PCB-Ätzen (Prototyping) - Gunook

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

Schaltungen zu machen ist großartig, aber was ist, wenn Sie Ihre Ideen ein bisschen dauerhafter machen möchten? Dann ist es großartig, zu Hause eigene Leiterplatten herstellen zu können.

Ich zeige Ihnen, wie Sie zu Hause Ihre eigenen einseitigen Leiterplatten herstellen. Wenn Sie noch einen Schritt weiterkommen möchten, können Sie auch das Verzinnen und das Auftragen eines Lötstopp-Trockenfilms lernen.

Schritt 1: Dinge, die Sie brauchen

Chemikalien:

• Natriumpersulfat - Na2S2O8
• Natriumcarbonat aka. Waschsoda - Na2CO3 (Optional nur für Trockenfilm)
• Destilliertes Wasser
• Fotopositiver Entwickler - NaOH

Materialien:

• Fotobeschichtete Leiterplatte
• Druckerfolie

Werkzeuge:

• Drehwerkzeug
• Puzzle (nur wenn Sie etwas auf Ihrer Platine ausschneiden möchten)
• Knabber (kann praktisch sein)
• Pinzette aus Kunststoff
• Etwas zum Schleifen
• Bürste
• Belichtungseinheit mit Rahmen* (UV-Lampe)
• Ätzeinheit (oder Becher und Heizplatte)

Andere:

• Handschuhe
• Offener Container zum Entwickeln
• Augenschutz
• Trichter (zum Zurückfüllen von Flüssigkeiten in ihre Flaschen)

Optional:

• Trockenfilm-Lötstopplaminat
• Laminator
• Chemische Verzinnungsflüssigkeit

*zeige ich dir später

Schritt 2: Erstellen und drucken Sie Ihr Layout

1. Verwenden Sie Ihre bevorzugte Cad-Software (meine ist Cadsoft Eagle), um ein PCB-Layout zu entwerfen.

2. Öffnen Sie die Layereinstellungen und aktivieren Sie nur das Kupfer (oben oder unten, je nachdem, welche Art von Leiterplatte Sie erstellen möchten), die Pads, die Vias und die Dimensionslayer.

3. Legen Sie einige bedruckbare Transparentfolien in Ihren Drucker ein.

4. Drücken Sie die Drucktaste in Ihrer CAD-Software und drucken Sie eine maßstabsgetreue schwarze Version Ihres Layouts aus. Abhängig von Ihrem Drucker müssen Sie das Layout möglicherweise zweimal ausdrucken und dann die beiden bedruckten Folien übereinander kleben, um ein vollständig lichtstoppendes Bild zu erhalten.

Wenn Sie später einen Lötstopplack hinzufügen möchten:

1. Gehen Sie zurück zu Ihrer Cad-Software und öffnen Sie das Ebenenmenü

2. Aktivieren Sie jetzt nur die oberste Stoppschicht (oder die unterste Stoppschicht, wiederum abhängig von der Art der Leiterplatte, die Sie herstellen möchten)

3. Wiederholen Sie den Punkt 4.

Schritt 3: Platine freilegen

1. Ziehen Sie die Schutzschicht von Ihrer Leiterplatte ab. Achten Sie darauf, dass Sie nach dem Entfernen der Schutzschicht nicht die Kupferseite der Platine berühren, da Sie sonst Probleme haben, sie zu entwickeln

2. Richten Sie die bedruckte Folie und die Platine so aus, dass alle Leiterbahnen auf der Folie Kupfer darunter haben.

3. Legen Sie die Platine und die bereits ausgerichtete Folie zwischen zwei Glasplatten, um die Folie flach auf der Oberfläche der Platine zu halten. Verwenden Sie einige Magnete, um die Glasplatten zusammenzuhalten (wie auf den Bildern gezeigt)

4. Setzen Sie nun die Platine UV-Licht aus. Ich habe ein 25-W-Party-UV-Licht verwendet und es dauerte ungefähr 5 Minuten, bis die Belichtung abgeschlossen war

Schritt 4: Entwicklung der Leiterplatte

Jetzt ist es an der Zeit, Handschuhe und Augenschutz anzuziehen. Während des gesamten Ätzvorgangs nicht ausziehen

1. Mischen Sie den Entwickler gemäß der Beschreibung auf der Verpackung. Ich habe es selbst noch nie probiert, aber 10g NaOH in 1 Liter Wasser sollten auch funktionieren.

2. Legen Sie Ihre Leiterplatte unmittelbar nach Abschluss des Belichtungsvorgangs in die Entwicklerlösung.

3. Verwenden Sie Ihren Pinsel, um dem Entwickler beim Entfernen des Fotolacks zu helfen.

4. Tun Sie dies für ca. 30 Sekunden, bis sich kein Fotolack mehr ablöst, aber nehmen Sie ihn noch nicht heraus. Lassen Sie es sich etwas länger entwickeln, als es zu brauchen scheint. Auf diese Weise können Sie sicher sein, dass der gesamte unnötige Fotolack entfernt wird. Andernfalls ruinieren Ihre Ätzergebnisse Ihren Tag.

5. Spülen Sie die Platine mit Leitungswasser ab und fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort

ANMERKUNGEN:

Wenn Sie mit der Entwicklung fertig sind, nehmen Sie Ihren Entwickler und gießen Sie ihn in Ihre Spüle. Es ist im Grunde das gleiche Zeug, das für Abflussreiniger verwendet wird

Schritt 5: Ätzen

1. Mischen Sie Ihr Ätzmittel: Verwenden Sie 250 g Natriumpersulfat (Na2S2O8) pro Liter destilliertes Wasser.

2. Gießen Sie das Ätzmittel in Ihr Ätzgerät und erhitzen Sie es auf 50 °C (nicht überhitzen, da sich Natriumpersulfat bei über 50 °C zu zersetzen beginnt)

Wenn Sie kein Ätzgerät haben, füllen Sie einfach das Ätzmittel in einen hitzebeständigen Becher und stellen Sie es auf eine Heizplatte. Auch auf ca. 50°C erhitzen

3. Sobald das Ätzmittel seine Endtemperatur erreicht hat, nehmen Sie Ihre Leiterplatte, legen Sie sie hinein und starten Sie die Luftversorgung Ihrer Ätzeinheit (Wenn Sie die Bechermethode verwenden, nehmen Sie einen Rührstab und rühren Sie einfach die Lösung mit der Leiterplatte darin um.)

4. Lassen Sie es im Ätzmittel, bis das gesamte Kupfer "verschwunden" ist.

5. Spülen Sie die Platine mit Leitungswasser ab.

6. Wenn Sie ein Ätzgerät verwenden, nehmen Sie das Ätzmittel heraus und bewahren Sie es in einem anderen, nicht luftdichten Behälter auf. Andernfalls kann Ihr Luftsprudler beschädigt werden.

ANMERKUNGEN:

Das Ätzmittel wird blau und wird nach ein paar PCBs ineffizient. Wenn Sie feststellen, dass der Ätzprozess viel länger dauert, wechseln Sie Ihr Ätzmittel und bringen Sie das alte zu Ihrem örtlichen Entsorgungszentrum Warnung: "Die gebrauchte Ätzlösung enthält gelöstes Kupfer, das nicht gut für Ihre Umwelt ist"

Schritt 6: Verzinnen (optional)

1. Entfernen Sie den überschüssigen Fotolack, indem Sie die Leiterplatte mit Aceton reinigen

2. Nehmen Sie Ihre Verzinnungsflüssigkeit und füllen Sie sie in einen offenen Behälter.

3. Legen Sie Ihre Platine hinein und lassen Sie sie ca. 5 - 10 Minuten drin

4. Nehmen Sie die Platine aus der Lösung und spülen Sie sie mit Leitungswasser

5. Gießen Sie die Verzinnungsflüssigkeit mit dem Trichter zurück in eine Glasflasche. Bewahren Sie es an einem Ort auf, an dem keine Haustiere oder Kinder es erreichen können.

ANMERKUNGEN:

Die Verzinnungsflüssigkeit ist wiederverwendbar, jedoch lässt die Wirksamkeit nach einiger Zeit nach. Wenn dies der Fall ist, bringen Sie es zu Ihrem örtlichen Entsorgungszentrum.

Schritt 7: Bohren

1. Nehmen Sie das rotierende Werkzeug und den richtigen Bohrer.

2. Wenn Sie einen Bohrständer haben, befestigen Sie Ihr Drehwerkzeug darin.

3. Sorgen Sie für gutes Licht, damit Sie deutlich sehen können, wo die Löcher sein müssen.

4. Bohren Sie alle Löcher, die Sie benötigen

5. Reinigen Sie Ihre Leiterplatte.

Schritt 8: Fotolack (die nächsten Schritte sind optional)

Bevor Sie beginnen, schalten Sie Ihren Laminator ein, damit Sie nicht bei Punkt 6 darauf warten müssen

1. Holen Sie sich etwas Lötstopp-Trockenfilm

2. Dann dimmen Sie das Licht und nehmen es aus der lichtdichten Verpackung

3. Nehmen Sie zwei Stücke starkes Klebeband und kleben Sie sie auf die Ober- und Unterseite einer Ecke.

4. Ziehen Sie dann die beiden Klebebandstücke auseinander, wie in den Bildern gezeigt. Sie erhalten eine transparente und eine grüne Schicht. Legen Sie die transparente Schicht in den Papierkorb und halten Sie die grüne fest.

5. Die grüne Schicht hat zwei Seiten, eine Seite ist matt und die andere Seite ist glänzend. Nehmen Sie Ihre Leiterplatte und legen Sie die matte Seite des Trockenfilms darauf. Achte darauf, dass keine Blasen dazwischen kommen.

6. Sobald Ihr Laminator seine Endtemperatur erreicht hat (die etwa 150 °C betragen sollte), legen Sie Ihre Leiterplatte auf ein Blatt Papier und lassen Sie es 2 - 5 Mal durch den Laminator laufen. Stellen Sie nur sicher, dass die gesamte Platine heiß wird.

Schritt 9: Legen Sie das Laminat frei

1. Nehmen Sie die Folie für die Lötstoppmaske, die Sie in Schritt 2 gedruckt haben, und richten Sie sie an Ihrer Leiterplatte aus.

2. Klemmen Sie die Platine und den Film wieder mit einigen starken Magneten zwischen zwei Glasplatten.

3. Setzen Sie die Platine UV-Licht aus (mit meiner 25-W-UV-Lampe dauert es etwa 6 Minuten).

4. Nun müssen Sie die Platine ca. 1 Stunde an einem dunklen Ort ruhen lassen.

Hinweis: Alle Bereiche, die nicht dem UV-Licht ausgesetzt sind, werden während des Entwicklungsprozesses abgelöst.

Schritt 10: Entwicklung des Trockenfilms

1. Mischen Sie den Entwickler, indem Sie 10 g Natriumcarbonat in einem Liter Wasser auflösen (Sie benötigen nicht den ganzen Liter. Ich habe nur 100 ml davon verwendet)

2. Entfernen Sie die letzte transparente Schutzschicht mit Hilfe von etwas Klebeband (wie auf den Bildern gezeigt)

3. Legen Sie Ihre Leiterplatte in die Entwicklerlösung und verwenden Sie eine Bürste, um dem Entwickler zu helfen, den Lötstopplack von allen Pads zu entfernen.

4. Wenn der gesamte unnötige Trockenfilm entfernt wurde, nehmen Sie die Leiterplatte aus der Lösung und spülen Sie sie mit Leitungswasser ab.

Schritt 11: Härten des Trockenfilms

1. Nehmen Sie Ihre Leiterplatte und härten Sie den trockenen Film aus, indem Sie ihn UV-Licht aussetzen. Mit meiner 25 W UV-Lampe dauert es ungefähr eine Stunde (ich belichte sie 1/2 Stunde, dann lasse ich sie abkühlen und belichte sie dann noch eine halbe Stunde)

2. Sie können sich vergewissern, dass die Aushärtung beendet ist, indem Sie versuchen, den Trockenfilm mit dem Fingernagel zu zerkratzen, Sie sollten ihn nach dem Aushärten nicht mehr zerkratzen können.

Schritt 12: Schneiden Sie Ihre Leiterplatte aus

Wenn Sie es wie ich gemacht haben, müssen Sie jetzt Ihre kleinen Bretter ausschneiden, wenn nicht, müssen Sie nur die Umrisse eines Brettes ausschneiden.

1. (optional) Verwenden Sie ein Nibbelwerkzeug, um die grobe Form Ihrer Leiterplatte auszuschneiden

2. Verwenden Sie eine Stichsäge, um den Umrissen Ihrer Leiterplatte(n) zu folgen

3. Verwenden Sie einen Schleifblock, eine Feile oder einen Scheibenschleifer, um Ihrem Board/Ihren Boards ein schönes Finish zu verleihen.

Schritt 13: Jetzt haben Sie Ihre eigene gedruckte - Schaltung - Platinen

Du bist fertig!

So einfach ist es, individuelle Leiterplatten zu Hause herzustellen.

Wie auf den Bildern zu sehen ist die Qualität recht gut. Es gibt einige kleine Unvollkommenheiten, die durch die Auflösung meines Tintenstrahldruckers verursacht werden.

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

Ich hoffe, Sie mögen diese Instructables. Wenn Sie Fragen haben, teilen Sie diese in den Kommentaren mit und ich werde sie so schnell wie möglich beantworten.

Wenn Sie mit Hilfe dieser Anleitung eine Platine machen, posten Sie ein Bild in den Kommentaren - ich würde gerne Ihre Ergebnisse sehen.