Изготовление плат на стекле своими руками

Стеклянная печатная плата

Автор Instructables под ником hdissanayake решил возродить, казалось бы, почти забытое (вспомним Б3-04) искусство изготовления печатных плат на стекле. На следующем рисунке показаны стадии процесса получения платы при помощи фоторезиста:

1. Покрытие материала фольгой (в случае со стеклом это придётся проделать своими руками)
2. Нанесение фоторезиста
3. Экспонирование
4. Проявление
5. Травление
6. Удаление фоторезиста

В качестве заготовки мастер берёт стеклянную пластинку, обязательно без острых краёв, а не как тут:

На которую будет наносить медную фольгу (оптимальна толщина в 0,05 мм):

При помощи суперклея:

А так выглядит плёночный фоторезист:

Схему hdissanayake составляет в EasyEDA:

В этой же программе он проектирует и печатную плату:

Рисунок которой выводит в негативном виде, поскольку данный вид фоторезиста переходит в нерастворимое состояние под действием ультрафиолета:

Печатает на плёнке:

На этом фото и фольга, и стекло уже обезжирены изопропиловым спиртом:

А здесь – уже склеены друг с другом при помощи суперклея, который важно нанести равномерно, без воздушных пузырей и непокрытых участков, излишки клея выдавить, дождаться полного схватывания:

Мастер отклеивает фоторезист от подложки:

И приклеивает на медь, снова избегая пузырьков:

Накладывает распечатку на плёнке, прижимает стеклом, прижимает зажимами так, чтобы они не загораживали ультрафиолет:

Экспонирует ярким солнечным светом в течение 5-7 минут, после удаления распечатки засвеченный фоторезист выглядит так:

Скотчем удаляет вторую подложку на противоположной стороне фоторезиста:

Помещает в раствор соды для проявления:

Смывает раствор вместе с незасвеченным фоторезистом:

Чередует проявление и промывку, пока на незасвеченных участках фоторезист не смоется полностью:

Травит плату хлорным железом как обычно:

Почти готово, похоже, хлорное железо растворило вслед за медью на незасвеченных участках и суперклей:

Осталось смыть засвеченный фоторезист – если вода горячая, поддастся и он. И искусство получения стеклянных печатных плат можно считать возрождённым. Плата готова к пайке. Так, как показано на фото, без перчаток стекло не держать:

В такой плате по понятным причинам не может быть отверстий. Но это не так уж неудобно. Обошлись ведь без отверстий в плате в том же Б3-04. А теперь, когда есть SMD-компоненты на все случаи жизни, это ещё проще.
Источник

Изготовление плат на стекле своими руками

Шаг первый: проектирование платы
Для начала выберите электронные компоненты, которые нужны для платы. В данном случае нужны:
– Микроконтроллер: ATtiny84
– 7 светодиодов SMD. Размер: 1206
– 7 резисторов. Размер: 1206
– Один переключатель SMD

Дальше переходим к созданию схемы.
Мастер использует программное обеспечение EASY EDA. Это программа бесплатна и скачать ее можно здесь. Откройте программу и начните создавать новый проект. Для этого нажмите «Документ» в левом верхнем углу и нажмите «Новый». Дайте название вашему проекту и подтвердите. Для создания электрической схемы вам понадобятся две иконки: «EElib», в которой все инструменты и символы, и «Библиотеки». Для добавления компонента выбираете его, устанавливаете в нужное место и нажимаете кнопку “Разместить”.

Когда ваша электрическая схема закончена, преобразуйте ее в PCB. Чтобы преобразовать электрическую схему в печатную плату, нажмите на значок вверху «Преобразовать» и «Преобразовать в печатную плату». Программное обеспечение будет импортировать компоненты автоматически. Вам просто нужно разместить компоненты в нужном положении. Затем вы “рисуете” дорожки. Они не должны пересекаться, потому что мы работаем над однослойной схемой. Мастер специально увеличила дорожки до 1,5 мм, для лучшего примера. Следующий шаг, конвертировать плату в PDF. В верхней панели задач EasyEDA нажмите «Документ», «Экспорт» и «PDF…». Появится всплывающее окно, отметьте только «Верхний слой» и нажмите «Экспорт».

Затем нужно в любом фоторедакторе, например, Photoshop, конвертировать файл PDF в PNG. В принципе это умеет делать и EASY EDA, но мастер говорит, что при этом качество ухудшается.

Шаг второй: дорожки
Мастер использует резак CAMEO 4. Но в принципе можно использовать любой виниловый плоттер. Порядок работы следующий.
Нужно импортировать файл (.PNG) в программное обеспечение для резки. Мастер использует ПО «Silhouette Studio», которое идет вместе с плоттером. Также можно его скачать здесь.

Когда программа запустится, нажмите «Открыть» на верхней панели задач и импортируйте файл .PNG. Далее, на правой панели задач, нажмите «TRACE», «Select Trace Area» и выберите ваш проект PCB. Наконец, нажмите «TRACE» в правом нижнем углу. Нужно выделить графическую часть проекта красным. Установите следующие параметры: нажмите «SEND», синий значок справа вверху. Установите «FORCE» на 10 и «SPEED» на 2.

В комплекте с плоттером поставляется специальный коврик с липкой основой. На этом коврике мастер закрепляет медный лист и устанавливает его в плоттер. После резки нужно аккуратно удалить медный лист не трогая дорожек.

Изготовление плат на стекле своими руками

Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста.

Автор: Sailanser
Опубликовано 01.01.1970

Итак, для работы нам понадобятся следующие материалы и инструменты:
1. Фольгированный стеклотекстолит.
2. Пленочный фоторезист.
3. Небольшая иголка.
4. Кальцинированная сода.
5. Ультрафиолетовая лампа на стандартный патрон 220V.
6. Пленка для струйного принтера.
7. Компьютер, струйный принтер, программа для разводки печатных плат.
8. Стирательная резинка.
9. Ножницы.
10. Стекло толщиной 4 мм.
11. Пластиковая емкость.

Для начала нам необходимо изготовить фотошаблон, через который мы впоследствии будем делать экспонирование нашей будущей печатной платы.
Открываем программу для создания печатной платы, тут предпочтения у каждого свои кто то любит P-CAD кто то Eagle сам же я предпочитаю платы делать в Sprint-Layout 4.0. В программе открыли файл будущей печатной платы.

проверили что нет косяков неразведенных цепей и прочего. Провели, нет ничего вызывающего сомнения можно идти дальше.

Нажимаем на кнопочку, и открывается окно для вывода на печать.

Т.к фоторезист негативный (белые области на черном поле) то необходимо поставить соответствующую галочку напротив опции негатив, а также отключить ненужные при печати слои.

Также следует подумать над тем отображать зеркально изображение при выводе или нет т.к пленка для струйного принтера имеет только одну рабочую сторону и этой стороной необходимо будет прикладывать впоследствии к заготовке, для того чтобы увеличить контрастность и исключить боковую засветку. Сам обычно рисую на слое Ф2, а надписи располагаю на слое М1, так что в моем случае ничего отзеркаливать не надо.

Теперь жмем кнопку и открывается окно настроек принтера, тут уж у кого как, я например, использую струйный принтер Canon Pixma 1000.
В настройках принтера ставим галочки как на рисунке:

Нажимаем кнопку “Задать” и в открывшимся окошке сдвигаем ползунок интенсивности до упора вправо.

В результате этих действий мы говорим принтеру, что бы он лил побольше краски на те участки, которые будут черными. Далее жмем на кнопочку ОК, в окошке настройки цветов, и кнопку ОК в свойствах принтера.
Таким образом, мы создали фотошаблон, настроили принтер и все это дело у нас готово к печати.
Берем пачку с пленкой

достаем лист и ставим в принтер.
Помним, что у пленки для струйного принтера только одна сторона рабочая. Она МАТОВАЯ, определить ее очень просто к ней липнут пальцы.
Печатаем наш фотошаблон.

