SMD PCB gaminimas namuose (fotorezisto metodas): 12 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

PCB gamyba namuose tikriausiai yra mirštantis menas, nes vis daugiau PCB gamybos įmonių atspausdins jūsų plokštę ir pristatys jas į namus už priimtiną kainą. Nepaisant to, žinant, kaip gaminti PCB, vis tiek bus naudinga kuriant prototipus ar keičiant tą pažeistą grandinę, kurią pristatyti prireiks savaičių. Be to, įgūdžiai, reikalingi išgraviruoti PCB, gali būti naudingi išgraviruojant daugelį kitų kūrybingo dizaino medžiagų.

Šioje instrukcijoje parodysiu, kaip išgraviruoti vienpusę plokštę, uždėti lydmetalio kaukę ir lituoti kai kuriuos SMD komponentus, kad būtų galima išbandyti kai kuriuos WS2812B RGB šviesos diodus.

1 žingsnis: medžiagos:

Čia yra visų medžiagų, kurių jums reikės, norint išgraviruoti ir užpildyti plokštę, sąrašas.

• Variu dengta lenta*
• Alkoholis
• Acetonas
• Plastikinis padėklas
• Smagu **
• Lentos komponentai
• Rašaliniai arba lazeriniai spausdintuvai
• Pincetų rinkinys
• Litavimo stotis su karšto oro pistoletu (skirta SMD)
• Fotorezistas
• Flux
• Lydymosi pynė
• Lydmetalio pasta
• Lituoklio kaukė

*Stiklo pluoštu variu dengtos plokštės nerekomenduojamos, nes jas gali būti šiek tiek sunku pjaustyti.

** Aš naudojau 2: 1 vandenilio peroksido ir HCl tirpalą, atitinkamai 3% ir 30%.

2 žingsnis: suprojektuokite grandinę

Yra daug programų, skirtų grandinei kurti. Labiausiai naudoju „Eagle“, kuri gali būti ne tokia pažangi kaip kai kuri kita PCB programinė įranga, tačiau ji yra nemokama ir paprasta naudoti. Tai leidžia jums sukurti iki dviejų sluoksnių lentas. „Eagle“neseniai įsigijo „Autodesk“, todėl ateityje jis gali tapti labiau aktualus profesinėje srityje.

Jei nesate susipažinę su PCB dizainu, siūlau pažvelgti į kitus nurodymus, „YouTube“taip pat yra puikių vadovėlių, tokių kaip Jeremy Blum.

Paveikslėlyje galite pamatyti, kaip grandinė atrodo, kai ji baigta. Šiuo atveju ši grandinė bus naudojama kai kuriems WS2812B šviesos diodams išbandyti.

Pridėjau „Eagle“failus, jei norite išsaugoti arba pakeisti grandinę.

3 veiksmas: eksportuokite veidrodinį PCB neigiamą

Deja, „Eagle“neturi galimybės apversti grandinės spalvų prieš spausdinant, todėl reikia atlikti keletą papildomų veiksmų.

Baigę grandinę, pasirinkite pėdsakus, trinkeles ir kitą medžiagą, kurią norite išgraviruoti, tada eksportuokite ją į PDF failą. Darykite tą patį tik pagalvėlėms, tai bus naudojama lydmetalio kaukei atskleisti.

„Eagle“išleidžia PDF failą 600 dpi raiška, kuri paprastai yra tokia pati kaip jūsų spausdintuvo skiriamoji geba, todėl nereikia koreguoti dydžio.

Norėdami pakeisti PDF failo spalvas, naudoju „Gimp“. Atidariau failą, kurio skiriamoji geba buvo 600 dpi*, ir pradėjau apversti spalvas pasirinkdamas grandinę ir naudodamas invertavimo įrankį. Aš taip pat įklijavau įklotus, kad galėčiau viską atspausdinti vienu metu.

Pridėjau PDF failą, jei norite spausdinti šią grandinę, keisti dydžio nereikės.

* Įspėjimas: nustačius bet kokią skiriamąją gebą redagavimo programinėje įrangoje, išskyrus 600 dpi, spausdinant pasikeis dydis, kurį bus sunku ištaisyti. Taip pat įsitikinkite, kad jūsų grandinė atspindėta taip, kad ją būtų galima apversti, kai dažai ar rašalas prispaudžiami prie plokštės.

4 žingsnis: Paruoškite skaidres

Įsitikinę, kad visi komponentai gražiai priglunda prie popieriaus grandinės, grandinė ir trinkelės atspausdinamos ant skaidrių.

Gana dažnai vieno skaidrumo nepakanka, gali atsirasti skylių, kurios praleis šviesą, palikdamos atviras vietas ten, kur mes jų nenorime. Tai gali būti didelė problema, kurią lengva išspręsti, ant viršaus sukraunant kitą skaidrumą.

Skaidriosios plėvelės yra klijuojamos epoksidine danga ir išklijuojamos, o epoksidinė medžiaga paliekama sukietėti. Gera idėja padengti skaidrumą po plokščiu paviršiumi, kad po epoksidinės medžiagos sukietėjimo skaidrumas būtų visiškai plokščias. Prieš tęsiant kitą veiksmą, perteklius apipjaustomas.

5 žingsnis: Paruoškite lentą

Variu dengta lenta iš abiejų pusių yra išgraviruota ir sulaužyta pagal dydį. Jis taip pat valomas tašku ir tam tikru muilu, kad paviršius būtų blizgus ir švarus. Alkoholiu taip pat galima išvalyti likusius likučius.

Įsitikinkite, kad ant lentos nėra dulkių ar pirštų atspaudų, nes bet kokie likučiai nulems kito žingsnio sėkmę.

6 žingsnis: klijuokite fotorezisto plėvelę

Iškirpkite nedidelį fotorezistinės plėvelės gabalėlį. Filmas sudarytas iš trijų sluoksnių, plastiko viršuje ir apačioje, o fotorezisto chemikalas - viduryje. Norėdami atskirti plėvelę, ant krašto uždėjau du parduodamos juostos gabalus, o tada atsiskyriau, skaidri plėvelė atsilaisvins ir bus išmesta, lipni pusė (ta, kurioje yra atviras fotorezistas) lengvai prilimpa prie lentos be oro burbuliukų.

Norint visiškai priklijuoti plėvelę prie plokštės, reikia šiek tiek pašildyti. Modifikuotas laminatorius dažnai yra pageidaujamas metodas, tačiau gali veikti ir lygintuvas arba elektrinė viryklė. Mano atveju aš naudoju elektrinę viryklę savo virtuvėje. Tam, kad plastikinė plėvelė per daug neįkaistų, naudojamas popieriaus lapas.

7 žingsnis: atskleiskite fotorezistą

Skaidrumas prilimpa prie fotorezisto lašeliu vandens. Tada jis yra veikiamas UV spindulių.

Svarbu, kad ant skaidrės esantis rašalas ar dažai liečiasi su plokšte, kitaip šviesa gali įsiskverbti tarp plėvelės ir plokštės ir sukelti tam tikrų defektų.

Ekspozicijos laikas priklausys nuo jūsų UV šaltinio stiprumo. Mano atveju pakanka 30 sekundžių mano namų PCB ekspozicijoje. Naudojant įprastą CFL lemputę, gali prireikti kelių minučių.

8 veiksmas: nuimkite neeksponuotą fotorezistorių

Atskleidus PCB, pašalinamas skaidrumas ir nulupama plastikinė plėvelė, kuri laikė fotorezistą. Fotorezistas bus sukietėjęs ir bus prilipęs prie lentos.

Neeksponuotas fotorezistas pašalinamas 1% natrio karbonato*tirpale. Norint greitai ištirpinti neeksponuotas vietas, reikalingas šepetys. Po to vario plokštė turėtų būti matoma.

Kai tai bus padaryta, plokštė vėl yra veikiama UV spindulių, kad visiškai sukietėtų fotorezistas ir būtų paruošta ėsdinimui.

*Natrio karbonatas taip pat žinomas kaip skalbimo soda. Jei neturite prieigos prie natrio karbonato, galite jį pagaminti kaitindami natrio bikarbonatą (kepimo soda) porą valandų 200 ° C temperatūros orkaitėje.

9 žingsnis: lentos ėsdinimas

Plokštė yra išgraviruota 2: 1 vandenilio peroksido ir HCl (Muriatic Acid) tirpale, paprastai tai trunka apie 10 minučių. Tada fotorezistas pašalinamas panardinant plokštę į acetoną, kol ji nulups.

Lentos kraštai galutinai apipjaustomi ir nušlifuojami. Po to, kai plokštė buvo išgraviruota, atliekami tęstinumo patikrinimai, siekiant užtikrinti, kad nebūtų trumpojo jungimo.

10 žingsnis: litavimo kaukės uždėjimas

Lentos centre uždedama didelė litavimo kaukės dėmė. Skaidrumas įstrigo viršuje, o lydmetalio kaukės dėmė išspaudžiama tolygiai. PCB atskleidimui naudojamas tas pats procesas, kaip ir anksčiau. Neeksponuota litavimo kaukė pašalinama vandeniu iš čiaupo ir šepečiu.

Kai kuriais atvejais lydmetalio kaukė gali prilipti prie skaidrumo, todėl polipropileno plėvelės gabalas yra įterptas tarp jų. Išvalius lentą alkoholiu ir popieriniu rankšluosčiu, ji taps gana blizgi.

Lydmetalio kaukės uždėjimas gali būti šiek tiek sudėtingas, kaip matote, kai kurios dėmės nulupo, tačiau tai priimtina.

11 žingsnis: komponentų litavimas

Ant kiekvienos trinkelės uždedama šiek tiek litavimo pastos. SMD komponentai dedami ant trinkelių. Nesijaudinkite, jei tai atrodo kaip netvarka, kai įkaitinama, išlydytos skardos paviršiaus įtempimas ištrauks komponentus tiesiai. Lituoklio kaukė neleis lydmetaliui prilipti niekur kitur, išskyrus trinkeles.

Komponentai porą sekundžių kaitinami kaitinimo pistoletu 300 ° C temperatūroje, kol lydmetalio pasta ištirpsta. Tada leidžiama keletą minučių lėtai atvėsti. Gali būti naudojami kiti metodai (pakartotinis srautas, kaitlentė …).

Kai kurios kaiščių antraštės yra lituojamos prie grandinės prieš bandant ją ant duonos lentos.

12 veiksmas: šviesos diodų testavimas

Šviesos diodams valdyti naudojama paprasta „Arduino“programa su „FastLED“biblioteka. Geras dalykas apie WS2812B šviesos diodus yra tas, kad jiems nereikia rezistorių, nes yra vidinis IC, kuris reguliuoja srovę. Visas masyvas taip pat gali būti valdomas naudojant vieną įvestį.

Ši maža bandymo lenta sėkmingai baigta ir atėjo laikas tęsti didesnius projektus.

Jei jums patiko šis projektas ir norite pamatyti išsamesnių instrukcijų kai kuriomis čia aptariamomis temomis, pamėginkite šią pamoką ir apsvarstykite galimybę balsuoti už LED konkursą.

Ačiū, kad žiūrėjote!