SMD trükkplaatide valmistamine kodus (fotoresisti meetod): 12 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

PCBde valmistamine kodus on tõenäoliselt surev kunst, kuna üha enam trükkplaatide tootmisega tegelevaid ettevõtteid trükib teie trükkplaadi ja laseb need teile mõistliku hinna eest koju toimetada. Sellegipoolest osutub PCB -de valmistamise oskus prototüüpide tegemisel või kahjustatud vooluringi asendamisel kasulikuks, mille saatmine võtab nädalaid. Samuti võivad PCB söövitamiseks vajalikud oskused olla kasulikud paljude muude loomingulise kujundusega materjalide söövitamisel.

Selles juhendis näitan teile, kuidas ühepoolset tahvlit söövitada, jootmismaski kanda ja mõned SMD komponendid jootma, et teha mõne WS2812B RGB LED -i testplaat.

Samm: materjalid:

Siin on nimekiri kõigist materjalidest, mida vajate oma trükkplaadi söövitamiseks ja täitmiseks.

• Vasega kaetud plaat*
• Alkohol
• Atsetoon
• Plastist salv
• Etchant **
• Plaadi komponendid
• Inkjet või LaserJet läbipaistvad lehed
• Pintsettide komplekt
• Jootmisjaam kuumaõhupüstoliga (SMD jaoks)
• Fotoresist
• Flux
• Joodav punutis
• Jootepasta
• Jootmismask

*Klaaskiust vaskplaatidega plaate ei soovitata kasutada, kuna nende lõikamine võib olla pisut keeruline.

** Kasutasin 2: 1 vesinikperoksiidi ja HCl lahust, vastavalt 3% ja 30%.

Samm: kujundage oma vooluring

Vooluahela kujundamiseks on saadaval palju programme. Kõige rohkem kasutan Eagle'i, mis ei pruugi olla nii arenenud kui mõni muu PCB tarkvara, kuid see on tasuta ja hõlpsasti kasutatav. See võimaldab teil luua kuni kahekihilisi tahvleid. Eagle'i ostis hiljuti Autodesk, seega võib see tulevikus professionaalses valdkonnas rohkem aktuaalsemaks muutuda.

Kui te pole PCB disainiga tuttav, soovitan teil vaadata teisi juhendeid, samuti on YouTube'is suurepäraseid õpetusi, näiteks Jeremy Blumi õpetusi.

Pildil näete, kuidas vooluring välja näeb pärast selle lõppu. Sel juhul kasutatakse seda vooluringi mõne WS2812B LED -i testimiseks.

Lisasin Eagle'i failid juhuks, kui soovite vooluringi salvestada või muuta.

Samm: eksportige peegeldatud PCB negatiivne

Kahjuks pole Eagle'il võimalust enne printimist vooluringi värve ümber pöörata, seega on vaja teha mõningaid täiendavaid samme.

Kui olete oma ringkäigu lõpetanud, valige jäljed, padjad ja muu kraav, mida soovite söövitada, seejärel eksportige see PDF -failina. Tehke sama ainult padjadega, seda kasutatakse jootmismaski paljastamiseks.

Eagle väljastab PDF -i eraldusvõimega 600 dpi, mis on tavaliselt teie printeri sama eraldusvõimega, seega pole suuruse muutmine vajalik.

PDF -faili värvide ümberpööramiseks kasutasin Gimpi. Avasin faili eraldusvõimega 600 dpi* ja hakkasin värve ümber pöörama, valides vooluahela ja kasutades pööramistööriista. Kleepisin kõrvale ka padjad, et see korraga printida.

Lisasin PDF -faili juhuks, kui soovite seda vooluringi printida, ei tohiks suurust muuta.

* Hoiatus! Kui muudate redigeerimistarkvaras muud eraldusvõimet kui 600 dpi, muutuvad printimisel suurused, mida on raske parandada. Veenduge ka, et teie vooluahel oleks peegelpildis, nii et seda saaks ümber pöörata ja tooner või tint vastu plaati suruda.

4. samm: valmistage kile ette

Pärast seda, kui olete veendunud, et kõik komponendid sobivad paberil ilusti ahelale, trükitakse vooluring ja padjad läbipaistvusele.

Sageli ei piisa ühest läbipaistvusest, võib ilmneda auke, mis lasevad valgust läbi, jättes avatud alad sinna, kuhu me neid ei soovi. See võib olla suur probleem, mida saab hõlpsasti lahendada, virnastades peale teise läbipaistvuse.

Kiled liimitakse epoksiidiga ja joondatakse ning epoksiid jäetakse tahkuma. Läbipaistvuse asetamine tasase pinna alla on hea mõte, nii et läbipaistvus on pärast epoksüüdi kõvenemist täiesti tasane. Ülejääk kärbitakse enne järgmise sammuga jätkamist.

Samm: valmistage juhatus ette

Vasega kaetud plaat on mõlemalt poolt skooritud ja purustatud suurusega. Seda puhastatakse ka punktpadja ja seebiga, et pind jääks läikiv ja puhas. Alkoholi saab kasutada ka jääkide puhastamiseks.

Veenduge, et laual poleks tolmu ega sõrmejälgi, sest kõik jäägid määravad järgmise sammu edukuse.

6. samm: kleepige fotoresisti film

Lõika väike tükk fotoresistkile. Film koosneb kolmest kihist, plastikust peal ja all ning fotoresisti kemikaalist, mille keskosas on kiht. Kile eraldamiseks panin servale kaks tükki müügilinti ja tõmbasin need siis lahti, eraldub selge kile ja see visatakse ära, kleepuv pool (see, millel on avatud fotoresist) kleepub plaadile kergesti ilma õhumullideta.

Kile täielikuks kleepimiseks plaadile tuleb rakendada veidi soojust. Modifitseeritud laminaator on sageli eelistatud meetod, kuid triikraud või elektripliit võivad samuti töötada. Minu puhul kasutan oma köögis elektripliiti. Vahepeal kasutatakse paberitükki, et vältida plastkile liigset kuumenemist.

7. samm: paljasta fotoresist

Läbipaistvus kleepub fotoresisti külge veetilga abil. Seejärel puutub see kokku UV -kiirgusega.

Tähtis on, et läbipaistvusel olev tint või tooner puutuks kokku plaadiga, vastasel juhul võib valgus kile ja plaadi vahele rippuda ja põhjustada mõningaid defekte.

Kokkupuuteaeg sõltub teie UV -kiirguse allika tugevusest. Minu puhul piisab 30 sekundist minu isetehtud PCB eksponeerijas. Tavalise CFL -lambipirni puhul võib kuluda mitu minutit.

8. samm: eemaldage eksponeerimata fotoresist

Kui trükkplaat on paljastatud, eemaldatakse läbipaistvus ja fotokindel plastkile eemaldatakse. Fotoresist on kõvastunud ja jääb plaadi külge kinni.

Valgustamata fotoresist eemaldatakse 1% naatriumkarbonaadi lahuses. Valgustamata alade kiireks lahustamiseks on vaja pintslit. Vaskplaat peaks olema pärast seda nähtav.

Kui see on tehtud, puutub plaat uuesti kokku UV -valgusega, et fotoresist täielikult kõvastuda ja söövitamiseks ette valmistada.

*Naatriumkarbonaati tuntakse ka pesusoodana. Kui teil pole juurdepääsu naatriumkarbonaadile, saate seda teha, kuumutades paar tundi 200 ° C ahjus naatriumvesinikkarbonaati (söögisoodat).

9. samm: tahvli söövitamine

Plaat söövitatakse vesinikperoksiidi ja HCl (Muriatic Acid) 2: 1 lahuses, tavaliselt kulub umbes 10 minutit. Seejärel eemaldatakse fotoresist, kastes plaadi atsetooni, kuni see koorub.

Plaadi servad on lõpuks trimmitud ja lihvitud. Pärast plaadi söövitamist viiakse läbi järjepidevuse kontroll, et tagada lühiste puudumine.

Samm: jootmismaski pealekandmine

Plaadi keskele kantakse suur jootmismask. Läbipaistvus on peal kinni ja joote maskimass pigistatakse ühtlaselt. PCB paljastamiseks kasutatakse sama protsessi nagu varem. Valgustamata jootmismask eemaldatakse kraanivee ja harjaga.

Mõnel juhul võib jootmismask läbipaistvuse külge jääda, nii et vahele jääb polüpropüleenkile tükk. Tahvli puhastamine alkoholi ja paberrätikuga muudab selle üsna läikivaks.

Jootmismaski pealekandmine võib olla natuke keeruline, nagu näete, on mõned laigud maha koorunud, kuid see on vastuvõetav.

11. samm: komponentide jootmine

Igale padjale kantakse natuke jootmispastat. SMD komponendid asetatakse padjadele. Ärge muretsege, kui see tundub segadusena, pärast kuumutamist tõmbab sulatatud tina pindpinevus komponendid otse. Jootmismask hoiab ära jootmise kleepumise mujale kui padjad.

Komponente kuumutatakse kuumutuspüstoliga temperatuuril 300 ° C paar sekundit, kuni jootepasta sulab. Seejärel lastakse mitu minutit aeglaselt jahtuda. Võib kasutada ka teisi meetodeid (tagasivool, kuumutusplaat …).

Mõned tihvtide päised on joodetud vooluringi enne testimist leivaplaadil.

12. samm: valgusdioodide testimine

LED -ide juhtimiseks kasutatakse lihtsat Arduino programmi koos FastLED -koguga. WS2812B LED -ide hea külg on see, et nad ei vaja takistit, kuna voolu reguleerib sisemine IC. Terve massiivi saab juhtida ka ühe sisendiga.

See väike testplaat on edukalt valminud ja on aeg suuremate projektidega edasi minna.

Kui teile see projekt meeldis ja soovite näha mõne siin käsitletud teema kohta põhjalikumaid juhendeid, siis meeldige see juhend ja kaaluge sellele LED-võistluse poolt hääletamist.

Tänan vaatamast!