PCBs Killer: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

מדריך זה מדגים את התהליך לייצור מעגלים מודפסים עם מאפיינים קטנים עד 0.005 המתאימים למעגלי LQFP או QFN באמצעות פוטו -ריזר שלילי. זה יאפשר לך להתמודד כמעט עם כל סוג של מעגל משולב זמין-אפילו מערך רשתות כדוריות! בתמונה לוחות עם חבילות TSSOP-14, QFN-40 המשתמשות במגרש.65 מ"מ ושקעי גמישות של כוח הכנסה אפס עם מגרש של 5 מ"מ.

שלב 1: רקע

לאחר שהתנסיתי במשך זמן מה בפאב PCB ביתי, סוף סוף גיבשתי תהליך שמניב תוצאות עקביות למדי שנראות די טובות. ביליתי הרבה זמן בניסיון להשתמש בשיטת העברת הטונר בדרגות הצלחה שונות (בסדר, דרגות שונות של כישלון עשויות להיות מדויקות יותר). ניסיתי גם תרסיס נגד צילום שלילי של פילמור/דאטק עם תוצאות איומות בעקביות (בסופו של דבר החומר המיס את זרבובית הריסוס שהגיעה איתו ודלפה לכל עבר). לא ירוק ולא מומלץ. עכשיו יכולתי לרכוש לוחות רגישים ולחסוך הרבה צרות, אבל אני מוצא שהחומר יקר מדי עבור נפח הלוחות שאני מייצר. בסופו של דבר ניסיתי להתנגד לצילום סרט יבש ואני לא אחזור! אני לא מתכוון להיכנס למורכבויות של לכידה סכמטית או תחריט שכן הנושאים האלה מכוסים היטב על ידי הוראות אחרות. אין שימוש בתרכובות נדיפות-רק בסיסים פשוטים הניתנים לביטחון סביבתי על ידי סינון מוצקים ונטרול עם HCl (עיין בהוראות היצרן להליכי סילוק נכונים). תהליך זה, בשילוב עם תהליך תחריט של חמצן/קופריק כלוריד יוצר תהליך פיתוח PCB אחראי לסביבה, אם לא ניסית את שיטת העברת הטונר, עשה זאת. אלא אם כן התברכת בטונר ו/או נייר קסומים, שיטת ההתנגדות לסרטים יבשים תניב תוצאות טובות יותר, אך התהליך מעורב מעט יותר. אם אתה מרוצה מתוצאות העברת הטונר, בכל אופן, הישאר בשיטה זו. מטבע הדברים האזהרות הסטנדרטיות חלות: תחריט PCB ועיבוד סרט יבש כרוכים בחומרים קאוסטיים-הקפידו להשתמש בציוד מגן והיו לכם תחנת שטיפת עיניים בהישג יד (או לפחות דלי מים). שים לב גם שפיתוח והפשטת סרט יבש כרוכים בבסיסים חזקים-הרחק אותם הרחק מחומרים כימיים של התחריט שלך, או שהם עלולים להגיב באלימות. עד כה השתמשתי בשלושה סוגים של עמידות בפני סרט יבש, שכולם התפקדו היטב:- MG Chemicals 416DFR Film Film Resist כ- $ 20.00 עבור 12 "על 5 רגל ב- Frys, Altex ובאינטרנט. MG סירבה לצטט כמויות גדולות יותר, ולא תחשוף את יצרן הסרט שלהם.-Dupont Riston M115 זמין ב- Think & Tinker מעולה להתנגד, הרבה יותר חסכוני מ- MG אם אתה רוצה כמויות גדולות יותר (12 "x50ft עבור $ 96.75, 12" x100ft עבור $ 116.26). אאוטפיט יוצא מן הכלל, אנשים מועילים מאוד, ידידותיים והרבה מידע נהדר. אתר מצוין!-קולון יבש לסרטן היצרנית הקוריאנית נמכר בפחות מ- Think & Tinker's Riston, אך עם מינימום של 500 מטרים. מה תצטרך- מדפסת לייזר- למינציה ביתית/משרדית- שקופיות מדפסת לייזר- דבק ריסוס- צילום שלילי נגד תמונות יבש- עמיד בפני מפתח (נתרן פחמתי) - התנגדות להפשיט (סודי אום הידרוקסיד)- גיליונות זכוכית- קלטת שקופה- אור באג צהוב- אזור בטוח-אופציונלי- שקית ואקום או מסגרת ואקום- מקור חשיפה ל- UV מכווץ- גוזם נייר סיבובי- מדריך לרגישות סטופר 21 שלבים לכיול

שלב 2: צור יצירות אמנות

אני מניח שתפסת את הסכימה שלך ופרסת את ה- PCB שלך בדומה לנשר-אם אינך יודע על מה אני מדבר, מוטב שתתחיל בלמידת לכידה סכמטית ופריסת PCB. לאחר שתוציא את ה- PCB, יהיה עליך ליצור מסכות צילום שליליות. מסכת צילום שלילית היא שקיפות ברורה היכן אתה רוצה נחושת ושחור היכן אתה רוצה להסיר נחושת. רמז אחד: אם תרגל למלא את שכבות ה- PCB שלך במטוסי קרקע או כוח, תחסוך הרבה טונר. כמו כן, שים לב שאתה יכול לרצף את פריסת ה- PCB שלך ב- Eagle באמצעות פקודת העתקת הקבוצה אם אין קובץ סכמטי קשור (אחרת יתלונן שאתה צריך לעשות זאת בסכימה "). מצאתי את תהליך היפוך הצבעים ב- הפלט שלך יהיה קשה להפתיע, אך בסופו של דבר הסתפקתי בגישה פשוטה למדי זו באמצעות תוכנת ציור וקטור בקוד פתוח Inkscape: 1. ודא שבחרת רק את השכבות הדרושות לתחריט (למשל עליון/תחתון, רפידות, ויאס). 2. השתמש בפונקציית ההדפסה של Eagle לפלט לקובץ PDF. למרות שאנו מדפיסים על שקפים, עדיין תרצה לשקף את השכבה העליונה כדי למקם את הצד המודפס הקרוב ביותר ללוח ולמנוע דימום.3 אם עדיין אין לך את Inkscape מותקן, הורד אותו והתקן אותו כעת.4 פתח את קובץ ה- PDF ב- Inkscape (קבל את פרמטרי הטעינה המוגדרים כברירת מחדל).5 פתח את חלונית השכבות (תפריט שכבה: שכבות).6 לחץ על הלחצן + כדי להוסיף שכבה. תן לזה שם מה שאתה אוהב (קראתי לשלי "ב").7 לחץ החץ למטה כדי להזיז את השכבה החדשה לתחתית.8. בחר את כלי המלבן מחלונית הכלים.9. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על דוגמית הצבע הכחול בתחתית המסך ובחר הגדר שבץ.10. לחץ לחיצה ימנית על דוגמית הצבע האפור ובחר הגדר מילוי.11. לחץ וגרור כדי לצייר מלבן סביב הלוח שלך. בחר בכלי החץ, ולאחר מכן בחר וגרור כל צד של המלבן שלך ימינה לקצה הלוח. התצוגה אמורה להיראות בערך כך: 13. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הדוגמה השחורה בתחתית המסך ובחר הגדר מילוי. לחץ לחיצה ימנית שוב על הדוגמה השחורה ובחר הגדר שבץ.14. לחץ על סמל העין בלוח השכבות כדי לכבות את שכבת b. לחץ וגרור כדי לבחור את הלוח שלך (או לחץ על הסמל בחר הכל גלוי בסרגל הכלים).16. שלילת התמונה (אפקטים של תפריט: צבע: שלילי) 17. לחץ שוב על סמל העין של שכבת b. כעת אמור להיות לך משהו כזה: 18. לחץ על שמור בשם, ולאחר מכן שנה את סוג הקובץ ל- PDF באמצעות קהיר והוסף _out לשם הקובץ (למשל test_out.pdf) כדי לא להחליף את מסמך המקור.19. לחץ שוב על Save-As כדי לשמור כתבנית ברירת המחדל של SVG.

שלב 3: הכינו שקופים

גם החלק הזה היה קצת אתגר. הבעיה היא שרוב מדפסות הלייזר אינן מבצעות הדפסים כהים באמת, ולכן מעט אור דולף באזורים השחורים. ניסיתי הרבה גישות להכהות סלקטיביות של הטונר: סמנים למחיקת יבש, דיו כרית חותמת, עפרונות, פחם, גרפיט, ריכוך/חימום + יישום טונר נוסף וכו '. שום דבר מזה לא עבד. הנה מה שעובד בשבילי בעקביות:

1. התחל ביצירות קטנות-אני משתמש בגוזם נייר סיבובי כדי לחתוך גיליונות שקיפות לרבעים (4.25 x 5.5) 2-3 גיליונות בכל פעם. יצירות אמנות קטנות יותר טובות מכיוון שעיוותים הקשורים לחום בחומר השקיפות יופחתו. 2. פתח את קובץ ה- PDF מהשלב האחרון עם Adobe Reader והדפס למדפסת לייזר עמוסה בדפי השקיפות שלך. עבור המדפסת שלי (Brother HL-5250DN) אני משתמש בהגדרות הבאות: גודל נייר שהוגדר על ידי המשתמש (4.25 x 5.5), ללא דופלקס, הזנה ידנית, 1200 dpi, צפיפות כהה ביותר. רמז גדול כאן: תוכל להתקין מספר עותקים של אותה מדפסת ב- Windows, לכן הוסף מדפסת חדשה בשם PCB_Laser ככפיל של מדפסת הלייזר הקיימת שלך, ולאחר מכן לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני ושנה את ברירות המחדל לפי הצורך להדפסת שקיפות PCB. 3. הדפס יצירות אמנות עליונות ותחתונות. החזק את היצירה באור: האם אתה רואה אור מחלחל באזורים השחורים? אם התוצאות שלך דומות לשלי, יהיה לך מספיק חלחול בכדי לגרום לבעיות בהתנגדות שלך. שים לב שבאמת צריך כמה אזורים שחורים גדולים יותר כדי לשפוט במדויק את צפיפות הטונר. אם התברכת בטונר סמיך במיוחד, דלג לשלב 8, אחרת, הקפד להדפיס עותק שני של כל אחד מהשקיפים שלך. 4. בשלב הבא אתה צריך שולחן אור מאולתר כדי ליישר את הגרפיקה. זה יכול להיות פשוט כמו פיסת נייר המודבקת על חלון מואר בשמש, או מגש רדוד המכיל מנורה בגודל הוקי מכוסה בדף נייר וזכוכית. התאורה האחורית מסורק יוצרת שולחן אור נהדר. פשוט בצע סריקה במצב שקיפות/שלילי-רוב הסיכויים שהיא תשאיר את התאורה האחורית דולקת במשך מספר דקות לאחר הסריקה ואז הסר את המכסה והפוך אותו. השימוש בעדשת הגדלה המורכבת על הראש תסייע באופן משמעותי ביישור יצירות האמנות שלך. 5. לאחר מכן נקשר את זוגות השקיפות (2x עליון, 2x תחתון) להכפלת צפיפות הטונר. לשם כך, קח עותק אחד של כל שקיפות והנח דבק ריסוס על צד הטונר. אתה יכול לדעת מהו צד הטונר על ידי התבוננות בהשתקפות האור מעל פני השקיפות; הטונר נראה משעמם בצד הטונר. 6. הניחו את הטונר השקוף שאינו מצופה בצד הדפוק כלפי מטה על השולחן הקל-אולי כדאי להדביק באופן רופף את פינות הגיליון הזה לשולחן האור (לקפל את הקלטת בקצה כך שתוכל לצלוף אותו בקלות אחר כך). 7. יישר (רשם) בזהירות את השקיפות המצופה דבק עם השקיפות הלא מצופה. לאחר היישור, לחץ חזק כדי להדביק את שני הגיליונות. 8. העבירו את השקופים המיושרים דרך למינציה על ההגדרה הקרה ביותר כדי לצרף את השכבות באופן קבוע. 9. יישר את הגרפיקה העליונה והתחתונה (בצד הטונר פנימה) והדבק היטב כך שישאיר מספיק מקום להחליק את הלוח המודפס בין. לחלופין, אם יש לך גבול שגודלו לפחות אינץ 'סביב הלוח, אתה יכול למרוח דבק ריסוס לרצועה בגודל 1/2 אינץ' לאורך שני קצוות על ידי כיסוי שאר המסכה בפינת פיסת נייר-רק הקפד לא פחות מ 1/4 אינץ 'בין פס הדבק לקצה הלוח.

שלב 4: הכינו נחושת

נקו בזהירות את החומר עטוי הנחושת בעזרת כרית קרצוף ותרכובת ניקוי המכילה אקונומיקה (למשל Soft Scrub w/Bleach). מלטשים עם נייר זכוכית רטוב/יבש על 320 או 400 על מנת לחספס את פני השטח ולהבטיח התנגדות נאותה. מייבשים את הלוח תוך הקפדה לא לגעת בלוח ללא כפפות (למניעת העברת שמני עור ללוח).

