Cara Membuat PCB Tersuai Menggunakan Pengukir Laser Daya Rendah: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Oleh IgorF2Mengikuti Lagi oleh pengarang:

Tentang: Pembuat, jurutera, saintis gila dan pencipta Lebih banyak Mengenai IgorF2 »

Ketika membuat PCB buatan sendiri, anda boleh menemui beberapa kaedah dalam talian: dari yang paling sederhana, hanya menggunakan pen, hingga yang lebih canggih menggunakan pencetak 3D dan peralatan lain. Dan tutorial ini terdapat pada kes terakhir! Dalam projek ini saya menunjukkan cara membuat papan litar bercetak menggunakan pemotong laser kos rendah dan rendah.

Sehingga baru-baru ini, anda hanya akan menemui salah satu mesin tersebut di ruang pembuat atau kemudahan komersil lain. Harganya berharga ribuan dolar, sehingga pembuat biasa tidak dapat memilikinya untuk dirinya sendiri. Terdapat juga beberapa perkhidmatan pemotongan laser dalam talian, tetapi pada pendapat saya, mereka bukanlah pilihan yang tepat untuk membuat prototaip pantas. Nasib baik sekarang terdapat beberapa mesin ukiran laser yang terdapat dalam talian! Sebilangan besar dari mereka mempunyai laser daya rendah dan mungkin hanya digunakan untuk lukisan ukiran dan ukiran di permukaan yang berbeza (misalnya kaca, logam atau kayu). Luas permukaan dan kekuatan laser mereka hanyalah sebahagian kecil dari mesin profesional, tetapi ini akan menjadi permulaan yang baik bagi pembuat dan penggemar.

Dalam tutorial ini saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana anda menggunakan pengukir laser berkuasa rendah untuk menghasilkan papan litar bercetak (PCB). Ini akan menjadi alternatif yang baik jika anda ingin membuat prototaip pertama dari papan litar (sekurang-kurangnya sehingga anda memesan versi yang lebih baik dari pengeluar dalam talian!).

Anda boleh mendapatkan pemotong laser yang saya gunakan dalam pautan berikut:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Tahukah anda bahawa anda boleh mendapatkan Kelas Memotong Laser yang hebat di Instructables? Lihatlah:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

_

Quando se trata de fazer uma PCB caseira, você pode encontrar vários métodos online: desde os mais rudimentares, utilizando apenas uma caneta, até os mais sofisticados usando improroras 3D e outros equipamentos. E esse tutorial cai nesse último caso! Nesse projeto eu mostro como fabricar uma placa de circuito impro utilizando uma cortadora a laser de baixa potência e baixo custo.

Até latestemente, você só encontraria uma dessas máquinas em makerpaces ou outras instalações comerciais. Eles custariam milhares de dólares, então um fazedor comum não seria capaz de ter uma própria. Você pode encontrar também alguns serviços de corte a laser on-line, mas, na minha pendapatão, eles não seriam a escolha perfeita para prototipagem rápida. Felizmente, existem várias máquinas de gravação laser disponíveis dalam talian! A maioria delas têm lasers de baixa potência e podem ser usadas apenas para gravação em diferentes superfícies (vidro, metal ou madeira, por exemplo). Sua área de superfície e potência de laser são apenas uma fração das máquinas profissionais, mas são um bom começo para os fazedores e entusiastas. Tutorial Neste, mostrarei como usei uma gravadora laser de baixa potência para produzir a placa de circuito impro (PCB ou PCI). Pode ser uma boa alternativa se você tiver uma dessas máquinas ao seu alcance e quiser fazer um primeiro protótipo e uma placa de circuito (pelo menos até encomendar uma versão melhorada de algum fabricante dalam talian!).

Você pode encontrar a gravadora laser usada nesse tutorial no link abaixo:

rebrand.ly/laserengraver-BGhttps://rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Você sabia que pode encontrar uma incrível aula de corte a laser aqui na Instructables? Confira:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

Langkah 1: Alat dan Bahan

Alat dan bahan berikut digunakan dalam tutorial ini:

• Pengukir laser 10W (pautan / pautan / pautan). Itu digunakan untuk mencetak lukisan litar pada papan PCB tembaga kosong.
• PCB tembaga (pautan / pautan / pautan). Papan litar buatan sendiri biasanya dicetak pada plat fenolik bersalut tembaga. Seluruh permukaan papan dilapisi (di satu sisi atau kedua-duanya). Tembaga adalah bahan konduktif, sedangkan substrat fenolik tidak dapat mengalirkan elektrik. Dengan melepaskan bahagian lapisan tembaga, seseorang dapat membuat jejak antara komponen, membuat papan litar.
• Dakwat berasaskan air Latex PVA. Seperti yang akan anda lihat nanti dalam tutorial ini, saya menggunakan dakwat berasaskan air untuk membuat topeng di permukaan PCB tembaga. Topeng ini menghalang bahagian lapisan tembaga dikeluarkan oleh larutan ferik klorida.
• Berus cat. Lapisan cat yang tebal perlu digunakan pada papan litar, dan kuas cat akan berguna di sini.
• Ferrik klorida. Ini datang sebagai garam dan harus dilarutkan dalam air sebelum digunakan. Penyelesaian ini mampu menghakis tembaga, mengeluarkannya dari substrat fenoliknya. Sapukan topeng dan hanya bahagian plat tembaga yang terkena larutan yang akan dilarutkan.
• Kertas pasir. Pada akhirnya, anda mesti mengeluarkan baki topeng dari papan. Ini dapat dilakukan dengan mudah menggunakan kertas pasir.

_

Tutorial Os seguintes materiais e ferramentas foram usado nesse:

• Gravadora laser de 10W (pautan / pautan / pautan). Esse equipamento telah digunakan untuk memberi kesan kepada desenho do circuito em uma placa cobreada nova.
• PCB de cobre (pautan / pautan / pautan). Circuitos caseiros são normalmente effectsos em placas cobreadas de fenolite, podendo ter um lado ou ambos revestidos com cobre. O cobre é um material condutor, enquanto o substrato de fenolite se comporta como isolante de eletricidade. Removendo-se partes da camada de cobre, pode-se criar trilhas entre os komponenes, criando-se assim um circuito impro.
• Pangkalan PVA Tinta água. Como você vai ver posteriormente nesse tutorial, eu usei uma tinta base água para criar uma máscara na superfície da placa cobreada. Essa máscara evita que partes da camada de cobre sejam ermovidas pela solução de cloreto de ferro.
• Pincel. Uma camada de tinta precisará ser aplicada sobre a placa de circuito a ser impra, e um pincel será bem útil nesse momento.
• Cloreto de ferro. Essa substância é vendida na forma de um sal que deve ser dissolvida em água antes de ser usada. Essa solução é capaz de corer o cobre, removendo-o do substrato formado pela placa de fenolite. Aplicando-se uma máscara, garante-se que apenas nas partes de cobre expostas serão dissolvidas.
• Lixa. Ao fim do processo, você precisará remover o restante da máscara da placa. Isso pode ser feito facilityment utilizando-se uma lixa.

Langkah 2: Proses Pembuatan PCB Buatan Sendiri

Proses pembuatan PCB buatan sendiri biasanya terdiri daripada langkah-langkah berikut:

1. Reka bentuk PCB

Pada langkah ini, lukisan papan yang akan dihasilkan dibuat. Adalah mungkin untuk merancang papan baru dan membuat salinan projek open source. Perisian CAD berbeza boleh digunakan (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, dll.).

2. Sapukan topeng pada PCB

Setelah papan litar bercetak dirancang, ia mesti dipindahkan ke papan litar. Terdapat beberapa cara untuk melakukannya: menggunakan kaedah termal (dengan memindahkan toner dari selembar kertas ke pinggan, dengan menggunakan haba), secara manual (dengan melukis litar dengan pen yang sesuai) dan bahkan menggunakan pencetak 3D. Dalam projek ini, saya menggunakan pengukir laser untuk memindahkan reka bentuk ke piring.

3. Bahan kimia PCB

Setelah topeng dipindahkan ke piring, kakisan bahagian pelat dilakukan untuk mengeluarkan bahagian tembaga. Pada akhir proses, papan hanya boleh mempunyai trek yang membentuk litar.

4. Pembersihan dan penamat

Setelah kakisan selesai, plat akan siap dibersihkan, digerudi dan komponennya dikimpal. Selepas itu, periksa semuanya, hidupkan dan gembira!

_

O processo de fabricicação da PCB caseira normalmente terdiri daripada dos seguintes passos:

1. Reka bentuk da placa

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. É possível tanto realizar o projeto de uma placa nova, quanto realizar cópias de projetos opensource. Perbezaan perisian dari CAD podem ser utilizados (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, dll.).

2. Aplicação da máscara na PCB

Uma vez com o desenho do circuito improo, perlu ditransfer ke placa de circuito. Existem várias formas de fazer Isso: usando o método térmico (transferindo-se toner de uma folha de papel para a placa, através da aplicação de calor), manualmente (desenhando-se os circuito com uma caneta apropriada) e até mesmo utilizando-se uma improra 3D. Nyatakan, gunakan laser uma cortadora untuk pemindahan atau desenho para placa.

3. Corrosão da PCB

Uma vez transferida a máscara para a placa, adalah realizada a corosão de partes da placa para remoção de partes do cobre. Ao fim do processo, sebuah placa deverá ficar apenas com sebagai trilhas que compõem o circuito.

4. Limpeza e acabamento

Uma vez concluída a corosão, placa estará pronta para ser limpa, perfurada e ter os komponenes soldados. Depois disso, is the verificar tudo, energizar e ser feliz!

Langkah 3: Reka Bentuk PCB dan Membuat Topeng

Setelah anda mempunyai reka bentuk PCB (dirancang menggunakan perisian CAD pilihan anda) anda boleh mengeksportnya dalam format SVG untuk dibaca dalam perisian penyuntingan grafik yang lain. Beberapa lapisan dapat dieksport dalam proses ini: pandangan atas, pandangan bawah, topeng, sutera, dll. Semua lapisan boleh didapati dalam format normal atau cermin. Proses fabrikasi yang dijelaskan dalam tutorial ini memerlukan topeng digunakan pada PCB. Bahagian plat penutup yang ditutup oleh topeng tidak akan terhakis dan oleh itu akan ditahan pada plat hujung. Bahagian yang tidak ditutup dengan topeng akan terkena besi klorida, yang berkarat dan dikeluarkan dari papan litar bercetak.

Dalam proses ini, perlu melapisi seluruh pelat dengan lapisan cat, dan menanggalkan hanya beberapa bahagian menggunakan pengukir laser.

Dengan cara ini, topeng yang dihasilkan oleh kebanyakan perisian harus warnanya terbalik (ubah piksel hitam menjadi putih dan sebaliknya). Untuk melakukan penyongsangan topeng, dua perisian digunakan:

- Inkscape: digunakan untuk mengubah fail SVG menjadi format gambar (PNG). Juga digunakan untuk mengubah gambar menjadi gambar hitam putih (jika eksport CAD dalam format warna);

- Gimp: digunakan untuk membalikkan warna topeng (piksel putih dalam piksel hitam).

Gambar yang dihasilkan kemudian dimuat ke dalam perisian pengukir laser untuk dicetak ke permukaan pinggan.

Perhatikan dimensi gambar: periksa apakah dimensi output perisian pengukir laser adalah yang diinginkan untuk prototaip sebenar.

Dalam kes tutorial ini, reka bentuk papan tertentu tidak dilakukan. Sebagai gantinya, saya cuba meniru papan sumber terbuka, yang dikembangkan oleh Fábio Souza: Franzininho. Papan yang luar biasa ini dapat dipasang dengan mudah dan diprogramkan oleh pengguna dari semua peringkat, ia serasi dengan Arduino IDE dan direka sepenuhnya di Brazil!

Maklumat lebih lanjut mengenai lembaga dalam projek Github:

_

Uma vez que você tenha o desenho da placa (perisian projetado usando qualquer de CAD de sua preferência) é possível exportar o modelo no formato SVG para leitura em outros software de edição gráfica. Várias camadas podem ser exportadas nesse processo: vista superior, vista inferior, máscara, silk, dll. Todas sebagai camadas são podem ser disponibilizadas no formato normal ou espelhado.

O processo de fabricicação descrito nesse tutorial Requer que seja aplicada uma máscara sobre a PCB. A parte da placa cobreada que estiver coberta pela máscara não será corroída e, portanto, será mantida na placa final. Sebagai bahagian que não estiverem cobertas com a máscara serão expostas ao cloreto de ferro, sendo corroídas e removidas da placa de circuito impro.

Nesse processo a mustário revestir toda a placa com uma camada de tinta, e remover apenas algumas seções memanfaatkan laser a cortadora.

Dessa forma, sebuah máscara gerada pela maioria dos software deverá ter suas core invertida (inverter os pixels pretos para branco dan sebaliknya). Untuk merealisasikan inversão da máscara, foram utilizados dois perisian:

- Inkscape: utilizado para converter os arquivos SVG em formato de imagem (png). Também utilizado para transformar o desenho em uma imagem preto e branca (caso o CAD exporte em formato colorido);

- Gimp: utilizado para inverter a cor da máscara (pixel brancos em pixels pretos).

Hasil imaginasi tidak ada perisian carregada tanpa perisian da gravadora laser untuk memberi kesan kepada superfície da placa.

Atentar para as dimensões da imagem: deve-se verificar se as dimensões de saída melakukan perisian da gravadora são sebagai desejadas para o protótipo real.

Tiada tutorial caso desse, não foi feito o projeto de uma placa específica. Ao invés disso, tentei replicar uma placa opensource, desenvolvida pelo Fábio Souza: a Franzininho. Essa incrível placa pode ser Facmentmente montada e programada por usuários de todos os níveis, is Compível com o Arduino IDE e inteiramente projetada no Brasil!

Mais informações sobre a placa no Github do projeto: