Tehke odavast UV -küünte kõvendamislambist sobiv PCB -säritusseade: 12 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Mis on ühist PCB tootmisel ja võltsküüntel? Mõlemad kasutavad suure intensiivsusega UV -valgusallikaid ja õnneks on neil valgusallikatel täpselt sama lainepikkus. Ainult need, mis on ette nähtud trükkplaatide tootmiseks, on tavaliselt üsna kulukad ja võltsküünte omad on mõnevõrra konkurentsivõimelisema hinnaga.

See juhend annab teavet selle kohta, kuidas sellist seadet kasutada odava valgusallika ehitamiseks, mis sobib erinevate trükiplaatide tootmisel esinevate UV -tundlike materjalide (nt kuivkilefotoresistent ja UV -kõvenev joodamask) eksponeerimiseks.

Lisaks sellele, et see ehitis on väga odav (umbes 20 dollarit kõigi vajalike materjalide eest), lahendab see ka mõned probleemid, mida olen näinud teistes intertubes seadmetes:

• Kollimeerimine: selleks, et lihtsalt paljastada üsna jämedate omadustega tahvlit, ei pea te seda tegema. Võite lihtsalt kasutada küünte kuivatit sellisena, nagu see on, ja nimetada seda päevaks. Kuid selleks, et paljastada väikseid funktsioone (selle saidi andmetel kuni 5 milliliitrit), peate veenduma, et kõik teie UV -kiired pärinevad samast suunast, mis on täpselt risti lauaga, mille paljastate.
• Valguse ühtlus kogu kokkupuute tasapinnal. Kujutage ette, et soovite paljastada tõeliselt suure tahvli, nt. A4 või Letter formaadis. Tahaksite kogu plaadile sama palju energiat, ilma kuumade või tumedate kohtadeta. Selleks peab energiaallikas olema kokkupuute tasandist teatud kaugusel ja vajate kas väga tihedalt pakitud UV-kiirguse allikat (näiteks UV-LED-id, mis võivad olla üsna kallid) või UV-allikate jaoks tõhusat peegelduskujundust. teil on käepärast, mille ma välja mõtlesin.
• Kokkupuuteaeg: mul pole aimugi, kui kiire see allikas on eelnevalt sensibiliseeritud positiivse vasega kaetud materjaliga, kuna ma pole seda kunagi kasutanud, kuid kuiva kile fotoresistiga tundub see tõesti kiire. Nagu kiiresti alla kahe minuti. Asi on selles, et ma ei ole tegelikult tulemuste nõuetekohaseks tõlgendamiseks kvalifitseeritud, nii et pean selle kohta veel paar arvamust koguma.

Ehkki see ehitis on väga odav, võimaldab see teil saavutada tulemusi, mis vastavad või (mõnel juhul) isegi ületavad kuni 10 korda kallimate seadmete tulemusi.

Samm: vajalikud tööriistad

• Tugevad käärid
• Mingisugune saag või (soovitavalt) CNC-ruuter helkurite mallide väljalõikamiseks
• Kuumast traadist vahtlõikur (väga lihtne valmistada!)
• Kuum liimipüstol
• Vana kruvikeeraja (sobib igasugune)
• Jootekolb, traadilõikur
• Kuuma õhu allikas. Tulemasin sobib küll, aga kuuma õhu ümbertöötlusjaam on mõnusam:)

2. samm: materjalid

• UV -kiirgusega küüntelamp nagu see
• 300x220x100mm tükk XPS -i või sarnast vahtplaati (kui te ei saa 100 mm kraami kätte, võite kasutada õhemat materjali, lihtsalt veenduge, et see oleks vähemalt ~ 60 mm)
• torumeeste alumiiniumlint
• traat
• kokkutõmbumistoru
• kaablisidemed
• jootma
• kleeplint
• kuum liimipulgad
• kaks vanametalli tükki, paks papp, trükkplaat või muu sarnane, vähemalt 110x60 mm suurune

3. samm: allalaadimine

Siin on helkurimalli tegemiseks vajalikud failid ja täiustatud kalibreerimisplaadi kujundus.

Helkurimalli jaoks on kaks g-koodifaili, üks freesimiseks ja teine laserlõikamiseks. Olemas on ka SVG. Tahvli kunstiteos on saadaval kotkafailina ja ümberpööratud PS -failina.

4. samm: rebige UV -küünte kõvenduslamp lahti

Esiteks peate küünte kuivatamise lambist saama valgustusseadmed ja trükkplaadi. Keerake kõik kruvid lahti, eemaldage kõik pistikud ja eemaldage kinnitusdetailide juhtmed, sest kõik need tuleb niikuinii pikendada.

Seejärel lõigake kinnitusdetailid korpusest välja. Veenduge, et te ei tee seda paigaldatud lampidega, vastasel juhul võivad need pidurdada! Te ei pea töötama ülipuhtalt, vaid olge ettevaatlik, et lõigata ära kogu üleliigne materjal küljelt, kuhu lamp sisse läheb, kuna see kleebitakse helkuri külge ja seega tuleb see loputada.

Samm: arvutage helkur ja tehke mall

Kui see pole teie asi, võite selle sammu vahele jätta, sest ma tegin seda teie jaoks.:)

Neile, kes tahavad teada, on siin:

Paraboolne helkur on tore viis paralleelsete kiirte fokuseerimiseks ühte punkti, kuid see töötab ka vastupidi.

Nagu olete juba märganud, ei ole küünelakikuivati UV -torud teie tavalised ümmargused luminofoorlambid, mille mõlemas otsas on üks kontakt, kuna neid kasutatakse enamikus kaubanduslikes harrastusüksustes.

Seega pole ka meie helkur tavaline paraboolikuju, vaid kaks kattuvat.

Siin on torude mõõtmised:

Toru läbimõõt = 11 mm

Toru nihe keskelt = 7,5 mm

Peegeldi kogulaius = 110 mm (pool säritustasandist)

Soovitud fookuspunkt = 12 mm (toru välimise seina ja helkuri seina vahele jääb umbes 6 mm. Sellest peaks piisama, kuna torud ei lähe väga kuumaks)

Tavalise, ühe parabooli puhul, mis tähendab järgmisi väärtusi:

Parabooli laius = 95 mm

Parabooli fookus = 12 mm

Parabooli võrrand (sh fookus) on järgmine:

y = x^2 / 4f kus x on pool laiusest või läbimõõdust, f on fookuskaugus ja y on kõrgus, mida me tahame teada.

Kui meie väärtused on ühendatud, näeb võrrand välja selline:

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

Seega on meie y punktis x = 47,5 47. Nüüd peame vaid joonistama kaks neist paraboolidest ja katma need 15 mm kaugusel. Selleks on erinevaid viise. Kasutasin freeCAD -i, mis pole ilmselt parim viis seda teha, nii et ma ei hakka sellesse süvenema.

Kui olete oma helkuri kuju graafiliselt esitanud, jääb üle vaid leida viis selle ülekandmiseks füüsilisele objektile, mida saab teha laserlõikuri, CNC -freesi või vanamoodsa freesaagi ja palju sõimu. Pidage meeles, et teie malli materjal peab taluma kuuma traadi lõikuri kuumust.

6. samm: lõigake helkur

Enne oma ainsa vahutüki lõikamist on hea mõte natuke harjutada. Samuti peaksite enne peegeldi tegeliku kuju lõikamist lõikama oma vahtplokist kõik muud süvendid, mida soovite (paigaldamiseks ja UV -lampide toiteplaadi paigaldamiseks). Paigaldusavasid saate teha, kuumutades tulemasinaga või kuumaõhupüstoliga vana kruvikeerajat ja torgates seda vahtu.

Kinnitage mallid vahtplaadi külge, nii et need oleksid üksteisele täpselt vastupidised. Selleks võite kasutada kuuma liimi, kuid olge ettevaatlik, et mitte liiga palju kasutada, nii et saate need maha, ilma et hiljem vahtu hävitaksite. Seejärel lõigake kuuma traadilõikuriga vaht mallide alt välja. Pange tähele, et teie kuuma traadi lõikepikkus peab olema vähemalt kogu reflektori laius, st 300 mm.

Kui üks pool helkurit on tehtud, eemaldage mallid ettevaatlikult ja kleepige need ülejäänud poole külge. Lõigake vaht välja, eemaldage mallid ja olete selle sammuga valmis.

Paar sõna traadilõikuri valmistamise ja kasutamise kohta:

Tegin väga lihtsa puidutükist, mõnest traadist ja elektrikitarrist E -nöörist (0,009, kui õigesti mäletan). Keeruline on sobiva toiteallika leidmine. Kui teil pole juurdepääsu laboripinki toiteallikale, peate katsetama, milline toiteallikas annab teile õige temperatuuri. Tundub, et veebis olevad inimesed on olnud edukad mitmesuguste seintüügaste või patareidega. Parim viis, mida olen näinud, on kasutada LiPo akut koos harjatud kiiruse regulaatori ja servotestriga. Ärge kasutage LiPo patareisid ilma kiiruse regulaatorita, kui te ei tea täpselt, mida teete, need võivad teile õhku lasta!

Siin on väga hea video, mis selgitab kogu asja üksikasjalikult.

7. samm: tehke helkur helkuriks

Kuigi UV-kiirgus on osa nähtavast valgusest, mis on meie ümber, on selle omadused nähtava valguse omadest üsna erinevad. Nähtava valguse jaoks sobiv peegel ei pruugi UV -kiirguse korral üldse töötada. Alumiinium on aga teadaolevalt UV -spektris väga peegeldav. Seetõttu kasutame seda helkuri katmiseks.

Kasutasin alumiiniumist torulukkseppide linti, mida on lihtne kasutada ja mis töötab reklaamitud viisil (st peegeldab UV -kiirgust), kuid maksab natuke (kuni 10 dollarit rull). Kui teil on kitsas eelarve, võite köögi alumiiniumfooliumist lahti saada, kuid ma ei soovita seda mitte lihtsalt sellepärast, et ma kujutan ette, et kortsus olevate asjade paigutamine on tohutu valu. Lisaks on torulukkseppide kleeplint isekleepuv, mis säästab teie peavalu, kui leiate mingi liimi, mis ei sula vaht, millest helkur on valmistatud.

Samm: kinnitage kinnitusdetailid

Nüüd saate lõpuks lambid kinnitusdetailidesse paigaldada. See on õige, paigaldate lambid enne kinnitusdetailide helkuri külge liimimist. Selle põhjuseks on asjaolu, et lampe on palju lihtsam reguleerida nii, et need oleksid helkuri fookuses, kui ilma neid paigaldamata.

Nüüd on see osa oluline:

Helkuri fookus on täpselt 12 mm kõrgemal helkuri sügavaimast punktist, nii et teie UV -torude keskpunkt peab olema sellele fookusele võimalikult lähedal. Pange tähele ka seda, et reflektor ei ole tegelikult üks parabool, vaid kaks kattuvat, kuna teie UV -lampidel on kaks paralleelset toru.

9. samm: juhtmestik

Kui kõik lambid on paigas, saate kõik juhtmed ühendada ja toiteploki paigaldada eelnevalt lõigatud süvendisse. Pikendage lampide juhtmeid ja isoleerige kindlasti kõik toitevõrku või kõrgepinget kandvad punktid.

Lülitage see testimiseks sisse ja kui kõik töötab, jätkake viimast sammu.

Samm: paigaldamine ja kalibreerimine

Et helkurite kollimeerivad ja homogeniseerivad efektid korralikult töötaksid, peate helkuri serva ja kokkupuute tasapinna vahele jääma umbes 40 cm kaugusele. Leidsin, et kõige lihtsam on paigaldada säri riiuli alla ja panna mu säritasand selle alla teisele riiulile.

PCB ja kunstiteoste hoidmiseks võite kasutada klaasilehte (parem kaks kokku kinnitatud) või vaakumlauda/kotti (vaieldamatult parim lahendus). Ma tegin keskmise suurusega sügavkülmikotist, plasttoru ja natuke kuuma liimi väga toore (kuid töötava) vaakumkoti. Kleepige kunstiteos oma tahvlile, pange see kotti, ühendage see mingi vaakumiga (odavaid akvaariumpumpasid saab muuta, töötab ka suur (> = 50 ml) süstal või kui kõik muu ebaõnnestub), torka voolik suhu ja ime:))

EDIT: Leidsin, et 60 ml süstal ja koduklambri klamber tegid ideaalse vaakumpumba. Vaata pilti!

Enne särituse kasutamist peate selle siiski kalibreerima, nii et teate, kui kaua eksponeerida. Ma tean kahte võimalust seda teha ja ainult ühte neist saab teha ilma lisakraami ostmata, seega arutan siin seda.

