نحوه ساخت PCB سفارشی با استفاده از حکاک لیزری کم مصرف: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

بیشتر توسط نویسنده دنبال کنید:

درباره: سازنده ، مهندس ، دانشمند دیوانه و مخترع بیشتر درباره IgorF2 »

در مورد ساخت PCB خانگی ، می توانید چندین روش آنلاین را بیابید: از ابتدایی ترین ، فقط با استفاده از قلم ، تا پیچیده تر با استفاده از چاپگرهای سه بعدی و سایر تجهیزات. و این آموزش مربوط به آخرین مورد است! در این پروژه من نحوه ساخت یک برد مدار چاپی با استفاده از برش لیزری کم هزینه و کم مصرف را نشان می دهم.

تا همین اواخر ، شما فقط یکی از آن ماشین ها را در فضاهای تولیدی یا سایر امکانات تجاری پیدا می کردید. آنها هزاران دلار هزینه خواهند داشت ، به طوری که یک سازنده معمولی نمی تواند برای خود داشته باشد. برخی از خدمات برش لیزری به صورت آنلاین نیز وجود دارد ، اما به نظر من آنها نمی توانند انتخاب خوبی برای نمونه سازی سریع باشند. خوشبختانه در حال حاضر چندین دستگاه حکاکی لیزری به صورت آنلاین در دسترس هستند! اکثر آنها دارای لیزر کم قدرت هستند و ممکن است فقط برای حکاکی و حکاکی در سطوح مختلف (به عنوان مثال شیشه ، فلز یا چوب) استفاده شوند. سطح و قدرت لیزر آنها تنها بخشی از ماشین های حرفه ای هستند ، اما شروع خوبی برای سازندگان و علاقه مندان خواهد بود.

در این آموزش به شما نشان خواهم داد که چگونه از حکاک لیزری کم توان برای تولید برد مدار چاپی (PCB) استفاده کردید. اگر می خواهید اولین نمونه خود را از یک برد مدار بسازید (حداقل تا زمانی که نسخه بهتری را از تولید کننده آنلاین سفارش ندهید!) جایگزین خوبی خواهد بود.

می توانید برش لیزری را که استفاده کرده ام در پیوندهای زیر بیابید:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

آیا می دانید که می توانید یک کلاس عالی برش لیزری را در اینجا در Instructables پیدا کنید؟ آن را بررسی کنید:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

_

با استفاده از سیستم های PCB ، می توانید از کد های موجود در سیستم خود استفاده کنید: به منظور استفاده از برنامه های اولیه ، استفاده از برنامه های کاربردی و برنامه های کاربردی سه بعدی و خارج از تجهیزات خود را استفاده کنید. Essse tutorial cai nesse último caso! Nesse projeto anu mostro como fabricar uma placa de circuito impresso utilisando uma cortadora a laser de baixa potência e baixo custo.

Até Recentemente، você só encontraria uma dessas máquinas em makerspaces or outras instalações comerciais. Eles custariam milhares de dólares، então um fazedor comum não seria capaz de ter uma própria. Você pode encontrar também alguns serviços de corte a laser on-line، mas، na minha opinião، eles não seriam a escolha perfeita para prototipagem rápida. به عنوان یک لیزر که بصورت آنلاین پخش می شود ، وجود دارد! A maioria delas têm lasers de baixa potência e podem ser usadas apenas para gravação em diferentes superfícies (vidro، metal ou madeira، por exemplo). Sua área de superfície e potência de laser são apenas uma fração das máquinas profissionais، mas são um bom começo para os fazedores e entusiastas. با استفاده از آموزش ، می توانید از یک دستگاه لیزری برای تقویت سیستم ایمنی بدن (PCB یا PCI) استفاده کنید. Pode ser uma boa alternativa se você tiver uma dessas máquinas ao seu alcance e quiser fazer um Primeiro protótipo e uma placa de circuito (به طور کلی به صورت آنلاین به صورت آنلاین برنامه ریزی می کنید!).

Você pode encontrar a gravadora a laser usada nesse آموزش بدون پیوند abaixo:

rebrand.ly/laserengraver-BGhttps://rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Você sabia que pode encontrar uma incraível aula de corte a laser aqui na Instructables؟ Confira:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

مرحله 1: ابزار و مواد

در این آموزش از ابزارها و مواد زیر استفاده شده است:

• حکاک لیزری 10 وات (پیوند / پیوند / پیوند). از این دستگاه برای چاپ نقشه مدار روی یک صفحه PCB مس خالی استفاده می شد.
• PCB مسی (پیوند / پیوند / پیوند). تابلوهای مدار خانگی معمولاً روی صفحات فنلی با روکش مس چاپ می شوند. تمام سطح تخته روکش شده است (در یک طرف یا هر دو). مس یک ماده رسانا است ، در حالی که بستر فنولیک نمی تواند الکتریسیته را هدایت کند. با حذف قسمت هایی از لایه مس ، می توان آهنگ هایی بین اجزا ایجاد کرد و برد مدار را ایجاد کرد.
• جوهر بر پایه آب PVC لاتکس. همانطور که بعداً در این آموزش خواهید دید ، من از جوهر مبتنی بر آب برای ایجاد ماسک در سطح PCB مسی استفاده کردم. این ماسک از حذف قسمتهایی از لایه مس توسط محلول کلرید فریک جلوگیری می کند.
• برس رنگ. یک لایه ضخیم رنگ باید روی صفحه مدار بمالید و یک برس رنگ در اینجا مفید خواهد بود.
• کلرید آهن. این به صورت نمک است و قبل از استفاده باید در آب حل شود. این محلول قادر به خوردگی مس است و آن را از سطح فنولی خارج می کند. ماسک بزنید و فقط قسمت هایی از صفحه مسی که در معرض محلول قرار دارند حل می شوند.
• سمباده. در پایان ، باید ماسک باقی مانده را از روی تخته بردارید. این کار را می توان به راحتی با استفاده از کاغذ سنباده انجام داد.

_

Os seguintes materiais e ferramentas foram usado nesse آموزش:

• Gravadora laser de 10W (پیوند / پیوند / پیوند). Esse equipamento foi usado para impressão do desenho do circuito em uma placa cobreada nova.
• PCB de cobre (پیوند / پیوند / پیوند). Circuitos caseiros s normalo normalmente impressos em placas cobreadas de fenolite، podendo ter um lado ou ambos revestidos com cobre. O cobre é um material condutor، enquanto o substrato de fenolite se comporta como isolante de eletricidade. Removendo-se partes da camada de cobre، pode-se criar trilhas entre os componentes، criando-se assim um circuito impresso.
• Tinta PVA base água. Como você vai ver posteriormente nesse tutorial، eu use uma tinta base água para criar uma máscara na superfície da placa cobreada. Essa máscara evita que partes da camada de cobre sejam ermovidas pela solução de cloreto de ferro.
• پنسل Uma camada de tinta precisará ser aplicada sobre a placa de circuito a ser impressa، e um pincel será bem útil nesse momento.
• کلورتو د فرو. Essa substância é vendida na forma de um sal que deve ser dissolvida em uagua antes de ser usada. Essa solução é capaz de correr o cobre، removendo-o do substrato formado pela placa de fenolite. Aplicando-se uma máscara، garante-se que apenas nas partes de cobre expostas serão dissolvidas.
• لیکسا Ao fim do processo، você precisará remover o restante da máscara da placa. Isso pode ser feito facilmente utilizando-se uma lixa.

مرحله 2: فرایند تولید PCB خانگی

فرآیند تولید PCB خانگی معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. طراحی PCB

در این مرحله ترسیم تخته ای که باید تولید شود انجام می شود. هم می توان هیئت مدیره جدیدی طراحی کرد و هم کپی پروژه های منبع باز را تهیه کرد. می توان از نرم افزارهای مختلف CAD (Fritzing ، KiCAD ، Proteus ، Eagle و غیره) استفاده کرد.

2. ماسک را روی PCB بمالید

پس از طراحی برد مدار چاپی ، باید به برد مدار منتقل شود. چندین روش برای انجام این کار وجود دارد: استفاده از روش حرارتی (با انتقال تونر از یک ورق کاغذ به صفحه ، با استفاده از گرما) ، به صورت دستی (با کشیدن مدار با قلم مناسب) و حتی استفاده از چاپگر سه بعدی. در این پروژه ، من از حکاک لیزری برای انتقال طرح به صفحه استفاده کردم.

3. حکاکی شیمیایی PCB

هنگامی که ماسک به صفحه منتقل می شود ، خوردگی قسمت هایی از صفحه برای حذف قسمت هایی از مس انجام می شود. در پایان فرآیند ، برد فقط باید با آهنگهایی باشد که مدار را تشکیل می دهند.

4. تمیز کردن و تکمیل

پس از اتمام خوردگی ، صفحه آماده تمیز کردن ، حفاری و جوشکاری اجزاء می شود. پس از آن ، فقط همه چیز را بررسی کنید ، آن را فعال کنید و خوشحال باشید!

_

O processo de fabricação da PCB caseira normalmente شامل دو بخش دیگر است:

1. طراحی da placa

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. É t t o o o pro،،، quant quant quant quant quant ، o pro pro opens opens. نرم افزارهای مختلف CAD podem ser utilisados (Fritzing، KiCAD، Proteus، Eagle و غیره).

2. Aplicação da máscara na PCB

Uma vez com o desenho do circuito impresso ، ضروری است که برای یک placa de circuito انجام شود. وجود وجود دارد: uma impressora 3D. بنابراین ، می توانید از لیزر uma cortadora برای انتقال یا استفاده از آن استفاده کنید.

3. Corrosão da PCB

Uma vez transferida a máscara para a placa، é realizada a corrosão de partes da placa para remoção de partes do cobre. Ao fim do processo، a placa deverá ficar apenas com as trilhas que compõem o circuito.

4. Limpeza e acabamento

Uma vez concluída a corrosão، a placa estará pronta para ser limpa، perfurada e ter os componentes soldados. Depois disso، é só verificar tudo، energizar e ser feliz!

مرحله 3: طراحی PCB و ایجاد ماسک

پس از طراحی PCB (با استفاده از هر نرم افزار CAD به انتخاب خود) ، می توانید آن را با فرمت SVG برای خواندن در سایر نرم افزارهای ویرایش گرافیکی صادر کنید. چندین لایه را می توان در این فرایند صادر کرد: نمای بالا ، نمای پایین ، ماسک ، ابریشم و غیره. همه لایه ها در قالب معمولی یا آینه ای در دسترس هستند. فرایند ساخت توصیف شده در این آموزش مستلزم استفاده از ماسک روی PCB است. قسمتی از صفحه روکش که توسط ماسک پوشانده شده است دچار خوردگی نمی شود و بنابراین روی صفحه انتهایی باقی می ماند. قطعاتی که با ماسک پوشانده نشده اند در معرض کلرید آهن قرار می گیرند ، دچار خوردگی شده و از صفحه مدار چاپی خارج می شوند.

در این فرایند لازم است که کل صفحه را با یک لایه رنگ بپوشانید و فقط چند قسمت را با استفاده از حکاک لیزری بردارید.

به این ترتیب ، ماسک تولید شده توسط اکثر نرم افزارها باید رنگ آن معکوس باشد (پیکسل های سیاه را به سفید و بالعکس برعکس کنید). برای انجام وارونگی ماسک ، از دو نرم افزار استفاده شد:

- Inkscape: برای تبدیل فایل های SVG به فرمت تصویر (PNG) استفاده می شود. همچنین برای تبدیل نقاشی به یک تصویر سیاه و سفید استفاده می شود (اگر CAD در قالب رنگ صادر شود).

- Gimp: برای معکوس کردن رنگ ماسک (پیکسل های سفید در پیکسل های سیاه) استفاده می شود.

سپس تصویر به دست آمده در نرم افزار حکاکی لیزری برای چاپ روی سطح صفحه بارگذاری می شود.

به ابعاد تصویر توجه کنید: بررسی کنید که ابعاد خروجی نرم افزار حکاک لیزری برای نمونه اولیه واقعی مورد نظر باشد.

در مورد این آموزش ، طراحی یک تخته خاص انجام نشده است. در عوض ، من سعی کردم یک تابلوی منبع باز را که توسط Fábio Souza ایجاد شده است ، تکرار کنم: Franzininho. این تخته باور نکردنی را می توان به راحتی توسط کاربران در هر سطح مونتاژ و برنامه ریزی کرد ، با Arduino IDE سازگار است و کاملاً در برزیل طراحی شده است!

اطلاعات بیشتر در مورد هیئت مدیره در پروژه Github:

_

با استفاده از این برنامه می توانید از طریق برنامه های کاربردی Qualquer CAD و sua preferencia استفاده کنید. Várias camadas podem ser exportadas nesse process: vista superior، vista inferior، máscara، silk، etc. Todas as camadas são podem ser disponibilizadas no formato normal or espelhado.

برای پردازش نسخ نیاز به آموزش nesse که به دنبال آن می توانید یک PCB را نصب کنید. A parte da placa cobreada que estiver coberta pela máscara não será corroída e، portanto، será mantida na placa final. As partes que não estiverem cobertas com a máscara serão expostas ao cloreto de ferro، sendo corroídas e removidas da placa de circuito impresso.

Nesse processo is a needário toda a placa com uma camada de tinta، and remover apenas algumas seções useo cortadora a laser.

Dessa forma، a máscara gerada pela maioria dos softwares deverá ter suas cores invertida (inverter os pixels pretos para branco و بالعکس). برای تحقق بخشیدن به نرم افزارهای کاربردی:

- Inkscape: استفاده از مبدل سیستم عامل SVG با فرمت تصویر (png). استفاده از روشهای تبدیل و یا استفاده از تصویر پیشین و برانکا (در صورت صدور CAD یا فرمت رنگی)؛

- Gimp: use inverter a cor da máscara (pixel brancos em pixels pretos).

نتیجه این است که هیچ نرم افزاری برای استفاده از یک لیزر برای تأثیرگذاری در سطح بالا به کار نمی رود.

Atentar para as dimensões da imagem: deve-se verificar se as dimensões de saída do software to gravadora são as desejadas para o protótipo real.

بدون هیچ گونه آموزش آموزشی ، نمی توانید از این برنامه استفاده کنید. Ao invés disso، tentei replicar uma placa openource، desenvolvida pelo فابیو سوزا: a Franzininho. Essa incrível placa pode ser facilmente montada e programada for usuários de todos os níveis، and compavel com o Arduino IDE e inteiramente projetada no Brasil!

Mais informações sobre a placa no Github do projeto: