Картины из печатных плат

    Концепт изготовления подарка от гика.



    Сокро грядёт Новый Год, день святого Велентина, восьмое марта. Да много чего ещё грядёт, и вот хочется подготовить сани летом, телегу зимой, в общем основательно подготовиться к сиим праздничным событиям и порадовать нашу вторую половину чем-то необычным. На мой взгляд, самый бесценный подарок — это подарок, который сделан своими руками. Отсюда и будем плясать.

    Я не уверен, что эта идея не приходила никому в голову, но беглое гугление мне не дало результатов ни на английском, ни на русском языке.

    Идея



    Я большую часть своей жизни занимаюсь электроникой, программированием и микроконтроллерами. Заинтересовать этим увлечением мне не удалось ни одну женщину, даже самых лютых инженеров. По сему, надо им хотя бы надо сделать такой подарок, чтобы они поняли что не смотря на любовь к электронике, их мы любим значительно больше.
    Для этого, я подумал сделать некоторое запоминающееся электронное устройство, которое будет напоминать ей о замечательных мгновениях проведённых вместе. Обычно запоминающееся мгновение уже зафиксировано в фотографии! Остаётся только совместить фотографию и электронику.
    Представьте себе картину: в печатной плате фотография, как вы сидите в кафе, а светодиодами горят свечи. Эта поделка стоит на столе у неё, и поделка сделана вашими руками. Высокотехнологичная романтика!

    Так же эта технология может быть полезна разводчикам печатных плат (передаю привет коллегам с работы) для размещения своего рисунка в печатной плате (типа подписи).

    Говоря более простым языком, я решил попробовать перенести любую картинку на текстолит.
    Ниже я расскажу как я это сделал и что у меня получилось.

    Пару слов о технологии



    Как мы все понимаем, даже чёрно-белая фотография имеет переходы от белого к чёрному, называемым серым цветом. А в печатной плате мы имеем только два цвета: цвет меди и цвет текстолита. Условно скажем медь будет светлой, а текстолит чёрным. Хотя это всё условности: если взять белый текстолит, а медь окислить, то будет всё наоборот. Как же нам сделать оттенки серого цвета в меди?
    Идея проста как и всё гениальное — технология размещения картинок в газете. Суть такова, что от размера точки определяется затемнёность или освещённость участка. Вблизи это выглядит ужасно, но отдаляясь получается нормальная картинка.
    Впервые об этой технологии я узнал в детстве, читая занимательную физику. Там была приведена картинка, которая на первый взгляд показалась странным набором точек, но при отдалении она превратилась в глаз женщины.


    Иллюстрация к “Занимательной физике”

    Чтобы вам не менять размер страницы, привожу уменьшенную копию этой картинки.


    На отдалении

    Наверное вам уже стало понятно куда я веду. Берётся фотография, превращается вот в такое решето, затем с помощью ЛУТ или фоторезиста наносится на плату и травится.

    Что нам потребуется?



    Для всего этого нужно не много, по пунктам:
    1. Прямые руки, растущие из нужного места.
    2. Заготовка печатной платы.
    3. Лазерный принтер.
    4. Самоклейка.
    5. Перекись водорода, лимонная кислота, соль (поваренная).

    Подготовка изображения



    Самое сложное для этой статьи — было найти подходящую фотографию. Фотографии моделей не стал брать из-за проблем с авторскими правами. Фотки из личного фотоархива оказались либо унылы, либо не для широкого круга. В результате для пробы решил просто заснять один из самых моих любимых инструментов: минитиски.


    Тисочки

    После чего, их надо специально обработать. Поскольку я пользуюсь только linux, то в моём распоряжении тёплый ламповый gimp.
    Я нарошно не стал делать никаких обработок фотографии (высветление, вытягивание контраста и т.п.). Забегая вперёд скажу, что за это я поплатился и результирующая картинка получилась не чёткой.

    Итак, открываем картинку в gimp, далее обесцвечиваем её.


    Обесцвечивание

    Затем начинается та самая интересная магия, которая и превращает обычную картинку в то, что позволит её воспроизвести, так сказать, в железе. Выбираем “Искажения -> Газетная бумага”


    Магия

    После чего начинаем играться с параметрами. В разделе “Разделить на:” флажок надо поставить на CMYK. Опытным путём следует подобрать размер ячейки. Во вкладке “Чёрный”, лично я “Слот-функцию” сделал линией. Это дело вкуса каждого, но мне захотелось попробовать вот так.


    Настраиваем параметры искажения

    Жмакаем “Ок”, и получаем следующий результат:


    Результирующая картинка

    Сразу виден низкий контраст. Но я решил попробовать, как же получатся столь не яркие картинкии в железе. Посмотреть худший вариант, так сказать и продолжил свои опыты. Теперь самое время рассказать, как перенести полученный рисунок на плату.

    Переносим изображение на плату



    Для переноса рисунка, я воспользовался традиционной, давно обкатанной Лазерно Утюжной Технологией (ака ЛУТ). Скорее, чтобы напомнить, как она делается, нежели снова научить, расскажу пару слов о ней.

    Чтобы точно знать размер будущей заготовки, я воспользовался одним простым читом, известным со школьной скамьи: размещение картинки в редакторе текстов, с нужным размером. Открыв Writer (аналог MS Word в линуксах), задал размер полей таким образом, чтобы длинна картинки по горизонтали составила точно 10 см. Для этого в верху страницы есть очень удобная линеечка. Вставив картинку, можно увидеть, что длина по вертикали составляет 8 см.


    Устанавливаем чёткие границы картинки

    После чего, вырезаем из текстолита прямоугольник с такими же параметрами, шкурим его и обезжириваем изопропанолом или любым удобным растворителем.


    Шкурим и обезжириваем

    Можно обратить внимание на картинке в верху, что в качестве подложки у меня используется бумажка с тестовой печатью будущего рисунка. Поглядев на него, я решил взять именно линии, а так же увеличить их шаг и толщину.
    Для переноса изображения на текстолит я использую подложку для самоклеющихся обоев. В отличии от журнальной бумаги, тут в миллион раз меньше геммороя и не надо ничего отмачивать. Стоит рулон в 10 метров всего 250 рублей, а хватает его очень на долго.
    На обратной стороне обычно заботливо нарисованы клеточки. Прикладываем лист А4, и отмечаем каким клеточкам он соответствует.


    Разметка

    Не стоит ленится и делать “длинный А4” (не отрезать хвост), мой принтер обиделся на такое и решил что бумагу он зажевал, что она так долго не выходит.
    Вырезаем, отрываем наклейку и печатаем на той стороне, на которой была наклейка.


    Результат (Half Life 2 не вспоминается?)

    Прикладываем заготовку медью к рисунку, заворачиваем в бумагу текстолит, и начинаем гладить рисунок с тыльной стороны.


    Заворачиваем


    и гладим

    Я обычно проглаживаю сквозь чистую бумагу, но тут решил гладить свозь бумагу, на которой было отпечатано. В результате бумажка прилипла к заготовке, порвало бумагу с рисунком и всё забраковалось. Пришлось начинать всё сначала.


    Брак

    Брак в таких делах явление нормальное, по сему повторяем все итерации сначала. После чего аккуратно снимаем бумагу с заготовки и нам является следующая картина:


    Перенесённый рисунок

    Травим



    В связи с минусами хлорного железа:
    — невероятно грязное;
    — очень сложно отмыть;
    — пачкает одежду раз и навсегда;
    — трудно отмыть ванну и туалет;
    — нужно ехать на другой конец города, чтобы его купить;
    Решил для себя открыть новый способ травления печатных плат, описанный тут radiokot.ru/lab/hardwork/62 как наиболее эффективный. Для него нужно всего три составляющих, которые находятся в аптеках и магазинах шаговой доступности:
    — лимонная кислота;
    — перекись водорода;
    — обычная поваренная соль.

    Пропорции травления взяты с сайта (цитирую): В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.


