PCB Pembunuh: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:13

Instruksional ini menunjukkan proses untuk membuat papan litar bercetak dengan ciri-ciri sekecil 0,005 yang sesuai untuk IC LQFP atau QFN menggunakan fotoresis filem kering negatif. Ini akan membolehkan anda menangani hampir semua jenis litar bersepadu yang tersedia - bahkan rangkaian grid bola! Bergambar adalah papan dengan pakej TSSOP-14, QFN-40 yang menggunakan nada.65mm dan soket lentur daya sifar sifar dengan nada.5mm.

Langkah 1: Latar belakang

Setelah bereksperimen dengan pembuatan PCB di rumah untuk sementara waktu, saya akhirnya berjaya menyelesaikan satu proses yang menghasilkan hasil yang cukup konsisten yang sebenarnya kelihatan cukup bagus. Saya menghabiskan banyak masa untuk menggunakan kaedah pemindahan toner dengan tahap kejayaan yang berbeza-beza (OK, tahap kegagalan yang berbeza mungkin lebih tepat). Saya juga mencuba penyemburan foto negatif Philmore / Datak dengan hasil yang mengerikan secara konsisten (barang akhirnya mencairkan muncung semburan yang disertakan dan bocor ke seluruh tempat). Tidak Hijau & tidak digalakkan. Sekarang saya mungkin telah membeli papan yang dipresensasikan dan menyelamatkan banyak masalah, tetapi bahan ini terlalu mahal untuk jumlah papan yang saya hasilkan. Saya akhirnya mencuba perlawanan filem kering dan saya tidak akan kembali! Saya tidak akan masuk ke dalam selok-belok penangkapan skema, atau pengukiran kerana subjek-subjek tersebut dilindungi oleh instruksional lain. Tiada sebatian mudah menguap digunakan - hanya asas sederhana yang dapat dibuat selamat dari persekitaran dengan menyaring pepejal dan meneutralkan dengan HCl (lihat arahan pengeluar untuk prosedur pembuangan yang betul). Proses ini, apabila digabungkan dengan proses etsa Peroksida / Cuprik Klorida membentuk proses pengembangan PCB Hijau yang bertanggungjawab terhadap alam sekitar. Sekiranya anda belum mencuba kaedah pemindahan toner, lakukanlah. Kecuali anda diberkati dengan toner dan / atau kertas ajaib, kaedah tahan filem kering akan memberikan hasil yang lebih baik, tetapi prosesnya sedikit lebih banyak. Sekiranya anda berpuas hati dengan hasil pemindahan toner, anda boleh menggunakan kaedah tersebut. Sememangnya amaran standard berlaku: Pengukiran PCB dan pemprosesan filem kering melibatkan bahan kaustik - pastikan menggunakan peralatan pelindung dan mempunyai stesen cuci mata yang berguna (atau sekurang-kurangnya baldi air). Perhatikan juga bahawa pengembangan dan pelucutan filem kering melibatkan asas yang kuat - menjauhkannya dari bahan kimia etsa anda, atau ia mungkin bertindak balas dengan ganas. Setakat ini, saya telah menggunakan tiga jenis penahan filem kering, semuanya berkinerja baik: - MG Chemicals 416DFR Dry Film Tahan Kira-kira $ 20,00 untuk 12 "dengan 5 kaki di Frys, Altex dan dalam talian. MG menolak untuk memetik jumlah yang lebih besar, dan tidak akan mendedahkan pengeluar filem mereka. - Dupont Riston M115 tersedia di Think & Tinker Excellent resist, jauh lebih menjimatkan daripada MG jika anda mahukan kuantiti yang lebih besar (12 "x50ft untuk $ 96.75, 12" x100ft dengan harga $ 116.26). Pakaian yang luar biasa, orang yang sangat membantu, ramah dan banyak maklumat hebat. Laman web hebat! - Kolon Dry Film Resist pengeluar Korea dijual dengan harga yang lebih rendah daripada Think & Tinker's Riston, tetapi dengan minimum 500ft kes. Apa yang anda perlukan- Pencetak Laser- Rumah / Pejabat Laminator- Ketelusan Pencetak Laser- Perekat Semburan- Filem Kering Negatif Photo Resist- Resist Developer (sodium carbonate) - Tahan Stripper (sodi um hidroksida) - Lembaran Kaca- Pita Jelas- Lampu Bug Kuning- Kawasan Selamat-CahayaPilihan- Beg Vakum atau Rangka Vakum- Sumber Pendedahan UV Bersama- Pemangkas kertas berputar- Panduan langkah Sensitiviti Stouffer 21 langkah untuk Penentukuran

Langkah 2: Buat Karya Seni

Saya menganggap anda telah menangkap skema dan meletakkan PCB anda dalam bentuk seperti Eagle - jika anda tidak tahu apa yang saya bicarakan, lebih baik anda memulakannya dengan mempelajari tangkapan skema, dan susun atur PCB. Setelah PCB disusun, anda perlu membuat topeng foto negatif. Topeng foto negatif adalah ketelusan yang jelas di mana anda mahu tembaga dan hitam di mana anda mahu mengeluarkan tembaga. Satu petunjuk: jika anda biasa mengisi lapisan PCB dengan tanah atau pesawat kuasa, anda akan menjimatkan banyak toner. Juga, perhatikan bahawa anda boleh meletakkan susun atur PCB anda di Eagle menggunakan perintah salin kumpulan jika tidak ada fail skematik yang berkaitan (jika tidak, anda akan mengadu bahawa anda harus melakukan ini dalam skema "). Saya dapati proses membalikkan warna di keluaran anda menjadi sukar, tetapi akhirnya saya menggunakan pendekatan yang cukup mudah ini dengan menggunakan perisian lukisan vektor sumber terbuka Inkscape: 1. Pastikan anda telah memilih lapisan yang diperlukan untuk etsa (contoh Atas / Bawah, Pad, Vias). 2. Gunakan fungsi cetak Eagle untuk mengeluarkan ke fail PDF. Walaupun kami mencetak pada transparansi, anda masih mahu mencerminkan lapisan atas sehingga meletakkan bahagian yang dicetak paling dekat dengan papan dan mengelakkan pendarahan. anda belum memasang Inkscape, memuat turun dan memasangnya sekarang.4. Buka PDF di Inkscape (terima parameter pemuatan lalai).5. Buka panel Lapisan (Lapisan Menu: Lapisan).6. Klik butang + untuk menambah lapisan. Namakan apa sahaja yang anda suka (saya namakan nama saya "b").7. Klik anak panah ke bawah untuk memindahkan lapisan baru ke bawah.8. Pilih alat segi empat tepat dari panel alat.9. Klik kanan swatch warna biru di bahagian bawah skrin dan pilih Set stroke.10. Klik kanan swatch warna kelabu dan pilih Set isi.11. Klik dan seret untuk melukis segi empat tepat di papan anda. Pilih alat anak panah, kemudian pilih dan seret setiap sisi segi empat tepat anda ke tepi papan anda. Paparan harus kelihatan seperti ini: 13. Klik kanan swatch hitam di bahagian bawah skrin dan pilih Set Isi. Klik kanan swatch hitam sekali lagi dan pilih Set stroke.14. Klik ikon mata di palet lapisan untuk mematikan lapisan b.15. Klik dan seret untuk memilih papan anda (atau klik ikon pilih semua yang kelihatan pada bar alat).16. Menolak gambar (Kesan Menu: Warna: Negatif) 17. Klik ikon mata untuk lapisan b sekali lagi. Anda sekarang semestinya mempunyai sesuatu seperti ini: 18. Klik Save-As, kemudian ubah jenis fail ke PDF melalui Kaherah, dan tambahkan _out ke nama fail (mis. Test_out.pdf) agar tidak menimpa yang asal.19. Klik Save-As sekali lagi untuk menyimpan sebagai format SVG lalai.

Langkah 3: Buat Ketelusan

Bahagian ini juga merupakan sedikit cabaran. Masalahnya ialah kebanyakan pencetak laser tidak membuat cetakan gelap, jadi beberapa cahaya bocor melalui kawasan hitam. Saya mencuba banyak pendekatan untuk menggelapkan toner secara selektif: penanda penghapus kering, dakwat setem, krayon, arang, grafit, pelembutan / pemanasan + aplikasi toner tambahan, dan lain-lain. Tidak ada yang berjaya. Inilah yang berfungsi secara konsisten untuk saya:

1. Mulakan dengan karya seni kecil - Saya menggunakan pemangkas kertas putar untuk memotong kepingan ketelusan menjadi seperempat (4.25 x 5.5) 2-3 helai pada satu masa. Karya seni kecil lebih baik kerana penyimpangan berkaitan haba pada bahan ketelusan akan dikurangkan. 2. Buka PDF dari langkah terakhir dengan Adobe Reader, dan cetak ke pencetak laser yang dimuatkan dengan helaian ketelusan anda. Untuk pencetak saya (Brother HL-5250DN) Saya menggunakan tetapan berikut: Saiz kertas yang ditentukan pengguna (4,25 x 5,5), tidak ada dupleks, suapan manual, 1200 dpi, Densiti Gelap. Petunjuk besar di sini: Anda boleh memasang beberapa salinan pencetak yang sama di Windows, jadi tambahkan pencetak baru yang disebut PCB_Laser sebagai pendua pencetak laser anda yang ada, kemudian klik kanan dan ubah lalai seperti yang diperlukan untuk pencetakan ketelusan PCB. 3. Cetak karya seni atas dan bawah. Pegang karya seni sehingga cahaya: Adakah anda melihat ada cahaya yang merembes ke kawasan hitam? Sekiranya keputusan anda serupa dengan keputusan saya, anda akan mempunyai rembesan yang cukup untuk menimbulkan masalah dengan daya tahan anda. Perhatikan bahawa anda benar-benar perlu mempunyai beberapa kawasan hitam yang lebih besar untuk menilai ketumpatan toner dengan tepat. Sekiranya anda dikurniakan toner super padat, kemudian lompat ke langkah 8, jika tidak, teruskan dan cetak salinan kedua setiap ketelusan anda. 4. Seterusnya anda memerlukan meja cahaya sementara untuk menyelaraskan karya seni. Ini semudah sehelai kertas yang ditempel di tingkap yang diterangi cahaya matahari, atau dulang cetek yang berisi cahaya berukuran hoki-keping yang ditutupi oleh selembar kertas dan panel kaca. Lampu latar dari pengimbas menjadikan meja cahaya yang hebat. Cukup jalankan imbasan dalam mod ketelusan / negatif - kemungkinan ia akan membiarkan lampu latar menyala selama beberapa minit setelah mengimbas kemudian keluarkan penutupnya dan balikkan. Penggunaan kanta pembesar yang dipasang di kepala akan membantu meluruskan karya seni anda dengan ketara. 5. Seterusnya kita akan mengikat pasangan ketelusan (bahagian atas 2x, bahagian bawah 2x) untuk menggandakan ketumpatan toner. Untuk melakukan ini, ambil satu salinan setiap ketelusan dan sapukan pelekat semburan pada bahagian toner. Anda dapat mengetahui sisi toner mana dengan memerhatikan pantulan cahaya dari permukaan ketelusan; toner kelihatan kusam di sisi toner. 6. Letakkan toner ketelusan yang tidak dilapisi pelekat di atas meja cahaya - anda mungkin mahu melonggarkan sudut lembaran ini secara longgar ke meja cahaya (lipat pita di hujungnya sehingga anda dapat mengupasnya dengan mudah sesudah itu). 7. Sejajarkan dengan teliti (daftarkan) ketelusan yang dilapisi pelekat dengan ketelusan yang tidak dilapisi. Setelah sejajar, tekan dengan kuat untuk mematuhi dua helaian. 8. Pasangkan ketelusan yang diselaraskan melalui laminator pada tetapan paling sejuk untuk mengikat lapisan secara kekal. 9. Sejajarkan karya seni atas dan bawah (sisi toner) dan pita dengan selamat meninggalkan ruang yang cukup untuk meluncurkan PCB di antara. Sebagai gantinya, jika anda mempunyai sempadan yang sekurang-kurangnya satu inci di sekeliling papan, anda boleh menggunakan pelekat semburan pada jalur 1/2 "di sepanjang dua tepi dengan menutup sisa topeng dengan sudut selembar kertas - hanya pastikan tidak kurang dari 1/4 "antara jalur pelekat dan tepi papan.

Langkah 4: Sediakan Berpakaian Tembaga

Bersihkan dengan teliti bahan yang dilapisi tembaga dengan alas gosok dan bahan pencuci yang mengandungi peluntur (mis. Soft Scrub w / Bleach). Pasir dengan kertas pasir basah / kering 320 atau 400 grit untuk mengeras permukaannya dan pastikan tahan lekatan. Keringkan papan dengan berhati-hati agar tidak menyentuh papan tanpa sarung tangan (untuk mengelakkan memindahkan minyak kulit ke papan).

Langkah 5: Laminate

Terdapat beberapa pendekatan yang mungkin berbeza untuk melaminasi PCB. MG Chemicals mencadangkan pendekatan folder over and laminate. Yang lain mencadangkan menggunakan haba atau air (atau kedua-duanya) untuk melekatkan bahan tahan pada PCB sebelum lamina. Saya telah berjaya dengan pendekatan ini: 1. Jadikan kawasan kerja anda selamat dari cahaya: Hidupkan lampu pepijat dan matikan sebarang pendarfluor, atau pijar> 40 Watt 2. Potong bahan lamina 1/2 inci lebih besar daripada papan (berganda panjangnya jika anda melakukan papan dua sisi) 3. Kupas dengan teliti hanya belakang setengah inci pertama dari bahagian dalam filem (selalu di bahagian dalam keriting) 4. Luruskan lamina dengan berhati-hati memastikan bahawa lamina menutup papan sepenuhnya di kedua-dua belah pihak (jika dua sisi). 5. Tekan setengah inci lamina terdedah ke papan. 6. Tarik dengan teliti lapisan dalaman yang tersisa ke bawah setengah inci pada satu masa, sambil serentak menekan lamina yang terdedah ke papan. Hati-hati jangan sampai timbul kedutan. Terus ke bahagian belakang dengan cara yang serupa jika perlu. 8. Melepasi papan melalui laminator (setelah laminator sepenuhnya hingga suhu). Balikkan dan lalui laminator sekali lagi.

Langkah 6: Paparkan

Letakkan PCB berlamina di antara ketelusan dan pita yang telah didaftarkan dengan betul di tempatnya. Ketik panduan sensitiviti 21 langkah Stouffer di bahagian PCB yang terbuka jika anda merancang untuk mengkalibrasi proses pendedahan anda. Anda mahu menekan karya seni dengan kuat ke PCB untuk mengelakkan cahaya dari kebocoran di bawah jejak anda. Anda boleh melakukannya dengan dua kepingan kaca, atau, lebih baik, anda boleh menggunakan beg vakum, atau bingkai vakum. Anda kemudian boleh meletakkan pemasangan ini di bawah sinar matahari yang terang selama kira-kira 5-8 minit setiap sisi, atau menggunakan sumber UV lain yang anda pilih. Perhatikan bahawa, walaupun sesuai dengan PCB & karya seni, kolimasi (menjadikan sinar cahaya selari) penting untuk mencapai jejak halus - rujuk di sini untuk mendapatkan arahan untuk membina sumber cahaya UV yang disatukan.

Langkah 7: Kembangkan

Ikuti arahan pengeluar untuk menyediakan penyelesaian pembangun (biasanya Sodium Carbonate atau Potassium Carbonate) dan mengembangkan papan anda (mengembangkan alat pelepas yang tidak terkena cahaya UV).

Langkah 8: Etch

Gunakan alat pemetik kegemaran anda - pastikan anda memikirkan beberapa cara untuk membuang masa depan dan mempertimbangkan proses hijau seperti proses etsa Peroksida / Cuprik Klorida (juga hijau). Sekiranya anda ingin mengetahui butiran kimia kimia yang terlibat, halaman ini sesuai untuk anda.

Langkah 9: Jalur

Anda memerlukan natrium hidroksida (NaOH) untuk ini - inilah barang yang digunakan oleh Brad Pitt untuk membakar tangan Edward Norton di Fight Club sehingga larut lemak, dan kulit anda terdiri daripada lemak, jadi berhati-hatilah. Periksa rumah bekalan bahan kimia tempatan - Saya bernasib baik: jiran saya membuat sabun, jadi saya hanya muncul dan bertanya adakah saya boleh meminjam secawan lye!

Langkah 10: Skrin Solder Mask & Silk

Sapukan solder mask dengan menggosok dan melaminasi semula papan terukir dengan lapisan tahan baru, kemudian keluarkan lapisan luar pelindung dan sapukan lapisan tahan kedua untuk menggandakan ketebalan. Sekarang dedahkan dengan lapisan stop dan silkscreen dan kembangkan seperti sebelumnya (paparan mungkin memerlukan sedikit lebih lama kerana ketebalan penahan tambahan). Bakar dalam pemanggang pada suhu 200-220 darjah F selama kira-kira 10 minit (pastikan untuk menopang papan agar penahan tidak melekat pada pembakar roti). Keluarkan papan dari pembakar roti dan gunakan krayon putih untuk mengisi teks layar sutera semasa papan masih hangat. Lap lilin krayon yang berlebihan dengan tuala dan gunakan tusuk gigi untuk mengeluarkan lilin berlebihan dari alur dan jejak.

Langkah 11: Solder Paste Stencil

Sekiranya anda berjaya sejauh ini, anda pasti telah mengambil beberapa malam dan minum banyak minuman berkarbonat (dan berkafein). Jika ya, ambil salah satu tin soda dan potong bahagian atas dan bawah dengan gunting atau gunting ringan. Cuba potong dengan kemas tanpa tepi yang kasar. Selanjutnya potong memanjang untuk menghasilkan jalur aluminium sekitar 8 "x 4". Jalur ini akan sangat keriting, tetapi anda tidak boleh "melepaskannya" tanpa membuat kerutan. Untuk langkah-langkah berikut, anda boleh mengatasi keriting itu, atau anda boleh menyepuh logam dengan memanaskannya dalam oven pemanggang hingga kira-kira 450 darjah F kemudian biarkan ia perlahan perlahan kembali. Seterusnya anda mesti pasir di dalam dan di luar kaleng dengan kertas pasir basah / kering 220 hingga 320 grit untuk mengeluarkan cat (perhatikan bahawa terdapat cat yang jelas di bahagian dalam tin - jika tidak, soda akan memakannya). Anda boleh menggunakan pelucut cat tugas berat untuk ini, tetapi kertas pasir kelihatan sedikit lebih hijau. Setelah cat habis, gosok dengan lembut dengan SoftScrub dengan Bleach untuk menghilangkan setiap bekas minyak. Fotoresist laminasi seterusnya di kedua-dua sisi seperti yang anda lakukan dengan PCB. Buat karya seni anda menggunakan lapisan tcream seperti yang anda lakukan sebelumnya, tetapi jangan buat negatif kali ini - keluaran Eagle sudah negatif! Pastikan untuk membuat dua ketelusan masing-masing untuk bahagian depan dan belakang (dan pastikan untuk mencerminkan bahagian depan sehingga toner akan tepat melawan penahan). Kembangkan seperti sebelumnya dan buat HCl yang dicairkan. Saya mencairkan HCl hingga 50% (tuangkan asid ke dalam air, bukan sebaliknya). Etching akan bermula perlahan sehingga lapisan oksida dikeluarkan, kemudian mempercepat dengan ketara. Jangan terukir terlalu cepat, atau papan akan menjadi panas dan perlawanan akan hilang. Sekiranya anda membiarkan penahan di tempat, anda akan mempunyai stensil ~ 5 juta, atau anda boleh melepaskan penahan untuk mendapatkan stensil ~ 2 juta - tetapi berhati-hatilah, NaOH akan menyerang aluminium dengan kekuatan yang sedikit lebih sedikit daripada HCl (bergantung kepada kepekatan). Seterusnya gunakan papan yang gagal (anda mesti mempunyai beberapa dari sekarang) untuk memasang jig solder. Sapukan solder pasta dengan pengikis cat, atau yang serupa, letakkan bahagian anda, dan teruskan dengan pengisian semula …

Langkah 12: Aliran semula

Bahan yang cukup sederhana di sini: Panaskan sehingga pes solder mencair, kemudian sejukkan. Pastikan anda menggunakan plat tembaga atau aluminium yang cukup kuat untuk menyebarkan haba secara merata di seluruh papan. Setelah semua pelekat meleleh, lepaskan plat logam dari pelat panas, dan letakkan di atas pendingin untuk menurunkan suhu dengan cepat - lantai garaj simen berfungsi dengan baik - pastikan anda menggunakan tungku ketuhar (tetapi jangan bakar kuki dengan mereka selepas itu …). Anda mungkin perlu membersihkan beberapa sambungan yang terikat setelah melakukan reflow. Untuk ini, hanya gunakan sumbu solder dan banyak fluks (saya suka Orange Crush). Gunakan kuasa dan nyalakan! BTW, saya secara tidak sengaja menaikkan suhu terlalu tinggi di papan pertama dan hasilnya mendapat kesan warna kecerunan yang sejuk pada topeng solder (lihat gambar intro). Saya rasa komponennya masih dalam spesifikasi, tetapi saya tidak mempunyai penyebar haba yang baik pada masa itu, jadi saya tidak pasti siasatan membaca suhu yang sama seperti yang dilihat oleh papan. Dewan nampaknya baik-baik saja setakat ini … Baiklah - senang ya? Pastikan untuk menonton laman web saya yang akan datang IncoherentLabs.com. Sekarang bersenang-senang dan selamatkan dunia!