Il processo di incisione ad acqua salata: 27 passaggi (con immagini)

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

Questo è un processo una tantum per produrre un circuito stampato rimuovendo il rame indesiderato mediante elettrolisi in una soluzione di acqua salata. Illustrerò il processo incidendo e costruendo una scheda per PIC a 18 pin (per il PC16F54, ma qualsiasi PIC a 18 pin si adatterà in esso) nella figura. Deve collegarsi alla mia breadboard e accettare i segnali di programmazione dal mio programmatore PIC (vai su https://geocities.com/it2n/circuits.html e guardalo). Per evitare conflitti di segnale, i due pin di programmazione non deve essere portato sulla breadboard. Per giocare con la frequenza di clock, il cristallo deve essere collegato. Il segnale di Master clear non verrà emesso. Queste decisioni significano una scheda con due connettori passo.1 , uno con 13 connessioni e l'altro con cinque connessioni, un pin distanziato dal resto. Questo è un tutorial destinato all'assoluto principiante, e quasi ogni passaggio deve essere illustrato. Ho incluso anche un video del processo di incisione.

Passaggio 1: decidi quanto deve essere grande il tabellone

Dal diagramma, il lato che si collega alla breadboard ha 13 connessioni e i fori nel bb sono distanziati di 0,1 pollici l'uno dall'altro. Quindi abbiamo bisogno di almeno 1,3 pollici per ospitare 13 pin.

Diciamo un pollice e mezzo, una bella figura. Prendi un pezzo di pannello rivestito di rame più grande di 1,5 pollici di lato. Disegna una linea a un pollice e mezzo.

Passaggio 2: segna una linea sul rame

Tieni saldamente il righello o il righello sulla lavagna. Impugna leggermente un coltello e disegna lungo la linea molte volte.

Dopo qualche tempo, ci sarà una sgorbia sul rame, che lo divide in due. Se tiri giù con il coltello, è probabile che possa vagare e tagliare la scheda in profondità dove non vuoi che venga tagliata - e guarderai mestamente il tuo PCB rovinato. Essere pazientare. Essere pazienti ha le sue virtù, come la vita ti insegnerà invariabilmente.

Passaggio 3: rendi quella linea un solco più profondo

Ora puoi togliere il righello e con un po' più di pressione sul coltello, ripassa la linea ancora un paio di volte. Sarà guidato dal taglio e avrai bisogno di una scanalatura su quel lato.

Quindi ad ogni bordo, segna la superficie piana del tabellone e traccia una linea anche lì, esattamente sull'altro lato.

Passaggio 4: segna l'altro lato

Ora hai bisogno di una scanalatura anche sull'altro lato del laminato.

Avrai una tavola con scanalature su entrambi i lati, e piegarla con le dita sarà sufficiente per farla spezzare nettamente in questa linea. Questo è il lato rame, con una profonda scanalatura.

Passaggio 5: scanalatura sul lato piano

Questo è il lato liscio del laminato, con quella scanalatura profonda.

Passaggio 6: distruggilo

Se guardi il bordo, vedrai che le due scanalature sulla parte superiore e inferiore del foglio lo hanno reso debole sulla linea e si romperà facilmente.

Passaggio 7: il pezzo tagliato di laminato PCB

Quindi abbiamo tagliato il laminato a circa un pollice e mezzo. In realtà è un po' di più, e questo è per le indennità nella finitura.

Dovrà essere levigato per rendere quei bordi lisci e questo porterà via un po' di materiale.

Passaggio 8: decidere quanto deve essere grande

Ora dobbiamo decidere quanto deve essere grande il tabellone nell'altra dimensione.

Abbiamo bisogno dei due connettori, il PIC, il cristallo e alcuni condensatori e un resistore. Disponendoli tutti sulla scacchiera, sembra che circa 2 saranno sufficienti.

Passaggio 9: pulire la scheda

Rimuovere i bordi ruvidi della tavola usando una carta vetrata (oppure uscire e strofinarla su una superficie di cemento ruvida e livellata).

Pulisci la superficie di rame usando un tampone abrasivo - quello che uso è destinato all'uso in cucina e il rame è tossico, quindi non lasciare che tua moglie o tua madre lo trasferiscano in cucina dopo averlo usato - sarebbe anche un buona idea non prendere in prestito quello in cucina per questo scopo.

Passaggio 10: il tabellone pulito

Ho pulito circa due pollici della tavola. La tavola verrà tagliata a misura dopo l'incisione, poiché la lunghezza extra funge da maniglia per tenere la tavola.

La tavola pulita avrà una superficie ruvida a causa dell'azione graffiante del tampone abrasivo, e questo aiuta la tavola a trattenere meglio la resistenza all'incisione.

Passaggio 11: applicare Etch Resist

Ora dipingi l'area con un po' di etch resist.

Può essere qualsiasi vernice: deve stare insieme sott'acqua, tutto qui. Il pennarello indelebile è disponibile in una forma facile da applicare, ed è quello che uso io. Puoi usare lo smalto per unghie, se sei abbastanza fortunato da avere una ragazza e a lei non dispiace che tu passi il tempo curvo su pezzi di tavola e componenti. Hai bisogno di uno strato sottile e accurato, uno che può essere graffiato via in una linea sottile. È probabile che un pelo spesso si stacchi a scaglie quando si tenta di segnare delle linee su di esso.

Passaggio 12: contrassegnare la posizione dei cavi dei componenti

Ora, devi segnare la posizione dei cavi dei componenti principali. È meglio utilizzare il componente stesso come modello.

Ho fissato il 16F54 alla scheda con due coccodrilli clipodile. Segna la posizione di ogni spilla e puoi sollevare ogni alligatore a turno per segnare sotto di esso.

Passaggio 13: disegnare intorno ai pad con uno strumento affilato

Dopo aver contrassegnato le posizioni dei pad ic e rimosso l'ic, ci saranno invariabilmente alcuni punti in cui il resist è stato cancellato.

Riparali con una piccola quantità dello stesso materiale e continua con il passaggio successivo: delineare i cuscinetti. Usa un righello trasparente e qualcosa con una punta acuminata per disegnare il contorno dei pad. Fare riferimento al layout che hai preparato in precedenza. Dovresti pensare di separare il punto A dal punto B tracciando una linea tra loro. L'approccio convenzionale consiste nel collegare il punto A al punto B tracciando una linea che li collega. Il mio approccio aiuta a mantenere la massima quantità di rame a bordo e riduce al minimo la quantità di materiale da rimuovere. Questo è importante, altrimenti il processo di incisione sarà troppo lento.

Passaggio 14: disegna il resto del circuito in

Una volta completato il modello del pad per il componente principale, puoi disegnare il resto delle connessioni.

Ho usato un po' di veroboard come modello per la spaziatura di 0,1 e ho posizionato il resto dei tagli secondo il layout nel diagramma.

Passaggio 15: gli errori possono essere corretti

Eventuali modifiche al layout possono essere apportate in questa fase.

Basta dipingere sui graffi e hai una tela fresca per praticare la tua arte. Ora ho deciso che la scheda può essere resa più compatta se si sposta la presa di programmazione, quindi è stato fatto. Un ultimo passaggio necessario è posizionare punti di vernice in modo che tutti i cuscinetti siano collegati insieme: questo è necessario per l'elettrolisi. Nella mia scheda, i pad sono tutti collegati lungo i bordi sinistro e inferiore. I graffi sulla vernice si fermano prima del bordo. Saranno tagliati a parte dopo che l'incisione è stata completata. Ora la tavola è pronta per essere incisa.

Passaggio 16: il serbatoio dell'acquaforte

Vedete qui il mio serbatoio di incisione (sta un po' in segno di riverenza, la testa scoperta). È di plastica, trasparente e ha i lati paralleli ed è abbastanza grande da contenere la lavagna. Nella foto è anche l'elettrodo negativo. Farà un filo di rame spesso. Ho usato una graffetta raddrizzata, ma tende a introdurre ruggine nella soluzione. Quasi tutti i fili metallici funzioneranno qui.

Passaggio 17: l'installazione del serbatoio di incisione

È utile avere una luce che splenda dall'altra parte della lavagna, poiché la luce che passa attraverso la parte incisa ti permetterà di vedere l'avanzamento dell'incisione.

Consiglierei di non installarlo vicino alla tastiera poiché la soluzione salina è corrosiva se entra nelle apparecchiature elettroniche. È anche utile avere un cinciallegra che veglia su di te. In effetti, declino ogni responsabilità se non hai un twee…

Passaggio 18: serbatoio alternativo

In effetti, la tavola si è rivelata troppo grande per il mio serbatoio normale, quindi ho usato un sacchetto di plastica abbastanza grande da contenere la tavola come serbatoio di incisione.

Questo aveva il vantaggio di richiedere ancora meno della soluzione di incisione. La soluzione di incisione si ottiene sciogliendo quanto più sale possibile in acqua.

Passaggio 19: incisione della lavagna

Per incidere la scheda si prepara una soluzione satura di acqua salata, si rende positiva la scheda e la si immerge nella soluzione insieme ad un elettrodo negativo. È sufficiente un alimentatore da 12 volt in grado di fornire circa 500 milliampere. Collegalo in serie con una lampada a filamento, diciamo 12V, 6W, per un'indicazione della corrente. Ci vorrebbero circa cinque minuti per completare il processo di incisione. Sarai in grado di osservare il suo processo dalla luce che brilla attraverso gli spazi che si aprono man mano che il rame viene mangiato. Si vedranno delle bolle di idrogeno salire dall'elettrodo negativo. Se salgono dal rame, hai collegato l'alimentazione al contrario e il tuo filo si sta consumando. Per preparare la soluzione salina, prendi dell'acqua e sciogli quanto più sale possibile, formando così una soluzione satura. Si aggiunge un po' di sale, si agita e si osserva che il sale scompare man mano che va in soluzione. Poi ne aggiungi dell'altro e anche questo scompare. Dopo un po' il sale smetterà di dissolversi per quanto lo scuoti e lo mescoli, e a questo punto hai la soluzione salina satura di cui hai bisogno. Questa è una soluzione satura di cloruro di sodio in Il monossido di diidrogeno. Vedere https://www.dhmo.org per ulteriori informazioni sulla gestione di questa sostanza potenzialmente pericolosa.

Passaggio 20: la tavola incisa

Vedete qui la tavola dopo l'incisione e la pulitura. La vernice può risultare alquanto difficile da rimuovere. Dovrai usare un solvente appropriato per l'etch resist che hai usato.

Oppure puoi usare il tampone abrasivo per strofinare via la vernice. Potrebbe anche essere possibile lasciare la vernice sulla scheda e rimuoverla solo dove è necessaria per saldare. In questo caso potrebbe produrre fumi tossici durante la saldatura. Noterai che tutte le tracce sono unite insieme, queste dovranno essere tagliate prima che la scheda possa essere testata.

Passaggio 21: test della scheda per cortocircuiti

Dopo aver tagliato le tracce è essenziale verificare che non vi siano connessioni tra aree adiacenti.

È possibile utilizzare una lampada da 12 V collegata alla stessa alimentazione utilizzata per l'elettrolisi per i test. O nel modo in cui lo faccio io: usa un alimentatore da 12 V, 15 A insieme a un proiettore per auto per l'indicazione. I piccoli pantaloncini che c'erano si vaporizzano, e se quella lampada si accende, ragazzo, quello è davvero un cortocircuito. Per eliminare i cortocircuiti basta far passare la punta affilata di un coltello attraverso le linee. Inclinalo in un modo in un passaggio e nell'altro in quello successivo, e qualsiasi rame ancora lì si solleverà e si sbriciolerà.

Passaggio 22: praticare i fori

Sono stati praticati dei fori per ospitare le prese per il cristallo e l'interfaccia di programmazione.

Passaggio 23: le prese

La figura mostra due viste di uno zoccolo per circuito integrato con pin ruotato. È fatto di perni, lavorati da barra, stampati in plastica.

Dobbiamo liberare i perni dalla plastica. Scaldare lo spillo con cautela finché la plastica non si ammorbidisce (ma non si scioglie) e tirare lo spillo. Abbiamo bisogno di sette di quegli spilli.

Passaggio 24: zoccolo di cristallo

Quindi tagli le loro code e le inserisci nei fori e nella saldatura. Hai una presa compatta, con il PCB stesso che fa parte dell'assieme.

Ho un primo piano del montaggio del cristallo in modo che possiate vedere i dettagli. È possibile smerigliare parte dell'estremità posteriore di questi perni per ridurre l'altezza. La parte che effettivamente entra in contatto è la molla inserita all'interno del perno cavo, e si può asportare parecchio materiale senza danneggiare le parti interne di lavoro delle prese dei perni.

Passaggio 25: montare i componenti

I componenti sono stati saldati sulla scheda:

I sette pin che compongono il cristallo e le prese di programmazione. Due condensatori attorno al cristallo Un resistore da 10K che collega la linea MCLR a Vdd Un condensatore di disaccoppiamento dell'alimentazione attraverso Vss e Vdd Due collegamenti sono stati saldati in posizione e un altro deve essere montato. Le terre per il montaggio del circuito integrato sono state rivestite con saldatura prima di montarlo in posizione.

Passaggio 26: montare il circuito integrato

Il circuito integrato è montato per ultimo, al fine di ridurre al minimo le possibilità di danneggiarlo.

Viene prima posizionato nella posizione corretta e un perno angolare riscaldato con il saldatore. Poiché sulla scheda è presente una piccola quantità di saldatura, questa si scioglie e mantiene il circuito integrato in posizione. Quindi il perno diagonalmente opposto viene saldato, dopo aver apportato eventuali lievi regolazioni in posizione secondo necessità. Con i due angoli saldati, il circuito integrato sarà tenuto saldamente in posizione e quindi il resto dei cavi sarà saldato. Questo completa l'assemblaggio della scheda e può essere testato caricando un programma "LED Blink" o qualcosa del genere. Ho saldato un Microchip PIC16F54 su questa scheda, ma questa scheda funzionerà anche con qualsiasi PIC a diciotto pin. Alcuni dei chip più avanzati consentono di utilizzare il pin MCLR come input, quindi potrebbe anche essere necessario portarlo sul bordo.

Passaggio 27: il tabellone completato

La scheda è ora completa. Viene confrontata con il piano originale. Ho apportato alcune modifiche, principalmente perché era più semplice instradare le tracce in quel modo. È essenziale registrare le modifiche a causa della possibilità di confusione in seguito quando si utilizza la scheda. In questo caso, alcune tracce passano sotto il chip ed è non è facile accertare l'ordine dei segnali sul bordo semplicemente guardando. La documentazione è essenziale e assumerà la forma di nomi di segnali scritti proprio sopra le linee di segnale. Per creare una seconda scheda devi rifare tutto da capo - Questo processo è consigliato solo se stai realizzando un unico pezzo di un circuito, per il quale i metodi di prototipazione convenzionali sono scomodi. Spero che tutto questo sia stato utile a qualcuno là fuori. Spero di vedere alcuni progetti su intagli a mano, sale tavole incise ad acqua qui in istruibili nel prossimo futuro. Buon divertimento