    К травлению всё готово

    Поскольку у меня не было мерных весов, всё мешал на глаз, стараясь хоть как-то соблюдать пропорции. В процессе травления начал выпадать гидрооксид, и я добавил ещё лимонной кислоты. Потом пузырей стало меньше, долил перекиси. Так же подсыпал соли. Всё возможно от нетерпения. Травилось всё около двух часов. Полагаю, что это связанно с холодной перекисью, и не желанием моим это всё как-то подогреть (поговаривают, что раствор вскипает, хотя у меня лично раствор так и оставался холодным). Плюс в этот раз я травил в плошке, не используя свой чудесный бульбулятор-травилку, о котором я писал тут: habrahabr.ru/post/109869. И всё потому, что он занят хлорным железом. Придётся специально для новой технологии сделать новый бульбулятор.

    Результат



    После травления получается прекрасный голубой раствор, который я, к сожалению догадался сфотографировать, уже после того, как слил в унитаз. По сему поверьте мне на слово, что он прекрасен :).

    И вот, наконец, мы можем лицезреть результат. Скажу сразу, изначально он меня не впечатлил :(.


    Протравленная плата

    Может показаться, что на плате некоторая мешанина и клякса по форме минитисков. Но на самом деле это не так, всё становится понятно, глядя на просвет


    На просвет

    На просвет видны все детали минисков, и чтобы вам не листать в верх, приведу опять исходную фотографию для сравнения.


    Исходная фотография (отражена по горизонтали)

    Учитывая исходное качество фотографии, получилось просто апупительно, даже с низкой яркостью и контрастом! Видны все детали. Т.е. технология работает!

    Резюмируя



    Технология оказалась рабочей, и не просто рабочей, а бомбой! Быть может результат для вас не слишком впечатляющий, но это только проба пера, которая может позволить развиться этим экспериментам далее.
    Даже совершенно ужасная картинка вытравилась и получилась. Для получения ещё большего результата, следует использовать более высоконтрастные фотографии. А так же подвергать их дополнительной обработке. Фон лучше делать белым, или однородным и светлым.
    Недостаток технологии заключается в низкой контрастности меди относительно текстолита. Решается несколькими способами. Во первых, можно взять более тёмный текстолит. Во вторых можно химически окрасить медь. Например медь темнеет на свету, и данная картинка, если её оставить на солнышке на неделю наберёт достаточной темноты. Полагаю есть более простые способы окислить медь, гугл в помощь. Однако учтите, чтобы сохранить первоначальный блеск, рекомендую покрывать плату лаком, во избежания окисления.
    Для использования в разводке печатных плат, следует портировать обработанное изображение в вашу CAD-программу, в которой вы разводите печатные платы. Для P-CAD это весьма нетривиальный и неочевидный путь.
    Дальнейшим шагом будет внедрение электрической схемы в печатную плату. Например, чтобы на небе зажигать и гасить звёздочки или глазки любимой при виде тебя :).

    Благодарю мой HTC HD2, перешитый на андроид за замечательные фотки и удобную загрузку их на fotki.yandex.ru

    Помните: лучшая благодарность автору за пост — это оставленный комментарий.
    Поделиться публикацией
    Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

    Зачем оно вам?
    Реклама
    Комментарии 60
    • +18
      Извращенец епт. Чуток подредактировал бы фотку и был бы вау эффект. А так какое то унылое нечто.

      З.Ы.
      Ты не оригинален. У меня у отца стоит на столе портрет Есенина вытравленный на текстолите. Сеточка там покрупней, но сам рисунок больше на гравюру похож. И выглядит очень прикольно. Правда сделан скорей всего не ЛУТом, а каким-то другим способом (ему лет 40 наверное), но ЛУТом его сделать на раз.
      • 0
        Фото? Думаю, многим бы было интересно взглянуть…
        • +2
          Увы, я с отцом не общаюсь уже много лет. На то есть причины. Так что фотки не будет.
          • +7
            Раз DIHALT не может сделать фото, выложу я фото «картины» которую когда-то делал мой отец. Ей лет 40 не меньше.

            Состояние ее плачевное, долго лежала в влажном помещенни, и лак местами облез, под ним видна медь. Сделано естественно без всякого ЛУТа, да и без применения компьютера =)
            • +1
              Там похожий был стиль, только деталей много больше.
          • 0
            Ну я ж написал, специально хреновая фотка, чтобы понять что есть что.

            Ты не оригинален.


            Не претендую, и уверен что идея — боян.
            • +2
              Тоже подобное делал
              image
              Описание процесса
              • 0
                О-о-о-о-о, какая прелесть. Спасибо.

                Полистал твой сайтец, оказывается ты продолжатель рубрики «Фрикинг» в журнале «Хакер».

                Как там эта рубрика поживает? Я как перестал её вести, так и перестал читать сам журнал.
                • 0
                  Сейчас, к сожалению, я сам почти ей не занимаюсь,
                  должность вакантна
                  Может у тебя есть кто-нибудь на примете, кто бы захотел по-возиться с фрикингом?
                  • 0
                    Это одна из самых геморойных рубрик. На примете люди есть, но вопрос с оплатой. Там небось оплата опять идёт через пол года после сдачи статьи и платят копейки? Сложно мотивировать с таким подходом.
            • +1
              Мне кажется, слишком грубой наждачкой плату зашкурили. Следы шлифовки видны не хуже линий растра. Надо было не полениться, и отполировать медь пастой ГОИ до ровной блестящей поверхности.
              • 0
                Можно на ты, таки знакомы в реале. Грубая шкурка — это особенность ЛУТ. Если делать гладкую поверхность, то тонер к ней пристаёт плохо. Так-то я мог бы ластиком зашкурить, вообще без следа.
                • 0
                  Сергей, привет! Я даже на ник не посмотрел, когда комментил :)

                  Тогда надо полировать уже после травления. Или шкурить строго по диагонали, вдоль линий растра.
                  Или зачищать поверхность так, чтобы не было царапин. Только вот как? Мне на ум приходит только пескоструйка, но она сожрёт всю медь мгновенно. Нужно что-то на том же принципе действия, только более щадящее.
                  • 0
                    Можно отполировать после травления. ИМХО всё это лишний гемморой. В крайнем случае можно просто тупо заказать платы на производстве :))))
                    • 0
                      Ага, сделать многослойную! Смотришь так — одна картинка (или просто обычная плата), а на просвет — совсем другая.
                      • 0
                        Мсье знает толк в извращениях :))))
                        • 0
                          Есть такая тема как скотч-брайт (губка такая с абразивом). Ей матуют поверхности, можно попробовать ей. Или наждачкой с мелким зерном.
                          • +1
                            Проще koh-i-noor ластиком. Там уже есть абразив и такой ластик есть почти у каждого дома.
                    • 0
                      А не лучше ли ее залудить а потом покрыть лаком?
                      • 0
                        Идеально залудить дома не получиться. Какими бы сплавами Вуда или Розе вы не пользовались, неровности будут. Вот если потом зачистить и отполировать, тогда красиво получится.
                • +2
                  Пользуясь случаем, задам один вопросик по ЛУТ.
                  Много раз пытался применить, всё время возвращался обратно к ручным способам рисования дорожек. Проблема в том, что никак не получается заставить принтер печатать без экономии тонера. Рисунок получается бледным, дырчатым и стравливается с текстолита вместе с тонером. Штатные регулировки в драйвере действуют в относительно небольшом диапазоне, даже при самых экстремальных не получается добиться нужного.
                  Пробовал разные принтеры, правда, по большей части современные. Сейчас у меня МФУ HP M1120.
                  Я помню, что старые 4L, например, можно было заставить печатать так, что тонер чуть не слоями сходил с обычной бумаги.
                  Скажите, товарищи, мне на самом деле нужно искать какой-нибудь старенький 4L и перепиливать его под нанесение тонера прямо на плату, или из современных принтеров тоже что-то можно выжать?
                  • +1
                    Тонкий слой — это еще не конец света.

                    Давным давно у меня был HP не сильно старый — клал тонер жирно. К сожалению, с ним пришлось расстаться, 2 последующих лазерника уже ложили тонер относительно тонко — но тем не менее, ЛУТ все равно получается.

