Kā izveidot pielāgotu PCB, izmantojot mazjaudas lāzera gravieri: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Pēc IgorF2Sekot vairāk autora:

Par: Ražotājs, inženieris, neprātīgs zinātnieks un izgudrotājs Vairāk par IgorF2 »

Kad runa ir par mājās gatavotu PCB izgatavošanu, tiešsaistē varat atrast vairākas metodes: no pašām elementārākajām, izmantojot tikai pildspalvu, līdz sarežģītākām, izmantojot 3D printerus un citu aprīkojumu. Un šī apmācība attiecas uz pēdējo gadījumu! Šajā projektā es parādīju, kā izgatavot iespiedshēmas plati, izmantojot lētu un zemas jaudas lāzera griezēju.

Vēl nesen jūs atradīsit tikai vienu no šīm mašīnām ražotāju telpās vai citās tirdzniecības vietās. Tie maksātu tūkstošiem dolāru, lai parastam ražotājam nebūtu iespējas to iegūt sev. Tiešsaistē ir arī daži lāzera griešanas pakalpojumi, taču, manuprāt, tie nebūtu ideāla izvēle ātrai prototipēšanai. Par laimi, tagad tiešsaistē ir pieejamas vairākas lāzergravēšanas mašīnas! Lielākajai daļai no tām ir mazjaudas lāzers, un tās var izmantot tikai zīmējumu kodināšanai un gravēšanai uz dažādām virsmām (piemēram, stikla, metāla vai koka). To virsmas laukums un lāzera jauda ir tikai daļa no profesionālajām mašīnām, taču tas būtu labs sākums veidotājiem un hobijiem.

Šajā apmācībā es jums parādīšu, kā jūs izmantojāt mazjaudas lāzergravieri, lai izveidotu iespiedshēmas plati (PCB). Tā būtu laba alternatīva, ja vēlaties izveidot savu pirmo shēmas plates prototipu (vismaz līdz brīdim, kad pasūtīsit labāku versiju no tiešsaistes ražotāja!).

Manis izmantoto lāzera griezēju varat atrast šādās saitēs:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Vai zinājāt, ka šeit, Instructables, varat atrast lielisku lāzera griešanas klasi? Pārbaudiet to:

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

_

Quando se trata de fazer uma PCB caseira, você pode encontrar vários métodos online: desde os mais rudimentares, utilizando apenas uma caneta, até os mais sofisticados usando impressoras 3D e outros equipamentos. E esse apmācība cai nesse último caso! Nesse projeto eu mostro como fabricar uma placa de circuitito impresso utilizando uma cortadora a laser de baixa potência e baixo custo.

Até Recentemente, você só encontraria uma dessas máquinas em makerspaces ou 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, with minha opinião, eles não seriam and escolha perfeita para prototipagem rápida. Iepazīstieties, eksistē pilsēta ar lāzera displeju tiešsaistē! A maioria delas têm laserers de baixa potência e podem ser usadas apenas para gravação em diferentes superfícies (vidro, metal ou madeira, por example). Sua área de superfície e potência de lāzersão apenas uma fração das máquinas profissionais, mas são um bom começo para os fazedores e entusiastas. Neste apmācība, lielākā daļa izmantošanas, izmantojot gravadoru, lāzera de baixa potência para produzir a placa de circuitito (PCB vai PCI). Pode ser uma boa alternativa se você tiver uma dessas máquinas ao seu alcance e quiser fazer um primeiro protótipo e uma placa de circuit (pelo menos até encomendar uma versão melhorada de algum fabricante online!).

Você pode encontrar un gravadora a laser usada nesse tutorial no link abaixo:

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

rebrand.ly/laserengraver-GB

Você sabia que pode encontrar, kas ietver aula de corte un lāzera ūdeni ar instrukcijām? Konfira:

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

1. darbība: instrumenti un materiāli

Šajā apmācībā tika izmantoti šādi rīki un materiāli:

• 10 W lāzergravieris (saite / saite / saite). To izmantoja shēmas rasējuma drukāšanai uz tukšas vara PCB plates.
• Vara PCB (saite / saite / saite). Pašdarinātas shēmas plates parasti tiek drukātas uz vara pārklātām fenola plāksnēm. Visa dēļa virsma ir pārklāta (vienā pusē vai abās). Varš ir vadošs materiāls, bet fenola substrāts nevar vadīt elektrību. Noņemot vara slāņa daļas, starp komponentiem var izveidot celiņus, izveidojot shēmas plati.
• Lateksa PVA tinte uz ūdens bāzes. Kā jūs vēlāk redzēsit šajā apmācībā, es izmantoju tinti uz ūdens bāzes, lai izveidotu masku uz vara PCB virsmas. Šī maska neļauj dzelzs hlorīda šķīdumam noņemt vara slāņa daļas.
• Krāsas suka. Uz shēmas plates būs jāuzklāj bieza krāsas kārta, un šeit noderēs otiņa.
• Dzelzs hlorīds. Tas nāk kā sāls, un pirms lietošanas tas jāizšķīdina ūdenī. Šis šķīdums spēj korozēt varu, noņemot to no fenola substrāta. Uzklājiet masku, un tikai vara plāksnes daļas, kas pakļautas šķīdumam, tiks izšķīdinātas.
• Smilšpapīrs. Galu galā jums būs jānoņem atlikušā maska no tāfeles. To var viegli izdarīt, izmantojot smilšpapīru.

_

Os seguintes materiais e ferramentas foram usado nesse tutorial:

• Gravadora 10W lāzers (saite / saite / saite). Esse equipamento foi usado para impressão do desenho do circuitito em uma placa cobreada nova.
• PCB de cobre (saite / saite / saite). Circuitos caseiros sao 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 components, criando-se assim um circuitito impresso.
• Tinta PVA bāze. Como você vai ver posteriormente nesse tutorial, eu usei 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.
• Pincel. Uma camada de tinta precisará ser aplicada sobre a placa de circuitito un ser impressa, e um pincel será bem útil nesse momento.
• Cloreto de ferro. Essa substância é vendida na forma de um sal que deve ser resolvida em água antes de ser usada. Essa solução é capaz de korer o cobre, removeendo-o do substrato formado pela placa de fenolite. Aplicando-se uma máscara, garante-se que apenas nas partes de cobre expostas serão izšķīdina.
• Lixa. Ao fim do processo, vokê precisará remover or restante da máscara da placa. Isso pode ser feito Facilitement utilizando-se uma lixa.

2. solis: Pašmāju PCB ražošanas process

Pašmāju PCB ražošanas process parasti sastāv no šādām darbībām:

1. PCB dizains

Šajā solī tiek izgatavots izgatavojamās plāksnes rasējums. Ir iespējams gan izveidot jaunu tāfeli, gan izgatavot atvērtā koda projektu kopijas. Var izmantot dažādas CAD programmatūras (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle u.c.).

2. Uzklājiet masku uz PCB

Kad iespiedshēmas plate ir izstrādāta, tā ir jāpārnes uz shēmas plati. To var izdarīt vairākos veidos: izmantojot termisko metodi (pārnesot toneri no papīra lapas uz plāksni, pielietojot siltumu), manuāli (zīmējot shēmu ar piemērotu pildspalvu) un pat izmantojot 3D printeri. Šajā projektā es izmantoju lāzera gravieri, lai pārnestu dizainu uz plāksni.

3. Ķīmiskā PCB kodināšana

Kad maska ir pārnesta uz plāksnes, tiek veikta plāksnes daļu korozija, lai noņemtu vara daļas. Procesa beigās plāksnei vajadzētu būt tikai ar sliedēm, kas veido ķēdi.

4. Tīrīšana un apdare

Kad korozija ir pabeigta, plāksne būs gatava tīrīšanai, urbšanai un detaļu metināšanai. Pēc tam vienkārši pārbaudiet visu, ieslēdziet to un esiet laimīgs!

_

Ražošanas process PCB korpusam ir normāls, un tas sastāv no sekojošām pasēm:

1. Dizains da placa

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. Ē possível tanto realizar o projeto de uma placa nova, quanto realizar cópias de projetos opensource. Dažādas programmatūras CAD podem un utilizados (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle uc).

2. Aplicação da máscara na PCB

Uma vez com o desenho do circuitito impresso, é requiredário transferi-lo para a placa de circuitito. Eksistējošās pilsētas formas de fazer: uma impressora 3D. Nesē, izmantojot kortadora lāzeru, lai pārsūtītu vai izvadītu plakātu.

3. Corrosão da PCB

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

4. Limpeza e acabamento

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

3. solis: PCB dizains un maskas izveide

Kad esat izveidojis PCB dizainu (izstrādāts, izmantojot jebkuru jūsu izvēlēto CAD programmatūru), varat to eksportēt SVG formātā, lai to lasītu citā grafiskās rediģēšanas programmatūrā. Šajā procesā var eksportēt vairākus slāņus: skatu no augšas, skatu no apakšas, masku, zīdu utt. Visi slāņi ir pieejami normālā vai spoguļattēlā. Šajā apmācībā aprakstītajam ražošanas procesam ir nepieciešams, lai uz PCB tiktu uzklāta maska. Pārseguma plāksnes daļa, kas ir pārklāta ar masku, nebūs korozija un tāpēc tiks saglabāta uz gala plāksnes. Daļas, kas nav pārklātas ar masku, tiks pakļautas dzelzs hlorīda iedarbībai, tiek korozētas un noņemtas no iespiedshēmas plates.

Šajā procesā ir jāpārklāj visa plāksne ar krāsas slāni un jānoņem tikai dažas daļas, izmantojot lāzera gravieri.

Šādā veidā maskas, ko ģenerē lielākā daļa programmatūras, jābūt apgrieztām krāsās (apgrieziet melnos pikseļus uz baltiem un otrādi). Lai veiktu maskas inversiju, tika izmantotas divas programmatūras:

- Inkscape: izmanto SVG failu konvertēšanai attēla formātā (PNG). Izmanto arī, lai zīmējumu pārveidotu par melnbaltu attēlu (ja CAD eksportē krāsu formātā);

- Gimp: izmanto, lai apgrieztu maskas krāsu (balti pikseļi melnos pikseļos).

Pēc tam iegūtais attēls tiek ielādēts lāzera graviera programmatūrā, lai drukātu uz plāksnes virsmas.

Pievērsiet uzmanību attēla izmēriem: pārbaudiet, vai lāzera graviera programmatūras izvades izmēri ir vēlamie faktiskajam prototipam.

Šīs apmācības gadījumā konkrētas tāfeles dizains netika veikts. Tā vietā es mēģināju atkārtot atvērtā koda dēli, ko izstrādājis Fábio Souza: Franzininho. Šo neticamo dēli var viegli salikt un ieprogrammēt visu līmeņu lietotāji, tā ir saderīga ar Arduino IDE un pilnībā izstrādāta Brazīlijā!

Plašāka informācija par valdi projektā Github:

_

Uma vez que você tenha o desenho da placa (projetado usando qualquer software de CAD de sua preferência) un eksportējams modelis vai bez formāta SVG, kas paredzēts leitura em outros programmatūrai. Várias camadas podem ser exportadas nesse processo: vista superior, vista inferior, máscara, zīda uc Todas as camadas são podem ser disponibilizadas no formato normal ou espelhado.

O processo de fabricação descrito nesse tutorial requer que seja aplicada uma máscara sobre a PCB. A parte da placa cobreada que estiver coberta pela máscara não será corroída e, portanto, será mantida na placa final. Kā partes que não estiverem cobertas com a máscara serão expostas ao cloreto de ferro, sendo corroídas e removeidas da placa de circuitito impresso.

Neses process ir nepieciešams, un tas ir jāatjauno, un tā ir jānoņem, un noņemšanas līdzekļi ir jāizslēdz un var izmantot lāzeru.

Dessa forma, a máscara gerada pela maioria dos softwares deverá ter suas cores invertida (inverter os pixels pretos para branco e un otrādi). Lai realizētu inversoo da máscara un izmantotu šo programmatūru:

- Inkscape: SVG pārveidotāja izmantošana attēlu formātā (png). Também utilizado para transformar o desenho em uma imagem preto e branca (caso o CAD exporte em formato colorido);

- Gimp: invertora un citu ierīču izmantošana (pikseļi, kas ir sadalīti pikseļos).

Attēla rezultāts ir iesācējs, nav programmatūras, kas gravadora un lāzera iespaidu uz superfície da placa.

Atentar para as Dimenses da imagem: deve-se verificar se as dimensionões de saída do software da gravadora são as desejadas para or protótipo real.

Nav caso desse pamācību, ne feo feito o projeto de uma placa específica. Ao invés disso, tentei replicar uma placa opensource, desenvolvida pelo Fábio Souza: a Franzininho. Essa incrível placa pode, kas atvieglo montāžu un programmēšanu, lai to izmantotu, un tā ir saderīga ar Arduino IDE un intereramente projetada no Brazil!

Mais informationções sobre a placa no Github do projeto: