Как сделать прототип печатной платы на 3D-принтере

Тенденция развития технологий изготовления печатных плат в настоящее время идет по разным направлениям, одним из этих направлений служит 3D -технология их изготовления, связанная с применением 3D -принтеров. Данная технология открывает новые возможности для изготовления печатных плат непосредственно у себя дома, позволяя быстро изготовить прототип, воплотив свои идеи в реальное изделие.

До недавнего времени, изготовление прототипа печатной платы не представлялось возможным без паяльника, или их можно было заказать у сторонней организации. Тем не менее, многие из нас могут изготовить прототип печатной платы, используя обычный утюг и лазерный принтер, как мы увидим ниже из описания. Однако в этом процессе мало приятного как с эстетической так и с технологической точки зрения. В связи с этим в этой статье мы решили поделиться альтернативным методом изготовления прототипов печатных плат путем применения 3D-принтера. Для данного способа подойдет самодельный гравировальный станок или плоттер на основе конструктора Makeblock тип XY.

Если вы до сих пор не знаете, можно установить диодный лазер практически на любой 3D принтер в качестве дополнительной насадки или вместо экструдера принтера. У маленьких и компактных диодных лазеров достаточно небольшая выходная мощность по сравнению с углекислотными лазерами, но в данном случае это даже хорошо.

Так как же изготовить прототип печатной платы на 3D-принтере у себя дома или в офисе? В первую очередь вам потребуется фольгированный стеклотекстолит, любая темная поливинилхлоридная пленка (подойдет любая пленка которую может прожечь лазер), хлорид железа (который можно купить в магазинах химических реагентов) и диодный лазер, установленный на 3D-принтер. Выходная мощность лазера не имеет большого значения, но все же мы рекомендуем использовать диодный лазер мощностью не менее 2Вт (2000мВт).

Далее опишем сам технологический процесс:

  1. Создайте модель печатной платы, используя любую программа, например, типа InkScape. Необходимо чтобы модель была выполнена в инверсионном виде, позже мы объясним почему.
    модель печатной платы в программе
  2. Далее конвертируем модель в gcode.
    модель печатной платы в gcode
  3. Наклейте поливинилхлоридную пленку на фольгированный стеклотекстолит.
    фольгированный стеклотекстолит поливинилхлоридная пленка на фольгированном стеклотекстолите
  4. Поместите пластину с наклеенной на нее пленкой на рабочую платформу 3D-принтера и переведите 3D-принтер в режим лазерной резки/гравировки.
    плата на рабочей платформе 3D-принтера
  5. Лазер выжигает на пленке инверсионную картинку расположения печатных проводников и контактных площадок.
    Лазер выжигает на пленке инверсионную картинку расположения печатных проводников и контактных площадок Лазер выжигает на пленке инверсионную картинку расположения печатных проводников и контактных площадок Лазер выжигает на пленке инверсионную картинку расположения печатных проводников и контактных площадок
  6. Растворите порошок хлорида железа в воде (не волнуйтесь, никакой химической реакции не последует).
    порошок хлорида железа
  7. Когда все будет готово, положите пластину стеклотекстолита в раствор хлорида железа на 45-60 минут.
    печатная плата для погружения в раствор хлорида железа

Медь на поверхности стеклотекстолита, оставшаяся без пленки после прохождения лазера, вступит в реакцию с хлоридом железа (химическая реакция травления меди) и уйдет в раствор, оставив чистый стеклотекстолит в контурах инверсионного изображения. Теперь с помощью маленькой дрели делаем в пластине отверстия под нужные разъемы или оставляем все как есть и припаиваем разъемы на верхней стороне печатной платы.

Ну что же, теперь вы знаете, как с помощью 3D-принтера и лазера организовать небольшой магазин или лабораторию по производству печатных плат. Пусть этот метод еще не отточен до конца, и у него есть некоторые недостатки, все же он будет очень эффективен для прототипного изготовления печатных плат у себя дома или в небольших лабораториях.

Источник