Jak tworzyć płytki drukowane (ze zdjęciami)

2024 Autor: Gilbert Ryder | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 17:39

Więc masz ten obwód zaprojektowany i gotowy. Zrobiłeś kilka symulacji wspomaganych komputerowo i obwód działa świetnie. Została tylko jedna rzecz! Musisz stworzyć płytkę drukowaną, aby zobaczyć ją w akcji! Niezależnie od tego, czy Twój obwód jest projektem dla szkoły/uczelni, czy też jest końcowym elementem elektroniki w profesjonalnym produkcie dla Twojej firmy, wdrożenie obwodu na PCB nada mu znacznie bardziej profesjonalny wygląd i da wyobrażenie o tym, jak będzie wyglądał gotowy produkt. Popatrz!

Kroki

Część 1 z 4: Drukowanie płytki drukowanej

Krok 1. Wybierz metodę, której chcesz użyć do tworzenia PCB

Twój wybór będzie zazwyczaj oparty na dostępności materiałów potrzebnych do metody, poziomie trudności technicznych metody lub jakości PCB, którą chcesz uzyskać. Oto krótkie podsumowanie różnych metod i ich głównych cech, które pomogą Ci podjąć decyzję:

1. Metoda trawienia kwasem: ta metoda wymaga ekstremalnych środków bezpieczeństwa, dostępności wielu materiałów, takich jak wytrawiacz, i jest nieco powolna. Jakość uzyskanej płytki PCB różni się w zależności od użytych materiałów, ale ogólnie jest to dobra metoda dla prostych i średnio zaawansowanych obwodów złożoności. W obwodach zawierających bliższe okablowanie i małe przewody zwykle stosuje się inne metody.
2. Metoda trawienia UV: ta metoda służy do przenoszenia układu PCB na płytkę PCB i wymaga droższych materiałów, które mogą nie być dostępne wszędzie. Jednak kroki są stosunkowo proste i mogą stworzyć bardziej precyzyjne i bardziej skomplikowane układy obwodów.
3. Metoda mechanicznego wytrawiania/trasowania: ta metoda wymaga specjalnych maszyn, które mechanicznie wytrawią zbędną miedź z płyty lub poprowadzą puste separatory między przewodami. Może to być drogie, jeśli zamierzasz kupić jedną z tych maszyn i zwykle ich leasing wymaga dostępności pobliskiego warsztatu. Jednak ta metoda jest dobra, jeśli musisz stworzyć wiele kopii obwodu, a także może produkować dobre płytki PCB.

4. Metoda trawienia laserowego: jest zwykle stosowana przez duże firmy produkcyjne, ale można ją znaleźć na niektórych uniwersytetach. Koncepcja jest podobna do wytrawiania mechanicznego, ale do wytrawiania płyty używane są wiązki LASEROWE. Zwykle dostęp do takich maszyn jest utrudniony, ale jeśli Twoja lokalna uczelnia jest jedną z tych szczęśliwców posiadających taką maszynę, możesz skorzystać z ich udogodnień, jeśli na to pozwalają.

   

   Krok 2. Utwórz układ PCB swojego obwodu

   Do trawienia kwasem należy narysować obwody za pomocą materiału odpornego na trawienie. Specjalne markery można łatwo znaleźć w tym konkretnym celu, jeśli zamierzasz rysować ręcznie (nieodpowiednie dla średnich i dużych obwodów). Jednak najczęściej używanym materiałem jest atrament do drukarek laserowych. Zwykle odbywa się to poprzez przekształcenie schematu obwodu w układ PCB za pomocą oprogramowania do układania PCB. Istnieje wiele pakietów oprogramowania typu open source do tworzenia i projektowania układów PCB, niektóre z nich są wymienione tutaj, aby ułatwić Ci start:

   • PCB
   • Skrót

   

   Krok 3. Gdy będziesz zadowolony ze schematu na swoim komputerze, dopasuj rozmiar diagramu w oprogramowaniu, aby zarówno płytka drukowana, jak i papier miały wymagane rozmiary

   

   Krok 4. Wydrukuj diagram z menu Plik oprogramowania

   Wydrukuj go na błyszczącym papierze, takim jak papier magazynowy. Zanim to zrobisz, powinieneś upewnić się, że obwód jest lustrzany (większość programów do projektowania PCB ma to jako opcję podczas drukowania). Po wydrukowaniu upewnij się, że nie dotykasz części z tuszem na papierze, ponieważ może ona dostać się na ręce.

   

   Krok 5. Wyrównaj schemat obwodu na papierze z płytką drukowaną (schemat powinien być skierowany w stronę miedzianej części płytki drukowanej)

   Uruchom żelazko. Ustaw żelazko w pozycji bawełna i poczekaj, aż się nagrzeje.

   

   Krok 6. Po podgrzaniu ostrożnie umieść żelazko na papierze, który znajduje się na płytce drukowanej

   

   Krok 7. Umieść tam żelazko na około 30-45 sekund (w zależności od żelazka)

   

   Krok 8. Po podniesieniu żelazka ostrożnie odłóż je na bok i zanieś płytkę drukowaną do najbliższego źródła wody

   Uważaj, papier będzie gorący. Papier powinien być przyklejony do płytki drukowanej, nie wyrywaj go.

   

   Krok 9. Uruchom przepływ wody i przytrzymaj płytkę drukowaną poniżej

   Alternatywnym podejściem jest zanurzenie deski i papieru w gorącej wodzie na kilka minut (do 10 minut).

   

   Krok 10. Powoli zacznij zdejmować papier i wkrótce cały papier powinien zejść

   Jeśli niektóre obszary wydają się szczególnie trudne do odklejenia, możesz spróbować namoczyć nieco więcej. Jeśli wszystko poszło dobrze, będziesz miał miedzianą płytkę z podkładkami PCB i liniami sygnałowymi wykreślonymi czarnym tonerem.

   

   Krok 11. Wysuszyć deskę

   Usuń duże krople wody, delikatnie wycierając je serwetką lub gąbką lub po prostu pozwalając im wypaść. Nie powinno to zająć więcej niż 30 sekund i nie powinno być energiczne, w przeciwnym razie atrament na obwodzie może odpaść.

   

   Krok 12. Wytrawij deskę jedną z poniższych metod

   Ten proces usuwa niepotrzebną miedź z płyty, pozostawiając tylko okablowanie obwodu końcowego.

   Część 2 z 4: Trawienie kwasem

   

   Krok 1. Wybierz swój kwas trawiący

   Chlorek żelazowy jest powszechnym wyborem do wytrawiania. Możesz jednak użyć kryształów nadsiarczanu amonu lub innych roztworów chemicznych. Bez względu na wybór wytrawiacza chemicznego, zawsze będzie to materiał niebezpieczny, dlatego oprócz przestrzegania ogólnych środków ostrożności wymienionych w tym artykule, należy również przeczytać i przestrzegać wszelkich dodatkowych instrukcji bezpieczeństwa dołączonych do wytrawiacza.

   

   Krok 2. Przygotuj wytrawiacz kwasowy

   W zależności od wybranego wytrawiania kwasem mogą istnieć dodatkowe instrukcje. Na przykład niektóre skrystalizowane kwasy wymagają rozpuszczenia w gorącej wodzie, ale inne środki trawiące są gotowe do użycia.

   

   Krok 3. Zanurz deskę w kwasie

   

   Krok 4. Pamiętaj, aby mieszać co 3-5 minut

   

   Krok 5. Wyjmij płytkę i umyj ją, gdy cała zbędna miedź zostanie wytrawiona z płytki

   

   Krok 6. Usuń użyty izolacyjny materiał rysunkowy

   Dostępne są specjalne rozpuszczalniki dla prawie wszystkich rodzajów izolacyjnych materiałów rysunkowych używanych do rysowania układów PCB. Jeśli jednak nie masz dostępu do żadnego z tych materiałów, zawsze możesz użyć papieru ściernego (drobnego).

   Część 3 z 4: Trawienie z transpozycją ultrafioletową

   

   Krok 1. Aby zastosować tę metodę, będziesz potrzebować światłoczułej (pozytywnej lub negatywowej) laminowanej karty PCB, izolatora UV i przezroczystego arkusza oraz wody destylowanej

   Możesz znaleźć karty gotowe do użycia (są pokryte czarnym nylonowym arkuszem) lub światłoczuły spray do nałożenia na miedzianą stronę zwykłej pustej karty PCB. Zadbaj o zakup fotorewelatora kompatybilnego z fotosprayem lub powłoką światłoczułą na PCB.

   

   Krok 2. Za pomocą drukarki laserowej narysuj układ PCB na przezroczystym arkuszu, w trybie pozytywu lub negatywu, zgodnie z światłoczułą powłoką karty

   

   Krok 3. Przykryj miedzianą stronę płyty zadrukowanym przezroczystym arkuszem

   

   Krok 4. Umieść płytkę w maszynie/komorze izolatora UV

   

   Krok 5. Włącz maszynę UV

   Będzie naświetlał Twoją deskę UV przez określony czas. Większość izolatorów UV jest wyposażona w regulowany timer. Ogólnie wystarczy 15 do 20 minut.

   

   Krok 6. Po zakończeniu wyjmij płytkę z izolatora UV

   Wyczyść miedzianą stronę karty fotorewelatorem, a następnie delikatnie opłucz odsłoniętą kartę PCB wodą destylowaną przed umieszczeniem jej w kwaśnej kąpieli. Części zniszczone przez promieniowanie UV zostaną wytrawione przez kwas.

   

   Krok 7. Dalsze kroki, które należy wykonać, są opisane w poszczególnych krokach 3 do 7 metody trawienia kwasem

   Część 4 z 4: Wykańczanie tablicy

   

   Krok 1. Wywiercić punkty montażowe

   Wykorzystywane do tego wiertarki są zwykle maszynami na zamówienie, zaprojektowanymi specjalnie do tego celu. Jednak z pewnymi korektami zwykła wiertarka poradzi sobie w domu.

   

   Krok 2. Zamontuj i przylutuj elementy elektroniczne na płycie

   Wideo - Korzystając z tej usługi, niektóre informacje mogą być udostępniane YouTube

   

   Ostrzeżenia

   • Jeśli używasz metody trawienia kwasem, musisz podjąć następujące środki ostrożności:

     • Zawsze przechowuj kwas w bezpiecznym, zimnym miejscu. Używaj szklanych pojemników.
     • Oznacz swój kwas i przechowuj go w miejscu niedostępnym dla dzieci i zwierząt.
     • Nie wyrzucaj zużytego kwasu do domowych kanalizacji. Zamiast tego przechowuj go, a gdy masz pewną ilość zużytego kwasu, zanieś go do centrum recyklingu / zakładu utylizacji odpadów niebezpiecznych.
     • Podczas pracy z wytrawiaczami kwasowymi należy używać rękawic i masek powietrznych.
     • Zachowaj szczególną ostrożność podczas mieszania i mieszania kwasu. Nie używaj metalowych przedmiotów i nie kładź pojemnika na krawędzi dysku.
     • Podczas naświetlania PCB promieniami UV należy bezwzględnie uważać, aby nie mieć bezpośredniego kontaktu wzrokowego z częścią izolatora/komory generującą promieniowanie UV lub użyć specjalnych okularów ochronnych chroniących przed promieniowaniem UV. Jeśli musisz sprawdzić swoją płytkę drukowaną podczas procesu, lepiej zatrzymaj maszynę przed jej otwarciem.
   • Upewnij się, że nosisz okulary ochronne podczas korzystania z metody trawienia i nie patrz bezpośrednio nad pojemnik z substancją chemiczną.