программе DipTrace есть возможность увидеть будущее творение в объёме, что удобно и наглядно. Вот что должно получиться у меня (платы показаны в разных масштабах):

Трёхмерное изображение печатной платы

Делайте петли маленькими

Петли, особенно высокочастотные петли, должны быть как можно меньше. Маленькие петли обладают меньшей индуктивностью и сопротивлением. Размещение петель над полигоном земли приводит к уменьшению индуктивности. Уменьшение петель уменьшает высокочастотные выбросы напряжения, вызываемые \(V=L\frac{di}{dt}\). Уменьшение петель помогает уменьшить количество сигналов, которые через индуктивные связи наводятся в петлях от внешних источников или передаются от петель наружу. К этому необходимо стремиться, только если вы не проектируете антенну. Также не делайте петли большими в схемах на операционных усилителях, чтобы предотвратить появление в схеме шумов.

Петлевая антенна на печатной плате

Разработка и изготовление макета

Чертеж платы можно выполнить вручную или на компьютере с помощью одной из специальных программ.

Вручную лучше всего выполнять рисунок платы на бумаге от самописцев в масштабе 1:1. Подходит также миллиметровая бумага. Устанавливаемые электронные компоненты должны изображаться в зеркальном отражении. Дорожки одной стороны платы изображаются сплошными линиями, а другой – пунктирными. Точками отмечаются места крепления радиоэлементов. Вокруг этих мест рисуют паечные площадки. Все чертежи обычно выполняют рейсфедером. Вручную, как правило, делают простые рисунки, более сложные схемы печатных плат разрабатывают на компьютере в специальных приложениях.

Чаще всего используют простую программу Sprint Layout. Для печати годится только лазерный принтер. Бумага должна быть глянцевая. Главное, чтобы тонер не въедался, а оставался сверху. Принтер нужно настроить так, чтобы толщина тонера чертежа была максимальной.

Промышленное производство печатных плат начинается с ввода принципиальной схемы прибора в систему автоматизированного проектирования, которая создает чертеж будущей платы.