Туториалов по созданию обыкновенных печатных плат на просторах интернета более чем достаточно, а вездесущие китайцы упростили этот процесс до заводского качества. Однако, когда речь заходит о создании гибких плат, тут приходится изгаляться в меру своей смекалки. Хотя, справедливости ради, надо сказать, что и такие вещи китайцы тоже делают, хоть и не дёшево. Но мы будем говорить о ситуации, когда надо вот прямо сейчас и из подручных материалов. Собственно, я непосредственно и столкнулся с такой проблемой и одним из способов ее решения хочу поделиться.
Для начала пару слов что же это такое и в каких случая используется. В этом случае Википедия справедливо утверждает, что гибкая печатная плата (далее ГПП), это такая штука, которая может свободно изгибаться. Не поспоришь. В наиболее распространенном случае ГПП используется в виде соединительных шлейфов, как например на картинке ниже:
В более продвинутом варианте, на нем же распаивают некоторые компоненты. Те, кто разбирал старые сидюки, видел, что весь обвес головки выполнен как раз-таки на такой ГПП. Вот типичнейший пример:
Тут мы видим и место для разъема подключения к основной плате привода и отверстия для лазерных головок, самый правый выступающий «полуостров» скорее всего для интегрального фотодатчика.
ГПП как правило изготавливаются на основе полиимидной пленки с приклеенной на нее медной фольгой. Полиимид держит высокие температуры, что критично при пайке и имеет достаточную гибкость. В народе такую основу называют дюпон (по названию компании ее производящей). Хорошо, когда есть где ее можно приобрести, но мы все будем делать по-пацански.
Итак, что нам потребуется в первую очередь? Обмозговать технологию и перенести ее на то, что можно легко раздобыть в своей деревне. Главным компонентом в этом деле будет термостойкая основа, на которую необходимо приклеить медную фольгу. Клей, кстати, тоже должен быть термостойким. И сразу опережу тех, кто предложит взять каптоновый скотч (он как раз и изготавливается на основе полиимидной пленки) и приклеить его к медной фольге – ничего не выйдет. Клей совершенно не держит тонкие медные дорожки, а от температуры вообще приходит в негодность. Между тем, мой первый вариант как раз-таки и был на основе каптонового скотча, но медную фольгу я клеил на двухкомпонентную паяльную маску УФ отверждения, поскольку она обладает и необходимой термостойкостью, и достаточной прочностью. Казалось бы – ну вот, решение! А вот и нифига. Как оказалось, каптон совершенно непрозрачен для УФ и клей из паяльной маски, даже после суток облучения, совершенно не захотел полимеризоваться. Вариант номер два, это стеклоткань и вот он оказался вполне работоспособен. Значит так и поступим.
В идеале, стеклоткань должна быть мелкого плетения, чего мне раздобыть не получилось, но зато нашел стекломат. Выглядит он приблизительно вот так:
Тут важно отметить, что все же лучше использовать ткань, а не мат, поскольку мат на большом изгибе ощутимо трескается. Однако сути это не меняет, а значит будем работать с тем что имеем.
В качестве клея вполне можно использовать термостойкие эпоксидные смолы, но тыж программист почини кофеварку я же радиолюбитель и кончено смолы у меня нету, но есть паяльная маска. Ее и использую. Медную фольгу можно купить в виде мотка «скотча»:
А можно содрать с текстолита. Даже лучше содрать с текстолита, ниже поясню причину.
В качестве демонстрационной платы, накидал линейку из адресных светодиодов WS2812, подключенную к atmega328 со всей обвязкой. Плата вышла вот такая:
C левой стороны разъем для программирования, чуть правее контроллер и дальше 6 штук светодиодов. Для теста вполне годно.
Теперь надо найти подходящую по размерам жертву и содрать с нее шкуру. Причем сдирать ее не так-то и просто, но у меня есть картинки.
И…
Жертва выглядит теперь так:
А шкурка — вот так:
Выравниваем как в детстве, проведя гранью, например, шпателя, по поверхности:
Здесь очень аккуратно, поскольку легко оставить царапины. Грань должна быть без зазубрин, а поверхность под фольгой абсолютно ровная и без крошек.
Теперь примеряем к стекломату и подрезаем рваные края:
Вообщем-то исходники готовы, теперь надо все это дело скомпилить и тут есть нюансы. Во-первых, надо определиться как мы будем клеить. То есть просто взять и намазать клей на фольгу и положить сверху мат вариант такой себе. Все будет криво, косо, со складками и непроклеями, а медь скорее всего скомкается или помнется. Лучше всего фольгу приклеить к ровной поверхности натрехсторонний двухсторонний скотч и только потом наносить клей. В качестве основы подойдет все та же жертва. Отмеряем, режем, клеим:
А теперь обратите внимание, что я приклеил фольгу обратной стороной наружу:
Это момент, на который я обещал внимание обратить позже. Позже настало, внимание обратил. В чем суть? Внутренняя сторона фольги от текстолита обладает гораздо лучшей адгезией нежели наружная и уж тем более лучше, чем медный скотч. Этот момент действительно очень важен поскольку тонкие дорожки практически не держатся на УФ маске, даже при хорошем обезжиривании. Думаю тут все понятно, поехали дальше.
Мешаем клей:
Затем мажем эту каку на фольгу, сверху кладем мат и пропитываем его насквозь:
Размазываем не жалея, лишнее удаляем ребром шпателя. Результат должен быть таким:
Крупнее:
А теперь нюанс номер во-вторых. УФ маску перед засвечиванием необходимо просушить при довольно высоких температурах и довольно продолжительное время. Но скотч, на который мы приклеили фольгу, таких температур не выдержит и… эээ… ну короче скомкается в такую какашку и запорет все труды. Потому сушим недолго и не сильно. Досушивать будем потом.
А это дискотека с ультрафиолетом, для полимеризации клея после предварительной сушки:
Затем я ее еще запустил в горячий ламинатор на несколько проходов, но это не обязательно. И вот только теперь, снимаем заготовку с основы и досушиваем при необходимой температуре, нужное время.
После спа-процедур, тайского массажа и финской сауны:
Обрезание:
Теперь можно погнуть во все стороны, убедиться, что не соблюли технологию и все расслоилось и выкинуть результат в мусорку. Если я оказался неправ продолжаем. ЛУТ не пользую уже лет как 5, хоть и не скажу, что в данном случае он не подойдет.
Предпочитаю фотошаблоны:
Сверху виден шаблон для паяльной маски, но я решил, что использовать его не стану, поскольку хотелось проверить насколько хорошо будет держаться фольга на таком клее. А паяльная маска, это как обои в том анекдоте где они не дают развалиться новостройке. Однако продолжим.
Фоторезист:
Фотошаблон я обычно кладу прямо на заготовку, при этом прижимное стекло не использую. Лучше всего капнуть пару капель воды на поверхность фоторезиста и сверху придавить шаблоном. Вода своим поверхностным натяжением хорошо прижимает пленку и не дает ей соскальзывать:
Засветка. Ничего интересного:
Незасвеченный фоторезист отлично смывается обыкновенным стиральным порошком:
Крупнее:
Да хлорное железо — это грязища, рыжие пальцы, шорты, раковина. Но, по моему опыту, самый стабильный, качественный и предсказуемый результат. А чтобы не быть рыжим, я обычно использую специальный карандаш, приклеенный на специальные нанотермосопли к заготовке:
И все это дело кручу-верчу, пока не растворится вся ненужная медь.
Если вы используете пузырьковый бурбулятор для перемешивания жидкости, знайте, что вы не перемешиваете ровным счетом ничего. Пузырьки воздуха не гоняют жидкость совсем. Это многократно экспериментально подтверждалось умными дядями. И речь не о травлении плат, а о более серьезных вещах. Потому только и только механическое перемешивание.
5 минут достаточно даже в обедненном растворе:
Лучше всего смывать оставшийся фоторезист раствором горячей щелочи, но можно и ацетоном:
Дорожки держатся очень хорошо, и тут дело не только в соблюдении технологии (качественное обезжиривание, точные пропорции смеси и указанные параметры сушки), но и в отличной адгезии обратной стороны фольги.
Лудил кислотой:
А паял на неактивный флюс:
А вот и результат
На самом деле это не первый вариант изготовления. До этого я пытался делать ГПП, использую я в качестве основы лавсановую пленку от литий полимерных аккумуляторов. Тоже рабочий способ, но платы получались чересчур гибкими, и фольга быстро изнашивалась. Плюс данного способа в том, что можно относительно легко проконтролировать жесткость платы используя нужное количество слоев стеклоткани и лучшую жаростойкость. Для прототипирования вполне годно.
Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Для начала пару слов что же это такое и в каких случая используется. В этом случае Википедия справедливо утверждает, что гибкая печатная плата (далее ГПП), это такая штука, которая может свободно изгибаться. Не поспоришь. В наиболее распространенном случае ГПП используется в виде соединительных шлейфов, как например на картинке ниже:
В более продвинутом варианте, на нем же распаивают некоторые компоненты. Те, кто разбирал старые сидюки, видел, что весь обвес головки выполнен как раз-таки на такой ГПП. Вот типичнейший пример:
Тут мы видим и место для разъема подключения к основной плате привода и отверстия для лазерных головок, самый правый выступающий «полуостров» скорее всего для интегрального фотодатчика.
ГПП как правило изготавливаются на основе полиимидной пленки с приклеенной на нее медной фольгой. Полиимид держит высокие температуры, что критично при пайке и имеет достаточную гибкость. В народе такую основу называют дюпон (по названию компании ее производящей). Хорошо, когда есть где ее можно приобрести, но мы все будем делать по-пацански.
Итак, что нам потребуется в первую очередь? Обмозговать технологию и перенести ее на то, что можно легко раздобыть в своей деревне. Главным компонентом в этом деле будет термостойкая основа, на которую необходимо приклеить медную фольгу. Клей, кстати, тоже должен быть термостойким. И сразу опережу тех, кто предложит взять каптоновый скотч (он как раз и изготавливается на основе полиимидной пленки) и приклеить его к медной фольге – ничего не выйдет. Клей совершенно не держит тонкие медные дорожки, а от температуры вообще приходит в негодность. Между тем, мой первый вариант как раз-таки и был на основе каптонового скотча, но медную фольгу я клеил на двухкомпонентную паяльную маску УФ отверждения, поскольку она обладает и необходимой термостойкостью, и достаточной прочностью. Казалось бы – ну вот, решение! А вот и нифига. Как оказалось, каптон совершенно непрозрачен для УФ и клей из паяльной маски, даже после суток облучения, совершенно не захотел полимеризоваться. Вариант номер два, это стеклоткань и вот он оказался вполне работоспособен. Значит так и поступим.
В идеале, стеклоткань должна быть мелкого плетения, чего мне раздобыть не получилось, но зато нашел стекломат. Выглядит он приблизительно вот так:
Тут важно отметить, что все же лучше использовать ткань, а не мат, поскольку мат на большом изгибе ощутимо трескается. Однако сути это не меняет, а значит будем работать с тем что имеем.
В качестве клея вполне можно использовать термостойкие эпоксидные смолы, но тыж программист почини кофеварку я же радиолюбитель и кончено смолы у меня нету, но есть паяльная маска. Ее и использую. Медную фольгу можно купить в виде мотка «скотча»:
А можно содрать с текстолита. Даже лучше содрать с текстолита, ниже поясню причину.
В качестве демонстрационной платы, накидал линейку из адресных светодиодов WS2812, подключенную к atmega328 со всей обвязкой. Плата вышла вот такая:
C левой стороны разъем для программирования, чуть правее контроллер и дальше 6 штук светодиодов. Для теста вполне годно.
Теперь надо найти подходящую по размерам жертву и содрать с нее шкуру. Причем сдирать ее не так-то и просто, но у меня есть картинки.
- Жестко устанавливаем жертву на эшафот:
- Греем феном (~ 300C) верхнюю часть и подковыриваем краешек фольги. Далее хватаем пинцетом и аккуратно тянем на себя:
- Отклеив небольшой кусочек, переходим к тяжелой артиллерии и продложаем сдирать фольгу, попутно прогревая феном:
- Если продолжать тянуть пинцетом, то велика вероятность порвать фольгу. Потому продолжаем тянуть тонкогубцами:
- Еще чуть-чуть:
И…
Жертва выглядит теперь так:
А шкурка — вот так:
Выравниваем как в детстве, проведя гранью, например, шпателя, по поверхности:
Здесь очень аккуратно, поскольку легко оставить царапины. Грань должна быть без зазубрин, а поверхность под фольгой абсолютно ровная и без крошек.
Теперь примеряем к стекломату и подрезаем рваные края:
Вообщем-то исходники готовы, теперь надо все это дело скомпилить и тут есть нюансы. Во-первых, надо определиться как мы будем клеить. То есть просто взять и намазать клей на фольгу и положить сверху мат вариант такой себе. Все будет криво, косо, со складками и непроклеями, а медь скорее всего скомкается или помнется. Лучше всего фольгу приклеить к ровной поверхности на
А теперь обратите внимание, что я приклеил фольгу обратной стороной наружу:
Это момент, на который я обещал внимание обратить позже. Позже настало, внимание обратил. В чем суть? Внутренняя сторона фольги от текстолита обладает гораздо лучшей адгезией нежели наружная и уж тем более лучше, чем медный скотч. Этот момент действительно очень важен поскольку тонкие дорожки практически не держатся на УФ маске, даже при хорошем обезжиривании. Думаю тут все понятно, поехали дальше.
Мешаем клей:
Затем мажем эту каку на фольгу, сверху кладем мат и пропитываем его насквозь:
Размазываем не жалея, лишнее удаляем ребром шпателя. Результат должен быть таким:
Крупнее:
А теперь нюанс номер во-вторых. УФ маску перед засвечиванием необходимо просушить при довольно высоких температурах и довольно продолжительное время. Но скотч, на который мы приклеили фольгу, таких температур не выдержит и… эээ… ну короче скомкается в такую какашку и запорет все труды. Потому сушим недолго и не сильно. Досушивать будем потом.
А это дискотека с ультрафиолетом, для полимеризации клея после предварительной сушки:
Затем я ее еще запустил в горячий ламинатор на несколько проходов, но это не обязательно. И вот только теперь, снимаем заготовку с основы и досушиваем при необходимой температуре, нужное время.
После спа-процедур, тайского массажа и финской сауны:
Обрезание:
Теперь можно погнуть во все стороны, убедиться, что не соблюли технологию и все расслоилось и выкинуть результат в мусорку. Если я оказался неправ продолжаем. ЛУТ не пользую уже лет как 5, хоть и не скажу, что в данном случае он не подойдет.
Предпочитаю фотошаблоны:
Сверху виден шаблон для паяльной маски, но я решил, что использовать его не стану, поскольку хотелось проверить насколько хорошо будет держаться фольга на таком клее. А паяльная маска, это как обои в том анекдоте где они не дают развалиться новостройке. Однако продолжим.
Фоторезист:
Фотошаблон я обычно кладу прямо на заготовку, при этом прижимное стекло не использую. Лучше всего капнуть пару капель воды на поверхность фоторезиста и сверху придавить шаблоном. Вода своим поверхностным натяжением хорошо прижимает пленку и не дает ей соскальзывать:
Засветка. Ничего интересного:
Незасвеченный фоторезист отлично смывается обыкновенным стиральным порошком:
Крупнее:
Да хлорное железо — это грязища, рыжие пальцы, шорты, раковина. Но, по моему опыту, самый стабильный, качественный и предсказуемый результат. А чтобы не быть рыжим, я обычно использую специальный карандаш, приклеенный на специальные нанотермосопли к заготовке:
И все это дело кручу-верчу, пока не растворится вся ненужная медь.
Познавательная страничка
Если вы используете пузырьковый бурбулятор для перемешивания жидкости, знайте, что вы не перемешиваете ровным счетом ничего. Пузырьки воздуха не гоняют жидкость совсем. Это многократно экспериментально подтверждалось умными дядями. И речь не о травлении плат, а о более серьезных вещах. Потому только и только механическое перемешивание.
5 минут достаточно даже в обедненном растворе:
Лучше всего смывать оставшийся фоторезист раствором горячей щелочи, но можно и ацетоном:
Дорожки держатся очень хорошо, и тут дело не только в соблюдении технологии (качественное обезжиривание, точные пропорции смеси и указанные параметры сушки), но и в отличной адгезии обратной стороны фольги.
Лудил кислотой:
А паял на неактивный флюс:
А вот и результат
На самом деле это не первый вариант изготовления. До этого я пытался делать ГПП, использую я в качестве основы лавсановую пленку от литий полимерных аккумуляторов. Тоже рабочий способ, но платы получались чересчур гибкими, и фольга быстро изнашивалась. Плюс данного способа в том, что можно относительно легко проконтролировать жесткость платы используя нужное количество слоев стеклоткани и лучшую жаростойкость. Для прототипирования вполне годно.
Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