Tegin väikese (tõesti, see on pisike!) Tahvlipaigutuse, mis on tabel, mille ühes veerus on "loendur" ja teises kahaneva laiuse jäljed. Pärast eksponeerija soojendamist ~ 10 minutit (peate seda tegema iga kord, kui soovite tahvlit paljastada, et saada järjepidevaid tulemusi), hakkate tahvlit paljastama, välja arvatud "10 minuti" rida, mis on kaetud millegi läbipaistmatuga (nt plast kinkekaart, veenduge, et see oleks tõesti läbipaistmatu!). Ühe minuti pärast tõmbate kaarti natuke, et avastada rida "9 minutit" jne. Pärast paljastamist laske plaadil mõni minut (5–30) pimedas külmas kohas ja arendage seda nagu tavaliselt. Isegi ilma tahvlit söövitamata peaks teil olema pallimäng, mis näitab, kui kaua peate parima võimaliku tulemuse saavutamiseks oma plaate eksponeerima. Siin on pilt sellest, milline peaks olema korralikult paljastatud ja välja töötatud jälg.

Teine võimalus selleks on kasutada Stoufferi skaalat, nagu siin kirjeldatud.

Samm 11: Järeldused ja tunnustused

Kuigi tehases valmistatud trükkplaadid on hõlpsamini kättesaadavad kui kunagi varem, on veel mõned nišid, kus isetegemine on teostatav alternatiiv. Kujutage vaid ette, et vajate praegu valmistatud tahvlit või ainult ühte, kuid suurt, või paljusid iteratsioone, mida plaat arendamise ajal läbida saab. Sellistel juhtudel võib 10 laua valmistamine iga kord, kui seda vajate, mõnevõrra kallimaks minna, rääkimata sellest, et peate ootama +4 nädalat, kuni need teie ukse ette jõuavad.

Samuti on lugematuid võimalusi PCBde valmistamiseks kodus, sealhulgas isoleerimine ja tooneri ülekandmine, kuid traditsiooniline meetod (fotokeemiline töötlemine) annab parima tulemuse.

Selle juhendi ekspositsioon põhineb suuresti siin kirjeldatud UV -allikal, kuid nende disain on siiski kümme korda kallim kui see. Üks asi on nende disainil, kuid ma ei ole seda veel lisanud, on kollimatsioonivõrk, peamiselt seetõttu, et meie kohaliku tootjate ruumi laserlõikur oli nädalaid katki, nii et ma ei saanud seda teha. Võib -olla lisan ühe hiljem ja teatan tulemustest, kuid praegu olen selle üliodava ehituse tulemustega tõesti rahul.

Suureks inspiratsiooniallikaks olid ka suurepärased David Windeståli videod ja juhised saidil rcexplorer.se. Sellel mehel on tõesti hullud oskused!

Kui teil on kommentaare, parandusi või midagi, palun kommenteerige. Kui olete huvitatud minu muudest projektidest, saate vaadata minu ajaveebi.

12. samm: rohkem kalibreerimist ja reaalse maailma tulemusi

Esimene kalibreerimisplaadi disain, mille tegin, oli kiire ja räpane paigutus, mille tegin ilma sellele liiga palju mõtlemata. Kuid ma tahtsin teada saada, milleks mu uus säritaja tegelikult võimeline on, ja tegin täiustatud, seekord nelja vertikaalsete jälgede rühmaga, 7, 6, 5 ja 4 mil koos tühikutega. Pange tähele, et reklaamitud 5/5mil eraldusvõime pärineb esialgsest mõtlemis- ja näpunäidete disainist, millel on kollimatsioonivõrk. Nagu piltidelt näha, ei tundu see võrk 5/5mil saavutamiseks vajalik.

EDIT:

Tegin veel ühe kalibreerimisplaadi kujunduse, mille olin filmile eksponeerinud, et ükskord ja igavesti teada, mis on mis. Noh, nüüd ma tean. Isegi tõelise fotokunsti puhul on 5/5 mil on parim, mida praktiliselt võimalik saavutada. 4/4mil töötab, kuid sellel tasemel on oluline iga mustus ja minu kodulabor pole lihtsalt piisavalt puhas. Ei ole nii, et ma tavaliselt kasutan midagi väiksemat kui 10 milliliitrit (muidugi välja arvatud teatud jalajäljed), isegi siis, kui mul on tahvlid tehtud tehases.

Niisiis, kas ma olen rahul sellega, kuidas see välja kukkus? Vean kihla, et olen! Säritusühik alla 30 euro, mis on võimeline 5/5mil funktsioone (ja teoreetiliselt isegi rohkem), ainus puudus on see, et see pole päris nii sujuv kui need uued LED -kastid, mida kõik praegu ehitavad. Kuid kahtlemata palju odavam!