So erstellen Sie eine benutzerdefinierte Leiterplatte mit einem Lasergravierer mit geringer Leistung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

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Wenn es um die Herstellung einer selbstgemachten Leiterplatte geht, finden Sie online mehrere Methoden: von den rudimentärsten mit nur einem Stift bis hin zu den ausgefeilteren mit 3D-Druckern und anderen Geräten. Und dieses Tutorial fällt auf den letzten Fall! In diesem Projekt zeige ich, wie man eine Leiterplatte mit einem kostengünstigen und leistungsarmen Laserschneider herstellt.

Bis vor kurzem fand man nur eine dieser Maschinen in Makerspaces oder anderen kommerziellen Einrichtungen. Sie würden Tausende von Dollar kosten, so dass ein gewöhnlicher Hersteller keinen für sich selbst haben könnte. Es gibt auch einige Laserschneiddienste online, aber meiner Meinung nach wären sie nicht die perfekte Wahl für schnelles Prototyping. Zum Glück gibt es jetzt mehrere Lasergravurmaschinen online! Die meisten von ihnen verfügen über einen Laser mit geringer Leistung und können nur zum Ätzen und Gravieren auf verschiedenen Oberflächen (z. B. Glas, Metall oder Holz) verwendet werden. Ihre Oberfläche und Laserleistung sind nur ein Bruchteil professioneller Maschinen, aber es wäre ein guter Anfang für Hersteller und Bastler.

In diesem Tutorial zeige ich Ihnen, wie Sie mit einem Low-Power-Lasergravierer eine Leiterplatte (PCB) herstellen. Es wäre eine gute Alternative, wenn Sie Ihren ersten Prototypen einer Leiterplatte herstellen möchten (zumindest bis Sie eine bessere Version bei einem Online-Hersteller bestellen!).

Den von mir verwendeten Laserschneider finden Sie unter den folgenden Links:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Wussten Sie, dass Sie hier auf Instructables eine tolle Laserschneidklasse finden können? Hör zu:

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

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Quando se trata de fazer uma PCB caseira, você pode encontrar varios métodos online: desde os mais rudimentares, utilizando apenas uma caneta, até os mais sofisticados usando Impressionen von 3D und Outros Equimentos. E esse Tutorial cai nesse último caso!Nesse projeto eu mostro como Fabricar uma placa de Circuito impresso utilizando uma cortadora a laser de baixa potência e baixo custo.

Até newemente, você só encontraria uma dessas máquinas em makerspaces oder outras instalações comerciais. Eles custariam milhares de dólares, então um fazedor comum não seria capaz de ter uma própria. Você pode também alguns serviços de corte a laser on-line, mas, na minha opinião, eles não seriem a escolha perfeita para prototipagem rápida. Felizmente, existierende várias máquinas de gravação a laser disponíveis online! Ein Maioria delas têm lasers de baixa potência e podem ser usadas apenas para gravação em unterschiedlichen Superfícies (vidro, metal ou madeira, por exemplo). Sua área de superfície und potência de laser são apenas uma fração the maquinas professionalis, mas são um bom começo para os fazedores und entusiastas. Neste-Tutorial, verwenden Sie meistens eine Gravadora-Laser-Baixa-Potência für die Herstellung einer impresso-Placa de Circuito (PCB oder PCI). Pode ser uma boa alternative se você tiver uma dessas máquinas ua seu alcance e quiser fazer um primeiro protótipo e uma placa de Circuito (pelo menos até encomendar uma versão melhorada de algum Fabricante online!).

Você pode encontrar a 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 uma incrível aula de corte a laser aqui na Instructables? Confira:

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

Schritt 1: Werkzeuge und Materialien

Die folgenden Werkzeuge und Materialien wurden in diesem Tutorial verwendet:

• 10W Lasergravierer (Link / Link / Link). Es wurde zum Drucken der Schaltungszeichnung auf einer leeren Kupferplatine verwendet.
• Kupferplatine (Link / Link / Link). Selbstgemachte Leiterplatten werden normalerweise auf kupferbeschichteten Phenolplatten gedruckt. Die gesamte Plattenoberfläche ist beschichtet (einseitig oder beidseitig). Kupfer ist ein leitfähiges Material, während das Phenolsubstrat keinen Strom leiten kann. Durch das Entfernen von Teilen der Kupferschicht kann man zwischen den Bauteilen Spuren erzeugen, wodurch die Leiterplatte entsteht.
• Latex PVA Tinte auf Wasserbasis. Wie Sie später in diesem Tutorial sehen werden, habe ich Tinte auf Wasserbasis verwendet, um eine Maske auf der Oberfläche einer Kupferplatine zu erstellen. Diese Maske verhindert, dass Teile der Kupferschicht durch die Eisenchloridlösung entfernt werden.
• Pinsel. Auf die Platine muss eine dicke Farbschicht aufgetragen werden, hier ist ein Pinsel hilfreich.
• Eisenchlorid. Dies kommt als Salz und sollte vor der Verwendung in Wasser aufgelöst werden. Diese Lösung ist in der Lage, Kupfer zu korrodieren und es von seinem phenolischen Substrat zu entfernen. Tragen Sie eine Maske auf und nur die der Lösung ausgesetzten Teile der Kupferplatte werden aufgelöst.
• Sandpapier. Am Ende müssen Sie die verbleibende Maske von der Platine entfernen. Dies geht ganz einfach mit einem Schleifpapier.

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Os seguintes materiais e ferramentas foram usado nesse Tutorial:

• Gravadora Laser de 10W (Link / Link / Link). Esse equimento foi usado para impressão do desenho do Circuito em uma placa cobreada nova.
• PCB de cobre (Link / Link / Link). Circuitos caseiros são normalmente impressos em placas cobreadas de fenolite, podendo ter um lado oder 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 circuito impresso.
• Tinta PVA Basis água. 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.
• Pinzel. Uma camada de tinta precisará ser aplicada sobre a place de Circuito a 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 dissolvida em água 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.
• Lixa. Ao fim do processo, você precisará remover oder restante da máscara da placa. Isso pode ser feito facilmente utilizando-se uma lixa.

Schritt 2: Selbst gemachter PCB-Herstellungsprozess

Der Herstellungsprozess von selbstgemachter Leiterplatte besteht normalerweise aus den folgenden Schritten:

1. PCB-Design

In diesem Schritt erfolgt die Zeichnung der herzustellenden Platine. Es ist möglich, sowohl ein neues Board zu entwerfen als auch Kopien von Open-Source-Projekten zu erstellen. Es können verschiedene CAD-Software verwendet werden (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, etc.).

2. Tragen Sie eine Maske auf die Leiterplatte auf

Sobald die Leiterplatte entworfen ist, muss sie auf die Leiterplatte übertragen werden. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten: mit der thermischen Methode (durch Übertragen von Toner von einem Blatt Papier auf die Platte, durch Wärmezufuhr), manuell (durch Zeichnen der Schaltung mit einem geeigneten Stift) und sogar mit einem 3D-Drucker. In diesem Projekt habe ich einen Lasergravierer verwendet, um das Design auf die Platte zu übertragen.

3. Chemisches Ätzen der Leiterplatte

Sobald die Maske auf die Platte übertragen ist, wird eine Korrosion von Teilen der Platte durchgeführt, um Teile des Kupfers zu entfernen. Am Ende des Prozesses sollte die Platine nur mit den Spuren sein, aus denen die Schaltung besteht.

4. Reinigung und Veredelung

Sobald die Korrosion abgeschlossen ist, kann die Platte gereinigt, gebohrt und die Komponenten geschweißt werden. Danach einfach alles überprüfen, einschalten und glücklich sein!

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O processo de fabricação da PCB caseira normalmente consiste dos seguintes passos:

1. Design da placa

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. possível tanto realizar oder projeto de uma placa nova, quanto realizar cópias de projetos opensource. Verschiedene CAD-Software-Anwendungen (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, etc.).

2. Aplicação da máscara auf PCB

Uma vez com o desenho do Circuito impresso, é notário transferi-lo para a place de Circuito. Existem várias formas de fazer isso: usando o método térmico (transferindo-se toner de uma folha de papel para a placa, através da aplicação de calor), manualmente (desenhando-se os circuito com uma caneta aproprias-se utilizé me at uma impressora 3D. Nesse projeto, usei uma cortadora laser para transferir oder desenho para a placa.

3. Korrosion von 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 als trilhas que compõem o Circuito.

4. Limpeza und 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, energetari e ser feliz!

Schritt 3: PCB-Design und Erstellen der Maske

Sobald Sie ein PCB-Design haben (entworfen mit einer CAD-Software Ihrer Wahl), können Sie es in das SVG-Format exportieren, um es in einer anderen Grafikbearbeitungssoftware zu lesen. Dabei können mehrere Ebenen exportiert werden: Ansicht von oben, Ansicht von unten, Maske, Seide usw. Alle Ebenen stehen im normalen oder gespiegelten Format zur Verfügung. Der in diesem Tutorial beschriebene Herstellungsprozess erfordert, dass eine Maske auf die Leiterplatte aufgebracht wird. Der von der Maske abgedeckte Teil der Abdeckplatte wird nicht korrodiert und bleibt daher an der Endplatte erhalten. Teile, die nicht mit der Maske bedeckt sind, werden dem Eisenchlorid ausgesetzt, korrodiert und von der Leiterplatte entfernt.

Bei diesem Verfahren ist es notwendig, die gesamte Platte mit einer Farbschicht zu beschichten und mit dem Lasergravierer nur wenige Abschnitte zu entfernen.

Auf diese Weise sollten die Farben der von den meisten Programmen erzeugten Maske invertiert sein (invertieren Sie die schwarzen Pixel in weiße und umgekehrt). Um die Maskeninversion durchzuführen, wurden zwei Softwares verwendet:

- Inkscape: Wird verwendet, um SVG-Dateien in das Bildformat (PNG) zu konvertieren. Wird auch verwendet, um die Zeichnung in ein Schwarzweißbild umzuwandeln (wenn der CAD-Export im Farbformat erfolgt);

- Gimp: wird verwendet, um die Maskenfarbe zu invertieren (weiße Pixel in schwarze Pixel).

Das resultierende Bild wird dann in die Lasergravierer-Software geladen, um auf die Oberfläche der Platte zu drucken.

Achten Sie auf die Abmessungen des Bildes: Überprüfen Sie, ob die Ausgabeabmessungen der Lasergravierer-Software die gewünschten für den tatsächlichen Prototypen sind.

Im Fall dieses Tutorials wurde das Design eines bestimmten Boards nicht durchgeführt. Stattdessen habe ich versucht, ein Open-Source-Board zu replizieren, das von Fábio Souza entwickelt wurde: Franzininho. Dieses unglaubliche Board kann von Benutzern aller Niveaus einfach zusammengebaut und programmiert werden, es ist mit der Arduino IDE kompatibel und vollständig in Brasilien entwickelt!

Mehr Informationen zum Board im Github-Projekt:

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Uma vez que você tenha oder desenho da placa (Projetado usando qualquer software de CAD de sua präferncia) und möglicher Exportar oder Modelo ohne SVG-Format für leitura em outros softwares de edição gráfica. Várias camadas podem ser exportadas nesse processo: vista superior, vista inferior, máscara, silk, etc. Todas as camadas são podem ser disponibilizadas no format 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. Als 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 é Notwendigkeit revestir toda a placa com uma camada de tinta, und entferner apenas algumas seções utilizando a cortadora a laser.

Dessa forma, a máscara gerada pela maioria dos softwares deverá ter suas cores invertida (Inverter os Pixel pretos para branco und umgekehrt). Para realizar a inversão da máscara, foram utilizados dois softwares:

- Inkscape: verwendet für den Konverter von SVG-Dateien in einem Bildformat (png). Também utilizado para transformar oder desenho em uma imagem preto e branca (caso oder CAD exporte em format colorido);

- Gimp: utilizado para Inverter a cor da máscara (Pixel brancos em Pixel pretos).

Ein resultierendes Bild, das ohne eine Software von Gravadora und Laser für die oberflächliche Beeindruckung des Platzes erstellt wurde.

Atentar für die Dimensionen des Bildes: Deve-se-Verificar-Se wie die Dimensionen der Saída tun Software von der Gravadora-Sao als Desejadas für oder Protótipo real.

No caso desse tutorial, não foi feito oder projeto de uma placa específica. Ao invés disso, Tente Replicar Uma Placa Open Source, Desenvolvida Pelo Fábio Souza: ein Franzininho. Essa ist ein einfacher Platz für die Montage und das Programm für die Benutzer von Todos, die mit der Arduino IDE kompatibel sind, und die inteiramente projetada no Brasil!

Mais informações sobre a placa no Github do projeto: