Killer PCB: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:59

Šī pamācība parāda procesu, kā izgatavot iespiedshēmu plates ar līdz pat 0,005 piemērotām funkcijām LQFP vai QFN IC, izmantojot negatīvu sausās plēves fotorezistoru. Tas ļaus jums apstrādāt gandrīz jebkura veida integrēto shēmu-pat lodīšu režģa masīvu! Attēlā ir plāksnes ar TSSOP-14, QFN-40 iepakojumiem, izmantojot 0,65 mm soli un nulles ievietošanas spēka elastīgās kontaktligzdas ar.5 mm soli.

1. darbība. Fons

Pēc tam, kad kādu laiku esmu eksperimentējis ar mājas PCB plēvēšanu, es beidzot esmu izstrādājis procesu, kas rada samērā konsekventus rezultātus, kas patiesībā izskatās diezgan labi. Es pavadīju daudz laika, mēģinot izmantot tonera pārsūtīšanas metodi ar dažādu panākumu pakāpi (labi, dažāda kļūmes pakāpe varētu būt precīzāka). Es arī izmēģināju Philmore/Datak negatīvo fotoizturības aerosolu ar konsekventi briesmīgiem rezultātiem (materiāls galu galā izkausēja ar to pievienoto aerosola sprauslu un noplūda visā vietā). Nav zaļš un nav ieteicams. Tagad es būtu varējis iegādāties presensitizētas plāksnes un ietaupīt daudz nepatikšanas, taču uzskatu, ka materiāls ir pārāk dārgs, lai ražotu dēļus. Es beidzot izmēģināju sausās plēves foto pretestību, un es neatgriezīšos! Es neiedziļināšos shematiskās uztveršanas vai kodināšanas sarežģītībā, jo uz šiem priekšmetiem labi attiecas citi norādījumi. Netiek izmantoti gaistoši savienojumi-tikai vienkāršas bāzes, kuras var padarīt videi drošas, filtrējot cietās vielas un neitralizējot ar HCl (pareizas utilizācijas procedūras skatīt ražotāja instrukcijās). Šis process apvienojumā ar peroksīda/vara hlorīda kodināšanas procesu veido videi draudzīgu, zaļo PCB izstrādes procesu. Ja neesat izmēģinājis tonera pārnešanas metodi, dariet to. Ja vien jūs neesat svētīts ar maģisku toneri un/vai papīru, sausās plēves pretestības metode dos labākus rezultātus, taču process ir nedaudz vairāk iesaistīts. Ja esat apmierināts ar tonera pārnešanas rezultātiem, noteikti ievērojiet šo metodi. Protams, ir spēkā standarta brīdinājumi: PCB kodināšana un sausās plēves apstrāde ietver kodīgus materiālus-noteikti izmantojiet aizsarglīdzekļus un pa rokai ir acu mazgāšanas punkts (vai vismaz ūdens spainis). Ņemiet vērā arī to, ka sausās plēves izstrāde un noņemšana ietver spēcīgas bāzes-turiet tās tālu prom no kodināšanas ķimikālijām, pretējā gadījumā tās var reaģēt vardarbīgi. Līdz šim esmu izmantojis trīs veidu sausas plēves pretestības veidus, kas visi darbojās labi:- MG Chemicals 416DFR sausā plēve ir izturīga pret aptuveni 20,00 ASV dolāriem par 12 collas 5 pēdām Frys, Altex un tiešsaistē. MG atteicās citēt lielākus daudzumus un neatklās filmas ražotāju.-Dupont Riston M115, kas pieejams vietnē Think & Tinker Excellent pretoties, daudz ekonomiskāks nekā MG, ja vēlaties lielākus daudzumus (12 collas x 50 pēdas par 96,75 ASV dolāriem, 12 collas x 100 pēdas par 116,26 ASV dolāriem). Izcils apģērbs, ļoti izpalīdzīgi, draudzīgi cilvēki un daudz lieliskas informācijas. Lieliska vietne!-Kolon Dry Film Resist korejiešu ražotājs tiek pārdots par nedaudz lētāku cenu nekā Think & Tinker's Riston, bet ar vismaz 500 pēdu korpusiem. Kas jums būs nepieciešams- lāzera printeris- mājas/biroja laminētājs- lāzera printera caurspīdīgās plēves- izsmidzināšanas līmjava- negatīva sausās plēves fotoizturība- izturīgs izstrādātājs (nātrija karbonāts) - pretoties striptīzdejotājam (sodi um hidroksīds)- stikla loksnes- caurspīdīga lente- dzeltena kļūdu gaisma- gaismas drošs apgabals Neobligāti- vakuuma maisiņš vai vakuuma rāmis- kolimēts UV starojuma avots- rotējošs papīra trimmeris- 21 pakāpju Stouffer jutīguma rokasgrāmata kalibrēšanai

2. darbība. Izveidojiet mākslas darbu

Es pieņemu, ka esat uztvēris savu shematisko shēmu un izvietojis savu PCB kaut ko līdzīgu Eagle-ja jūs nezināt, par ko es runāju, labāk sāciet, apgūstot shematisku uztveršanu un PCB izkārtojumu. Kad esat izkārtojis PCB, jums būs jāizveido negatīvas fotoattēlu maskas. Negatīva foto maska ir pārredzamība, kas ir skaidra, kur vēlaties varu, un melna, kur vēlaties noņemt varu. Viens ieteikums: ja jūs ieradīsities aizpildīt PCB slāņus ar zemes vai jaudas lidmašīnām, jūs ietaupīsiet daudz tonera. Ņemiet vērā arī to, ka jūs varat izveidot flīžu savu PCB izkārtojumu programmā Eagle, izmantojot grupas kopēšanas komandu, ja nav saistīta shematiska faila (pretējā gadījumā tā sūdzēsies, ka jums tas jādara shematiski ). Es atklāju krāsu apgriešanas procesu jūsu iznākums ir pārsteidzoši grūts, bet galu galā es pieņēmu šo diezgan vienkāršo pieeju, izmantojot atvērtā pirmkoda vektoru zīmēšanas programmatūru Inkscape: 1. Pārliecinieties, vai esat atlasījis tikai kodināšanai nepieciešamos slāņus (piemēram, Augšējā/Apakšējā daļa, Pads, Vias). 2. Izmantojiet Eagle drukas funkciju, lai izdrukātu PDF failā. Lai gan mēs drukājam uz caurspīdīgajām plēvēm, jūs joprojām vēlaties atspoguļot augšējo slāni tā, lai drukātā puse būtu vistuvāk tāfelei un novērstu asiņošanu. jums vēl nav instalēts Inkscape, lejupielādējiet to un instalējiet to tūlīt. 4. Atveriet PDF failu programmā Inkscape (pieņemiet noklusējuma ielādes parametrus). 5. Atveriet slāņu rūti (izvēlnes slānis: slāņi). 6. Noklikšķiniet uz pogas + lai pievienotu slāni. Nosauciet to, kas jums patīk (es nosaucu savu “b”). 7. Noklikšķiniet lejupvērsto bultiņu, lai pārvietotu jauno slāni uz leju.8. Rīku rūtī izvēlieties taisnstūra rīku.9. 10. Ar peles labo pogu noklikšķiniet uz zilās krāsas parauga ekrāna apakšdaļā un atlasiet Iestatīt gājienu.10. Ar peles labo pogu noklikšķiniet uz pelēkās krāsas parauga un atlasiet Iestatīt aizpildījumu.11. Noklikšķiniet un velciet, lai ap savu dēli uzzīmētu taisnstūri. Atlasiet bultu rīku, pēc tam atlasiet un velciet katru taisnstūra malu pa labi līdz tāfeles malai. Displejam vajadzētu izskatīties apmēram šādi: 13. Ar peles labo pogu noklikšķiniet uz melnā parauga ekrāna apakšdaļā un atlasiet Iestatīt aizpildi. Vēlreiz ar peles labo pogu noklikšķiniet uz melnā parauga un atlasiet Iestatīt gājienu.14. Noklikšķiniet uz acu ikonas slāņu paletē, lai izslēgtu b slāni. Noklikšķiniet un velciet, lai atlasītu tāfeli (vai noklikšķiniet uz ikonas Atlasīt visu redzamo rīkjoslā). Negatīvs attēls (izvēlnes efekti: krāsa: negatīvs) 17. Vēlreiz noklikšķiniet uz b slāņa acu ikonas. Tagad jums vajadzētu būt apmēram šādam: 18. Noklikšķiniet uz Saglabāt kā, pēc tam mainiet faila tipu uz PDF, izmantojot Kairu, un pievienojiet faila nosaukumam _out (piemēram, test_out.pdf), lai oriģināls netiktu pārrakstīts. Vēlreiz noklikšķiniet uz Saglabāt kā, lai saglabātu kā noklusējuma SVG formātu.

3. darbība: izveidojiet caurspīdīgās plēves

Arī šī daļa bija neliels izaicinājums. Problēma ir tā, ka lielākā daļa lāzerprinteru neveido īsti tumšas izdrukas, tāpēc daļa gaismas izplūst caur melnajiem laukumiem. Es izmēģināju daudzas metodes, lai selektīvi aptumšotu toneri: sausās dzēšanas marķieri, zīmogu spilventiņu tinte, krītiņi, kokogles, grafīts, mīkstināšana/sildīšana + papildu tonera lietošana utt. Neviens no tiem nedarbojās. Lūk, kas man konsekventi darbojas:

1. Sāciet ar maziem mākslas darbiem-es izmantoju rotējošu papīra trimmeri, lai caurspīdīgās loksnes sagrieztu ceturtdaļās (4,25 x 5,5) pa 2-3 loksnēm vienlaikus. Mazie mākslas darbi ir labāki, jo tiks samazināti ar siltumu saistītie izkropļojumi caurspīdīgajā materiālā. 2. Atveriet PDF no pēdējā posma, izmantojot programmu Adobe Reader, un izdrukājiet ar lāzera printeri, kas ir ielādēts ar caurspīdīguma loksnēm. Savam printerim (Brother HL-5250DN) es izmantoju šādus iestatījumus: Lietotāja definēts papīra izmērs (4,25 x 5,5), bez divpusējās drukas, manuālā padeve, 1200 dpi, tumšākais blīvums. Liels padoms šeit: sistēmā Windows var būt instalētas vairākas viena un tā paša printera kopijas, tāpēc pievienojiet jaunu printeri ar nosaukumu PCB_Laser kā esošā lāzera printera dublikātu, pēc tam ar peles labo pogu noklikšķiniet un mainiet noklusējuma iestatījumus, kas nepieciešami PCB pārredzamības drukāšanai. 3. Izdrukājiet augšējo un apakšējo mākslas darbu. Turiet mākslas darbu līdz gaismai: vai redzat, ka gaisma izplūst caur melnajiem laukumiem? Ja jūsu rezultāti ir līdzīgi manējiem, jums būs pietiekami daudz noplūdes, lai radītu problēmas ar pretestību. Ņemiet vērā, ka jums patiešām ir jābūt lielākām melnām zonām, lai precīzi noteiktu tonera blīvumu. Ja jūs esat svētīts ar īpaši blīvu toneri, pārejiet uz 8. darbību, pretējā gadījumā turpiniet un izdrukājiet otru katra caurspīdīgā materiāla kopiju. 4. Tālāk jums ir nepieciešams pagaidu gaismas galds, lai izlīdzinātu mākslas darbu. Tas var būt tik vienkārši kā papīra gabals, kas piestiprināts pie saules apspīdēta loga, vai sekla paplāte ar hokeja ripas izmēra gaismu, kas pārklāta ar papīra lapu un stikla rūti. Skenera fona apgaismojums ir lielisks gaismas galds. Vienkārši veiciet skenēšanu caurspīdīguma/negatīvā režīmā-iespējams, ka pēc skenēšanas tas atstās ieslēgtu fona apgaismojumu vairākas minūtes, pēc tam noņemiet vāku un apgrieziet to. Uz galvas uzstādīta palielināmā objektīva izmantošana ievērojami palīdzēs saskaņot jūsu mākslas darbu. 5. Tālāk mēs sasienam caurspīdīgos pārus (2x augšā, 2x apakšā), lai dubultotu tonera blīvumu. Lai to izdarītu, paņemiet vienu caurspīdīgā materiāla eksemplāru un uzklājiet aerosola līmi uz tonera puses. Jūs varat noteikt, kura ir tonera puse, novērojot gaismas atstarošanos no caurspīdīgās virsmas; toneris šķiet blāvs tonera pusē. 6. Novietojiet caurspīdīgo toneri ar leju, kas nav pārklāta ar tonera pusi uz leju, uz gaismas galda-iespējams, vēlēsities brīvi pielīmēt šīs lapas stūrus pie gaismas galda (beigās salieciet lenti, lai to varētu viegli aplocīt vēlāk). 7. Uzmanīgi izlīdziniet (reģistrējiet) ar līmi pārklāto caurspīdīgo plēvi ar nepārklāto caurspīdīgo. Pēc izlīdzināšanas stingri nospiediet, lai pielīmētu abas loksnes. 8. Izvelciet izlīdzinātās caurspīdīgās plēves cauri laminētājam uz aukstākā iestatījuma, lai slāņi pastāvīgi savienotos kopā. 9. Izlīdziniet augšējo un apakšējo mākslas darbu (ar tonera pusi) un līmlenti, atstājot pietiekami daudz vietas, lai iespiestu PCB. Alternatīvi, ja jums ir apmale, kas atrodas vismaz collas attālumā no tāfeles, jūs varat uzklāt smidzināšanas līmi 1/2 collu sloksnei gar divām malām, pārklājot pārējo masku ar papīra lapas stūri-vienkārši pārliecinieties, ka starp līmlenti un tāfeles malu ir vismaz 1/4 collas.

4. solis: sagatavojiet ar vara pārklājumu

Uzmanīgi notīriet ar varu pārklātu materiālu ar skrubja spilventiņu un balinātāju saturošu tīrīšanas līdzekli (piemēram, mīkstu skrubi ar balinātāju). Slīpējiet ar 320 vai 400 smilšpapīru mitru/sausu smilšpapīru, lai raupja virsma un nodrošinātu pareizu saķeri. Žāvējiet dēli, uzmanoties, lai nepieskartos tāfelei bez cimdiem (lai novērstu ādas eļļu pārnešanu uz tāfeles).

5. solis: lamināts

Ir dažas dažādas iespējamās pieejas PCB laminēšanai. MG Chemicals iesaka mapi un lamināta pieeju. Citi iesaka izmantot siltumu vai ūdeni (vai abus), lai pirms laminēšanas pielīmētu pretestības materiālu pie PCB. Man ir paveicies ar šo pieeju: 1. Padariet savu darba zonu gaismas necaurlaidīgu: ieslēdziet kļūdu gaismu un izslēdziet dienasgaismas spuldzes vai> 40 vatu kvēlspuldzes 2. Izgrieziet lamināta materiālu par 1/2 collu lielāku par dēli (dubultā garums, ja veicat abpusēju dēli) 3. Uzmanīgi noņemiet iekšējās plēves pirmo pusi collas (vienmēr uz čokurošanās iekšpuses) 4. Uzmanīgi izlīdziniet laminātu, nodrošinot, ka lamināts pilnībā pārklāj plāksni abās pusēs (ja abpusēji). 5. Piespiediet pirmo pusi collu atklātā lamināta pie tāfeles. 6. Uzmanīgi velciet atlikušo iekšējo slāni uz leju pusi collas vienlaikus, vienlaikus piespiežot atklāto laminātu pie plātnes. Esiet uzmanīgi, lai neieviestu grumbas. Ja nepieciešams, turpiniet līdz aizmugurē līdzīgā veidā. 8. Izlaidiet dēli caur laminatoru (kad lamināts ir pilnībā sasniedzis temperatūru). Apgrieziet un vēlreiz iziet cauri laminatoram.

6. darbība: atklājiet

Novietojiet laminēto PCB starp iepriekš reģistrētajām caurspīdīgajām plēvēm un droši ievietojiet lenti. Ja plānojat kalibrēt ekspozīcijas procesu, pielīmējiet Stouffer 21 soļu jutīguma rokasgrāmatu pār atvērtu PCB sadaļu. Jūs vēlaties cieši piespiest mākslas darbu pie PCB, lai novērstu gaismas noplūdi zem jūsu pēdām. To var izdarīt ar divām stikla loksnēm vai, vēlams, vakuuma maisiņu vai vakuuma rāmi. Pēc tam jūs varat novietot šo komplektu spilgtā saules gaismā apmēram 5-8 minūtes katrā pusē vai izmantot citu jūsu izvēlētu UV avotu. Ņemiet vērā, ka, neraugoties uz PCB un mākslas darbu ciešu pieguļošanu, kolimācija (lai gaismas stari būtu paralēli) ir svarīga, lai panāktu smalkas pēdas-skatiet šeit norādījumus par kolimēta UV gaismas avota izveidi.

7. solis: attīstiet

Izpildiet ražotāja norādījumus, lai sagatavotu izstrādātāja šķīdumu (parasti nātrija karbonātu vai kālija karbonātu) un izstrādātu plāksni (izstrādājot noņem pretestību, kas nav pakļauta UV gaismai).

8. darbība

Izmantojiet savu iecienīto kodinātāju-vienkārši padomājiet par turpmāku utilizāciju un apsveriet zaļo procesu, piemēram, peroksīda/vara hlorīda kodināšanas procesu (tas ir arī burtiski zaļš). Un, ja vēlaties iedziļināties sīkumos par iesaistīto ķīmiju, šī lapa ir paredzēta jums.

9. solis: sloksne

Šim nolūkam jums būs nepieciešams nātrija hidroksīds (NaOH)-tas ir tas, ko Breds Pits izmanto, lai sadedzinātu Edvarda Nortona roku Fight Club, tas izšķīdina taukus, un jūsu āda sastāv galvenokārt no taukiem, tāpēc esiet piesardzīgs. Pārbaudiet vietējās ķīmiskās piegādes mājas-man paveicās: mans kaimiņš gatavo ziepes, tāpēc es vienkārši pielēcu un jautāju, vai es nevaru aizņemties tasi sārma!

10. solis: lodēšanas maska un sietspiede

Uzklājiet lodēšanas masku, berzējot un atkārtoti laminējot iegravētu plātni ar jaunu pretestības slāni, pēc tam noņemiet aizsargājošo ārējo plēvi un uzklājiet otru pretestības slāni, lai dubultotu biezumu. Tagad eksponējiet ar aizbāzni un sietspiedes slāņiem un attīstiet tāpat kā iepriekš (ekspozīcija var aizņemt nedaudz ilgāku laiku, jo ir papildu biezums). Cep tosterī 200–220 grādu temperatūrā apmēram 10 minūtes (noteikti paceliet dēli tā, lai pretestība neliptu pie tostera). Noņemiet dēli no tostera un izmantojiet baltu krītiņu, lai aizpildītu sietspiedes tekstu, kamēr tāfele vēl ir silta. Noslaukiet lieko krītiņu vasku ar dvieli un izmantojiet zobu bakstāmais, lai noņemtu lieko vasku no rievām un pēdām.

