Maak 'n behoorlike blootstellingseenheid van die PCB uit 'n goedkoop UV -spyker -uithardingslamp: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Wat het PCB -produksie en valse naels in gemeen? Hulle gebruik albei UV -ligbronne van hoë intensiteit en, soos die geluk dit sou hê, het daardie ligbronne presies dieselfde golflengte. Slegs die vir die vervaardiging van PCB's is gewoonlik redelik duur en die vir vals naels is 'n bietjie meer mededingend geprys.

Hierdie instruksie handel oor hoe om so 'n toestel te gebruik om 'n goedkoop ligbron te bou, wat geskik is vir die blootstelling van die verskillende UV -sensitiewe materiale wat tydens die vervaardiging van printplate voorkom, soos 'n droë film fotoresis en 'n uithardbare soldeermasker.

Behalwe dat dit baie goedkoop is (ongeveer $ 20 vir alle benodigde materiaal), spreek hierdie build 'n paar probleme aan wat ek op ander toestelle op die intertubes gesien het:

• Kollimasie: om 'n bord met redelik growwe kenmerke bloot te stel, hoef u niks hiervan te doen nie. U kan die spykerdroër net soos dit is en dit 'n dag noem. Maar om klein kenmerke (tot 5mil, volgens hierdie webwerf) bloot te stel, moet u seker maak dat al u UV -strale uit dieselfde rigting kom, wat presies loodreg is op die bord wat u blootstel.
• Eenvormigheid van beligting oor die hele blootstellingsvlak. Stel jou voor dat jy 'n baie groot bord wil blootstel, bv. A4 of lettergrootte. U wil dieselfde hoeveelheid energie oor die hele bord hê, sonder warm of donker kolle. Hiervoor moet die energiebron 'n sekere afstand van die blootstellingsvlak hê, en u benodig 'n baie digte reeks UV-bronne (soos UV-LED's, wat redelik duur kan wees), of 'n effektiewe reflektorontwerp vir die UV-bronne jy het byderhand, dit is waarmee ek vorendag gekom het.
• Blootstellingstyd: ek het geen idee hoe vinnig hierdie bron is met voorafgevoelige positiewe koperbeklede materiaal nie, aangesien ek dit nog nooit gebruik het nie, maar met 'n droë film fotoresis voel dit baie vinnig. Soos onder twee minute vinnig. Die ding is, ek is nie regtig gekwalifiseerd om die resultate behoorlik te interpreteer nie, so ek moet nog 'n paar menings hieroor insamel.

Alhoewel hierdie konstruksie baie goedkoop is, kan u resultate behaal wat ooreenstem, of (in sommige gevalle) selfs die van toestelle wat tot tien keer duurder is, oortref.

Stap 1: Gereedskap benodig

• Sterk skêr
• 'N Saag of (verkieslik) CNC-router om die reflektorsjablone uit te sny
• Warm draad skuim snyer (baie maklik om te maak!)
• Warm gom geweer
• Ou skroewedraaier (enige soort sal doen)
• Soldeerbout, draadsnyer
• Warm lugbron. 'N Aansteker is goed, maar 'n warm lugstasie is beter:)

Stap 2: materiaal

• UV spyker uithard lamp soos hierdie
• 300 x 220 x 100 mm stuk XPS of soortgelyke skuimplank (as u nie die 100 mm -materiaal kan kry nie, kan u dunner voorraad gebruik; maak seker dat dit ten minste ~ 60 mm is)
• loodgieters aluminium band
• draad
• krimp buis
• kabel bande
• soldeer
• kleefband
• warm gomstokkies
• twee stukke laaghout, dik karton, PCB -materiaal of iets dergeliks, minstens 110x60 mm groot

Stap 3: Aflaai

Hier is die lêers om die reflektorsjablone en die verbeterde kunswerke van die kalibrasiebord te maak.

Vir die reflektorsjabloon is daar twee g-kode lêers, een vir frees en een vir laser sny. Daar is ook 'n SVG. Die bordkunswerke word verskaf as 'n arendlêer en as 'n omgekeerde PS -lêer.

Stap 4: Skeur die UV -spyker -uithardingslamp af

Eerstens moet u die lampe en die print van die spyker -uithardingslamp kry. Draai alle skroewe los, trek alle proppe uit en los die drade vir die toebehore, aangesien dit in elk geval verleng moet word.

Sny dan die toebehore uit die omhulsel. Maak seker dat u dit nie doen met die geïnstalleerde lampe nie, anders kan dit rem! U hoef nie super skoon te werk nie, maar sorg dat u alle oortollige materiaal aan die kant van die lamp afsny, aangesien dit aan die reflektor vasgeplak moet word en dus moet gespoel word.

Stap 5: Bereken die reflektor en maak 'n sjabloon

As dit nie u ding is nie, kan u hierdie stap oorslaan, want ek het dit vir u gedoen.:)

Vir diegene wat wil weet, hier volg:

'N Paraboliese reflektor is 'n goeie manier om parallelle strale in 'n enkele punt te fokus, maar dit werk ook andersom.

Soos u nou al opgemerk het, is die UV -buise in die naellakdroër nie u gewone ronde fluoresserende buise met een kontak aan elke kant nie, aangesien dit in die meeste kommersiële stokperdjie -eenhede gebruik word.

Ons reflektor is dus ook nie 'n gewone parabolvorm nie, maar eerder twee oorvleuelende vorms.

Hier is die metings van die buise:

Buisdiameter = 11 mm

Buisverskuiwing vanaf die middel = 7,5 mm

Totale weerkaatswydte = 110 mm (die helfte van die blootstellingsvlak)

Gewenste fokuspunt = 12 mm (laat ongeveer 6 mm tussen die buitenste buiswand en die reflektormuur. Dit behoort genoeg te wees, aangesien die buise nie baie warm word nie)

Vir 'n gewone, enkele parabool wat vertaal word na hierdie waardes:

Paraboolwydte = 95 mm

Paraboolfokus = 12 mm

Die vergelyking vir 'n parabool (insluitend die fokus) lyk soos volg:

y = x^2 / 4f waar x die helfte van die breedte of deursnee is, f die brandpunt is en y die hoogte is wat ons wil weet.

Met ons waardes ingeprop, lyk die vergelyking so:

y = 47,5^2 /4*12 = 2256,25 / 48 = 47

Ons y by x = 47,5 is dus 47. Al wat ons hoef te doen is om twee van hierdie parabolas te teken en dit 15 mm uitmekaar te oorvleuel. Daar is verskillende maniere om dit te doen. Ek het freeCAD gebruik, wat waarskynlik nie die beste manier is om dit te doen nie, so ek sal nie daarop ingaan nie.

As u eers 'n grafiese voorstelling van u reflektorvorm het, hoef u slegs 'n manier te vind om dit na 'n fisiese voorwerp oor te dra, wat kan gedoen word met behulp van 'n lasersnyer, 'n CNC -meul of op die ou manier met 'n fretsaw en baie vloekery. Onthou dat u sjabloonmateriaal die hitte van die warmdraadsnyer moet weerstaan.

Stap 6: Sny die reflektor

Voordat u u enigste stuk skuimvoorraad insny, is dit 'n goeie idee om bietjie te oefen. Voordat u die werklike reflektorvorm sny, moet u ook al die ander uitsparings in u skuimblok sny (om te monteer en om die kragtoevoerbord vir die UV -lampe te akkommodeer). U kan gate maak deur 'n ou skroewedraaier met 'n aansteker of 'n warmluggeweer te verhit en in die skuim te steek.

Plak die sjablone op die skuimplank vas, sodat hulle presies teenoor mekaar staan. U kan warm gom hiervoor gebruik, maar pas op dat u nie te veel gebruik nie, sodat u dit kan verwyder sonder om die skuim later te vernietig. Sny dan die skuim onder die sjablone uit met 'n warm snyer. Let daarop dat die snylengte van u warm draad minstens die hele breedte van die reflektor moet wees, dit wil sê 300 mm.

As die een helfte van die reflektor klaar is, verwyder die sjablone versigtig en plak dit aan die oorblywende helfte vas. Sny die skuim uit, verwyder die sjablone en u is klaar met hierdie stap.

'N Paar woorde oor die maak en gebruik van 'n draadknipper:

Ek het 'n baie eenvoudige een gemaak van 'n paar stukke hout, 'n stuk draad en 'n E -snaar van 'n elektriese kitaar (.009 meter, as ek reg onthou). Die moeilike ding is om 'n geskikte kragtoevoer te vind. As u nie toegang tot 'n laboratoriumbank se kragtoevoer het nie, moet u eksperimenteer watter kragbron u die regte temperatuur sal gee. Mense op die internet blykbaar suksesvol te wees met verskillende soorte muurvratte of batterye. Die beste manier wat ek gesien het, is om 'n LiPo -battery met 'n geborselde snelheidsbeheerder en 'n servo -toetser te gebruik. Moenie LiPo -batterye sonder 'n spoedbeheerder gebruik nie, tensy u absoluut weet wat u doen, dit kan op u blaas!

Hier is 'n baie goeie video wat die hele saak in detail verduidelik.

Stap 7: Maak die reflektor weerkaatsend

Alhoewel UV-straling deel is van die sigbare lig rondom ons, verskil die eienskappe daarvan baie van die van sigbare lig. 'N Spieël wat vir sigbare lig werk, werk moontlik glad nie vir UV nie. Dit is egter bekend dat aluminium hoogs reflekterend is in die UV -spektrum. Daarom sal ons dit gebruik om die reflektor te bedek.

Ek het aluminium loodgietersband gebruik, wat maklik is om te gebruik en werk soos geadverteer (dit weerspieël UV -straling), maar dit kos 'n bietjie (tot $ 10 per rol). As u 'n beperkte begroting het, kom u moontlik weg met aluminiumfoelie in die kombuis, maar ek raai u daarteen aan, bloot omdat ek my voorstel dat dit 'n groot pyn in die esel is om die krakerige goed te probeer oplos. Die loodgietersband is ook selfklevend, wat u die hoofpyn bespaar om 'n soort gom te vind wat nie die skuim waaruit die reflektor gemaak word, sal smelt nie.

Stap 8: Monteer die toebehore

Nou kan u uiteindelik die lampe in die lampe installeer. Dit is reg, u installeer die lampe voordat u die lampe aan die reflektor plak. Dit is omdat dit baie makliker is om die lampe aan te pas om in die fokus van die reflektor te wees, as sonder die lampe geïnstalleer.

Hierdie gedeelte is nou belangrik:

Die fokus van die reflektor is presies 12 mm bo die diepste punt van die reflektor, dus moet die middel van u UV -buise so naby as moontlik aan die fokus wees. Let ook daarop dat die reflektor nie eintlik een parabool is nie, maar twee oorvleuelende, aangesien u UV -lampe twee parallelle buise het.

Stap 9: Bedrading

As al die lampe op hul plek is, kan u alles aansluit en die kragtoevoer in die uitsparing wat u voorheen gesny het, monteer. Steek die drade van die lamphouers uit en isoleer alle punte wat hoofspanning of hoogspanning dra, goed.

Stuur dit vir 'n toets, en as alles werk, gaan na die laaste stap.

Stap 10: Montering en kalibrasie

Om die kollimerende en homogeniserende effekte van die weerkaatsers behoorlik te laat werk, benodig u 'n afstand van ongeveer 40 cm tussen die rand van u reflektor en u blootstellingsvlak. Ek vind dit die maklikste om die blootstelling onder 'n rak te monteer en my blootstellingsvlak op 'n ander rak daaronder te hê.

Om u PCB en kunswerke op hul plek te hou, kan u 'n glasplaat (beter twee vasgeklem) of 'n vakuumtafel/sak (verreweg die beste oplossing) gebruik. Ek het 'n baie ru (maar werkende) vakuum sak gemaak van 'n medium grootte vrieskas, 'n stuk plastiek slang en 'n bietjie warm gom. Plak die kunswerk op u bord, sit dit in die sak, koppel dit aan 'n soort vakuum (daar is goedkoop akwariumpompe wat verander kan word, 'n groot (> = 50ml) spuit sal ook werk, of as alles anders misluk steek die slang in u mond en suig daaraan:))

EDIT: Ek het gevind dat 'n spuit van 60 ml en 'n klem van die huisverbeteringswinkel die ideale vakuumpomp is. Sien die prentjie!

Voordat u u blootstelling kan gebruik, moet u dit egter kalibreer, sodat u weet hoe lank u dit moet blootstel. Ek ken twee maniere om dit te doen, en slegs een daarvan kan gedoen word sonder om ekstra goed te hoef te koop, so dit is die een wat ek hier sal bespreek.

Ek het 'n klein borduitleg gemaak (regtig, dit is klein!) Dit is 'n tafel met 'n "toonbank" in die een kolom en spore van afnemende breedte in die ander. Nadat u die ontwerper vir ongeveer 10 minute opgewarm het (u moet dit elke keer doen as u 'n bord wil blootstel, vir konsekwente resultate), begin u die bord blootstel met alles behalwe die "10 minute" ry bedek met iets ondeursigtig (bv. geskenkkaart, maak seker dat dit regtig ondeursigtig is!). Na 'n minuut trek u die kaart 'n bietjie om die ry "9 minute" te ontbloot, ensovoorts. Na die blootstelling laat die bord 'n paar minute (5-30) op 'n donker koue plek sit en ontwikkel dit soos gewoonlik. Selfs sonder om die bord te ets, moet u 'n balbalgrafiek hê van hoe lank u dit nodig het om die planke bloot te stel vir die beste moontlike resultaat. Hier is 'n prentjie van hoe 'n behoorlik blootgestelde en ontwikkelde spoor moet lyk.

Die ander manier om dit te doen is om 'n Stouffer -skaal te gebruik soos hier beskryf.

Stap 11: Gevolgtrekking en erkennings

Alhoewel PCB's in die fabriek makliker toeganklik is as ooit, is daar nog 'n paar nisse waar DIY 'n haalbare alternatief is. Stel jou voor dat jy nou 'n bord nodig het, of net een, maar 'n groot een, of die vele herhalings wat 'n bord kan ondergaan terwyl dit ontwikkel word. In sulke gevalle kan dit 'n bietjie duur word om 10 planke te maak elke keer as u dit nodig het, om nog maar te sê dat u +4 weke moet wag totdat dit by u deur kom.

Daar is ook talle opsies om PCB's tuis te maak, insluitend isoleringsroetering en toneroordrag, maar die tradisionele metode (fotochemiese bewerking) lewer verreweg die beste resultate.

Die uiteensetting in hierdie instruksie is sterk gebaseer op die UV -bron wat hier beskryf word, maar die ontwerp daarvan is steeds tien keer duurder om te bou as dit. Een ding wat hul ontwerp het, maar ek het nog nie bygevoeg nie, is die kollimasierooster, hoofsaaklik omdat die lasersnyer by ons plaaslike vervaardigerruimte vir weke gebreek was, sodat ek nie een kon maak nie. Ek sal miskien later een byvoeg en verslag lewer oor die resultate, maar vir eers is ek regtig tevrede met die resultate van hierdie super goedkoop konstruksie.

'N Ander groot bron van inspirasie was die verskillende video's en instruksies van die briljante David Windestål op rcexplorer.se. Hierdie man het 'n paar baie mal vaardighede!

As u kommentaar, regstellings of iets het, lewer kommentaar. As u belangstel in my ander projekte, kan u my blog besoek.

Stap 12: Meer kalibrasie en resultate in die werklike wêreld

Die eerste ontwerp van die kalibrasiebord wat ek gemaak het, was 'n vinnige en vuil uitleg wat ek gemaak het sonder om te veel daaroor na te dink. Maar ek wou uitvind waartoe my nuwe blootlegger werklik in staat was, en ek het 'n verbeterde een gemaak, hierdie keer met vier groepe vertikale spore, 7, 6, 5 en 4 mil met ooreenstemmende spasies. Let daarop dat die geadverteerde 5/5mil -resolusie afkomstig is van die oorspronklike dink- en tinker -ontwerp, wat 'n kollimasierooster het. Soos die foto's toon, blyk dit dat hierdie rooster nie nodig is om 5/5mil te bereik nie.

WYSIG:

Ek het nog 'n kalibrasiebordontwerp gemaak wat ek op film blootgestel het, om eens en vir altyd te weet wat is. Wel, nou weet ek. Selfs met regte fotografiese kunswerke is 5/5 mil die beste wat prakties haalbaar is. 4/4mil werk wel, maar op daardie vlak maak elke stukkie vuil saak, en my tuislaboratorium is net nie skoon genoeg nie. Dit is nie asof ek in elk geval gewoonlik iets kleiner as 10mil gebruik nie (behalwe vir sekere voetspore, natuurlik), selfs as ek my planke in 'n fabriek laat maak.

So, is ek tevrede met hoe dit afgeloop het? Jy wed ek is! 'N Blootstellingseenheid vir minder as 30 euro wat 5/5mil -funksies kan bied (en in teorie selfs meer), die enigste nadeel is dat dit nie heeltemal so vaartbelyn is soos die nuwerwetse nuwe LED -bokse nie, wat almal nou bou. Maar ongetwyfeld baie goedkoper!