Killer PCB's: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Hierdie instruksies demonstreer die proses vir die maak van printplate met funksies van so klein as 0,005, geskik vir LQFP- of QFN -IC's met 'n negatiewe droëfilm -fotoresis. Dit sal u in staat stel om bykans alle vorme van geïntegreerde stroombane beskikbaar te hanteer-selfs 'n balrooster! Op die foto is borde met 'n TSSOP-14, QFN-40 pakket met 'n 0,65 mm steek en nul invoegkrag buigstukke met 0,5 mm steek.

Stap 1: Agtergrond

Nadat ek 'n rukkie geëksperimenteer het met tuis -PCB fabbing, het ek uiteindelik 'n proses uitgewerk wat redelik konsekwente resultate lewer wat eintlik redelik goed lyk. Ek het baie tyd daaraan bestee om die toneroordragmetode met verskillende sukses te gebruik (OK, verskillende grade van mislukking is dalk meer akkuraat). Ek het ook 'n negatiewe fotoweerstandspuit van Philmore/Datak probeer met konsekwente afskuwelike resultate (die materiaal het uiteindelik die spuitkop wat daarmee gepaard gegaan het, gesmelt en oral uitgelek). Nie groen nie en word nie aanbeveel nie. Nou kon ek voorgesensibiliseerde borde gekoop het en baie moeite bespaar het, maar ek vind die materiaal te duur vir die hoeveelheid planke wat ek vervaardig. Ek het uiteindelik droë filmfoto -weerstand probeer, en ek sal nie teruggaan nie! Ek gaan nie die ingewikkeldhede van skematiese vaslegging of ets ingaan nie, aangesien hierdie vakke goed gedek word deur ander instruksies. Geen vlugtige verbindings word gebruik nie-slegs eenvoudige basisse wat omgewingsveilig gemaak kan word deur vaste stowwe te filtreer en met HCl te neutraliseer (sien die vervaardiger se instruksies vir behoorlike wegdoeningsprosedures). Hierdie proses, in kombinasie met 'n peroksied/koperchloried -etsproses, vorm 'n omgewingsverantwoordelike, groen PCB -ontwikkelingsproses. As u nie die toneroordragmetode probeer het nie, doen dit. Tensy u met magiese toner en/of papier geseën word, sal die droë film weerstand metode beter resultate lewer, maar die proses is 'n bietjie meer betrokke. As u tevrede is met die resultate van die oordrag van toner, bly dan maar by die metode. Natuurlik is die standaard waarskuwings van toepassing: PCB-ets en droë filmverwerking behels bytende materiale-gebruik beskermende toerusting en beskik oor 'n oogspoelstasie (of ten minste 'n emmer water). Let ook daarop dat die ontwikkeling en verwydering van droë film sterk basisse behels-hou hulle ver weg van u etschemikalieë, anders kan hulle gewelddadig reageer. Tot dusver het ek drie soorte droëfilmweerstand gebruik, wat almal goed presteer het: MG Chemicals 416DFR Dry Film Resist Ongeveer $ 20,00 vir 12 "by 5 voet by Frys, Altex en aanlyn. MG het geweier om groter hoeveelhede aan te haal, en sal nie die vervaardiger van hul film bekend maak nie.-Dupont Riston M115 beskikbaar by Think & Tinker Excellent resist, baie meer ekonomies as MG as u groter hoeveelhede wil hê (12 "x50ft vir $ 96,75, 12" x100ft vir $ 116,26). Uitstekende uitrusting, baie hulpvaardige, vriendelike mense en baie goeie inligting.-Fantastiese webwerf!-Kolon Dry Film Weerstaan die Koreaanse vervaardiger verkoop vir 'n bietjie minder as Think & Tinker's Riston, maar met 'n minimum van 500ft-kaste. Wat u benodig- Laserdrukker- Laminator vir tuis-/kantoor- Laserprinter-transparante- Spuitgom- Negatiewe droë filmfoto-weerstand- Weerstaan ontwikkelaar (natriumkarbonaat) - Weerstaan stripper (sodi um hidroksied)- Glasblaaie- Duidelike band- Geel goggatjie lig- Ligte veilige gebied Opsioneel- Vakuumsak of vakuumraam- Gekollimeerde UV-blootstellingsbron- Roterende papiertrimmer- Gids vir 21 kalibrasie-stuffers vir kalibrasie

Stap 2: Skep kunswerke

Ek neem aan dat u u skematika vasgelê het en u PCB in iets soos Eagle uiteengesit het-as u nie weet waarvan ek praat nie, moet u beter begin met die leer van skematiese opname en uitleg van die PCB. Sodra u die PCB uitgelê het, moet u negatiewe fotomaskers maak. 'N Negatiewe fotomasker is 'n deursigtigheid wat duidelik is waar jy koper wil hê en swart waar jy koper wil verwyder. Een wenk: as u die gewoonte het om u PCB -lae met grond- of kragvliegtuie te vul, bespaar u baie toner. Let ook daarop dat u u PCB -uitleg in Eagle met die groepkopie -opdrag kan teël as daar nie 'n gepaardgaande skematiese lêer is nie (anders sal dit kla dat u dit in die skematiese moet doen "). Ek het die proses gevind om die kleure in u opbrengs is verbasend moeilik, maar uiteindelik het ek besluit op hierdie redelik eenvoudige benadering met behulp van die open source vektortekensagteware Inkscape: 1. Maak seker dat u net die lae benodig vir ets (bv. Top/Bottom, Pads, Vias). 2. Gebruik die afdrukfunksie van Eagle om na 'n PDF -lêer af te sien. Alhoewel ons op transparante druk, wil u steeds die boonste laag weerspieël om die gedrukte kant naaste aan die bord te plaas en bloeding te voorkom. u het nog nie Inkscape geïnstalleer nie, laai dit af en installeer dit nou.4. Maak die PDF oop in Inkscape (aanvaar die standaard laaiparameters).5. Maak die laagvenster (kieslyslaag: lae) oop.6. Klik op die + -knoppie om 'n laag by te voeg. Noem dit wat jy wil (ek het myne "b" genoem).7. Klik die pyltjie omlaag om die nuwe laag na onder te skuif. Kies die reghoekgereedskap uit die gereedskapvenster. Klik met die rechtermuisknop op die blou kleurstaal onderaan die skerm en kies Stel beroerte.10. Klik met die rechtermuisknop op die grys kleurstaal en kies Stel vul.11. Klik en sleep om 'n reghoek om u bord te teken. Kies die pyltjiehulpmiddel, en sleep en sleep elke kant van u reghoek na die rand van u bord. Die skerm moet so lyk: 13. Klik met die rechtermuisknop op die swart staal onderaan die skerm en kies Stel vul. Regskliek weer op die swart staal en kies Stel beroerte.14. Klik op die oog -ikoon in die lae -palet om die b -laag uit te skakel. Klik en sleep om u bord te kies (of klik op die ikoon wat alles sigbaar is op die werkbalk).16. Negeer die beeld (spyskaart -effekte: kleur: negatief) 17. Klik weer op die oog -ikoon vir die b -laag. U behoort nou iets soos hierdie te hê: 18. Klik op Save-As, en verander dan die lêertipe na PDF via Kaïro en voeg _out by die lêernaam (bv. Test_out.pdf) om nie die oorspronklike oor te skryf nie. Klik weer op Save-As om te stoor as die standaard SVG-formaat.

Stap 3: Maak deursigtighede

Hierdie deel was ook 'n bietjie uitdaging. Die probleem is dat die meeste laserdrukkers nie regtig donker afdrukke maak nie, dus lek daar lig deur die swart gebiede. Ek het baie metodes probeer om die toner selektief donkerder te maak: merkers wat droog is, ink-stempelblok, kryte, houtskool, grafiet, versagting/verhitting + ekstra toediening van toners, ens. Hier is wat konsekwent vir my werk:

1. Begin met klein kunswerke-ek gebruik 'n roterende papierknipper om deursigtigheidsblaaie in kwarte (4,25 x 5,5) 2-3 velle per keer te sny. Klein kunswerke is beter omdat hitteverwante vervormings in die deursigtigheidsmateriaal verminder word. 2. Maak die PDF oop vanaf die laaste stap met Adobe Reader en druk dit na 'n laserdrukker met u deursigtigheidsblaaie. Vir my drukker (Brother HL-5250DN) gebruik ek die volgende instellings: Gebruikergedefinieerde papierformaat (4,25 x 5,5), geen duplex, handmatige invoer, 1200 dpi, donkerste digtheid. Groot wenk hier: u kan veelvuldige kopieë van dieselfde drukker in die Windows laat installeer, dus voeg 'n nuwe drukker genaamd PCB_Laser by as 'n duplikaat van u bestaande laserdrukker, klik dan met die rechtermuisknop en verander die standaardinstellings soos benodig vir druk op PCB-deursigtigheid. 3. Druk bo- en onderkunswerk af. Hou die kunswerk teen die lig: sien u enige lig wat deur die swart gebiede trek? As u resultate soortgelyk is aan myne, het u genoeg insypeling om probleme met u weerstand te veroorsaak. Let daarop dat u regtig 'n paar groter swart gebiede moet hê om die digtheid van die toner akkuraat te bepaal. As u geseën is met super digte toner, gaan dan na stap 8, anders druk u 'n tweede kopie van elk van u transparante af. 4. Vervolgens benodig u 'n tydelike ligbord om die kunswerke in lyn te bring. Dit kan so eenvoudig wees soos 'n stuk papier wat op 'n venster met sonlig vasgeplak is, of 'n vlak skinkbord met 'n hokkie-grootte lig bedek met 'n vel papier en 'n glasvenster. Die agtergrond van 'n skandeerder maak 'n wonderlike tafel. Doen net 'n skandering in die deursigtigheid/negatiewe modus-die kans is groot dat dit die agtergrond 'n paar minute na die skandering sal laat aanskakel, en dan die deksel verwyder en dit omdraai. Die gebruik van 'n vergrootglas wat op die kop gemonteer is, sal u kunswerke aansienlik aanpas. 5. Vervolgens bind ons die deursigtigheidspare (2x bo, 2x onder) om die tonerdigtheid te verdubbel. Om dit te doen, neem een kopie van elke deursigtigheid en spuit kleefmiddel aan die tonerkant. U kan sien wat die tonerkant is deur die weerkaatsing van lig vanaf die oppervlak van die deursigtigheid waar te neem; die toner lyk dof aan die kant van die toner. 6. Plaas die nie-kleefstof-bedekte transparante tonerkant na onder op die ligte tafel-dit is moontlik dat u die hoeke van hierdie vel los aan die ligte tafel wil plak (vou die band aan die einde sodat u dit maklik kan oopmaak) daarna). 7. Pas die gombedekte deursigtigheid versigtig (registreer) met die onbedekte deursigtigheid. Sodra dit in lyn gebring is, druk dit stewig vas om die twee velle te plak. 8. Gaan die uitgelijnde transparante deur die lamineerder op die koudste plek om die lae permanent aan mekaar te bind. 9. Rig die boonste en onderste kunswerk (tonerkant in) en plakband vas sodat daar genoeg ruimte is om die printplaat tussenin te skuif. As alternatief, as u 'n rand van minstens 'n duim om die bord het, kan u spuitgom op 'n strook van 1/2 duim langs twee rande aanbring deur die res van die masker met die hoek van 'n stuk papier te bedek-net Maak seker dat u nie minder as 1/4 duim tussen die kleefstrook en die rand van die bord is nie.

Stap 4: Berei koperbedekking voor

Maak die koperbeklede materiaal versigtig skoon met 'n skuurblokkie en 'n bleikmiddelbevattende skuurmiddel (bv. Soft Scrub w/Bleach). Skuur met 320 of 400 grint nat/droë skuurpapier om die oppervlak te ruwer en te verseker dat dit goed kleef. Droog die bord, moenie aan die bord raak sonder handskoene nie (om te voorkom dat velolie na die bord oorgedra word).

Stap 5: Lamineer

Daar is 'n paar verskillende moontlike benaderings om die PCB te lamineer. MG Chemicals stel 'n omslag- en laminaatbenadering voor. Ander stel voor om hitte of water (of albei) te gebruik om die weerstandsmateriaal aan die PCB te plak voordat dit gelamineer word. Ek het baie geluk gehad met hierdie benadering: 1. Maak u werksarea ligveilig: Skakel die goggatjie aan en skakel die fluorescerende gloeilampe of> 40 Watt uit. 2. Sny laminaatmateriaal 1/2 duim groter as die bord (dubbel die lengte as u 'n dubbelzijdige bord doen) 3. Trek net die eerste half duim van die binneste film versigtig terug (altyd aan die binnekant van die krul) 4. Trek die laminaat versigtig toe sodat die laminaat die bord heeltemal bedek aan beide kante (indien dubbelzijdig). 5. Druk die eerste half duim blootgestelde laminaat op die bord. 6. Trek die oorblywende binnelaag versigtig 'n half duim op 'n slag af, terwyl u die blootgestelde laminaat terselfdertyd teen die bord druk. Wees versigtig om geen plooie aan te bring nie. Gaan op dieselfde manier na die agterkant, indien nodig. 8. Gaan die bord deur die laminator (sodra die laminator heeltemal op temperatuur is). Draai om en gaan weer deur die laminator.

Stap 6: Stel bloot

Plaas die gelamineerde PCB tussen die vooraf geregistreerde transparante en die band vas. Plak 'n 21-stap sensitiwiteitsgids van Stouffer oor 'n oop gedeelte PCB as u van plan is om u blootstellingsproses te kalibreer. U wil die kunswerk styf teen die printplaat druk om te voorkom dat lig onder u spore lek. U kan dit met twee velle glas doen, of verkieslik 'n vakuum sak of vakuum raam. U kan hierdie eenheid dan ongeveer 5-8 minute per kant in helder sonlig plaas, of 'n ander UV-bron van u keuse gebruik. Let daarop dat, ten spyte van die strak pas van PCB en kunswerke, kollimasie (om ligstrale parallel te maak) belangrik is om fyn spore te verkry-verwys hier vir instruksies vir die bou van 'n gekollimeerde UV-ligbron.

Stap 7: Ontwikkel

Volg die instruksies van die vervaardiger vir die voorbereiding van ontwikkelaaroplossing (gewoonlik natriumkarbonaat of kaliumkarbonaat) en die ontwikkeling van u bord (ontwikkelings verwyder verwyder weerstand wat nie aan UV -lig blootgestel word nie).

Stap 8: Ets

Gebruik u gunsteling etser-sorg dat u 'n bietjie nadink oor toekomstige wegdoen en oorweeg 'n groen proses, soos die etsproses van peroksied/koperchloried (dit is letterlik ook groen). En as u wil ingaan in die besonderhede van die chemie wat betrokke is, is hierdie bladsy vir u.

Stap 9: Trek af

Hiervoor benodig u natriumhidroksied (NaOH)-dit is die materiaal wat Brad Pitt gebruik om Edward Norton se hand in Fight Club te verbrand, dit los vet op en u vel bestaan grootliks uit vet, dus wees versigtig. Kontroleer die plaaslike huise vir chemikalieë-ek was gelukkig: my buurvrou maak seep, en ek het net gaan loer en gevra of ek 'n koppie loog kan leen!

Stap 10: Soldeermasker en syskerm

Dien soldeermasker toe deur die geëtste bord met 'n nuwe laag weerstand te skrop en weer te lamineer, verwyder dan die beskermende buitenste film en pas 'n tweede laag weerstand toe om die dikte te verdubbel. Maak nou bloot met stop- en syskermlae en ontwikkel soos voorheen (blootstelling kan effens langer neem as gevolg van ekstra dikte van weerstand). Bak ongeveer 10 minute in 'n broodrooster by 200-220 grade F (maak seker dat die bord styf is sodat die bak nie by die broodrooster bly nie). Haal die bord uit die broodrooster en gebruik 'n wit kryt om die teks op die seeskerm in te vul terwyl die bord nog warm is. Vee oortollige krytwas af met 'n handdoek en gebruik 'n tandestokkie om oortollige was uit groewe en spore te verwyder.

Stap 11: Soldeer plak sjabloon

As u so ver gekom het, het u seker 'n paar nagte laat drink en groot hoeveelhede koolzuurhoudende (en kafeïeneerde) drankies gedrink. As dit so is, gryp een van die koeldrankblikkies en sny die bokant en onderkant af met 'n skêr of 'n ligte skêr. Probeer om dit netjies te sny sonder rande. Sny dan in die lengte om 'n strook aluminium ongeveer 8 "by 4" te vorm. Hierdie strook sal baie krullerig wees, maar u kan dit nie 'buig' sonder om plooie te maak nie. Vir die volgende stappe kan u die krul hanteer, of u kan die metaal gloei deur dit in 'n broodrooster tot 450 ° F te verhit en dit dan stadig af te koel. Vervolgens moet u die binnekant en die buitekant van die blikkie met 220 tot 320 grint nat/droë skuurpapier skuur om die verf te verwyder (let op dat daar duidelike verf aan die binnekant van die blikkie is, anders kan die koeldrank daardeur vreet). U kan hiervoor 'n swaar verfstroper gebruik, maar skuurpapier lyk 'n bietjie groener. As u al die verf verwyder het, skrop u dit goed met SoftScrub met bleikmiddel om elke spoor olie te verwyder. Vervolgens moet u aan beide kante 'n fotolak met laminaat lê, net soos met die PCB. Maak u kunswerke met die tcream-laag soos voorheen, maar moenie hierdie keer negatiewe aspekte maak nie-die uitset van Eagle is reeds negatief! Maak twee transparante elk aan die voor- en agterkant (en spieël die voorkant sodat die toner reg teen die weerstand is). Ontwikkel soos voorheen en ets in verdunde HCl. Ek het die HCl tot ongeveer 50% verdun (gooi suur in water, nie andersom nie). Die ets sal stadig begin totdat die oksiedlaag verwyder is, en dan aansienlik versnel. Moenie te vinnig ets nie, anders word die bord warm en die weerstand kom af. As u die weerstand op sy plek laat, het u 'n stensil van ~ 5 mil, of u kan die strook stroop om 'n stensil van ~ 2 mil te kry-maar pasop, NaOH val die aluminium aan met net 'n bietjie minder hardnekkigheid as die HCl (afhangende van konsentrasies). Gebruik dan u mislukte planke (u behoort nou al 'n paar hiervan te hê) om 'n soldeerpasta -mal op te rig. Pas die soldeerpasta toe met 'n verfskraper of iets dergeliks, plaas u onderdele en gaan voort met die terugvloei …

Stap 12: Vloei terug

Hier is baie eenvoudige dinge: verhit tot soldeerpasta smelt en dan afkoel. Gebruik 'n taamlik stewige koper- of aluminiumplaat om die hitte eweredig oor die bord te versprei. Sodra al die soldeer gesmelt is, haal die metaalplaat van die kookplaat af en plaas dit op 'n koellichaam om die temperatuur vinnig terug te bring-sementmotorhuisvloere werk uitstekend-maak seker dat u oondmitte gebruik (maar moenie koekies bak nie saam met hulle daarna). Miskien moet u 'n paar oorbrugde verbindings opruim nadat u weer gevloei het. Gebruik hiervoor net soldeerlont en baie vloeistof (ek hou van Orange Crush). Pas krag toe en vuur dit aan! BTW, ek het die temperatuur per ongeluk te hoog op die eerste bord laat styg en het 'n koel kleurverloopeffek op die soldeermasker gekry (sien die inleiding). Ek dink die komponente was nog in spesifikasies, maar ek het destyds nie 'n goeie hitteverspreider onder nie, so ek kan nie seker wees dat die sonde dieselfde temperatuur gelees het as wat die bord sien nie. Die bord lyk tot dusver in orde, maar dit is maklik-nie waar nie? Hou my komende webwerf IncoherentLabs.com dop. Geniet dit nou en gaan red die wêreld!