Ubojite PCB -ove: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Ovo uputstvo prikazuje postupak izrade tiskanih pločica sa značajkama čak i do 0,005 pogodnim za LQFP ili QFN IC -ove pomoću fotootpora negativnog suhog filma. To će vam omogućiti rukovanje gotovo svim dostupnim integriranim krugovima-čak i nizom kuglastih rešetki! Na slici su ploče s paketima TSSOP-14, QFN-40 koji koriste razmak od 0,65 mm i fleksibilne utičnice bez sile umetanja s nagibom od 5 mm.

Korak 1: Pozadina

Nakon što sam neko vrijeme eksperimentirao s kućanskim PCB obradom, napokon sam razradio proces koji daje razumno dosljedne rezultate koji zapravo izgledaju prilično dobro. Proveo sam puno vremena pokušavajući koristiti metodu prijenosa tonera s različitim stupnjevima uspjeha (u redu, različiti stupnjevi kvara mogu biti točniji). Isprobao sam i Philmore/Datak sprej protiv fotootpornosti s negativnim fotografijama sa dosljedno užasnim rezultatima (stvari su na kraju otopile raspršivač koji je došao s njim i procurile su posvuda). Nije zelena i ne preporučuje se. Sada sam mogao kupiti unaprijed osjetljive ploče i uštedjeti mnogo problema, ali smatram da je materijal preskup za količinu ploča koje proizvodim. Na kraju sam pokušao odoljeti suhom filmu i neću se vratiti! Neću ulaziti u zamršenost shematskog snimanja ili bakropisa jer su te teme dobro pokrivene drugim instrukcijama. Ne koriste se hlapljivi spojevi-samo jednostavne baze koje se mogu učiniti ekološki sigurnim filtriranjem krutih tvari i neutraliziranjem s HCl (pogledajte upute proizvođača o pravilnim postupcima odlaganja). Ovaj postupak, u kombinaciji s procesom jetkanja peroksidom/bakarnim kloridom, čini ekološki odgovoran, razvojni proces razvoja zelenih PCB -a. Ako niste isprobali metodu prijenosa tonera, učinite to. Osim ako niste blagoslovljeni čarobnim tonerom i/ili papirom, metoda otpornosti na suhi film donijet će bolje rezultate, ali proces je malo složeniji. Ako ste zadovoljni rezultatima prijenosa tonera, svakako se pridržavajte te metode. Naravno, vrijede standardna upozorenja: Nagrizanje PCB-a i obrada suhim filmom uključuju kaustične materijale-svakako koristite zaštitnu opremu i imajte pri ruci stanicu za ispiranje očiju (ili barem kantu vode). Također imajte na umu da razvijanje i skidanje suhog filma uključuje jake baze-držite ih podalje od kemikalija za jetkanje ili mogu reagirati burno. Do sada sam upotrijebio tri vrste otpora za suhi film, od kojih su sve bile dobre:- MG Chemicals 416DFR Suhi film otporan oko 20,00 USD za 12 "na 5 stopa u Frysu, Altexu i na internetu. MG je odbio citirati veće količine i neće otkriti proizvođača svog filma.-Dupont Riston M115 dostupan na Think & Tinkeru Odličan otpor, mnogo ekonomičniji od MG-a ako želite veće količine (12 "x50ft za 96,75 USD, 12" x100ft za 116,26 USD). Izvanredna odjeća, vrlo korisni, ljubazni ljudi i puno sjajnih informacija. Sjajna stranica!-Kolon Dry Film Resist korejski proizvođač prodaje se za nešto manje od Think & Tinker's Ristona, ali s najmanje 500ft kućišta. Ono što će vam trebati- Laserski pisač- Laminator za dom/ured- Prozirnice za laserski pisač- Ljepilo u spreju- Negativno suho folijsko fotootporno- Razvojni programer (natrijev karbonat) - Otpor Striper (natrijev um hidroksid)- Stakleni listovi- Prozirna traka- Žuta svjetlost grešaka- Područje zaštićeno od svjetla Neobavezno- Vakuumska vrećica ili okvir vakuuma- Kolimirani izvor izlaganja UV zračenju- Rotirajući trimer za papir- Vodič za osjetljivije osjetljivosti u 21 korak za kalibraciju

Korak 2: Izradite umjetničko djelo

Pretpostavljam da ste snimili svoju shemu i postavili svoju tiskanu ploču u nešto poput Eaglea-ako ne znate o čemu govorim, bolje je da počnete s učenjem shematskog snimanja i izgleda PCB-a. Nakon što postavite PCB, morat ćete stvoriti negativne foto maske. Negativna foto maska je prozirnost koja je jasna gdje želite bakar, a crna tamo gdje želite ukloniti bakar. Jedan savjet: ako ste stekli naviku da svoje slojeve PCB -a punite zemljanim ili energetskim ravninama, uštedjet ćete mnogo tonera. Također imajte na umu da svoj izgled PCB -a možete postaviti u Eagleu pomoću naredbe group copy ako nema pridružene datoteke sheme (u protivnom će se žaliti da to morate učiniti u shemi "). Pronašao sam proces preokretanja boja u vaš će ispis biti iznenađujuće težak, ali na kraju sam se odlučio za ovaj prilično jednostavan pristup koristeći softver za vektorsko crtanje otvorenog koda Inkscape: 1. Provjerite jeste li odabrali samo slojeve potrebne za jetkanje (npr. Gornji/Donji, Jastučići, Vijase). 2. Za ispis u PDF datoteku upotrijebite Eagle -ovu funkciju ispisa. Iako ispisujemo na prozirnim folijama, ipak ćete htjeti zrcaliti gornji sloj tako da ispisanu stranu postavite najbliže ploči i spriječite krvarenje. još niste instalirali Inkscape, preuzmite ga i instalirajte odmah.4. Otvorite PDF u Inkscapeu (prihvatite zadane parametre učitavanja).5. Otvorite okno Slojevi (Sloj izbornika: Slojevi). 6. Pritisnite gumb + za dodavanje sloja. Dajte mu ime kako god želite (ja sam svoje nazvao "b").7. Kliknite strelica prema dolje za pomicanje novog sloja na dno.8. Odaberite alat pravokutnika s okna alata.9. Desnom tipkom miša kliknite uzorak plave boje pri dnu zaslona i odaberite Postavi hod.10. Desnom tipkom miša kliknite uzorak sive boje i odaberite Postavi ispunu.11. Pritisnite i povucite da biste nacrtali pravokutnik oko ploče.12. Odaberite alat sa strelicom, zatim odaberite i povucite svaku stranu pravokutnika desno do ruba ploče. Zaslon bi trebao izgledati otprilike ovako: 13. Desnom tipkom miša kliknite crni uzorak pri dnu zaslona i odaberite Postavi ispunu. Ponovno desnom tipkom miša kliknite crni uzorak i odaberite Postavi hod.14. Pritisnite ikonu oka u paleti slojeva da biste isključili b sloj.15. Pritisnite i povucite za odabir ploče (ili kliknite ikonu za odabir svih vidljivih na alatnoj traci).16. Negirajte sliku (Učinci izbornika: Boja: Negativno) 17. Ponovno kliknite ikonu oka za b sloj. Sada biste trebali imati ovako nešto: 18. Pritisnite Spremi-Kao, zatim promijenite vrstu datoteke u PDF putem Kaira i dodajte _out u naziv datoteke (npr. Test_out.pdf) kako ne biste prepisali izvornik.19. Ponovno kliknite Spremi-Kao za spremanje kao zadani SVG format.

Korak 3: Napravite folije

I ovaj dio bio je pravi izazov. Problem je u tome što većina laserskih pisača ne daje stvarno tamne otiske, pa dio svjetla propušta kroz crna područja. Isprobao sam mnogo pristupa za selektivno zatamnjivanje tonera: markeri za suho brisanje, tinta s tamponom, bojice, ugljen, grafit, omekšavanje/zagrijavanje + dodatna primjena tonera itd. Ništa od toga nije uspjelo. Evo što mi dosljedno radi:

1. Počnite s malim umjetničkim djelima-rotirajućim trimerom za papir režem prozirne listove na četvrtine (4,25 x 5,5) 2-3 lista odjednom. Mala umjetnička djela su bolja jer će se smanjiti izobličenja povezana s toplinom u prozirnom materijalu. 2. Otvorite PDF iz posljednjeg koraka pomoću programa Adobe Reader i ispišite na laserskom pisaču s vašim prozirnim listovima. Za svoj pisač (Brother HL-5250DN) koristim sljedeće postavke: Korisnički definirana veličina papira (4,25 x 5,5), bez dupleksa, ručno ulaganje, 1200 dpi, Najtamnija gustoća. Veliki savjet ovdje: Možete imati više kopija istog pisača instaliranog u sustavu Windows, pa dodajte novi pisač pod nazivom PCB_Laser kao duplikat vašeg postojećeg laserskog pisača, a zatim desnom tipkom miša kliknite i prema zadanim postavkama izmijenite zadane postavke za ispis transparentnosti PCB-a. 3. Ispišite gornje i donje umjetničko djelo. Držite umjetničko djelo do svjetla: Vidite li svjetlo koje prodire kroz crna područja? Ako su vaši rezultati slični mojima, imat ćete dovoljno procjeda da izazovete probleme sa otporom. Imajte na umu da doista trebate imati neke veće crne površine kako biste točno ocijenili gustoću tonera. Ako ste blagoslovljeni super gustim tonerom, prijeđite na 8. korak. U suprotnom slučaju ispišite drugu kopiju svake prozirnice. 4. Zatim vam je potreban improvizirani svjetlosni stol za poravnavanje umjetničkog djela. To može biti jednostavno kao komad papira zalijepljen na prozor obasjan suncem, ili plitki pladanj sa svjetlom veličine hokeja koji je prekriven listom papira i staklenim oknom. Pozadinsko osvjetljenje skenera čini sjajan svjetlosni stol. Samo pokrenite skeniranje u transparentnom/negativnom načinu rada-velika je vjerojatnost da će pozadinsko osvjetljenje ostaviti uključeno nekoliko minuta nakon skeniranja, a zatim uklonite poklopac i preokrenite ga. Upotreba povećala na glavi značajno će vam pomoći u usklađivanju vašeg umjetničkog djela. 5. Zatim ćemo povezati parove prozirnosti (2x na vrhu, 2x na dnu) kako bismo udvostručili gustoću tonera. Da biste to učinili, uzmite jednu kopiju svake prozirnosti i nanesite ljepilo u spreju na stranu tonera. Možete vidjeti koja je toner strana promatranjem refleksije svjetla s površine prozirnice; toner na strani tonera izgleda dosadno. 6. Postavite prozirnu foliju premazanu ljepilom, okrenutu prema dolje na svjetlosni stol-možda ćete htjeti labavo zalijepiti uglove ovog lista na svjetlosni stol (presavijte traku na kraju tako da je možete lako odlijepiti) poslije). 7. Pažljivo poravnajte (registrirajte) prozirnu foliju prekrivenu ljepilom s prozirnom folijom bez premaza. Kad se poravnaju, čvrsto pritisnite kako biste prilijepili dva lista. 8. Provucite prozirne folije kroz laminator na najhladnijem položaju da trajno povežete slojeve. 9. Poravnajte gornje i donje umjetničko djelo (sa stranom tonera) i čvrsto zalijepite traku ostavljajući dovoljno prostora za umetanje PCB-a između njih. Alternativno, ako imate obrub koji je udaljen najmanje centimetar oko ploče, možete nanijeti ljepilo u spreju na traku od 1/2 "uz dva ruba tako da ostatak maske prekrijete kutom papira-samo Pazite da ne bude manje od 1/4 "između ljepljive trake i ruba ploče.

Korak 4: Pripremite bakar

Pažljivo očistite materijal obložen bakrom podlogom za ribanje i sredstvom za ribanje koje sadrži izbjeljivač (npr. Meko piling s izbjeljivačem). Ošmirglajte mokrim/suhim brusnim papirom granulacije 320 ili 400 da biste hrapavili površinu i osigurali pravilno prianjanje. Osušite ploču pazeći da ne dodirnete ploču bez rukavica (kako biste spriječili prenošenje ulja sa kože na ploču).