שלב 5: לרבד

ישנן כמה גישות אפשריות שונות למינציה של ה- PCB. MG כימיקלים מציעה גישה לתיקייה ולמינציה. אחרים מציעים להשתמש בחום או במים (או שניהם) כדי לדבוק בחומר ההתנגדות ל- PCB לפני למינציה. היה לי מזל טוב בגישה זו: 1. הפוך את אזור העבודה שלך לבטוח בקלילות: הדלק את נורת החרקים וכבה כל ליבון ניאון או> 40 וואט 2. גזור חומר למינציה בגודל 1/2 אינץ 'מהלוח (כפול האורך אם אתה עושה לוח דו צדדי) 3. קלף בזהירות רק את חצי האינץ 'הראשון של הסרט הפנימי (תמיד בחלק הפנימי של התלתל) 4. יישר בזהירות את הרבד ולוודא שהרבד מכסה את הלוח לחלוטין משני הצדדים (אם דו צדדי). 5. לחץ על חצי הסנטימטר הראשון של הלמינציה החשופה ללוח. 6. משכו בזהירות את השכבה הפנימית הנותרת כלפי מטה בכל פעם חצי סנטימטר, תוך לחיצה בו זמנית על הרבד החשוף ללוח. היזהר לא להציג קמטים. המשך לצד האחורי באופן דומה במידת הצורך. 8. העבירו את הלוח דרך הלמינציה (ברגע שהמינציה עומדת במלואה בטמפרטורה). הפוך והעבר שוב את הלמינציה.

שלב 6: חשוף

הנח את הלוח הלמינציה בין השקפים הרשומים מראש והקלטת היטב. הקלט מדריך רגישות ל -21 שלבים מסוג Stouffer על קטע פתוח של PCB אם אתה מתכנן לכייל את תהליך החשיפה שלך. אתה רוצה ללחוץ את הגרפיקה בחוזקה אל הלוח המודרני כדי למנוע דליפת אור מתחת לעקבותיך. אתה יכול לעשות זאת עם שתי יריעות זכוכית, או, רצוי, אתה יכול להשתמש בשקית ואקום, או מסגרת ואקום. לאחר מכן תוכל למקם את מכלול זה באור שמש בהיר במשך 5-8 דקות לכל צד, או להשתמש במקור UV אחר לבחירתך. שים לב שלמרות ההתאמה ההדוקה של PCB ויצירות אמנות, הקלימציה (הפיכת קרני אור למקבילות) חשובה להשגת עקבות עדינים-עיין כאן להוראות לבניית מקור אור UV מקולקל.

שלב 7: פיתוח

עקוב אחר הוראות היצרן להכנת פתרון מפתח (בדרך כלל נתרן פחמתי או אשלגן פחמתי) ופיתוח הלוח שלך (פיתוח מסיר עמידות שלא נחשפות לאור UV).

שלב 8: חרוט

השתמש בחומר החביב המועדף עליך-רק הקפד להקדיש מחשבה לסילוק העתידי ולשקול תהליך ירוק כגון תהליך חריטת חמצן/קופריק כלוריד (הוא ממש ירוק גם כן). ואם אתה רוצה להתעמק בפרטים המכאיבים של הכימיה המעורבת, הדף הזה הוא בשבילך.

שלב 9: רצועה

לשם כך תזדקק לסודיום הידרוקסיד (NaOH)-זהו החומר בו משתמש בראד פיט לשרוף את ידו של אדוארד נורטון במועדון הפייט, הוא ממיס שומן, ועורך מורכב בעיקר משומן, אז היזהר. בדוק את בתי האספקה הכימיים המקומיים-התמזל מזלי: השכן שלי מכין סבון, אז פשוט קפצתי ושאלתי אם אפשר לשאול כוס לוט!

שלב 10: מסכת הלחמה ומסך משי

החל מסכת הלחמה על ידי קרצוף ולמידה מחדש של חריטת לוח חרוטה בשכבה חדשה של התנגדות, ולאחר מכן הסר את הסרט החיצוני המגן והחל שכבה נוספת של התנגדות להכפלת העובי. כעת חשפו עם שכבות עצירה ומסך משי והתפתחו כבעבר (החשיפה עשויה להימשך מעט יותר זמן בגלל עובי נוסף של ההתנגדות). אופים בטוסטר על 200-220 מעלות צלזיוס במשך כעשר דקות (הקפידו להרים את הלוח כך שההתנגדות לא תידבק לטוסטר). הסר את הלוח מהטוסטר והשתמש בעזרת עפרון לבן למילוי הטקסט על מסך המשי כשהלוח עדיין חם. נגב את כל שעוות העפרון העודפת במגבת והשתמש בקיסם כדי להסיר שעווה עודפת מחריצים ועקבות.

שלב 11: סטנסיל הדבק הלחמה

אם הגעת עד כאן, בוודאי משכת כמה לילות מאוחרים וצרכת כמויות אדירות של משקאות מוגזים (וקפאינים). אם כן, תפוס את אחת מפחי הסודה האלה וחתוך את החלק העליון והתחתון בעזרת מספריים או מספריים קלים. נסה לחתוך אותו בצורה מסודרת ללא קצוות מרופטים. לאחר מכן חותכים לאורך כדי לייצר רצועה של אלומיניום בגודל 8 על 4 ". רצועה זו תהיה מתולתלת מאוד, אך אינך יכול "לבטל" אותה מבלי ליצור קמטים. עבור השלבים הבאים, אתה יכול להתמודד עם התלתל, או שאתה יכול לחוש את המתכת על ידי חימום שלה בתנור טוסטר עד כ -450 מעלות צלזיוס ואז לתת לה להתקרר לאט לאט. לאחר מכן עליך לשייף את החלק הפנימי והחיצוני של הפחית בעזרת נייר זכוכית רטוב/יבש של 220 עד 320 על מנת להסיר את הצבע (שים לב שיש צבע שקוף בחלק הפנימי של הפחית-אחרת הסודה הייתה אוכלת דרכו). אתה יכול להשתמש בכמה חשפנות צבע כבדות בשביל זה, אבל נייר זכוכית נראה קצת יותר ירוק. לאחר שהורדת את כל הצבע, יש לשפשף היטב עם SoftScrub עם אקונומיקה להסרת כל עקבות שמן. הבא photoresist למינציה משני הצדדים בדיוק כמו שעשית עם PCB. הפוך את הגרפיקה שלך באמצעות שכבת tcream כפי שעשית בעבר, אך אל תעשה שליליות הפעם-הפלט של הנשר כבר שלילי! הקפד ליצור שני שקפים כל אחד מלפנים ומאחור (והקפד לשקף את החלק הקדמי כך שהטונר יעמוד ממש מול ההתנגדות). לפתח כמו קודם ולחרוט ב- HCl מדולל. דיללתי את ה- HCl לכ- 50% (שפכו חומצה למים, לא להיפך). התחריט יתחיל לאט עד להסרת שכבת התחמוצת, ואז יואץ באופן משמעותי. אל תחרוט מהר מדי, אחרת הלוח יתחמם וההתנגדות תצא. אם תשאיר את ההתנגדות במקומה יהיה לך שבלונה של ~ 5 מיל, או שתפשט את ההתנגדות כדי לקבל שבלונה של ~ 2 מיל-אך היזהר, NaOH תתקוף את האלומיניום עם קצת פחות עקשנות מאשר ה- HCl (תלוי בריכוזים). לאחר מכן השתמש בלוחות הכושלים שלך (אתה אמור לקבל כמה כאלה עד עכשיו) כדי להכין ג'יג להדביק הלחמה. מרחו את משחת ההלחמה בעזרת מגרד צבע, או דומה, הניחו את החלקים שלכם והמשיכו הלאה.

שלב 12: התחדשות

דברים די פשוטים כאן: מחממים עד שהדבק הלחמה נמס ואז מצנן. הקפד להשתמש בלוח נחושת או אלומיניום חסון למדי כדי לפזר את החום באופן שווה על הלוח. לאחר שכל ההלחמה נמסה, מורידים את צלחת המתכת מהפלטה ומניחים אותה על גוף קירור כדי להחזיר את הטמפרטורה במהירות-רצפות המוסך מלט עובדות מצוין-רק הקפד להשתמש בכוסות תנור (אך אל תאפה עוגיות איתם אחר כך … ¦). ייתכן שיהיה עליך לנקות כמה חיבורים מגושרים לאחר ההזרמה. לשם כך, פשוט השתמש בפתיל הלחמה והרבה שטף (אני אוהב Orange Crush). הפעל כוח והפעל אותו! לפני כן, בטעות העלתי את הטמפ 'גבוה מדי על הלוח הראשון וקיבלתי כתוצאה מכך את אפקט הצבע הצבעוני על מסכת ההלחמה (ראו את תמונת המבוא). אני חושב שהרכיבים עדיין היו במפרט, אבל לא היה לי מתחת למפיץ חום טוב אז, אז אני לא יכול להיות בטוח שהבדיקה קוראת את אותה הטמפ 'שהלוח ראה. הלוח נראה בסדר עד כה אם כי-ובכן זהו-קל אה? הקפד לצפות לאתר האינטרנט הקרוב שלי IncoherentLabs.com. עכשיו תהנו וצאו להציל את העולם!