Автор текста: CyberexTech
Оригинальный материал содержит больше интересных фотографий и комментариев
Всем привет!
В этой статье я расскажу, как одна спонтанная покупка кардинально изменила мой подход к созданию прототипов электроники дома. Речь пойдет о том, как недорогой лазерный гравер не только сэкономил мне массу времени, но и позволил добиться профессионального качества печатных плат. Интригует? Тогда погружаемся в детали!
❯ Импульсивная покупка, изменившая всё
Все началось в предновогодней суете. Прогуливаясь по местному онлайн-маркетплейсу в поисках подарка самому себе, я наткнулся на невероятно заманчивое предложение. Скриншот ниже говорит сам за себя.
Сравнив цену с аналогами, я был поражен — она была настолько привлекательной, что сомнения отпали. Я давно подумывал о лазерном гравере, но откладывал покупку, представляя себе громоздкий и дорогой станок. Здесь же предлагалось компактное решение, идеально подходящее для домашней мастерской. Решение было принято мгновенно.
❯ Ожидание и распаковка
Через три недели на почте меня ждала небольшая, но многообещающая коробка из Китая. Вскрыв её, я обнаружил следующее.
Внутри аккуратно лежала кинематическая часть гравера, качественные защитные очки, пакетик с крепежом и флешка. Первое тактильное впечатление от механики было крайне положительным: люфты отсутствовали, сборка выглядела добротной. Хотя в описании товара не было деталей, по компонентам я идентифицировал модель — это оказался Engraver-T от VoidMicro. Вот его ключевые характеристики:
Модель: LC1720T
Мощность лазера (опции): 30 Вт, 20 Вт, 10 Вт, 5,5 Вт
Поддерживаемые ОС: Windows, Android, iOS
Совместимое ПО: VoidMICro, LightBurn, LaserGRBL
Рабочая область: 170 мм × 200 мм
❯ Быстрая сборка и выбор лазера
Собрать станок оказалось проще простого — основные узлы были уже готовы. Потребовалось лишь соединить оси X и Y с помощью приложенных гаек. Весь процесс занял не более пяти минут. На фото ниже — готовое к работе устройство.
Поскольку станок поставлялся без лазерного модуля, я отдельно заказал на AliExpress два варианта:
LaserTree LT-20W-A: электрическая мощность 20Вт, оптическая 5Вт, длина волны 445нм (для гравировки и резки). Стоимость — около 3520 руб.
Безымянный модуль 405нм: оптическая мощность 0,5Вт (2600 руб.). Идеален для работы с фоторезистами.
Модули прибыли через неделю. Их мощность была успешно проверена с помощью Arduino и ШИМ-сигнала. Вот как они выглядят.
❯ Первые эксперименты: от камней до шпателя
Станок собран, лазер установлен — пора зажигать! В качестве первого «подопытного» был выбран обычный речной камень из цветочного горшка. А почему бы и нет?
Результаты тестов показали, что луч справляется не только с органикой. В процессе пострадал даже металлический шпатель от 3D-принтера, что наглядно демонстрирует мощность установки.
❯ Переход к делу: создание печатной платы
Поигравшись, переходим к практическому применению. Главная цель — проверить, можно ли использовать гравер для производства печатных плат. В качестве тестового проекта я выбрал плату для датчика качества воздуха BME680, который давно ждал своего часа.
Проектирование платы было выполнено в KiCAD. Результат выглядел следующим образом.
Необходимые слои (дорожки и маска) были экспортированы в высококачественные графические файлы с минимальным сжатием. Для их окончательной подготовки использовался редактор GIMP. Результаты экспорта показаны ниже.
❯ Особенности программного обеспечения
Стоит отметить слабое место комплекта — родное программное обеспечение. Мобильные приложения работали нестабильно, поддержка MacOS также оставляла желать лучшего. Единственной стабильной платформой оказалась Windows.
К счастью, гравер работал на микроконтроллере ESP32 с прошивкой GRBL V.1.1, что открывало дорогу к стороннему ПО. Мой выбор пал на LightBurn — мощное платное решение с 30-дневным пробным периодом, которого более чем достаточно для оценки.
Обратите внимание: Можно ли делать качественные фотографии на телефоне?.
❯ Технологический процесс: от заготовки к плате
Для точного совмещения слоев (дорожек и паяльной маски) необходима четкая привязка заготовки к рабочему полю. Оптимальное решение — выжечь на бумаге контур будущей платы, зафиксировать лист и сам станок, чтобы исключить любые смещения. В моем случае помог малярный скотч.
Приступим! Первым делом устанавливаем синий лазерный модуль (405 нм), который активирует фотополимерные материалы (фоторезист и паяльную маску). На скриншотах ниже — все настройки проекта в LightBurn.
Ключевой этап — фокусировка лазерного луча на поверхности заготовки для получения минимального пятна. После этого можно наметить область размещения платы.
Вот что получилось в результате разметки:
Чтобы плата не скользила, из изоленты была сделана простая, но эффективная подставка. Смотрите ниже.
Далее на медную заготовку наклеивается фоторезист, и она размещается в отмеченной зоне.
Процесс засветки фоторезиста лазером был снят на видео. А вот фото результата:
Следующий шаг — проявление фоторезиста. После снятия защитной пленки заготовка помещается в 10% раствор гидроксида натрия (каустической соды). Результат проявления:
Затем следует классический процесс травления меди в растворе хлорного железа.
Вот плата после травления — медные дорожки четко проявились.
❯ Нанесение паяльной маски
Для защиты меди от окисления и придания плате товарного вида наносится паяльная маска (в данном случае Mechanic LY-LVH900-WY). Удобнее всего делать это методом шелкографии, используя трафарет и обычную банковскую карту для разравнивания.
Так выглядит плата с нанесенной, но еще не обработанной маской:
Аккуратно, стараясь не сдвинуть, возвращаем плату на гравировальный станок для засветки маски тем же лазером 405 нм.
После полимеризации маски под лазером, незатвердевшие участки смываются салфеткой, смоченной в спирте. Для окончательного отверждения маску можно дополнительно «дозапечь» на солнце или под УФ-лампой.
Финальный вид платы с паяльной маской:
Осталось только смонтировать SMD-компоненты с помощью термовоздушной паяльной станции. И вот он — готовый результат!
❯ Выводы и итоги
Несмотря на некоторые сложности с доставкой и софтом, я более чем доволен этой покупкой. Качество лазерного гравера приятно удивило. Больше всего впечатлила возможность прецизионного изготовления небольших печатных плат. Процесс с первого раза прошел гладко.
Теперь домашнее производство плат стало полностью цифровым: никакой возни с распечаткой трафаретов на пленке, их совмещением и засветкой ультрафиолетом. Это компактное и универсальное устройство открывает двери не только для создания электроники, но и для гравировки, резки и творчества в самых разных DIY-проектах.
Спасибо за внимание! Надеюсь, мой опыт окажется полезным для других энтузиастов.
Ключевые элементы проекта:
лазерный гравировальный станок
программа гравировки
графический редактор
ГРБЛ прошивка
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Лазерный DIY или как с помощью дешевого гравера делать качественные платы.