Korak 5: Laminat

Postoji nekoliko različitih mogućih pristupa laminiranju PCB -a. MG Chemicals predlaže pristup presvlačenjem i laminatom. Drugi predlažu korištenje topline ili vode (ili oboje) za pričvršćivanje otpornog materijala na PCB prije laminiranja. Imao sam sreće s ovim pristupom: 1. Neka vaše radno područje bude zaštićeno od svjetla: Uključite svjetlo za greške i isključite sve fluorescentne ili> 40 W žarne niti 2. Izrežite materijal laminata 1/2 inča veći od ploče (dvostruko duljinu ako radite dvostranu ploču) 3. Pažljivo odlijepite samo pola centimetra unutarnje folije (uvijek na unutarnjoj strani uvojka) 4. Pažljivo poravnajte laminat pazeći da laminat potpuno prekrije ploču s obje strane (ako je dvostrano). 5. Prvih pola inča izloženog laminata pritisnite na ploču. 6. Pažljivo povucite preostali unutarnji sloj za pola centimetra prema dolje, istodobno pritiskajući izloženi laminat na ploču. Pazite da ne unesete bore. Ako je potrebno, nastavite prema stražnjoj strani na sličan način. 8. Provucite ploču kroz laminator (nakon što je laminator potpuno na temperaturi). Preokrenite se i ponovno prođite kroz laminator.

Korak 6: Otkrijte

Postavite laminiranu PCB pločicu između unaprijed registriranih folija i čvrsto pričvrstite traku. Zalijepite Stouffer vodič za osjetljivost u 21 korak na otvoreni dio PCB-a ako namjeravate kalibrirati proces izlaganja. Umjetničko djelo želite čvrsto pritisnuti na tiskanu ploču kako biste spriječili curenje svjetlosti pod svoje tragove. To možete učiniti s dva staklena lista ili, po mogućnosti, možete upotrijebiti vakuumsku vrećicu ili vakuumski okvir. Zatim ovaj sklop možete staviti na jaku sunčevu svjetlost oko 5-8 minuta po strani ili upotrijebiti neki drugi izvor UV zraka po vašem izboru. Imajte na umu da je, usprkos tijesnom uklapanju PCB-a i umjetničkih djela, kolimacija (stvaranje paralelnih svjetlosnih zraka) važna za postizanje finih tragova-pogledajte ovdje upute za izgradnju kolimiranog izvora UV svjetla.

Korak 7: Razvijte se

Slijedite upute proizvođača za pripremu otopine za razvoj (obično natrijev karbonat ili kalijev karbonat) i razvoj ploče (sredstva za uklanjanje otpora otporna na UV zračenje).

Korak 8: Etch

Upotrijebite svoje omiljeno jetkanje-samo razmislite o budućem odlaganju i razmislite o zelenom postupku poput procesa jetkanja peroksida/bakarnog klorida (također je doslovno zelen). A ako želite kopati po sitnim detaljima kemije u pitanju, ova je stranica za vas.

Korak 9: Skinuti

Za to će vam trebati natrijev hidroksid (NaOH)-to je ono što Brad Pitt koristi za spaljivanje ruke Edwarda Nortona u Fight Clubu, otapa masnoće, a vaša koža sastoji se uglavnom od masti, stoga budite oprezni. Provjerite lokalne kuće za opskrbu kemikalijama-imao sam sreće: moj susjed pravi sapun, pa sam samo svratio i pitao mogu li posuditi šalicu luga!

Korak 10: Maska za lemljenje i sitotisak

Nanesite masku za lemljenje trljanjem i ponovnim laminiranjem gravirane ploče novim slojem otpornika, zatim uklonite zaštitni vanjski film i nanesite drugi sloj otpora kako biste udvostručili debljinu. Sada izložite stop i slojeve sitotiska i razvijajte se kao i prije (izlaganje može potrajati malo duže zbog dodatne debljine otpora). Pecite u tosteru na 200-220 stupnjeva F oko 10 minuta (obavezno podignite dasku kako se otpor ne bi zalijepio za toster). Uklonite ploču s tostera i bijelom bojicom ispunite tekst na sitotisku dok je ploča još topla. Višak voska bojice obrišite ručnikom i čačkalicom uklonite višak voska iz utora i tragova.

Korak 11: Šablona za lemljenje paste

Ako ste dovde stigli, sigurno ste izvukli nekoliko kasnih noći i konzumirali obilne količine gaziranih (i kofeinskih) napitaka. Ako je tako, uzmite jednu od onih limenki sode i odrežite vrh i dno škarama ili laganim škarama. Pokušajte ga uredno izrezati bez neravnih rubova. Zatim prerežite uzdužno kako biste proizveli aluminijsku traku otprilike 8 "do 4". Ova će traka biti jako kovrčava, ali je ne možete "odviti" bez stvaranja bora. Za sljedeće korake možete se nositi s uvijanjem ili možete žariti metal zagrijavajući ga u tosteru na oko 450 stupnjeva F, a zatim ga pustite da se polako ohladi. Zatim morate brusiti unutarnju i vanjsku stranu limenke vlažnim/suhim brusnim papirom od 220 do 320 zrna kako biste uklonili boju (imajte na umu da je s unutarnje strane limenke prozirna boja-u protivnom bi soda progutala kroz nju). Za to možete upotrijebiti sredstvo za skidanje boja, ali brusni papir djeluje pomalo zelenije. Nakon što ste skinuli svu boju, dobro istrljajte SoftScrubom s izbjeljivačem kako biste uklonili svaki trag ulja. Sljedeći laminatni fotorezist s obje strane, baš kao što ste učinili s PCB -om. Napravite svoje umjetničko djelo koristeći sloj tcream kao i prije, ali ovaj put nemojte stvarati negativnosti-izlaz Eaglea već je negativan! Obavezno napravite dvije prozirne folije za prednju i stražnju stranu (i svakako preslikajte prednju stranu kako bi toner bio ravno u odnosu na otpor). Razviti kao i prije i nagrizati u razrijeđenoj HCl. Razrijedio sam HCl na oko 50% (uliti kiselinu u vodu, ne obrnuto). Nagrizanje će početi polako sve dok se ne ukloni oksidni sloj, a zatim se značajno ubrzati. Nemojte gravirati prebrzo jer će se ploča zagrijati i otpor će se odvojiti. Ako ostavite otpornik na mjestu imat ćete ~ 5 mil. Matricu ili ga možete skinuti da biste dobili ~ 2 mil. Matricu-ali oprez, NaOH će napasti aluminij sa samo nešto manje žilavosti od HCl (ovisno o koncentracijama). Sljedeće upotrijebite svoje neuspjele ploče (do sada biste ih već trebale imati) za postavljanje lemilice. Nanesite pastu za lemljenje strugačem za boje ili slično, postavite svoje dijelove i nastavite s obnavljanjem …

Korak 12: Promijenite

Ovdje su prilično jednostavne stvari: Zagrijte dok se tijesto za lemljenje ne otopi, a zatim ohladite. Svakako upotrijebite prilično čvrstu bakrenu ili aluminijsku ploču za ravnomjerno raspoređivanje topline po ploči. Nakon što se sav lem otopi, skinite metalnu ploču sa ploče za kuhanje i stavite je na hladnjak kako biste brzo smanjili temperaturu-cementni podovi u garaži odlično rade-samo pazite da koristite rešetke za pećnicu (ali nemojte peći kolačiće s njima poslije … ¦). Možda ćete nakon ponovnog postavljanja morati očistiti neke premoštene veze. Za to koristite samo fitilj za lemljenje i puno fluksa (sviđa mi se Orange Crush). Uključite napajanje i zapalite ga! BTW, slučajno sam previsoko povećao temperaturu na prvoj ploči i kao rezultat dobio efekt hladne boje s gradijentom na maski za lemljenje (vidi uvodnu sliku). Mislim da su komponente još bile u specifikacijama, ali u to vrijeme nisam imao dobar razdjelnik topline ispod njega, pa ne mogu biti siguran da je sonda očitavala istu temperaturu na ploči. Ploča se do sada čini u redu … Pa to je to-lako, a? Obavezno pogledajte moju nadolazeću web stranicu IncoherentLabs.com. Sada se zabavite i krenite spasiti svijet!