После того как напечатали, откладываем, куда-то в сторону минут на 10, чтобы дать ему просохнуть

Пока сохнет наш фотошаблон займемся подготовкой стеклотекстолита и нанесем на него фоторезист.

Из заготовленного ранее стеклотекстолита вырезаем небольшой по размерам кусочек, в идеале примерно с припуском 3-5 мм, больше с каждого края,чем размеры нашей будущей платы.

Берем стирательную резинку

и тщательно проходимся по всей поверхности фольгированного стеклотекстолита. Это необходимо для того, чтобы убрать все пальцы, грязь и прочее, а также обеспечить хорошее прилегание пленочного фоторезиста. После того как прошлись по стеклотекстолиту стирательной резинкой, сдуваем все оставшиеся, после этого пылинки и остатки резинки. Промывать все это ацетоном или каким-то растворителем нельзя, не ляжет фоторезист, если что-то сдуть не получилось, то проходимся чистенькой тряпочкой. Не касаясь очищенной поверхности заготовки руками, (допускается держание за торцы) кладем на стол и отрезаем ножницами кусок фоторезиста.

После того как отрезали, берем иголку, и с матовой стороны подцепляем матовую пленку и сдвигаем ее примерно на 0,5 сантиметра при этом пальцами не касаясь клеевого слоя на самом фоторезисте.

Удерживая кусочек снятой пленки пальцами прикладываем его на край заготовки из стеклотекстолита и разравниваем пальцами с умеренным давлением для того, что бы пленка прилипла, как следует.
После того как пленка прилипла к краю пальцы правой руки помещаем с правой стороны под пленку, на тот кусочек матовой пленки, что снимали вначале.

Теперь, не спеша, правой рукой примерно по 2-3 мм вытаскиваем матовую пленку, одновременно пальцами левой руки прижимая и разравнивая ее по поверхности фольги. Торопиться тут нет смысла т.к чем лучше придавите, тем лучше она ляжет на поверхность фольги стеклотекстолита.
После того как пригладили всю пленку, излишки обрезаем и получаем стеклотекстолит, покрытый пленочным фоторезистом.

Пока мы занимались подготовкой стеклотекстолита и нанесением на него пленочного фоторезиста, наш фотошаблон, который мы приготовили ранее, напечатали на пленке и оставили сушить, подсох. Так что берем ножницы и вырезаем его.

Теперь у нас все готово для начала экспонирования фоторезиста через шаблон.
Берем ультрафиолетовую лампу, я например пользуюсь такой

Просто и экономично а главное городить ничего лишнего не надо. Это энергосберегающая лампа УФ света на стандартный патрон 220V.
Кладем на ровную поверхность стеклотекстолит с нанесенным на него пленочным фоторезистом, а сверху пленку с напечатанным шаблоном, стороной на которой печатали к фоторезисту, для чего это нужно и зачем это говорил ранее.

Сверху все это дело прижимаем стеклом вынутым из полки с книгами.

И поверх всего этого, я обычно ставлю две коробки с компактами, это обеспечивает еще лучший прижим фотошаблона к плате и определяет расстояние на которое удалена ультафиолетовая лампа от поверхности.
Время и расстояние подобрать под конкретную лампу очень просто. Берем маленький кусочек стеклотекстолита наносим на него фоторезист. Потом делаем шаблон, на котором пишем циферки 1,2,3,4,5,6,7,8, и т.д , это будет время в минутах. Ставим лампу, включаем, берем какой-то непрозрачный материал, например, еще один кусочек стеклотекстолита, и постепенно через указанные промежутки двигаем его постепенно закрывая части с циферками. После этого проявляем и смотрим на результат. Где он самый лучший, то время для этого расстояния и оставляем.

После этого включаем лампу на 10 минут.

Пока наша лампа будет светить в течение 10 минут и формировать нашу плату, пойдем в ванну и приготовим раствор для проявления фоторезиста.
В пластиковую посуду подходящего размера, куда поместиться плата, наливаем 0,25 литра воды (половина 0,5 л. бутылки из-под сока), температура воды не играет никакой роли, я наливаю прямо из-под крана. Достаем с полки пакетик с кальцированной содой. (Если у вас нет на полке кальцинированной соды, то его туда надо сначала положить, а уже потом доставать. Если же у вас нет полки, то дальше можно не читать – все равно ничего не получится. Прим. Кота)

Берем чайную ложку и набираем в нее соды, после чего тщательно до растворения всех комочков размешиваем ее в воде.

После того как вся сода растворилась, дожидаемся, окончания экспонирования, как помним, раньше оно у нас было 10 минут. Как только время вышло, снимаем стекло и наш фотошаблон. Берем плату и идем в ванную, при этом, не забыв захватить с собой иголку.
Придя в ванную, иголкой аккуратно подцепляем вторую (прозрачную) пленку и снимаем ее.

После того как сняли вторую пленку, кладем плату в пластиковую ёмкость с разведенной содой и ждем примерно секунд 30. По истечении этого времени, рисунок начинает проявляться, видны будущие дорожки и в тех местах, где дорожек быть не должно, фоторезист растворяется. Теперь берем ненужную зубную щетку и начинаем ей водить по нашей плате для того, что бы ускорить процесс смывания фоторезиста с ненужных нам участков.
Показатель того, что фоторезист смылся там, где надо, поверхность меди светлая и блестящая, как и до приклеивания фоторезиста.
После того как смыли весь ненужный фоторезист и оставили нужный, вытаскиваем плату из раствора соды и промываем под струей воды. Делается это для того, что бы смыть с поверхности платы проявляющий раствор. После того как промыли под струей воды, откладываем в сторону, и выливаем ненужный нам проявляющий раствор.

Теперь дело осталось за малым наливаем в другую пластиковую емкость раствор хлорного железа и травим. После того как протравили, вынимаем, снова промываем под струей воды, на этот раз для того, что бы смыть остатки хлорного железа.
Вот и весь нехитрый процесс, по окончании которого мы получаем печатную плату высокого качества.

Таким образом, мы сделали печатную плату, на ней виден фоторезист, который был нам нужен. Осталось только снять его. Берем ватку, мочим в ацетон, и сначала промокаем всю поверхность платы, потом трем. Примерно через 1-2 минуты фоторезист начинает сползать кусками, полностью оттираем весь фоторезист. Дальше, как обычно, лудим, сверлим дырки, обрезаем, выравниваем и запаиваем компоненты.

Возможные косяки на выходе после проявления фоторезиста:
1.Фоторезист полностью растворяется в соде – недостаточное время экспонирования или большое расстояние до лампы.
2.Фоторезист не смывается вообще нигде – прозрачный фотошаблон на темных участках, вследствие чего, через них проходят ультрафиолетовые лучи и засвечивают, то чего не надо засвечивать.
3.Фоторезист не смывается вообще нигде, но на тех участках где он должен смыться он слегка мутноватый, виден рисунок, и рисунок четкий – прозрачный шаблон на темных участках, но в данном случае он гораздо темнее, чем в предыдущем варианте.
4.Фоторезист смылся, как надо, но дорожки получаются шире, чем на фотошаблоне, особенно это заметно на тех дорожках, что проходят между выводов микросхем (слипание), например, на фотошаблоне дорожка при измерении линейкой 1 мм на плате 1,2-1,5 мм – недостаточный прижим фотошаблона к поверхности заготовки, еще такое может быть, когда сам стеклотекстолит кривой, поэтому рекомендую обратить на его ровность внимание при покупке, т.к сам с кривизной продаваемого стеклотекстолита сталкивался не однократно.

Ну вроде все.
Вопросы, как обычно, складываем тут.

Печатая плата на стекле.

Не выходит из головы 3d tid куб, но конструкция из проволочных паек не внушает доверия. Подумалось: может разместить планарные светодиоды на стекле а проводники сделать печатным способом? т.е. на стекло наклеить медную фольгу и протравить лазерным утюгом. Из видимых проблем: где взять фольгу и какой клей использовать? так понимаю клей должен быть термостойким и прозрачным.

По заданному натуральному числу найти его корень, печатая все промежуточные результаты
Корнем числа является – сумма его цифр, если она(сумма) меньше 10. – корень суммы цифр в.

ЖКИ на стекле-ненадежный контакт
В своих разработках стал использовать индикаторы от Nokyo5110 на стекле(COG) подключение через.

Можно ли заделать трещину на стекле?
Ребят Такой вопрос Год как езжу на машине Взял с одним дефектом это трещина на стекле Она как.

Пузырик в стекле смартфона(заводской брак?)
Народ купил телефон на pocketmarkt.ru ,при покупке смотрел вроде всё было хорошо,но приехав.

Клей в данном случае можно использовать обычный эпоксидный. Надо только брать бесцветный. Собственно, когда на производстве делаются платы на стекле, именно эпоксидная смола и используется. Но в принципе можно взять и клей для стекла с УФ отверждением, надо только посмотреть, какие температуры он держит.

Вот только с утюгом может выйти облом – стекло не любит неравномерного прогрева и может лопнуть. Так что скорее всего фоторезист. Ну и паять надо тоже очень аккуратно, с предварительным нагревом всей платы.

Попробуйте, интересно что получится в домашних условиях. На производстве такие платы делаются достаточно спокойно, но цена конечно негуманная, гораздо дороже чем на текстолите, да и малые партии обычно никто делать не берется.

Попадалось видео; там человек использовал клей с УФ отверждением и, кажется, фоторезист. http://hackaday.som/2011/09/12/gtoss-psbs/

Насчёт ЛУТ – можно попробовать перенести рисунок на фольгу до наклейки на стекло.

Меднение стекла легко сделать через активацию серебром и гальваническое меднение.

1.Сенсибилизация стекла в 5% р-ре двухлористого олова (SnCl2) в 5% соляной к-те и промывка в воде. Несколько секунд.

2.Активация аммиачным р-ром серебра. К 10 г. нитрата серебра (AgNO3) в 700 мл воды добавллять р-р аммика (нашатырный спирт) до растворения образовавшегося осадка, затем разбавить водой до литра. Выдержка 1 минута.

3.Меднение производится погружением в р-р:
Сульфат меди (CuSO4x5H2O) 7 г/л
Хлорид никеля (NiCl2) 2 г/л
Сегнетова соль (калий-натрий виннокислый, NaKC4H4O6x4H2O) 23 г/л
Едкий натрий (NaOH) 5-6 г/л
Кальцинированная сода (NaCO3) 2 г/л
Формалин 40% 26 мл

pH должен быть не менее 12,1-12,5. Для того, что бы слой меди прочно держался на стекле, прогреть стекло при 100-150°C 1-2 часа.

TioMoom, именно лавсан, бесцветный и прозрачный, не оранжевая полиимидная плёнка? А ссылок на нигазины не подкинете?
И как у него с устойчивостью к пайке – не знаете? Теоретически температура плавления лавсана >250?, а ПОС-61 183?, но что на практике?

sitimur, а с клеем разве не будет сложностей с надёжным подсоединением ног? Ведь не удастся обеспечить большую площадь контакта – значит, клей прочно держать не будет, и небольшие подвижки (от неравномерности теплового расширения, к примеру) могут оторвать ноги. Хотя, наверное, если посадить детали на эпоксидку, а дорожки рисовать уже поверх неё.

Хм. кстати, навело на забавную мысль: кладём компоненты на полиэтилен (ногами вниз), заливаем эпоксидкой – получаем пластину, в объёме которой детали. Сдираем полиэтилен, шлифуем (чтобы освободить контакты), рисуем дорожки токопроводящим клеем. получаем адскую экзотику – не знаю, для чего она нужна (для tid cube плоха – полировать надо), но красиво и необычно :-).