Например TDA7294

РадиоКот > Лаборатория > Радиолюбительские технологии

Ламинатор для изготовления печатных плат.

Автор - Andrew_KMR.
Опубликовано 09.06.2010.

Я думаю, каждый из Вас сталкивался с проблемами перевода изображения печатных плат на фольгированный текстолит по методу ЛУТ.
Только вроде приспособишься, получишь хорошие результаты качества, как говорится набьёшь руку, как не занимаясь изготовлением ПП с месяц другой куда то теряешь эти навыки.
Возникает необходимость отработки определённого технологического процесса и жесткое соблюдение его правил.
Вот тут то и приходит к нам на помощь ламинатор!
Мы получаем равномерный прижим бумаги к текстолиту резиновыми валами, стабильную температуру от 50 до 210 градусов и отличную повторяемость результата, также легкость изготовления двухсторонних печатных плат и незаменимого помощника для накатывания пленочного фоторезиста при фотоспособе.
Теперь определимся, как же нам выбрать этого помощника из всего многообразия моделей присутствующих на рынке?!
В первую очередь я думаю, немаловажным фактором является цена, на момент написания статьи цены на интересующие нас модели колеблются от 2200 до 3500 руб. в зависимости от региона России.
Вторым критерием выбора должны уже служить технические характеристики представленных моделей.
Итак, какие параметры нужно учитывать при выборе ламинатора:
1. Конечно материал из которого изготовлен корпус ламинатора. Идеальным вариантом конечно является металл, но есть и термостойкие пластики. Однако надо учитывать, что греть нам ламинатор придется до 180-200 градусов.
2. Максимальная толщина ламинирования - обычно в паспорте на ламинатор она имеет значение 1-2мм, но в реальности можно спокойно плюсовать 0,5-1 мм.
3. Максимальная температура - обычно она имеет значение, напрямую связанное с материалом из которого изготовлен корпус, пластик: 130-160 градусов, металл: 160-180 градусов.
4. Мощность - от нее зависит скорость разогрева и обычно в ламинаторах она напрямую зависит от формата ламинатора, золотая средина это формат А4 и мощность около 400Вт. В среднем разогрев до 180 градусов займет 5-7 минут.
5. Тип нагревателя - в интересующем нас ценовом сегменте в большинстве случаев это горячие валы с внешним нагревом, тут может быть как галогенная лампа, так и нихромовый нагреватель.
6. Количество валов - лучший вариант не мене 4-х, 2 из них горячие, 2 холодные. Холодные значительно остудят заготовку на выходе из ламинатора и произведут окончательный прижим рисунка к текстолиту. Кроме этого 4 вала дают более равномерную протяжку заготовки по сравнению с двумя.
7. Наличие реверса мотора - не обязательно, но существенно повышает удобство пользования ламинатором, особенно в критических ситуациях, заторы и перекосы.
Ко всему вышеизложенному могу порекомендовать ламинаторы компании FGK, ламинаторы этой компании соответствуют всем необходимым нам характеристикам.
Смотрите:
FGK-220 - 400Вт, A4, цена около 2700 руб.
PDA4-230CN - 320Вт, A4, цена около 3300 руб.
PDA4-230C - 420Вт, A4, цена около 2700 руб.
PDA-230L - 420Вт, A4, цена около 2500 руб.
PD230-1 - 420Вт, A4, цена около 2400 руб.
FGK-260 - 400Вт, A4, цена около 2300 руб.
FGK-160 - 320Вт, A5, цена около 2300 руб.
FGK-110A - 250Вт, A6, цена около 2950 руб.
Есть ещё всеми любимый FGK-120, формата A6, но у него только два горячих вала, холодные отсутствуют.
Если есть сомнения по поводу прохождения текстолита через ламинатор, можно при покупке попросить продавца-консультанта пропустить через ламинатор кусочек плотного картона сложенного скажем пополам, конечно при условии наличия реверса мотора, на случай если картон все-таки застрянет. В моём случае это ламинатор PDA4-230C с мощностью 420Вт.
И так, что мы имеем в заводском варианте:
Толщина ламинирования указанная изготовителем - 1мм., на практике спокойно проходит текстолит 2мм., но есть возможность вообще снять это ограничение, убрав верхнюю крышку проходного канала между холодными и горячими валами. Также можно регулировать степень прижима валов друг к другу. Что касается температуры, ее гистерезис от выключенного до включенного состояния составляет порядка 20 градусов, да и максимальной температуры 160-180 градусов явно не достаточно для наших целей, плюс ко всему температура, выставленная регулятором, не соответствует реальной температуре, так что сложно соблюдать температурный режим.
Выход один - делать свою плату управления!

Я применил ATmega8535, плата управления сделана по размерам как и штатная, что была установлена в ламинаторе, но я думаю не будет проблем установить ее и в другие модели ламинаторов, да хоть в утюг. :
Вот вам схема.

Датчиком температуры служит диод 1N4148 или аналоги (в большинстве моделей уже установлен заводом изготовителем).

Поскольку нам будет необходимо увеличить рабочую температуру ламинатора, нужно защитный термостат заменить на 200-210 градусный или сделать прокладку между ним и корпусом, чтобы повысить температуру срабатывания.

Индикатор у нас будет 4-х разрядный с общим анодом, ставим его на макетную плату вверх ногами, чтобы можно было индицировать градусы в виде точки.

Все кнопки имеют общую массу и подключены к плате управления.
Для соединения блока индикации и кнопок берем провода шлейфа IDE.
На новую плату управления переставляем трансформатор и конденсатор 0,27uF x 630V (на схеме C16) со штатной платы.
Провода питания 220В и мотора можно либо припаять к плате, либо установив клемную колодку зажать их.
Бипер устанавливаем навесным монтажом припаяв - в плату, а + к перемычке, установленной по питанию +5V. Вентилятор подключаем к разъему, припаянному поверхностным монтажом на выход диодного моста VD5. На симистор VD4 рекомендуется установить небольшой радиатор, потому, что при токе 2А он уже начинает заметно греться. Симистор VD4 можно заменить в принципе на любой другой, например BT138.
Однако симисторы с оптопарой U2 и U3 нужны обязательно с детектором нуля, иначе они выйдут из строя. Индикаторы можете использовать любые с общим анодом, но возможно нужно будет подобрать номиналы резисторов R5-R12. Светодиод для индикации режима у меня двухцветный, но можно установить два отдельных (VD1-VD2).
Транзисторы VT1-VT4 (PNP) любые, на ток коллектора около 100mA.

Теперь по поводу программы.
Алгоритм программы следующий:
В прерывании по таймеру 0 (1мсек.) динамическая индикация.
В прерывании по таймеру 1 (~50мсек.) замер температуры и управление нагревателем.
В прерывании по таймеру 2 (1,2сек.) управление мотором в режиме "прокат".
За каждое прерывание по таймеру 2 ламинатор протягивает 1см. листа.
При измерении температуры с учетом опорного напряжения 2,56V для АЦП получается дискретность 2 градуса в одно значение АЦП, поэтому если захотите сделать интервал установки температуры не 10 градусов как у меня, а меньше, надо это учитывать.
Возможно нужно будет внести поправку на измерение температуры в случае если параметры диода не совпадут, но это не сложно сделать сложением или вычитанием погрешности из результата преобразования в подпрограмме "ADCtoGradus", поправка должна быть кратна двум.
В режиме "прокат" каждые 1,2сек. происходит смена направления вращения мотора на противоположное, при этом по ходу движения кнопками "UP" и "DOWN" можно менять интервал смены направления. Единица в интервале соответствует 1 см. протяжки ламинатора (зависит от скорости ламинатора).
В случае обрыва датчика температуры нагреватель отключится и сигнал бипера будет звучать непрерывно, до устранения неисправности.
Кварцевый резонатор ZQ2 можно заменить на 4МГц, это не критично.
Плату управления зеркалить не нужно.
Прошить программу в микроконтроллер можно после установки на плату, но обязательно до подключения мотора!

Светодиод на передней панели при включенном горячем ламинировании индицирует зеленым светом готовность когда реальная температура соответствует установленной в пределах +8 градусов, если светодиод не горит, значит реальная температура выше установленной и ламинатору необходимо остыть, красный свет сигнализирует нагрев. При холодном ламинировании светодиод постоянно светит зеленым светом и на индикаторе отображается не установленная температура, а реально измеренная в прерывании.

Теперь по поводу расходных материалов существенно облегчающих процесс изготовления печатных плат и дающих превосходный результат по качеству.
Рекомендую бумагу идеально подходящую под наши требования - это термотрансферная бумага для цветных лазерных принтеров "для твердых поверхностей" Lomond, код 0807430 или новый код 0807435.
Бумага отлично держит и переводит тонер-порошок несмотря на то, что позиционируется как для лазерных принтеров с масляным тонером.
Тонер переводится полностью и бумага удаляется с платы легко и бесследно.
Так же я знаю, что у многих есть проблемы экономии тонера принтерами, особенно на крупных закрашенных участках, так вот выход есть - это аэрозоль для повышения оптической плотности тонера Density Toner.
Баллона 400мл. Вам хватит примерно на 100 листов А4., но перед покупкой обязательно проверьте его на эффективность именно с Вашим тонером!
После обработки аэрозолем поверхность тонера становится глянцевой и стойкой к химическим и механическим воздействиям.
Используя ламинатор, термотрансферную бумагу и аэрозоль, мне удалось получить проводники шириной 0,1мм и зазор между проводниками 0,1мм.
Но тут уже нужно быть внимательным при травлении и лужении, да и разрешение принтера не всегда позволяет делать такие тонкие дорожки ровными, но в остальных случаях вы будете приятно удивлены качеством сделанных вами печатных плат. Да это не дешевые спец. средства, но качество того стоит!

Успехов Вам и удовольствия в изготовлении печатных плат!

Файлы:
Печатная плата в формате SL 5.0.
Прошивка МК с исходником.

Вопросы, как обычно, складываем тут.


ID: 618

Как вам эта статья?

 Нравится
 Так себе
 Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

 Заработало сразу
 Заработало после плясок с бубном
 Не заработало совсем

79 1
24 1
Подробно