Изготовление фотошаблона печатной платы

В технологическом процессе промышленного изготовления фотошаблонов для производства печатных плат применяют специальное дорогостоящее оборудование, приобрести которое может позволить себе не каждое предприятие. Поэтому многим конструкторам—разработчикам и радиолюбителям приходится искать более дешевые способы изготовления фотошаблонов печатных плат.

Один из таких способов — изготовление фотошаблона на лазерном принтере. Для того чтобы получить высококачественную черно-белую распечатку рисунка печатных проводников, которая и будет применена в качестве фотошаблона, вполне достаточно любого лазерного принтера с разрешающей способностью 600x600 dpi (42 мкм). Это, в частности, принтеры фирмы Hewlett-Packard LaserJet 5L и LaserJet 1100.

Если в системе автоматизированного проектирования печатных плат ACCEL EDA (P-CAD 2000) с выведением информации на принтер особых проблем не возникает, то для приверженцев P-CAD v4.5 не все так просто. Прежде чем распечатать на принтере рисунок печатной платы, нужно с помощью программы PC-CARDS получить файл формата PLT из имеющегося исходного с расширением РСВ. Затем следует загрузить программу PC-PRINT и установить следующую конфигурацию.

PC-PRINT Configuration: Default configuration . . .PC-PRINT.CFG

Printer port .. ...........LPT1
Output device ..................disk
Memory size (Laser Printers Only) . .1024Kb
Default printer .. .LaserJet+Printer(HP)
Default paper size ...............A
Graphics density . . . ......high
Plot ..........................slow
Text dimensions (% of text size): Text character width (including space) .. .70 %
Text character height............80 %
Space below text line .10%
Space above text line ...........10 %
Space from top of text to bar .....20 %

Сохранив указанную выше конфигурацию в файле pcprint.cfg далее используют полученный ранее файл PLT Но прежде рассмотрим основные параметры конфигурации в отдельности:

1. Output device — выходным устройством должен быть назначен disk. В этом случае результат работы программы будет сохранен на жестком диске в виде файла, вне зависимости от того, подключен ли к компьютеру лазерный принтер или нет.

2. Default printer — в качестве принтера должен быть выбран LaserJet+Printer(HP). В результате этого файлы на жестком диске будут сохраняться с расширением НРР. Полученные файлы можно скопировать на любой компьютер с подключенным лазерным принтером, даже если не установлен там P-CAD v.4.5, и распечатать, набрав в командной строке следующее: сору имя_файла.hрр рrn.

3. Memory size — объем памяти, по умолчанию — 64 Кбайт, что явно недостаточно. Поэтому объем следует увеличить до 1024 Кбайт, в противном случае распечатка шаблона на принтере будет выполнена не полностью.

4. Default paper size — размер бумаги устанавливают для требуемого формата шаблона. Возможные значения этого параметра соответствуют следующему стандарту: А — А4. В — A3, С — А2, D — А1, Е — АО. Поскольку формат принтера — А4, то при указании значения В распечатка шаблона будет выведена на двух листах, при значении С — на четырех листах и т. д. Это происходит потому, что программа PC-PRINT «умеет» разбивать чертеж на части.

5. Graphics density — плотность графики может быть задана в трех вариантах: low — низкая, 120 dpi; medium — средняя, 240 dpi; high — высокая, 300 dpi.

6. Plot — устанавливают один из двух способов рисования: fast — быстрый, slow — медленный. При быстром способе проводники и полигоны (большие участки фольги) не заливаются, отображается лишь их внешний контур.

К сожалению, лазерные принтеры в силу своей невысокой разрешающей способности рисуют шаблон с определенной погрешностью. Свою долю сюда вносят и программы, с помощью которых получают конечный информационный продукт, и программы, которые выводят информацию на принтер. Так было обнаружено, что при выведении файлов с расширением НРР проводники, расположенные на шаблоне под углом 45 град, по отношению к любой из осей, заполняются с пониженной контрастностью или вовсе не заполняются. Поэтому приходится дополнительно заниматься ретушированием шаблонов (обычной черной тушью или черным фломастером).

Распечатать шаблон на лазерном принтере можно и несколько иным способом. Файлы формата PLT не преобразовывают с помощью программы PC-PRINT в файлы с расширением НРР, а используют для получения из них формата PSC, т. е. PostScript. Затем полученные файлы PostScript преобразовывают в графический формат PCX и выводят на принтер в обычном порядке с помощью графического редактора, например, Corel PHOTO-PAINT из пакета CorelDRAW v9.0. Это дает большие возможности по сравнению со способом выведения файлов с расширением НРР — все проводники заливаются полностью, есть возможность делать как негативное, так и позитивное изображение, изменять его зеркальность и масштаб. Подробности об этом преобразовании можно узнать в [1].

Файлы PostScript можно напрямую выводить на принтер, минуя преобразования в графический формат PCX. Но для этого необходимо, чтобы лазерный принтер понимал язык PostScript на аппаратном уровне, т. е. принтер должен быть оснащен интерпретатором языка PostScript.

В качестве основы шаблона можно применять обычную бумагу, синтетическую кальку под карандаш или специальную прозрачную пленку для лазерных принтеров HP LaserJet (не путать с термобумагой для факса или фотобумагой для струйных принтеров). Пленку продают в пачках по 50 и 100 листов формата А4.

Если при распечатке на бумагу проблем не возникает, то синтетическую кальку приходится подавать в принтер в паре с листом бумаги. Причем у кальки входной край надо отогнуть назад на 2.. .3 см, а лист бумаги вставить в отгиб. Печатать, разумеется, следует на матированной стороне кальки. Таким образом можно обмануть принтер и с высоким качеством распечатать на принтере чертеж печатной платы на непредназначенной для этого кальке.

Если распечатанное изображение получилось с недостаточной контрастностью, ее можно усилить, если обработать лист парами ацетона в течение некоторого времени. Для этого потребуется подходящих размеров плоская неглубокая кювета из материала, стойкого к ацетону (стекло, полиэтилен, винипласт, карболит, металл). Края кюветы должны быть ровными, чтобы ее можно было накрыть крышкой для уменьшения потерь ацетона на испарение.

В кювету наливают столько ацетона, чтобы он покрыл дно. Шаблон крепят к внутренней стороне крышки изображением к ацетону либо небольшими магнитами (если крышка стальная), либо скотчем. Места крепления должны располагаться на полях шаблона. Накрывают кювету крышкой и периодически визуально проверяют состояние изображения, добиваясь нужного эффекта. Ни в коем случае не надо смачивать ацетоном поверхность шаблона.

Контрастность распечатки можно изменять и программно, если позволяет принтер.

В том случае, когда чертеж печатают на обычной бумаге для принтера, ее можно обрабатывать специальными химическими аэрозолями для придания прозрачности [2].

Описанную выше технологию изготовления фотошаблонов печатных плат следует применять только тогда, когда платы, в том числе и двусторонние, предполагается сверлить вручную, без применения специальных станков с ЧПУ В этом случае мала вероятность точного попадания сверла в центр контактных площадок на заготовке платы. В то же время для радиолюбительских разработок или для мелкосерийного производства, где отверстия на платах можно сверлить вручную, точности подобной технологии вполне достаточно.

Для того чтобы повысить удобство и точность сверления печатной платы, контактные площадки на стадии рисования в программе PC-CARDS надо делать не сплошными, а с белым кругом диаметром 0,5...0,7 мм в центре. В итоге сверло будет легче устанавливать на центр площадки перед сверлением отверстия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Горячкин А. Преобразование файлов P-CAD в графические форматы. — Радио, 2002, ╧ 1, с. 24.
2. Печатные платы — это просто! — Радио, 2001, ╧ 3, с. 46.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 9 номер 2003 год