nobuの雑記帳「+バイアスを少し」

近頃なぜか真空管や電子工作に興味を持ちだし、日常生活に少しの刺激と楽しみをプラスしようと、凝り固まった頭の体操も兼ねてこの雑記帳を綴ることにしました。
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ラミネータでプリント基板

 電子工作や真空管いじりは一休みして、今更ですがプリント基板作成方法を紹介します。
 プリント基板を(家庭で)作成する方法は、大別すると感光基板とトナー転写でしょう。基板のできばえは感光基板が一枚上手のようですが、作業の手間と道具を考えると私はトナー転写の手軽さに惹かれます。
 トナー転写には一般的にアイロンを使用しますが、現在私はラミネータを使用して良い結果(10枚程の経験で失敗はゼロ)を得ています。
 山の神に頭を下げ言い訳しつつアイロンを借りる必要もなく、アイロン掛けも要らずスマートに作業が出来ます。

(注意)ラミネータを本来の用途とは違う使い方をします。破損や故障、火傷や火災等全て自己の責任で行って下さい。
ラミネータでプリント基板_タイトル  ラミネータでプリント基板_両面基板(拡大)


(1) 以前のトナー転写方法
 私は以前(と言っても2年程度の経験しかありませんが)はアイロンを使ったトナー転写を行っていました。ネットでは多くの方の試行やノウハウが公開されています。しかし使用するレーザプリンタやコピー機の違い、転写用紙の違い、アイロン温度や力の入れ具合等々マニュアル通りには行かず、修業が必要でした。

 以前はこのような要領でした。
  ① 転写用紙は薄手のチラシ(若干光沢のあるものがベター、ブドウ紙(富士フイルムの画彩)はNG)
  ② 某ブランドのカラーマルチ機(モノクロ高画質設定)
  ③ SANYO製スチームアイロン(温度設定Max)
  ④ 程よく押え擦らない、基板の周囲を重点的に加熱する。
 これでほぼ成功・時々失敗の成績だったのですが、数ヶ月前にプリンタ機種が変更となり、今迄のやり方が全く通用しなくなりました。何度やってもトナーが旨く定着しないのです。


(2) 新しいトナー転写
 何とか手を打たねばと、感光基板に寝返るつもりで1枚購入し露光ボックスを製作すべく材料集めを始めたところでした。
 偶然にネットでトナー転写にラミネータを使用する方法を見つけ、一条の光を見つけた如く読みいってしまいました。
PC to PCB in under 30 minutes - Quick'n Easy PCB Fabrication
PCB Superfuser using a Lowell 280 laminator
 これらの記事から最適温度は160℃程度であると思われます。


(3) ラミネータの入手
 温度固定式のラミネータを改造する手もありますが、温度可変方式(比較的古いモデル)の機種をターゲットに、先ずは入手することにしました。
 実際に入手した機種は中古のオーム電機製LAM-600Sで、ヤフオクで数百円でした。実物は殆ど未使用品でしたが、まさかこんなものを差し込まれるとは思ってもいなかったでしょう。ゴメンね。
ラミネータでプリント基板_ラミネータ外観  ラミネータでプリント基板_ラミネータ分解正面

 内部構造は簡単で、温度設定は可変抵抗による連続可変式で、2個のローラ部に設けられたサーモスタットで温度上昇の上限を押え、温度センサの検出電圧と可変抵抗の設定電圧をコンパレータで比較してトライアックでAC100Vを制御する仕組みです。
 取りあえずこのままで使用し、温度が低過ぎるならコンパレータ部分を弄ることにします。
ラミネータでプリント基板_ラミネータ分解サーモスタット  ラミネータでプリント基板_ラミネータ分解温度センサ

 温度設定Maxでのローラカバー(アルミ製)温度は約177゚Cで、はがき大の基板を通した直後は150℃程度まで低下しました。非接触型(IR式)温度計を使用したので測定時に上カバーを外したため若干温度が低めに出たかもしれません。
 それでもトナー転写に十分な温度だと考えられるので、とにかく無改造で使用してみます。
ラミネータでプリント基板_非接触温度計  ラミネータでプリント基板_最高温度

 まず最初に、実際に生基板を通してみて引っかかりがないか確認します。1.6mm厚の基板はラミネータにとってはかなり無理があり、機種によっては回転停止やローラ部破損に至る可能性もあります。私はラミネータ出口の高さを少し広げる加工をしました。


(4) 作業要領
 大した工夫はしておらず、最初のやり方でその後も問題なく成功しているので、その方法を紹介します。
  ① 転写用紙は噂のブドウ紙
  ② 基板を転写用紙にテープで貼り付ける。テープは挿入方向と平行(ズレや伸びを防止)に貼り付け。耐熱性があり跡が残らないものがベター。
  ③ そのままラミネータに挿入する。表裏はどちらでも良いと思います。
  ④ 一度通すとラミネータの温度が低下(レディランプが消える)しますが、温度上昇を待つよりもそのまま継続した方がよいでしょう。
  ⑤ ラミネータに4回通して転写完了とします。(機種等により調整が必要)
  ⑥ 転写が完了したら即水道水につけて冷却します。
  ⑦ これ以降はアイロン転写方法と同じです。

(注意)ラミネータの上カバーを外して使用すると、ローラの温度が低下して好ましくありません。やむをえずカバー無しで使用する場合は、決して風のある場所や空気の流れのある場所では作業をしないで下さい。ヒータが過熱して事故の原因となります。


(5) 所感
 このラミネータを使い始めて以来失敗はなく、安定した転写品質が得られています。
 先日は初めて両面基板に挑戦しましたが、表裏に若干のズレが生じたものの私レベルでは実用範囲でした。
ラミネータでプリント基板_両面基板完成
 今後は両面基板の位置合わせのノウハウ修得や微細パターンにトライしようと思っています。
 アイロンでは何度やっても成功しなかったブドウ紙がすんなり成功し、2パック買っていたのが無駄にならずに済みました。古新聞の中からチラシを漁る必要も無くなりました。
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