Ubojite PCB -ove: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Ovo uputstvo prikazuje proces izrade štampanih ploča sa karakteristikama čak 0,005 pogodnim za LQFP ili QFN IC -ove pomoću negativnog fotootpora sa suhim filmom. To će vam omogućiti rukovanje gotovo svim dostupnim integriranim krugovima-čak i nizom kuglastih mreža! Na slici su ploče sa paketima TSSOP-14, QFN-40 koji koriste nagib od 65 mm i fleksibilne utičnice bez sile umetanja sa nagibom od 5 mm.

Korak 1: Pozadina

Nakon što sam neko vrijeme eksperimentirao s kućnim PCB -u, konačno sam razradio proces koji daje razumno dosljedne rezultate koji zapravo izgledaju prilično dobro. Proveo sam dosta vremena pokušavajući da koristim metodu prenosa tonera sa različitim stepenom uspeha (u redu, različiti stepeni kvara mogu biti tačniji). Isprobao sam i Philmore/Datak sprej sa otpornošću na fotografije sa negativnim fotografijama sa dosljedno užasnim rezultatima (stvari su na kraju otopile mlaznicu za raspršivanje koja je došla s njom i procurile po cijelom mjestu). 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 proces, u kombinaciji s procesom nagrizanja peroksida/bakarnog klorida, 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 držite 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 dalje od kemikalija za nagrizanje, ili mogu reagirati burno. Do sada sam koristio tri vrste otpornih na suhi film, od kojih su sve bile dobre:- MG Chemicals 416DFR Dry Film Resist Otprilike 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 & Tinker-u Odličan otpor, mnogo ekonomičniji od MG-a ako želite veće količine (12 "x50ft za 96,75 USD, 12" x100ft za 116,26 USD). Izuzetna 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 vam je potrebno- Laserski pisač- Laminator za dom/ured- Laserski štampač- Ljepilo u spreju- Negativni suhofilni fotootporni razvijač- Natrijev karbonat - Oduprite striptizetu (natrij um hidroksid)- Stakleni listovi- Prozirna traka- Žuta svjetlost grešaka- Područje zaštićeno od svjetla Opcionalno- Vakuumska vrećica ili okvir u vakuumu- Kolimirani izvor izlaganja UV zračenju- Rotacijski trimer za papir- Vodič za osjetljivije osjetljivosti u 21 korak za kalibraciju

Korak 2: Kreirajte umjetničko djelo

Pretpostavljam da ste snimili svoju shemu i postavili svoju PCB u nešto poput Eagle-ako ne znate o čemu pričam, bolje je da počnete sa učenjem shematskog snimanja i rasporedom PCB-a. Nakon što postavite PCB, morat ćete stvoriti negativne foto maske. Negativna foto maska je transparentnost koja je jasna gdje želite bakar, a crna tamo gdje želite ukloniti bakar. Jedan savjet: ako ste navikli da svoje slojeve PCB -a punite zemljom ili energetskim ravninama, uštedjet ćete mnogo tonera. Također imajte na umu da možete postaviti pločicu na svom PCB -u u Eagle -u pomoću naredbe group copy ako nema pridružene datoteke sheme (u protivnom će se žaliti da to morate učiniti u shemi "). Pronašao sam proces inverzije boja u vaš izlaz će 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 nagrizanje (npr. Gornji/Donji, Podlošci, Vias). 2. Upotrijebite Eagle -ovu funkciju ispisa za izlaz u PDF datoteku. Iako štampamo na prozirnim folijama, ipak ćete htjeti preslikati gornji sloj tako da ispisanu stranu postavite najbliže ploči i spriječite krvarenje. nemate već instaliran Inkscape, preuzmite ga i instalirajte odmah.4. Otvorite PDF u Inkscape -u (prihvatite zadane parametre učitavanja).5. Otvorite okno Slojevi (Sloj menija: Slojevi).6. Pritisnite dugme + da biste dodali sloj. 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 za pravokutnik iz okna alata.9. Desnom tipkom miša kliknite uzorak plave boje pri dnu ekrana 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 alatku sa strelicom, zatim odaberite i povucite svaku stranu pravokutnika desno do ruba ploče. Ekran bi trebao izgledati otprilike ovako: 13. Desnom tipkom miša kliknite crni uzorak pri dnu zaslona i odaberite Postavi ispunu. Ponovo 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 da biste odabrali svoju ploču (ili kliknite ikonu za odabir svih vidljivih stavki na traci s alatima).16. Negirajte sliku (Efekti menija: Boja: Negativno) 17. Ponovo kliknite ikonu oka za b sloj. Sada biste trebali imati ovako nešto: 18. Kliknite Spremi-Kao, zatim promijenite vrstu datoteke u PDF putem Kaira i dodajte _out imenu datoteke (npr. Test_out.pdf) kako ne biste prepisali original.19. Ponovo kliknite Spremi-Kao da biste spremili kao zadani SVG format.

Korak 3: Napravite folije

I ovaj dio je bio pravi izazov. Problem je u tome što većina laserskih štampača ne pravi zaista tamne otiske, pa dio svjetlosti propušta kroz crna područja. Isprobao sam mnogo pristupa za selektivno zatamnjivanje tonera: markeri za suho brisanje, tinta za tampon, bojice, drveni ugljen, grafit, omekšavanje/zagrijavanje + dodatna primjena tonera itd. Ništa od toga nije uspjelo. Evo šta 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 distorzije povezane 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, zatim kliknite desnim tasterom miša i izmijenite zadane postavke prema potrebi za ispis transparentnosti na PCB-u. 3. Odštampajte gornje i donje umetničko delo. Držite umjetničko djelo do svjetla: Vidite li svjetlo kako prodire kroz crna područja? Ako su vaši rezultati slični mojima, imat ćete dovoljno procjeda da izazovete probleme sa otporom. Imajte na umu da zaista trebate imati neke veće crne površine da biste precizno odredili gustoću tonera. Ako ste blagoslovljeni super gustim tonerom, prijeđite na korak 8, u suprotnom, ispišite drugu kopiju svake folije. 4. Zatim vam je potreban improvizirani svjetlosni stol za poravnavanje umjetničkog djela. Ovo 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 odličnu svjetlosnu tablicu. Samo pokrenite skeniranje u transparentnom/negativnom načinu rada-velike su šanse 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 vaših umjetničkih 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 prozirnice i nanesite ljepilo u spreju na stranu tonera. Možete odrediti koja je toner strana posmatranjem refleksije svjetlosti sa površine prozirne ploče; toner na strani tonera izgleda dosadno. 6. Postavite prozirnu foliju premazanu ljepilom sa toner-stranom 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) kasnije). 7. Pažljivo poravnajte (registrirajte) prozirnu foliju premazanu ljepljivom prozirnicom. Kada se poravnaju, pritisnite čvrsto da biste zalijepili dva lista. 8. Provucite poravnate folije kroz laminator na najhladnijem položaju da biste trajno spojili slojeve. 9. Poravnajte gornje i donje umetničko delo (sa tonerom unutra) i čvrsto zalepite, ostavljajući dovoljno prostora za provlačenje PCB-a između njih. Alternativno, ako imate obrub koji je udaljen najmanje centimetar oko ploče, možete nanijeti ljepilo za raspršivanje na traku od 1/2 "duž dva ruba prekrivajući ostatak maske 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 dasku).

Korak 5: Laminat

Postoji nekoliko različitih mogućih pristupa laminiranju PCB -a. MG Chemicals predlaže pristup sa presavijanjem 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 niti ili žarulje sa žaruljom> 40 W 2. Izrežite materijal laminata 1/2 inča veći od ploče (dvostruko dužinu ako radite dvostranu ploču) 3. Pažljivo odlijepite samo prvih pola inča unutrašnjeg filma (uvijek na unutrašnjoj 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 unutrašnji sloj za pola inča odjednom, istovremeno 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 (kada se laminator potpuno podigne na temp). Preokrenite i ponovo prođite kroz laminator.

Korak 6: Otkrijte

Postavite laminiranu PCB ploču između unaprijed registriranih folija i čvrsto pričvrstite traku. Zalijepite Stouffer vodič za osjetljivost u 21 korak na otvoreni dio PCB-a ako planirate kalibrirati proces izlaganja. Umjetničko djelo želite čvrsto pritisnuti na PCB kako biste spriječili curenje svjetlosti pod svoje tragove. To možete učiniti s dva staklena lista ili, po mogućnosti, možete koristiti 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-ovdje pogledajte upute za konstrukciju 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 koja nisu izložena UV svjetlu).

Korak 8: Etch

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

Korak 9: Skinuti

Za to će vam trebati natrij hidroksid (NaOH)-ovo je ono što Brad Pitt koristi za spaljivanje ruke Edwarda Nortona u Fight Clubu, otapa masnoće, a vaša koža se sastoji uglavnom od masti, stoga budite oprezni. Proverite lokalne kuće za snabdevanje hemikalijama-imao sam sreće: moj komšija pravi sapun, pa sam samo svratio i pitao da li mogu da pozajmim šolju luga!

Korak 10: Maska za lemljenje i sitotisak

Nanesite masku za lemljenje trljanjem i ponovnim laminiranjem gravirane ploče novim slojem otpora, 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 (ekspozicija može potrajati nešto duže zbog dodatne debljine otpora). Pecite u tosteru na 200-220 stepeni F oko 10 minuta (obavezno podignite dasku da se otpor ne zalijepi za toster). Uklonite ploču s tostera i upotrijebite bijelu bojicu da popunite tekst na sitotisku dok je ploča još topla. Obrišite sav višak voska bojice ručnikom i čačkalicom uklonite višak voska iz utora i tragova.

Korak 11: Šablona za lemljenje paste

Ako ste dovde stigli, mora da 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 ivica. Zatim prerežite po dužini kako biste dobili aluminijsku traku otprilike 8 "x 4". Ova traka će biti jako kovrčava, ali ne možete je "odviti" bez stvaranja bora. Za sljedeće korake možete se nositi sa uvijanjem ili možete žariti metal zagrijavanjem u tosteru na oko 450 stupnjeva F, a zatim ga ostaviti da se polako ohladi. Zatim morate brusiti unutrašnju i vanjsku stranu limenke vlažnim/suhim brusnim papirom od 220 do 320 zrna da biste uklonili boju (imajte na umu da je s unutrašnje strane limenke prozirna boja-u suprotnom bi soda progutala kroz nju). Za to možete upotrijebiti sredstvo za skidanje boje, ali brusni papir djeluje pomalo zelenije. Nakon što ste skinuli svu boju, dobro istrljajte SoftScrub -om sa izbjeljivačem kako biste uklonili svaki trag ulja. Sljedeći laminatni fotootpor sa 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 Eagle-a je već 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. Razblažio sam HCl na oko 50% (sipati 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 šablon ~ 5 mil., Ili ga možete ogoliti da biste dobili šablon od ~ 2 mil.-ali oprez, NaOH će napasti aluminij sa samo nešto manje žilavosti od HCl (ovisno o koncentracijama). Sljedeće upotrijebite svoje neuspjele ploče (do sada bi ih već trebale imati nekoliko) za postavljanje pribora za lemljenje. Nanesite pastu za lemljenje strugačem za boje ili slično, postavite svoje dijelove i nastavite sa obnavljanjem … ¦

Korak 12: Promijenite

Ovdje su prilično jednostavne stvari: zagrijavajte dok se pasta 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 morati očistiti neke premoštene veze nakon ponovnog postavljanja. U tu svrhu koristite samo fitilj za lemljenje i puno fluksa (sviđa mi se Orange Crush). Uključite napajanje i zapalite ga! BTW, slučajno sam previsoko podigao temperaturu na prvoj ploči i kao rezultat toga dobio efekt hladnog gradijenta boje na maski za lemljenje (vidi uvodnu sliku). Mislim da su komponente još uvijek bile u specifikacijama, ali tada nisam imao dobar razdjelnik topline ispod njega, pa ne mogu biti siguran da je sonda čitala istu temperaturu koju je ploča vidjela. 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 idite spasiti svijet!