(Soprattutto) Facile fabbricazione di PCB: 11 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questo è un modo semplice per creare i tuoi PCB a casa. Il metodo si basa sul processo "5 Bears" (che a sua volta è basato sul processo di Tom Gootee). Ho aggiunto un paio di perfezionamenti.

Passaggio 1: crea il tuo design

Inizia disponendo le tracce e i pad PCB con il tuo programma di progettazione CAD o PCB preferito. Ho usato Pad2Pad, principalmente perché ho trovato quel programma abbastanza facile da usare ed è gratuito per il download. Dovresti usare Pad2Pad per progettare una scheda, quindi inviare il file all'azienda per la produzione. Invece, uso questo design per creare la mia maschera di incisione. Sfortunatamente, non puoi esportare file p2p in altri formati. Quindi, ho stampato il layout della lavagna su un PDF, quindi ho aperto il PDF in Illustrator, il che mi ha permesso di ripulire e mettere a punto il design e separarlo in livelli. Questa tecnica serve per creare PCB a lato singolo, quindi ho realizzato due maschere: una per le tracce e i pad in rame, l'altra per la serigrafia. Devi stampare un'immagine speculare delle tue maschere - vedrai presto perché - ma poiché le tracce vanno sul retro della lavagna, puoi stamparle normalmente. La maschera serigrafica dovrebbe essere stampata al contrario. Uso linee da 2 pt per la maggior parte delle tracce; che esce a circa 0,028.

Passaggio 2: stampa le maschere

Questo è un passaggio complicato. È necessario stampare le maschere su carta speciale e renderle il più scure possibile. Ecco come ho fatto. Ho usato la carta fotografica lucida Jet Print Multi-Project. Ho dovuto ordinarlo online, ma potrebbe essere disponibile nei negozi di forniture per ufficio più grandi. Tom Gootee consiglia Staples "Picture Paper"; che sembra più facile da ottenere. Sfortunatamente non ho letto l'articolo di Gootee fino a DOPO aver già ricevuto la carta Jet Print. Quindi la carta Staples potrebbe essere migliore.

Queste carte sono commercializzate come carte a getto d'inchiostro. Ma per questo processo, è necessario eseguirli tramite una stampante laser. Il toner crea la maschera. E vuoi che il toner sia il più scuro e denso possibile. Ho scoperto che se dici alla stampante che stai stampando una trasparenza, applicherà più toner. Regolo anche varie impostazioni nei menu della stampante (ad es. Densità del toner, ottimizzazione, ecc.) Per ottenere la stampa più densa possibile: le impostazioni della stampante varieranno. Sperimenta per vedere cosa funziona meglio e prendi appunti mentre procedi in modo da poter duplicare i tuoi migliori sforzi in seguito. Ho bruciato un bel po' di carta prima di farlo bene, ma ora lo faccio bene la prima volta. Se il disegno del tuo PCB ha lunghe tracce verticali, puoi orientare il disegno sulla pagina in modo che le tracce lunghe siano angolate. A causa della direzione in cui la carta attraversa le stampanti laser, le tracce verticali lunghe potrebbero perdere la densità del toner nella parte inferiore. L'angolazione delle lunghe tracce aiuta a mantenere il toner denso su tutta la lunghezza. Ricorda di stampare la maschera in rame "lettura corretta" - cioè NON un'immagine speculare - ma la maschera "serigrafia" deve essere stampata al contrario. Fai una stampa o due e trova una maschera uniformemente densa con un minimo di fori. Assicurati che tutte le tracce e gli elettrodi siano completi.

Passaggio 3: preparare la lavagna vuota

Taglia la tavola a misura, lasciando un po' di spazio in più attorno ai bordi. Uso un seghetto, che lascia delle sbavature. Lisciare eventuali sbavature con un dremel o una piccola lima. Vuoi che la superficie di rame sia il più piatta possibile. Carteggiare la superficie del pannello bianco con carta vetrata a grana 400-600 in entrambe le direzioni diagonali in uno schema a tratteggio incrociato. Quindi, usa l'acetone su un tovagliolo di carta per pulire la tavola il più accuratamente possibile. Le macchie di grasso sono il tuo nemico! Strofina molto bene la tavola.

Passaggio 4: attaccare la maschera alla lavagna vuota

Ritaglia con cura la maschera per il lato rame dalla stampa. Posizionalo a faccia in giù sulla lavagna, in modo che il toner sia rivolto verso il rame. Uso piccoli pezzi di scotch su ciascun bordo per tenere la maschera in posizione. Potrebbe non essere necessario se il tuo spazio vuoto è leggermente più grande della tua maschera. Ho scoperto che la maschera tende a scivolare se non è fissata saldamente; vuoi evitarlo quando lavori con tolleranze strette.

Passaggio 5: ferro

Questo è il passaggio più difficile. Devi impostare il ferro al livello più alto, senza vapore. Stendi un tovagliolo di carta sul tabellone e sulla maschera; in caso contrario, la plastica fusa appiccicosa che fuoriesce da sotto i bordi della maschera farà sì che l'intera cosa si attacchi al ferro.

Quando applichi il ferro per la prima volta, premi verso il basso e cerca di non muovere o far scorrere la maschera. Lo strato superficiale di plastica della carta si scioglierà all'istante, formando uno strato temporaneamente scivoloso, che tenderà a scivolare se non stai attento. È qui che è più facile sbagliare, credo. Inizia applicando una pressione costante e decisa su tutta la tavola per un minuto, muovendo il ferro di tanto in tanto per assicurarti che l'intera tavola si scaldi completamente. Dopodiché, la maschera è praticamente attaccata alla tavola, quindi ora puoi ripassare l'intera tavola con il bordo del ferro, un po' alla volta. Uso il bordo del ferro e mi appoggio su di esso, esercitando una buona pressione pesante lungo l'asse. Quindi sposto il ferro di circa un quarto di pollice e ripeto fino a coprire l'intera tavola. Quindi faccio la stessa serie di "linee di pressione" nel senso della larghezza su tutta la linea. Infine, finisco con la pressione generale per qualche altro secondo. Il tempo di stiratura totale è forse di 3 minuti, al massimo.

Passaggio 6: assorbire la carta

Immergi immediatamente la tavola calda in una padella di acqua calda, insieme a qualsiasi tovagliolo di carta che potrebbe essere attaccato. Parte della carta comincerà a staccarsi subito. Aiutalo! Dopo alcuni minuti, è possibile estrarre altra carta. Stacca anche lo scotch che hai usato per fissare la maschera alla tavola. Dopo 10-20 minuti, arriverai all'ultimo strato, che è più simile alla plastica che alla carta. Le tracce saranno chiaramente visibili però. Inizia con un angolo e la plastica dovrebbe staccarsi facilmente, lasciandoti con una tavola ben mascherata. Se hai stirato abbastanza bene, il toner si fonderà saldamente sulla tavola; non può essere raschiato via con un'unghia.

Se le tracce sono in qualche modo incasinate, ad esempio se il ferro è scivolato, puoi pulire il toner fuso con acetone e ricominciare con una maschera fresca.

Passaggio 7: incidere

Inserisci la lavagna nella tua soluzione di incisione. Non lasciare che la sostanza chimica per incisione penetri su qualsiasi cosa fatta di metallo! Io uso un grande contenitore di plastica. Etch la scheda fino a quando il rame rimanente è andato. A seconda di quanto è fresco e caldo il prodotto chimico, potrebbero essere necessari 10-30 minuti.

Passaggio 8: pulire la maschera

Usa l'acetone per pulire il toner. Rimarrai con un bel circuito luccicante!

Passaggio 9: applicare il livello di serigrafia

Ora è il momento di aggiungere la "serigrafia" all'altro lato del tabellone. Non è proprio una serigrafia; in realtà è lo stesso processo descritto sopra, tranne per il fatto che si lascia il toner fuso sulla scheda e non si esegue l'incisione e la pulitura.

Per allineare la "seta", faccio un foro nei quattro cuscinetti più angolari. Dopo aver ritagliato la maschera di seta, la posiziono con il toner rivolto verso il basso contro il lato della lavagna opposto alle tracce. Tenendolo alla luce, dovresti essere in grado di vedere i quattro fori agli angoli attraverso la maschera. Usali per allineare correttamente la maschera di seta, quindi fissala alla lavagna con dello scotch. Quindi, stira l'asse nello stesso modo in cui hai fatto il lato rame e infine immergi la carta come nel passaggio 6.

Passaggio 10: praticare i fori

Questo è un po 'complicato, ma può essere fatto senza richiedere un trapano a colonna o altre attrezzature fantasiose. Uso uno strumento Dremel con un bit #60. Questo è il pezzo più piccolo che riesco a trovare nel negozio di ferramenta locale. La punta è bloccata in una pinza, che a sua volta è trattenuta nel mandrino del dremel.

Ecco il mio segreto per praticare tanti piccoli fori con un trapano a mano: usa un pezzo di acrilico di scarto come guida per il trapano. Praticare un foro nell'acrilico, quindi trapanare attraverso quel foro e attraverso la tavola. L'acrilico trasparente facilita l'allineamento corretto della punta del trapano al centro di ciascun pad. Dopo circa una dozzina di fori, il "foro guida" nell'acrilico inizierà ad "allentarsi" - basta praticare un altro foro guida e continuare.

Passaggio 11: finito

La scheda è pronta per l'uso.

Ho realizzato quattro schede utilizzando questo metodo. Il primo era perfetto, ma è stato rovinato da una saldatura sciatta. Anche il secondo e il quarto erano perfetti e hanno funzionato alla grande nei progetti. Sulla terza tavola, ho spostato il ferro quando l'ho applicato per la prima volta, quindi la maschera è scivolata e ha offuscato alcune tracce. Con un po' di pratica, puoi realizzare una tavola in un paio d'ore (senza contare il tempo di progettazione).