![картинка для статьи](https://habrastorage.org/webt/gv/wg/qu/gvwgqubmsowpe61dh3fmryb5tf4.jpeg)
Привет, Хабр!
В этой статье хочу поделиться своей историей, как спонтанная покупка на местном маркетплейсе упростила процесс изготовления прототипов печатных плат в домашних условиях, сэкономив время, при этом повысив качество. Интересно? Тогда добро пожаловать под кат!
❯ С чего всё началось
Однажды вечером, когда до Нового года оставалось пару дней, я «прогуливался» по местным маркетплейсам в поисках
![Скриншот с маркетплейса](https://habrastorage.org/webt/s8/hs/in/s8hsina4156y9gqqalcapx226mi.png)
Сравнив цены с другими подобными площадками, я был удивлен столь выгодной ценой и ради эксперимента заказал данный девайс. Ранне я задумывался о покупке лазерного гравера, но как-то гнал от себя эти мысли. Мне хотелось иметь компактное устройство, которое не занимало бы много пространства и имело мобильность.
❯ Доставка
Спустя три недели, мне доставили небольшую коробку в местное почтовое отделение. Посылка приехала напрямую из Китая. В ожидании очередного «кота в мешке», которого бы стоило доработать напильником, чтобы оно заработало, я вскрыл коробку и увидел следующее.
![Гравер в коробке](https://habrastorage.org/webt/do/uv/yv/douvyvd9inipqwqhx6trmzcf9nc.jpeg)
В коробке была кинематика лазерного гравера, отличные очки для защиты от лазерного излучения и пакет, в котором лежали гайки и USB-флешка. «Пощупав» кинематику, я был приятно удивлен качеством и отсутствием люфта. При покупке на странице товара не было информации о характеристиках гравера, но после вскрытия коробки, удалось идентифицировать устройство. Им оказалось модель Engraver-T от производителя VoidMicro. Вот некоторые технические характеристики:
Model: LC1720T
Laser Power: 30W, 20W, 10W,5.5W
System: Windows, Android, IOS
Software: VoidMIcro, lightBurn, laserGRBL
Paint Area: 170mm * 200mm
❯ Сборка
Сборка гравера заняла буквально пять минут. Все основные узлы уже поставлялись в собранном виде. Нужно было просто соединить кинематику оси X и Y вместе с помощью гаек. Ниже на фото изображено устройство в собранном виде.
![Гравер в собранном виде](https://habrastorage.org/webt/hz/bf/qm/hzbfqm6t391x_2qxvrgpelf7z6a.jpeg)
Данное устройство не комплектовалось лазерными модулями, поэтому дополнительно были заказаны на Алиэкспресс два лазера:
- LT-20W-A от компании LaserTree на 20Вт электрической и 5Вт оптической мощности с длиной волны 445нм (для гравировки и т.п.) (3520 руб)
- И маломощный No Name, с длиной волны 405нм и оптической мощностью 0,5Вт (2600 руб)
Данные модули приехали на неделю раньше. С помощью Arduino и ШИМ сигнала мне удалось протестировать их мощь. Ниже на фото представлены данные модули.
![Лазерные модули](https://habrastorage.org/webt/gx/t7/sv/gxt7sv7cisst8zoje_9rukzbeto.jpeg)
❯ Пора зажечь
Итак, гравер собран, лазер установлен, настало время
Ниже результаты тестов. Как можно видеть, тесты не обошли стороной металлический шпатель от моего 3D принтера.
![Игры с лазером](https://habrastorage.org/webt/mw/io/9j/mwio9jj8p4ztgagymsw18hge1qc.jpeg)
❯ Наконец-то что-то полезное
Ну что ж, пришло время отключить режим «хардкора» и сделать что-то полезное. А заодно проверить возможность изготовления печатных плат с помощью данного устройства. Для теста выберем что-то миниатюрное и полезное. У меня в закромах давно лежат датчики качества воздуха BME680. Давайте изготовим для них печатную плату. В KiCAD на скорую руку создадим проект платы. В итоге у нас платы будут выглядеть следующим образом.
![Рендер плат](https://habrastorage.org/webt/bu/wk/ar/buwkarfxdzrkaq3ljp6gdyn8bdi.png)
Экспортируем необходимые слои платы в графической файл, обязательно в хорошем качестве с минимальным сжатием. Я использую графический редактор GIMP для подготовки файлов для гравировки. Ниже вы можете видеть результат экспорта.
![Маска и разводка платы исходный](https://habrastorage.org/webt/g0/b7/m3/g0b7m3qs03ih8bsmzwpo7b3khtq.jpeg)
Ах, да, забыл сказать, что слабым звеном данного гравера является софт. Мобильное приложение корректно не работает. Под MacOS, увы, тоже. Единственное, на чем удалось запустить родное приложение — это на Windows. А так как использую данную операционную систему, ровным счетом, никогда, то вариант использования родного софта можно отбросить. Благо, что гравер работает на базе микроконтроллера esp32 с прошивкой GRBL V.1.1, значит мы можем использовать сторонний софт для работы с гравером. Я остановился на LightBurn. Это платный софт, который имеет пробный период на 30 дней, чего нам будет достаточно для тестов.
С софтом определились, теперь необходимо проработать технологию изготовления платы.
Для корректного совмещения слоя дорожек и паяльной маски, нужно наметить область расположения заготовки платы. Самым лучшим решением будет выжечь необходимую область на листе бумаги, который будет подложен под лазерный гравер. Чтобы избежать смещение листа и гравера, зафиксируем их. Для теста я применил малярный скотч.
Итак, давайте приступим! Для начала нам нужно установить лазерный модуль с длиной волны 405нм, которая будет активировать наши фотополимерные материалы (фоторезист и паяльную маску). Ниже размещены скриншоты, в которых отображены все необходимые параметры для реализации нашего проекта.
![LigthBurn разметка места платы](https://habrastorage.org/webt/xq/bv/nc/xqbvnc89mzochnnlqjlj8cpkds0.png)
![LigthBurn разводка платы](https://habrastorage.org/webt/7l/59/sr/7l59srlkdic4jnt0jln4ajxo2km.png)
![LigthBurn маска платы](https://habrastorage.org/webt/lf/ez/po/lfezpo_nmycwua8bku-7u8y5998.png)
Для начала, нам необходимо сфокусировать луч лазера на поверхности заготовки нашей платы и добиться минимального диаметра. Теперь можно наметить область расположения нашей платы.
В результате мы получаем следующее:
![Размеченная область для размещения платы](https://habrastorage.org/webt/sq/6x/6i/sq6x6inpjxee1ithwmq6qopqrjk.jpeg)
Чтобы избежать скольжения платы в процессе работы гравера, создадим посадочное место для нашей заготовки с помощью изоленты. Это выглядит примерно так:
![Фиксация места для платы](https://habrastorage.org/webt/2r/k-/mm/2rk-mms2mqui44mvdm-yz6jzff8.jpeg)
Теперь можно наклеить фоторезист на нашу заготовку и разместить её в посадочное место.
![Размещение платы с фоторезистом](https://habrastorage.org/webt/2m/sw/1v/2msw1vi0wafp9exwesbwzx5gfea.jpeg)
И выполнить засветку, видео отображает процесс в реальном времени.
Ниже на фото результат облучения фоторезиста лазером:
![Плата после засветки лазером](https://habrastorage.org/webt/m6/sn/if/m6snifl9g645nfmc3pdlxiievmi.jpeg)
После этого нам необходимо проявить фоторезист, предварительно сняв защитную пленку. Появление фоторезиста выполняется в 10 % растворе гидроксида натрия. Ниже можно видеть результат данного процесса.
![Плата после проявки фоторезиста](https://habrastorage.org/webt/dv/mv/y0/dvmvy0yvttznuumh_h4nf7cykcu.jpeg)
Теперь нам необходимо выполнить травление платы в растворе.
![Травление платы](https://habrastorage.org/webt/w4/xu/yw/w4xuywbv0yhxgjmrlvu071v_i2m.jpeg)
Результат травления:
![Плата после травления](https://habrastorage.org/webt/uw/m_/ow/uwm_owdshsljaxnzwp4vbttodg8.jpeg)
Для защиты медного слоя платы от окисления и для эстетического наслаждения, необходимо нанести на нашу плату паяльную маску. В примере используется паяльная маска Mechanic LY-LVH900-WY. С помощью сетки для шелкографии и карты вашего любимого банка, аккуратно наносим маску.
![Наносим маску с помощью сетки для шелкографии](https://habrastorage.org/webt/dv/bm/eg/dvbmegvm6t497nbxfjxq3qya2za.jpeg)
Ниже представлен результат нанесения паяльной маски:
![Плата с нанесенной маской](https://habrastorage.org/webt/xo/hl/xu/xohlxuyeyeayh528zu979pbj-u4.jpeg)
Далее необходимо аккуратно перенести плату к нашему граверу, не уронив её десять раз на пол, и поместить в посадочное место, предварительно убедившись в правильном расположении.
![Устанавливаем для засветки лазером](https://habrastorage.org/webt/f1/os/5d/f1os5dv0xqcgpxl56-b9oe-ytb8.jpeg)
И выполнить активацию фотополимера, пример показан на видео:
Затем с помощью салфетки и спирта удаляем маску с незасвеченной области. После этого можно дополнительно укрепить слой маски. с помощью солнечного света или, как сделал я, с помощью UV источника.
Результат нанесения маски представлен ниже:
![Получаем следующий результат](https://habrastorage.org/webt/ry/js/09/ryjs09yeg5rpykuxgkxkhjssdcc.jpeg)
Нам осталось только выполнить монтаж SMD компонентов с помощью термостола и плата готова. Результат:
![Плата после монтажа компонентов](https://habrastorage.org/webt/_y/gc/gy/_ygcgy4lzz0uu3yxxfgih3idyby.jpeg)
❯ Подведение итогов
Не смотря на предчувствие разочарования, которое меня посещало в момент покупки и доставки, я вполне доволен и удивлен качеством данного лазерного гравера. Особенно меня воодушевило точное изготовление миниатюрной печатной платы. Всё получилось с первого раза и без каких-либо проблем. Теперь изготовление печатных плат в домашних условиях можно полностью перевести в диджитал без необходимости печати трафаретов для засветки и подобных сопутствующих проблем. В итоге мы получаем компактное и универсальное устройство, которое мы можем использовать не только для изготовления печатных плат, но и для гравировки и резки материалов для наших DIY проектов.
На этой позитивной ноте хочу вас поблагодарить за ваше внимание. Надеюсь, мой опыт окажется кому-то полезен. Спасибо!