                    Конечно чуть сложнее/аккуратнее нужно работать, правильная журнальная бумага, с ламинатором, но на 3 из 3 случайных принтеров все ок.
                    • 0
                      > Тонкий слой — это еще не конец света.
                      Верно. Но у меня он ещё и сильно пористый получается и медь не защищает в растворе почти никак.
                      Наверное, надо попробовать расковырять дрова для принтера, благо в опенсорсных системах это возможно.
                      А пока — рейсфедер и цапонлак…
                      • +1
                        Попробуй фотобумагу глянцевую Ее фича в том, что глянцевый слой забивает поры наглухо. (его между дорожек то снести бывает непросто) Я с ее помощью на таком дерьмище платы делал, что только диву даваться.
                        • 0
                          Фотобумагу — с бромистым серебром имеете в виду или для струйных фотопринтеров? Понимаю, что вопрос глупый, но уточнить же надо…
                          • +2
                            Для струйных. Отлично себя зарекомендовал Lomond 160г/м глянцевый односторонний. Печатать на глянце, отмачивать также водой.
                            • 0
                              Благодарствую, попробую при случае.
                            • +1
                              Поглядите в профиле у меня. Там есть видео курс как раз с ломондовской бумагой.
                      • 0
                        Можно попробовать отпечатанный рисунок отксерить с затемнением
                        • 0
                          Ну если только не на том же аппарате. А на каком-нибудь стареньком. Но у них разрешение оставляет желать лучшего.
                      • +2
                        Спасибо за идею и новый рецепт для травления. Очень, знаете ли он простой, как-нибудь попробую.
                        Позволю себе дать пару советов вам:

                        Контраст, да должен быть адским, при чём кривыми его надо выкручивать в самом важном участке диапазона. «Детали в тенях» © при этом потеряются.

                        Лазерно-утюжный метод вносит свой шум из-за чего раст «плывёт» — линии и точки разного размера, что негативно сказывается на качестве конечного изображения. Тут лучше использовать фоторезист типа POSITIV. Пикселы у вас будут как на подбор все один к одному.
                        • 0
                          Спасибо за идею и новый рецепт для травления.


                          Пожалуйста, рецепт травления не мой, лучше написать спасибо его автору, тем более, что он известен.

                          Лазерно-утюжный метод вносит свой шум из-за чего раст «плывёт»...


                          могу вам сказать честно, что я могу ЛУТом сделать плату качеством не уступающую фоторезисту. Нужно только немного постараться и уделить больше внимания проглаживанию. В данном случае я не сильно старался (видно что у меня край оторван), и по этому вышло немного грубовато. Так-то да.
                          • +1
                            Чтобы точки не «плыли», можно попробовать лут с фольгой.
                            • 0
                              Я угробил картридж у лазерника. Метод крайне не рекомендую!
                          • +1
                            А вот мне интересно, почему все говорят о ЛУТе, и никто не использует фоторезист? Ведь этот способ дает намного более качественный результат, а по стоимости не так уж и дорого, если речь идет о штучных экземплярах.
                            • +3
                              С резистом — много тонкостей в процессе, запах (особенно с жидким), ну и жаба конечно.

                              • +1
                                Сложно фотошаблоны делать. Принтеры нынче пошли — с ними и ЛУТ-то делать сложно, а плёнки получаются вообще никакие. В три-четыре слоя складываешь…
                                • +1
                                  Можно и в один, но нужно точно подбирать экспозицию (+-10-25%).
                                  Это опять к вопросу о тонкостях :-)
                                  • 0
                                    Ну, не знаю. Я печатаю на стареньком LJ 1020, купленом на сландо за 80 баксов, экспонирует и проявляет приятель, у него больше опыта в этом деле и рабочее место более приспособлено к химическим изысканиям — получается намного аккуратнее чем ЛУТ.
                                    • 0
                                      Печатаю шаблоны на лазернике. С одним слоем все хорошо выходит, правда с нашим фоторезистом ПФ-ВЩ удовлетворительного результата я не достиг, зато с Ordyl alpha 340 платы получаются отлично даже на весьма паршивых шаблонах.
                                    • +3
                                      Резиста часто нет под рукой. С резистом вдвое больше технологических операций и намного дольше получить результат. Он вонюч, да и по точности не лучше хорошо поставленного ЛУТа. Сложно фотошаблоны получить, нужна пленка/калька. Либо возня с машинным маслом, а это грязь и солидол везде. Плюс лазерник плохо подходит для печати фотошаблонов, без денсити тонера обычно получается фигня.
                                      • 0
                                        Печатаю шаблоны лазерником на пленке без какой-либо дополнительной обработки. Дорожки и зазоры 0.2 получаются отлично, с утюгом у меня и близко такого не было.
                                        Фоторезист пленочный, никакого особо сильного запаха нет.
                                        • 0
                                          А у меня все наоборот. Я утюгом при желании и 0.15 сделаю, а на фотоспособе еле еле делал 0.5 дорожки просто при проявке подмывало и все. Видимо боковая засветка фотошаблона. Так и не смог от нее избавиться.
                                          • 0
                                            А какой фоторезист был?
                                            • 0
                                              Cramoline Positive 20 чтоль.
                                              • 0
                                                А, жидкий… Его не пробовал, но читал, что там морока с нанесением, да и результат нестабильный, хотя у кого-то нормально идет.
                                                Рекомендую попробовать, как выше писал, пленочный Ordyl Alpha 340. В последнее время совсем с ним обленился — накатываю кое-как (здесь ламинатор, по-хорошему, нужен), шаблоны на своем лазернике печатаю, весьма низкого качества, но выход плат почти стопроцентный.
                                                • 0
                                                  Да я тоже. Тоже годность 100% при шаляй валяй процессе. Потому и не дергаюсь в сторону других способов.
                                        • 0
                                          Я печатал шаблоны для фоторезиста на струйнике (Epson r270), на матовой фотобумаге 90 г/м2. Потом использовал Transparent 21 для просветления шаблона, и Positiv 20 в качестве фоторезиста. Фоторезист светил 4мя лампами Вуда по 6 ватт (по 2 на каждую сторону), смывал проявителем для позитива, травил в хлорном железе. Получилось с первого раза, рекомендую. В среднем из 5 попыток — одна неудачная.
                                          Но с DIHALT соглашусь, ЛУТ делать проще и быстрее. Особенно если есть лазерный принтер под рукой ;)
                                          • 0
                                            Да, дорожки этим способом получались по 0.15. ЛУТ — 0.3.
                                            Вот пример того, что получилось вышеописанным способом (на фоне фотошаблона, кстати):
                                            image
                                            • 0
                                              Делая такую плату, я бы разорился на её заказ.
                                              • 0
                                                Нафиг там заказывать. Площадь небольшая, такое утюгом делается в пол тычка.
                                              • 0
                                                У меня как то так:


                                                Корпус LQFP48 он примерно в полтора раза мельче по шагу чем SSOP28 который FTDI :)

                                                Принтер Samsung ML1520 бумага Lomond 160gm2
                                                • 0
                                                  Может мне утюг найти помощнее? :)
                                                  • 0
                                                    Кстати да! Не столько помощнее, сколько потяжелее. Твоим не прижмешь нормально — ручка сбоку.
                                                    • 0
                                                      Зато он мелкий и мобильный
                                                      • 0
                                                        На выезды брать?
                                                        Приехал какую-нибудь железяку чинить, тут же на месте новую плату заЛУТил, вытравил, распаял. То-то клиент офигеет =)
                                                        • 0
                                                          Я своим обычно прижимаю гранью. Ей же всё и проглаживаю. Быть может попробовать другой утюг, но где ж его взять-то… Не тефлоновое ж говно юзать
                                                          • 0
                                                            Ламинатор? :)
                                                            • 0
                                                              Погуглил по теме, почитал… Ламинатор ещё после сборки надо обработать напильником и не все йогурты ламинаторы одинаково полезны
                                                  • 0
                                                    Ну, насколько мне известно, тебе и под LSM303DLH не проблема плату сделать :)
                                                    Я в ближайшее время собираюсь по твоему способу с Lomond`ом, благо лазерник уже купил (фоторезист приходилось использовать изза струйника, но он нынче уже ушел на покой). Буду надеяться, что мой Xerox Phaser 3010 не сильно будет жлобиться на тонер (пока что к сожалению жлобится). Ну и в будущем думаю использовать ламинатор вместо утюга (он еще и для пленочного фоторезиста пригодиться может).

                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.