11. solis: Lodēšanas ielīmējiet trafaretu

Ja esat nonācis tik tālu, jums, iespējams, bija jāvelk dažas vēlas naktis un jālieto daudz gāzētu (un kofeīnu saturošu) dzērienu. Ja tā, paņemiet vienu no šīm sodas kannām un nogrieziet augšējo un apakšējo daļu ar šķērēm vai vieglām šķērēm. Mēģiniet to kārtīgi sagriezt bez saplēstām malām. Pēc tam sagrieziet gareniski, lai iegūtu alumīnija sloksni apmēram 8 "līdz 4". Šī sloksne būs ļoti cirtaini, bet jūs nevarat to "izlocīt", neveidojot grumbas. Veicot tālāk norādītās darbības, jūs varat vai nu tikt galā ar čokurošanos, vai arī atkausēt metālu, uzkarsējot to tostera krāsnī līdz aptuveni 450 grādiem pēc F, pēc tam ļaujiet tam lēnām atdzist. Tālāk jums jānoslīpē gan kārbas iekšpuse, gan ārpuse ar 220 līdz 320 smilšpapīru mitru/sausu smilšpapīru, lai noņemtu krāsu (ņemiet vērā, ka kārbas iekšpusē ir caurspīdīga krāsa-pretējā gadījumā soda to izēstu). Šim nolūkam varat izmantot kādu lieljaudas krāsas noņēmēju, bet smilšpapīrs šķiet mazliet zaļāks. Kad esat nokrāsojis visu krāsu, labi notīriet ar SoftScrub ar balinātāju, lai noņemtu visas eļļas pēdas. Nākamais lamināta fotorezidents no abām pusēm tāpat kā jūs ar PCB. Izveidojiet savu mākslas darbu, izmantojot tcream slāni, kā jūs to darījāt iepriekš, taču šoreiz neveidojiet negatīvus-Eagle izlaide jau ir negatīva! Noteikti izgatavojiet divas caurspīdīgās plēves priekšpusē un aizmugurē (un noteikti spoguļojiet priekšpusi, lai toneris būtu tieši pret pretestību). Attīstīt kā iepriekš un kodināt atšķaidītā HCl. Es atšķaidīju HCl līdz aptuveni 50% (skābi ielej ūdenī, nevis otrādi). Kodināšana sāksies lēnām, līdz tiks noņemts oksīda slānis, pēc tam ievērojami paātrinās. Nespiediet pārāk ātri, pretējā gadījumā dēlis sakarst un pretestība atdalīsies. Ja atstāsit pretestību vietā, jums būs ~ 5 mililitru trafarets, vai arī, lai iegūtu ~ 2 mililitrus lielu trafaretu, noņemiet pretestību, taču uzmanieties, ka NaOH uzbrūk alumīnijam ar nedaudz mazāku izturību nekā HCl (atkarībā no koncentrācijas). Pēc tam izmantojiet neveiksmīgos dēļus (jums jau vajadzētu būt dažiem no tiem), lai izveidotu lodēšanas pastas. Uzklājiet lodēšanas pastu ar krāsas skrāpi vai tamlīdzīgi, novietojiet detaļas un turpiniet uzpildīšanu.

12. solis: pārplūšana

Šeit ir diezgan vienkāršas lietas: sildiet, līdz lodēšanas pasta izkūst, pēc tam atdzesējiet. Noteikti izmantojiet diezgan stingru vara vai alumīnija plāksni, lai vienmērīgi izkliedētu siltumu. Tiklīdz visi lodmetāli kūst, noņemiet metāla plāksni no sildvirsmas un novietojiet to uz siltuma izlietnes, lai temperatūra strauji pazeminātos-cementa garāžas grīdas darbojas lieliski-vienkārši izmantojiet krāsns mitrus (bet necepiet cepumus) ar viņiem vēlākâ € ¦). Pēc atkārtotas plūsmas, iespējams, vajadzēs notīrīt dažus savienotus savienojumus. Šim nolūkam vienkārši izmantojiet lodēšanas dakti un daudz plūsmas (man patīk Orange Crush). Pielietojiet strāvu un aizdedziniet to! BTW, es nejauši paaugstināju temperatūru uz augšu uz pirmās tāfeles un tā rezultātā uz lodēšanas maskas tika iegūts vēsais gradienta krāsu efekts (skat. Ievada attēlu). Es domāju, ka komponenti joprojām bija specifikācijās, bet man tajā laikā nebija laba siltuma izkliedētāja, tāpēc es nevaru būt pārliecināts, ka zonde nolasa to pašu temperatūru, kādu redzēja tāfele. Dēlis pagaidām šķiet kārtībā-tomēr tas tā-viegli, vai ne? Noteikti skatieties manu gaidāmo vietni IncoherentLabs.com. Tagad izklaidējieties un dodieties glābt pasauli!