Incisione PCB (prototipazione): 13 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Fare circuiti è fantastico, ma cosa succede se vuoi rendere le tue idee un po' più permanenti? Questo è il momento in cui è bello essere in grado di creare i propri PCB a casa.

Ti mostrerò come creare i tuoi circuiti stampati su un lato a casa. Se vuoi fare un ulteriore passo avanti, puoi anche imparare a stagnare e applicare un film secco resistente alla saldatura.

Passaggio 1: cose di cui hai bisogno

Sostanze chimiche:

• Persolfato di sodio - Na2S2O8
• Carbonato di sodio alias. bicarbonato di sodio - Na2CO3 (Opzionale solo per film secco)
• Acqua distillata
• Sviluppatore fotopositivo - NaOH

Materiali:

• PCB fotorivestito
• Pellicola per stampante

Utensili:

• Strumento rotante
• Jigsaw (solo se hai intenzione di ritagliare qualcosa sul tuo pcb)
• Nibbler (può essere utile)
• Pinzette di plastica
• Qualcosa per levigare
• Spazzola
• Unità di esposizione con cornice* (lampada UV)
• Unità di incisione (o bicchiere e piastra riscaldante)

Altri:

• Guanti
• Aprire il contenitore per lo sviluppo
• Protezione per gli occhi
• Imbuto (per riempire nuovamente i liquidi nelle loro bottiglie)

Opzionale:

• Laminato di arresto della saldatura a film secco
• laminatore
• Liquido stagnante chimico

*Te lo mostrerò più tardi

Passaggio 2: crea e stampa il tuo layout

1. Usa il tuo software Cad preferito (il mio è Cadsoft eagle) per progettare un layout PCB.

2. Apri le impostazioni dei livelli e abilita solo il rame (in alto o in basso, a seconda del tipo di PCB che intendi realizzare), i pad, i Via e i livelli di dimensione.

3. Metti alcune pellicole per lucidi stampabili nella stampante.

4. Premi il pulsante di stampa nel tuo software cad e stampa una versione nera in scala reale del tuo layout. A seconda della stampante, potrebbe essere necessario stampare il layout due volte e quindi incollare le due pellicole stampate una sopra l'altra per ottenere un'immagine completamente chiara.

Se vuoi aggiungere un solder resist in un secondo momento:

1. Torna al tuo software Cad e apri il menu dei livelli

2. Ora abilita solo il livello top-stop (o il livello bottom-stop, sempre a seconda del tipo di pcb che hai intenzione di realizzare)

3. Ripetere il punto 4.

Passaggio 3: esporre il PCB

1. Rimuovere lo strato protettivo dal PCB. Assicurati di non toccare il lato in rame del PCB dopo aver rimosso lo strato protettivo perché se lo fai avrai problemi a svilupparlo

2. Allineare la pellicola stampata e il PCB in modo che tutte le tracce sulla pellicola abbiano del rame sotto di esse.

3. Mettere il PCB e il film già allineato tra due lastre di vetro per mantenere il film piatto sulla superficie del PCB. Usa dei magneti per tenere insieme le lastre di vetro (come mostrato nelle immagini)

4. Ora esponi il PCB alla luce UV. Ho usato una luce UV per feste da 25 W e ci sono voluti circa 5 minuti per terminare l'esposizione

Passaggio 4: sviluppo del PCB

Ora è il momento di indossare i guanti e la protezione per gli occhi. Non toglierli durante l'intero processo di incisione

1. Mescola lo sviluppatore seguendo la descrizione sulla sua confezione. Non l'ho mai provato da solo, ma dovrebbero funzionare anche 10 g di NaOH in 1 litro d'acqua.

2. Metti il tuo PCB nella soluzione di sviluppo subito dopo aver terminato il processo di esposizione.

3. Usa il pennello per aiutare lo sviluppatore a rimuovere il fotoresist.

4. Fatelo per circa 30 secondi fino a quando non si stacca più il fotoresist, ma non toglietelo ancora. Lascia che si sviluppi un po' più a lungo del necessario. In questo modo puoi essere sicuro che tutto il fotoresist non necessario venga rimosso. Altrimenti i risultati dell'incisione ti rovineranno la giornata.

5. Sciacquare il PCB con acqua di rubinetto e passare al passaggio successivo

APPUNTI:

Quando hai finito di sviluppare, prendi il tuo sviluppatore e versalo nel lavandino. Fondamentalmente è la stessa roba usata per i pulitori di scarico

Passaggio 5: incisione

1. Mescola il tuo mordenzante: usa 250 g di sodiopersolfato (Na2S2O8) per litro di acqua distillata.

2. Versare il mordenzante nell'unità di incisione e riscaldarlo a 50 °C (non surriscaldarlo perché il persolfato di sodio inizia a decomporsi a più di 50 °C)

Se non si dispone di un'unità di incisione, è sufficiente riempire l'acquaforte in un bicchiere resistente al calore e posizionarlo sopra una piastra riscaldante. Riscaldalo anche fino a circa 50°C

3. Non appena l'etchant ha raggiunto la sua temperatura finale, prendi il tuo PCB, mettilo all'interno e avvia l'alimentazione dell'aria della tua unità di incisione (se usi il metodo del becher, prendi un'asta di agitazione e mescola semplicemente la soluzione con il PCB al suo interno.)

4. Lasciarlo all'interno dell'acquaforte finché tutto il rame non è "scomparso"

5. Sciacquare il PCB con acqua di rubinetto.

6. Se si utilizza un'unità di incisione, assicurarsi di estrarre l'agente corrosivo e conservarlo in un altro contenitore non ermetico. Altrimenti il tuo gorgogliatore d'aria potrebbe danneggiarsi.

APPUNTI:

L'agente mordenzante diventerà blu e inizierà a diventare inefficiente dopo un paio di PCB. Quando ti rendi conto che il processo di incisione inizia a richiedere molto più tempo, cambia il tuo mordenzante e porta quello vecchio al tuo centro di rifiuti chimici locale Avvertenza: "La soluzione di incisione usata contiene rame disciolto che non è buono per il tuo ambiente"

Passaggio 6: stagnatura (opzionale)

1. Rimuovere il fotoresist in eccesso pulendo il PCB con acetone

2. Prendi il liquido per la stagnatura e versalo in un contenitore aperto.

3. Inserisci il tuo PCB e lascialo lì per circa 5 - 10 minuti

4. Estrarre il PCB dalla soluzione e sciacquarlo con acqua di rubinetto

5. Versare il liquido di stagnatura in una bottiglia di vetro utilizzando l'imbuto. Conservalo in un luogo dove nessun animale domestico o bambino possa raggiungerlo.

APPUNTI:

Il liquido stagnante è riutilizzabile, ma dopo qualche tempo l'efficienza diminuirà. Se questo è il caso, portalo al tuo centro di rifiuti chimici locale.

Passaggio 7: perforazione

1. Prendi lo strumento rotante e la punta del trapano della misura giusta.

2. Se si dispone di un supporto per trapano, fissarci l'utensile rotante.

3. Assicurati di avere una buona luce in modo da poter vedere chiaramente dove devono essere i fori.

4. Praticare tutti i fori necessari

5. Pulisci il tuo pcb.

Passaggio 8: fotoresist (i prossimi passaggi sono facoltativi)

Prima di iniziare, accendi la plastificatrice in modo da non doverla aspettare al punto 6

1. Procurati un film secco resistente alla saldatura

2. Quindi abbassa le luci ed estrailo dalla sua confezione a prova di luce

3. Prendi due pezzi di nastro adesivo resistente e attaccali al lato superiore e inferiore di un angolo.

4. Quindi separare i due pezzi di nastro come mostrato nelle immagini. Finirai con uno strato trasparente e uno verde. Metti lo strato trasparente nel cestino e tieni stretto quello verde.

5. Lo strato verde ha due lati, un lato è opaco e l'altro è lucido. Prendi il tuo PCB e appoggiaci sopra il lato opaco del film secco. Assicurati di non avere bolle tra di loro.

6. Una volta che la tua plastificatrice ha raggiunto la sua temperatura finale (che dovrebbe essere di circa 150 °C), metti il tuo PCB su un pezzo di carta e fallo passare attraverso la plastificatrice 2 - 5 volte. Assicurati solo che l'intero PCB si scaldi.

Step 9: Esponi il laminato

1. Prendi la pellicola per la maschera di saldatura che hai stampato nel passaggio 2 e allineala con il tuo PCB.

2. Blocca nuovamente il PCB e la pellicola tra due lastre di vetro usando dei potenti magneti.

3. Esporre il PCB alla luce UV (ci vogliono circa 6 minuti con la mia lampada UV da 25 W).

4. Ora devi lasciare riposare il PCB in un luogo buio per circa 1 ora.

Nota: tutte le aree che non vengono esposte alla luce UV verranno via durante il processo di sviluppo.

Passaggio 10: sviluppo del film secco

1. Mescolare lo sviluppatore sciogliendo 10 g di carbonato di sodio in un litro d'acqua (non ti servirà l'intero litro. Ne ho usato solo 100 ml)

2. Rimuovere l'ultimo strato protettivo trasparente con l'aiuto di del nastro adesivo (come mostrato nelle immagini)

3. Metti il tuo PCB nella soluzione di sviluppo e usa un pennello per aiutare lo sviluppatore a rimuovere il solder resist da tutti i pad.

4. Quando tutta la pellicola secca non necessaria è stata rimossa, estrarre il PCB dalla soluzione e sciacquarlo con acqua di rubinetto.

Passaggio 11: indurimento del film secco

1. Prendi il tuo PCB e indurisci il film secco esponendolo alla luce UV. Con la mia lampada uv da 25 W ci vuole circa un'ora (la espongo per 1/2 ora poi lascio raffreddare e poi la espongo per un'altra 1/2 ora)

2. Puoi assicurarti che abbia terminato l'indurimento provando a graffiare il film secco con l'unghia, non dovresti essere in grado di graffiarlo dopo l'indurimento.

Passaggio 12: ritaglia il tuo PCB

Se l'hai fatto come me, ora dovrai ritagliare le tue piccole tavole, altrimenti dovrai solo tagliare i contorni di una tavola.

1. (opzionale) Usa uno strumento di roditura per ritagliare la forma ruvida del tuo PCB

2. Usa un puzzle per seguire il contorno dei tuoi PCB

3. Usa un blocco di levigatura, una lima o una levigatrice a disco per dare alla tua tavola una bella finitura.

Passaggio 13: ora hai i tuoi circuiti stampati personali

Hai fatto!

È così semplice realizzare circuiti stampati personalizzati a casa.

Come puoi vedere nelle immagini, la qualità è abbastanza buona. Ci sono alcune piccole imperfezioni causate dalla risoluzione della mia stampante a getto d'inchiostro.

Grazie per l'attenzione!

Spero che questo Instructables ti piaccia. Se hai domande condividile nei commenti e ti risponderò il prima possibile.

Se crei un PCB con l'aiuto di queste istruzioni, pubblica un'immagine nei commenti: mi piacerebbe vedere i tuoi risultati.