PCB های قاتل: 12 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

این دستورالعمل فرآیند ساخت تابلوهای مدار چاپی با ویژگی هایی به اندازه 0.005 مناسب برای IC های LQFP یا QFN با استفاده از عکسبرداری منفی فیلم خشک را نشان می دهد. این به شما این امکان را می دهد که تقریباً هر نوع مدار مجتمع موجود را کنترل کنید-حتی آرایه شبکه توپ! در تصویر تخته هایی با بسته های TSSOP-14 ، QFN-40 با گام.65 میلی متر و سوکت های انعطاف پذیر نیروی صفر با گام.5 میلی متر نشان داده شده است.

مرحله 1: پیش زمینه

پس از مدتی آزمایش با روکش PCB خانگی ، سرانجام فرایندی را انجام دادم که نتایج منطقی و ثابتی را تولید می کند که در واقع بسیار خوب به نظر می رسد. من زمان زیادی را صرف استفاده از روش انتقال تونر با درجات مختلف موفقیت کردم (خوب ، درجات مختلف شکست ممکن است دقیق تر باشد). من همچنین اسپری مقاوم در برابر عکس منفی Philmore/Datak را با نتایج دائمی وحشتناک امتحان کردم (مواد در نهایت نازل اسپری را که همراه آن بود ذوب کرد و در همه جا نشت کرد). سبز نیست و توصیه نمی شود در حال حاضر من می توانستم تخته های از پیش تعیین شده خریداری کنم و بسیاری از مشکلات را نجات دهم ، اما به نظرم این مواد نسبت به حجم تخته هایی که تولید می کنم بسیار گران است. من سرانجام مقاومت در برابر عکس فیلم خشک را امتحان کردم و دیگر بر نمی گردم! من قصد ندارم به پیچیدگی های شماتیک یا حکاکی بپردازم ، زیرا این موضوعات به خوبی توسط سایر دستورالعمل ها پوشش داده شده است. از ترکیبات فرار استفاده نمی شود-فقط پایه های ساده ای که می توانند با فیلتر کردن جامدات و خنثی سازی با HCl از نظر محیط زیست ایمن شوند (دستورالعمل های سازنده را برای روشهای دفع مناسب ببینید). این فرآیند ، هنگامی که با فرآیند تراش پراکسید/کلرید کاپریک ترکیب می شود ، یک فرآیند توسعه PCB سبز مسئول محیط زیست را تشکیل می دهد. اگر روش انتقال تونر را امتحان نکرده اید ، این کار را انجام دهید. مگر اینکه از تونر و/یا کاغذ جادویی برخوردار باشید ، روش مقاومت در برابر فیلم خشک نتایج بهتری را به همراه خواهد داشت ، اما این فرآیند کمی بیشتر درگیر است. اگر از نتایج انتقال تونر راضی هستید ، به هر طریقی از آن روش استفاده کنید. به طور طبیعی هشدارهای استاندارد اعمال می شود: حکاکی روی PCB و پردازش فیلم خشک شامل مواد سوزاننده است-مطمئن شوید که از تجهیزات محافظ استفاده می کنید و یک ایستگاه شستشوی چشم (یا حداقل یک سطل آب) در دست داشته باشید. همچنین توجه داشته باشید که فیلم خشک کردن و ایجاد لایه های مستحکم مستلزم پایه های قوی است-آنها را از مواد شیمیایی خود دور نگه دارید ، در غیر این صورت ممکن است واکنش های شدیدی نشان دهند. تا اینجا ، من از سه نوع مقاومت فیلم خشک استفاده کرده ام که همه آنها عملکرد خوبی داشته اند:- فیلم خشک MG Chemicals 416DFR در حدود 20 دلار برای 12 اینچ در 5 فوت در Frys ، Altex و آنلاین مقاومت می کند. MG از نقل قول های بیشتر خودداری کرده و سازنده فیلم خود را فاش نمی کند.-Dupont Riston M115 موجود در Think & Tinker عالی بسیار مقرون به صرفه تر از MG است اگر مقادیر بیشتری می خواهید (12 اینچ x50 فوت برای 96.75 دلار ، 12 اینچ x100 فوت برای 116.26 دلار). لباس برجسته ، افراد بسیار مفید ، دوستانه و اطلاعات بسیار زیاد. سایت فوق العاده!-Kolon Dry Film مقاوم در برابر سازنده کره ای تا حدودی کمتر از Think & Tinker's Riston ، اما با حداقل موارد 500 فوت به فروش می رسد. آنچه شما نیاز دارید- چاپگر لیزری- صفحه اصلی/دفتر لمینیتر- شفافیت چاپگر لیزری- چسب اسپری- فیلم خشک فیلم منفی مقاوم در برابر مقاومت در برابر توسعه دهنده (کربنات سدیم) - مقاومت در برابر استریپر (sodi هوم هیدروکسید)- ورق های شیشه ای- نوار شفاف- نور اشکال زرد- ناحیه ایمن از نور اختیاری- کیسه خلاء یا قاب خلاء- منبع قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش- اصلاح کننده کاغذ روتاری- راهنمای حساسیت استافر 21 مرحله ای برای کالیبراسیون

مرحله 2: ایجاد آثار هنری

من فرض می کنم که شماتیک خود را ضبط کرده اید و PCB خود را در چیزی مانند Eagle قرار داده اید-اگر نمی دانید در مورد چه چیزی صحبت می کنم ، بهتر است با یادگیری شماتیک و طرح PCB شروع کنید. پس از آماده سازی PCB ، باید ماسک های عکس منفی ایجاد کنید. ماسک عکس منفی یک شفافیت است که مشخص است در کجا مس می خواهید و سیاه در جایی که می خواهید مس را حذف کنید. یک نکته: اگر عادت داشته باشید که لایه های PCB خود را با سطح زمین یا هواپیما پر کنید ، مقدار زیادی تونر را ذخیره خواهید کرد. همچنین توجه داشته باشید که می توانید طرح PCB خود را در Eagle با استفاده از دستور copy group در صورتی که فایل شماتیک مرتبط وجود ندارد (در غیر این صورت شکایت می کند که باید این کار را بصورت شماتیک انجام دهید) کاشی کنید. خروجی شما به طرز شگفت انگیزی دشوار خواهد بود ، اما سرانجام با استفاده از نرم افزار نقاشی بردار منبع باز Inkscape به این رویکرد نسبتاً ساده پرداختم: 1. مطمئن شوید که فقط لایه های لازم برای اچ کردن را انتخاب کرده اید (به عنوان مثال بالا/پایین ، پد ، ویاس). 2. از عملکرد چاپ Eagle برای خروج به یک فایل PDF استفاده کنید. با وجود اینکه ما روی شفافیت چاپ می کنیم ، باز هم می خواهید لایه بالا را آینه کنید تا سمت چاپ شده را نزدیک به صفحه قرار دهید و از خونریزی جلوگیری کنید. 4. PDF را در Inkscape باز کنید (پارامترهای پیش فرض بارگذاری را بپذیرید).5. پنجره لایه ها (لایه منو: لایه ها) را باز کنید.6. روی دکمه + کلیک کنید برای افزودن یک لایه. نام آن را هرچه دوست دارید بگذارید (من نام خود را "b" نامیدم).7. کلیک کنید پیکان رو به پایین برای انتقال لایه جدید به پایین. ابزار مستطیل را از پنجره ابزار انتخاب کنید. روی نماد رنگ آبی در پایین صفحه راست کلیک کرده و Set stroke.10 را انتخاب کنید. روی نمونه خاکستری رنگ راست کلیک کرده و Set fill.11 را انتخاب کنید. کلیک کنید و بکشید تا یک مستطیل در اطراف برد خود بکشید. ابزار پیکان را انتخاب کنید ، سپس هر طرف مستطیل خود را درست به لبه برد خود انتخاب کرده و بکشید. صفحه نمایش باید چیزی شبیه به این باشد: 13. بر روی مشک سیاه در پایین صفحه راست کلیک کرده و Set Fill را انتخاب کنید. دوباره روی سواچ سیاه راست کلیک کرده و Set stroke.14 را انتخاب کنید. روی نماد چشم در پالت لایه ها کلیک کنید تا لایه b خاموش شود. کلیک کنید و بکشید تا برد خود را انتخاب کنید (یا روی نماد انتخاب همه قابل مشاهده در نوار ابزار کلیک کنید).16. نفی تصویر (جلوه های منو: رنگ: منفی) 17. دوباره روی نماد چشم لایه b کلیک کنید. اکنون باید چیزی شبیه به این داشته باشید: 18. روی Save-As کلیک کنید ، سپس نوع فایل را از طریق قاهره به PDF تغییر دهید و _out را به نام فایل (به عنوان مثال test_out.pdf) اضافه کنید تا نسخه اصلی بازنویسی نشود. دوباره روی Save-As کلیک کنید تا به عنوان فرمت پیش فرض SVG ذخیره شود.

مرحله 3: شفاف سازی کنید

این قسمت نیز کمی چالش برانگیز بود. مشکل این است که اکثر چاپگرهای لیزری چاپهای تیره نمی کنند ، بنابراین برخی از نورها در مناطق سیاه نشت می کنند. من روشهای زیادی را برای تیره کردن انتخابی تونر امتحان کردم: نشانگرهای پاک کننده خشک ، جوهر مهر و موم ، مداد رنگی ، ذغال ، گرافیت ، نرم کننده/گرم کننده + کاربرد تونر اضافی و غیره. هیچکدام کار نکرد. در اینجا چیزی است که به طور مداوم برای من کار می کند:

1. با آثار هنری کوچک شروع کنید-من از کاغذ تراش دوار برای برش ورق های شفاف به چهار قسمت (4.25 5. 5.5) 2-3 ورق در یک زمان استفاده می کنم. آثار هنری کوچک بهتر است زیرا اعوجاج ناشی از گرما در مواد شفافیت کاهش می یابد. 2. PDF را از آخرین مرحله با Adobe Reader باز کنید و روی چاپگر لیزری پر شده با برگه های شفافیت چاپ کنید. برای چاپگر خود (Brother HL-5250DN) از تنظیمات زیر استفاده می کنم: اندازه کاغذ تعریف شده توسط کاربر (4.25 5. 5.5) ، بدون دو طرفه ، تغذیه دستی ، 1200 dpi ، تیره ترین تراکم. نکته مهم در اینجا: شما می توانید چندین نسخه از یک چاپگر مشابه را در Windows نصب کنید ، بنابراین چاپگر جدیدی به نام PCB_Laser را به عنوان کپی از چاپگر لیزری موجود خود اضافه کنید ، سپس راست کلیک کرده و پیش فرضها را در صورت نیاز برای چاپ شفاف PCB اصلاح کنید. 3. چاپ آثار هنری بالا و پایین. آثار هنری را تا نور نگه دارید: آیا نوری را مشاهده می کنید که در مناطق سیاه نفوذ کند؟ اگر نتایج شما شبیه به نتایج من باشد ، نشت کافی برای ایجاد مشکل در مقاومت خود خواهید داشت. توجه داشته باشید که برای قضاوت دقیق در مورد چگالی تونر ، واقعاً باید مناطق سیاه بزرگتری داشته باشید. اگر از تونر فوق العاده متراکم برخوردار هستید ، به مرحله 8 بروید ، در غیر این صورت ، پیش بروید و یک نسخه دوم از هر یک از شفافیت خود را چاپ کنید. 4. در مرحله بعد برای یکسان سازی آثار هنری به یک میز روشنایی موقت نیاز دارید. این می تواند به سادگی یک تکه کاغذ چسبانده شده روی پنجره ای باشد که آفتاب گیر کرده است ، یا یک سینی کم عمق حاوی یک نور به اندازه یک هاکی که توسط یک ورق کاغذ و یک تکه شیشه پوشانده شده است. نور پس زمینه اسکنر یک میز نور عالی ایجاد می کند. کافی است یک اسکن را در حالت شفافیت/منفی انجام دهید-به احتمال زیاد پس از اسکن ، نور پس زمینه چند دقیقه روشن می ماند ، سپس درپوش را برداشته و آن را برگردانید. استفاده از لنزهای بزرگنمایی کننده روی سر به طور چشمگیری در تراز کردن آثار هنری شما کمک می کند. 5. سپس جفت های شفافیت (2x بالا ، 2x پایین) را به هم متصل می کنیم تا تراکم تونر دو برابر شود. برای این کار ، یک کپی از هر شفافیت بردارید و چسب اسپری را در طرف تونر بمالید. شما می توانید با مشاهده بازتاب نور از سطح شفافیت ، طرف تونر را تشخیص دهید. تونر در سمت تونر مات به نظر می رسد. 6. تونر شفاف بدون روکش را روی میز روشنایی قرار دهید-ممکن است بخواهید گوشه های این ورق را به صورت چسبناک به میز نور بچسبانید (نوار را در انتها تا کنید تا بتوانید به راحتی آن را بکشید. پس از آن) 7. شفافیت روکش دار را با دقت شفافیت بدون روکش تنظیم کنید (ثبت کنید). پس از تراز شدن ، محکم فشار دهید تا دو ورق به هم بچسبند. 8. شفافیت های تراز شده را از طریق لمینیتور در سردترین حالت عبور دهید تا لایه ها به طور دائم به هم بچسبند. 9. آثار هنری بالا و پایین (سمت تونر داخل) را بچسبانید و با نوار چسبنده فضای کافی را برای لغزاندن PCB در بین آنها محفوظ نگه دارید. متناوبا ، اگر حاشیه ای دارید که حداقل یک اینچ دور تخته باشد ، می توانید با پوشاندن بقیه ماسک با گوشه یک تکه کاغذ ، چسب اسپری را روی نوار 1/2 اینچی در دو لبه بمالید-فقط بین نوار چسب و لبه تخته حداقل 4/1 اینچ دقت کنید.

مرحله 4: روکش مس را آماده کنید

مواد مسی روکش شده را با یک تکه تمیزکننده و یک ترکیب پاک کننده حاوی سفید کننده (به عنوان مثال نرم اسکراب با سفید کننده) تمیز کنید. سنباده را با کاغذ سنباده مرطوب/خشک 320 یا 400 ماسه بزنید تا سطح آن زبر شود و از چسبندگی مناسب اطمینان حاصل شود. تخته را خشک کنید و مراقب باشید که بدون دستکش به صفحه دست نزنید (برای جلوگیری از انتقال چربی پوست به تخته).

مرحله 5: لمینت کنید

چند روش مختلف برای لمینت کردن PCB وجود دارد. MG Chemicals یک رویکرد پوشه و ورقه ورقه را پیشنهاد می کند. برخی دیگر پیشنهاد می کنند که قبل از لمینت از مواد مقاوم به PCB برای چسباندن مواد مقاوم به آن استفاده کنید. من با این رویکرد خوش شانس بودم: 1. محیط کار خود را از نظر نور محفوظ نگه دارید: چراغ اشکال را روشن کنید و فلورسنت را خاموش کنید ، یا بیش از 40 وات رشته ای 2. مواد ورقه ورقه را 1/2 اینچ بزرگتر از تخته ببرید (دو طول اگر شما یک تخته دو طرفه انجام می دهید) 3. با دقت فقط نیم اینچ اول فیلم داخلی (همیشه در قسمت داخلی فر) را جدا کنید. در هر دو طرف (در صورت دو طرفه). 5. نیم اینچ اول لمینت نمایان شده را روی تخته فشار دهید. 6. لایه داخلی باقی مانده را با دقت نیم سانت به طرف پایین بکشید ، در حالی که همزمان لمینت نمایان شده را به تخته فشار دهید. مراقب باشید چین و چروک ایجاد نشود. در صورت لزوم به شیوه ای مشابه به طرف عقب ادامه دهید. 8. تخته را از لمینیتور عبور دهید (هنگامی که لمینیتور کاملاً به درجه حرارت رسید). ورق بزنید و دوباره از لمینیتور عبور کنید.

مرحله ششم: افشا کردن

PCB چند لایه را بین شفافیت های از پیش ثبت شده و نوار چسب محکم در جای خود قرار دهید. اگر قصد دارید فرایند قرار گرفتن در معرض خود را کالیبره کنید ، راهنمای حساسیت 21 مرحله ای Stouffer را روی قسمت باز PCB بچسبانید. شما می خواهید اثر هنری را محکم به PCB فشار دهید تا از نشت نور در زیر آثار شما جلوگیری شود. می توانید این کار را با دو ورق شیشه انجام دهید ، یا ترجیحا می توانید از کیسه خلاء یا قاب خلاء استفاده کنید. سپس می توانید این مجموعه را در معرض نور شدید آفتاب به مدت 5-8 دقیقه در هر طرف قرار دهید ، یا از منبع UV دیگری به انتخاب خود استفاده کنید. توجه داشته باشید که علیرغم تناسب محکم PCB و آثار هنری ، هماهنگ سازی (موازی قرار دادن پرتوهای نور) برای دستیابی به آثار خوب مهم است-برای دستورالعمل های ساخت منبع نور UV فرعی به اینجا مراجعه کنید.

مرحله 7: توسعه دهید

دستورالعمل های سازنده را برای تهیه محلول توسعه دهنده (معمولاً کربنات سدیم یا کربنات پتاسیم) و توسعه تخته خود (مقاومتی که در معرض نور UV قرار نمی گیرد) دنبال کنید.

مرحله 8: اچ کردن

از اچنت مورد علاقه خود استفاده کنید-فقط مطمئن شوید که کمی به دفع آینده فکر کرده اید و یک فرآیند سبز مانند فرایند اچ کردن پراکسید/کلرید کاپریک را در نظر بگیرید (این نیز به معنای واقعی کلمه سبز است). و اگر می خواهید جزئیات ریز و درشت شیمی را بررسی کنید ، این صفحه برای شما مناسب است.

مرحله 9: نوار

برای این کار به هیدروکسید سدیم (NaOH) نیاز دارید-این چیزی است که برد پیت برای سوزاندن دست ادوارد نورتون در Fight Club استفاده می کند و چربی را حل می کند و پوست شما عمدتا از چربی تشکیل شده است ، بنابراین مراقب باشید. خانه های تأمین کننده مواد شیمیایی محلی را بررسی کنید-من خوش شانس شدم: همسایه من صابون می سازد ، بنابراین من فقط به خانه آمدم و پرسیدم آیا می توانم یک فنجان لیس قرض کنم!

مرحله 10: ماسک لحیم کاری و صفحه ابریشم

ماسک لحیم کاری را با مالش دادن و لمینیت کردن تخته حکاکی شده با لایه جدیدی از مقاومت اعمال کنید ، سپس لایه محافظ بیرونی را برداشته و لایه دوم مقاومت را برای دو برابر شدن ضخامت اعمال کنید. اکنون با لایه های توقف و صفحه ابریشم در معرض دید قرار گرفته و مانند قبل توسعه دهید (به دلیل ضخامت بیشتر مقاومت ممکن است نوردهی کمی بیشتر طول بکشد). در توستر در دمای 200-220 درجه فارنهایت به مدت حدود 10 دقیقه بپزید (مطمئن شوید که تخته را بالا می آورید تا مقاومت به توستر نچسبد). تخته را از توستر خارج کرده و از مداد رنگی سفید برای پر کردن متن صفحه ابریشم در حالی که تخته هنوز گرم است استفاده کنید. موم اضافی مداد شمعی را با یک حوله پاک کنید و با خلال دندان موم اضافی شیارها و آثار را پاک کنید.

مرحله 11: استنسیل لحیم کاری را بچسبانید

اگر تا اینجا پیش رفته اید ، حتماً چند شب دیر وقت کشیده اید و مقادیر زیادی نوشیدنی های گازدار (و کافئین دار) مصرف کرده اید. اگر چنین است ، یکی از قوطی های نوشابه را بگیرید و قسمت بالا و پایین آن را با یک قیچی یا قیچی سبک برش دهید. سعی کنید آن را به طور مرتب و بدون لبه های پاره شده برش دهید. سپس برش طولی بزنید تا یک نوار آلومینیومی در حدود 8 اینچ در 4 اینچ تولید شود. این نوار بسیار فرفری خواهد بود ، اما بدون ایجاد چین و چروک نمی توانید آن را "باز کنید". برای مراحل زیر ، می توانید با حلقه حل و فصل کنید ، یا می توانید فلز را با گرم کردن در یک توستر تا حدود 450 درجه فارنهایت گرم کنید ، سپس بگذارید به آرامی سرد شود. سپس باید داخل و خارج قوطی را با کاغذ سنباده مرطوب/خشک 220 تا 320 ماسه بزنید تا رنگ حذف شود (توجه داشته باشید که رنگ شفاف در داخل قوطی وجود دارد-در غیر این صورت سودا از طریق آن غذا می خورد). برای این کار می توانید از یک برش دهنده رنگ سنگین استفاده کنید ، اما کاغذ سنباده کمی سبزتر به نظر می رسد. بعد از اینکه تمام رنگ را پاک کردید ، با SoftScrub با Bleach خوب مالش دهید تا هرگونه اثری از روغن از بین برود. عکس لمینت بعدی در هر دو طرف درست مانند PCB. کارهای هنری خود را با استفاده از لایه tcream مانند قبل انجام دهید ، اما این بار منفی ندهید-خروجی عقاب در حال حاضر منفی است! مطمئن شوید که هر کدام دو قسمت شفاف برای جلو و عقب تهیه می کنید (و مطمئن شوید که جلو را آینه می کنید تا تونر درست در برابر مقاومت قرار گیرد). مانند قبل توسعه دهید و در HCl رقیق شده حک کنید. من HCl را تا 50٪ رقیق کردم (اسید را در آب بریزید ، نه برعکس). اچ کردن به آرامی شروع می شود تا لایه اکسید برداشته شود ، سپس به میزان قابل توجهی سرعت می گیرد. زود قلم نزنید ، در غیر این صورت تخته داغ می شود و مقاومت جدا می شود. اگر مقاومت را در جای خود بگذارید ، یک استنسیل 5 میلیون پوندی خواهید داشت ، یا می توانید مقاومت را برای دریافت یک استنسیل 2 میلیون پوندی لغو کنید-اما مراقب باشید ، NaOH با مقاومت کمی کمتر از HCl به آلومینیوم حمله می کند (بسته به غلظت). سپس از تخته های خراب خود استفاده کنید (تا کنون باید تعدادی از آنها را داشته باشید) تا یک تکه خمیر لحیم کاری را محکم کنید. خمیر لحیم کاری را با یک سوهان رنگ یا مشابه آن بمالید ، قطعات خود را قرار دهید و با reflowing ادامه دهیدâ €

مرحله 12: برگشت مجدد

موارد بسیار ساده در اینجا: حرارت دهید تا خمیر لحیم آب شود ، سپس سرد شود. مطمئن شوید که از یک صفحه مس و یا آلومینیوم نسبتاً قوی استفاده می کنید تا گرما را بطور یکنواخت روی سطح پخش کنید. هنگامی که تمام لحیم کاری ها ذوب می شوند ، صفحه فلزی را از روی اجاق گاز بردارید و آن را روی سینک بخار بگذارید تا دما به سرعت پایین بیاید. پس از آن با آنها). ممکن است لازم باشد برخی از اتصالات پل را پس از reflowing تمیز کنید. برای این کار ، فقط از فتیله لحیم کاری و مقدار زیادی فلوکس استفاده کنید (من نارنج له را دوست دارم). قدرت را اعمال کنید و آن را آتش بزنید! BTW ، من بطور تصادفی دما را در صفحه اول بسیار بالا بردم و در نتیجه اثر رنگ گرادیان سرد روی ماسک لحیم کاری را مشاهده کردم (به تصویر مقدمه مراجعه کنید). من فکر می کنم اجزا هنوز در مشخصات بودند ، اما من در آن زمان یک دستگاه پخش کننده حرارت خوب نداشتم ، بنابراین نمی توانم مطمئن باشم که کاوشگر همان دمایی را که صفحه می دید می خواند. به نظر می رسد تخته تا کنون خوب است ، اما این خوب است-آسان است؟ حتماً وب سایت آینده من IncoherentLabs.com را تماشا کنید. حالا لذت ببرید و بروید دنیا را نجات دهید!