(Meistens) einfache Leiterplattenherstellung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Dies ist eine einfache Möglichkeit, Ihre eigenen Leiterplatten zu Hause zu erstellen. Die Methode basiert auf dem "5 Bears"-Verfahren (das selbst auf dem Verfahren von Tom Gootee basiert). Ich habe ein paar Verfeinerungen hinzugefügt.

Schritt 1: Erstellen Sie Ihr Design

Beginnen Sie mit dem Auslegen der PCB-Leiterbahnen und -Pads mit Ihrem bevorzugten CAD- oder PCB-Designprogramm. Ich habe Pad2Pad verwendet, hauptsächlich weil ich fand, dass dieses Programm ziemlich einfach zu bedienen ist und es kostenlos heruntergeladen werden kann. Sie sollen Pad2Pad verwenden, um eine Platine zu entwerfen, und dann die Datei zur Herstellung an das Unternehmen senden. Stattdessen verwende ich dieses Design, um meine eigene Ätzmaske zu erstellen. Leider können Sie keine P2P-Dateien in andere Formate exportieren. Also habe ich das Board-Layout in ein PDF gedruckt und dann das PDF in Illustrator geöffnet, wodurch ich das Design bereinigen und verfeinern und in Ebenen aufteilen konnte. Diese Technik dient zum Erstellen einseitiger Leiterplatten, daher habe ich zwei Masken erstellt: Eine für die Kupferleiterbahnen und -pads, die andere für den Siebdruck. Sie müssen ein Spiegelbild Ihrer Masken ausdrucken - Sie werden bald sehen, warum -, aber da die Spuren auf der Rückseite der Platine verlaufen, können Sie diese normal ausdrucken. Die Siebdruckmaske sollte verkehrt herum ausgedruckt werden. Für die meisten Spuren verwende ich 2pt-Linien; das ergibt etwa 0,028.

Schritt 2: Drucken Sie die Masken

Dies ist ein schwieriger Schritt. Sie müssen die Masken auf spezielles Papier drucken und sie so dunkel wie möglich machen. So habe ich es gemacht. Ich habe Jet Print Multi-Project Hochglanz-Fotopapier verwendet. Ich musste es online bestellen, aber es könnte in größeren Bürobedarfsgeschäften erhältlich sein. Tom Gootee empfiehlt Staples "Picture Paper"; das scheint leichter zu bekommen. Leider habe ich Gootees Artikel erst gelesen, NACHDEM ich das Jet Print-Papier schon bekommen hatte. Das Staples-Papier könnte also besser sein.

Diese Papiere werden als Ink-Jet-Papiere vertrieben. Für diesen Vorgang müssen Sie sie jedoch über einen Laserdrucker ausführen. Der Toner erzeugt die Maske. Und Sie möchten, dass der Toner so dunkel und dicht wie möglich ist. Ich habe festgestellt, dass mehr Toner aufgetragen wird, wenn Sie dem Drucker mitteilen, dass Sie eine Transparenz drucken. Ich passe auch verschiedene Einstellungen in den Druckermenüs an (z. B. Tonerdichte, Optimierung usw.), um einen möglichst dichten Druck zu erzielen – Ihre Druckereinstellungen variieren. Experimentieren Sie, um zu sehen, was am besten funktioniert, und machen Sie sich Notizen, damit Sie später Ihre besten Bemühungen wiederholen können. Ich habe ziemlich viel Papier durchgebrannt, bevor ich es richtig gemacht habe, aber jetzt habe ich es beim ersten Mal richtig gemacht. Wenn Ihr PCB-Design lange vertikale Leiterbahnen hat, können Sie das Design auf der Seite so ausrichten, dass die langen Leiterbahnen abgewinkelt sind. Aufgrund der Richtung, in der das Papier durch Laserdrucker läuft, können lange vertikale Spuren im unteren Bereich an Tonerdichte verlieren. Das Abwinkeln der langen Spuren hilft, den Toner auf der gesamten Länge dicht zu halten. Denken Sie daran, die Kupfermaske "rechtslesend" zu drucken - d.h. KEIN Spiegelbild - aber die "Siebdruck" -Maske muss umgekehrt gedruckt werden. Machen Sie einen oder zwei Drucke und finden Sie eine Maske, die gleichmäßig dicht mit einem Minimum an Nadelstichen ist. Stellen Sie sicher, dass alle Spuren und Pads vollständig sind.

Schritt 3: Bereiten Sie die leere Platine vor

Schneiden Sie Ihr Brett auf die richtige Größe zu und lassen Sie an den Rändern etwas mehr Platz. Ich benutze eine Bügelsäge, die einige Grate hinterlässt. Glätten Sie alle Grate mit einem Dremel oder einer kleinen Feile. Sie möchten, dass die Kupferoberfläche so flach wie möglich ist. Schleifen Sie die Oberfläche des leeren Brettes mit Schleifpapier der Körnung 400-600 in beiden diagonalen Richtungen in einem Kreuzschraffurmuster. Verwenden Sie dann Aceton auf einem Papiertuch, um das Brett so gründlich wie möglich zu reinigen. Fettflecken sind dein Feind! Schrubbe das Brett richtig gut.

Schritt 4: Befestigen Sie die Maske an der leeren Platine

Schneiden Sie die Maske für die Kupferseite vorsichtig aus Ihrem Ausdruck aus. Legen Sie es mit der Vorderseite nach unten auf Ihr Brett, so dass der Toner zum Kupfer zeigt. Ich benutze kleine Stückchen Klebeband an jeder Kante, um die Maske an Ort und Stelle zu halten. Dies ist möglicherweise nicht erforderlich, wenn Ihr Rohling etwas größer als Ihre Maske ist. Ich habe festgestellt, dass die Maske dazu neigt, zu rutschen, wenn sie nicht sicher verklebt ist; Sie möchten das vermeiden, wenn Sie mit engen Toleranzen arbeiten.

Schritt 5: Eisen

Dies ist der schwierigste Schritt. Sie müssen Ihr Bügeleisen auf die höchste Stufe einstellen, kein Dampf. Legen Sie ein Papiertuch über das Brett und die Maske; Andernfalls kann der klebrige geschmolzene Kunststoff, der unter den Rändern der Maske hervorquillt, dazu führen, dass das Ganze an Ihrem Bügeleisen klebt.

Drücken Sie beim ersten Auftragen des Bügeleisens gerade nach unten und versuchen Sie, die Maske nicht zu wackeln oder zu verschieben. Die plastische Oberflächenschicht des Papiers schmilzt sofort und bildet eine vorübergehend rutschige Schicht, die dazu neigt, herumzurutschen, wenn Sie nicht aufpassen. Hier ist es am einfachsten zu vermasseln, denke ich. Üben Sie zunächst eine Minute lang gleichmäßigen, festen Druck auf das gesamte Brett aus und bewegen Sie das Bügeleisen gelegentlich, um sicherzustellen, dass das gesamte Brett gründlich erhitzt wird. Danach klebt die Maske so ziemlich auf dem Brett, so dass Sie jetzt mit der Kante des Bügeleisens nach und nach über das gesamte Brett gehen können. Ich benutze die Kante des Bügeleisens und lehne mich etwas darauf, wobei ich in Längsrichtung entlang des Bretts guten starken Druck ausübe. Dann bewege ich das Bügeleisen etwa einen Viertelzoll und wiederhole, bis das gesamte Brett bedeckt ist. Dann mache ich die gleiche Reihe von "Drucklinien" in der Breite über die gesamte Breite. Schließlich beende ich noch ein paar Sekunden mit Gesamtdruck. Die Gesamtbügelzeit beträgt vielleicht 3 Minuten, top.

Schritt 6: Tränken Sie das Papier

Lassen Sie das heiße Brett sofort in einen Topf mit heißem Wasser fallen, zusammen mit einem eventuell angebrachten Papiertuch. Ein Teil des Papiers wird sich sofort lösen. Helfen Sie mit! Nach einigen Minuten kann weiteres Papier abgezogen werden. Ziehen Sie auch das Klebeband ab, mit dem Sie die Maske an der Tafel befestigt haben. Nach 10-20 Minuten bist du bei der letzten Schicht, die eher aus Plastik als aus Papier besteht. Die Spuren werden jedoch deutlich sichtbar sein. Beginnen Sie mit einer Ecke, und der Kunststoff sollte sich leicht abziehen lassen, sodass Sie ein schön maskiertes Brett haben. Wenn Sie gut genug gebügelt haben, wird der Toner fest mit dem Brett verschmolzen; es lässt sich nicht mit dem Fingernagel abkratzen.

Wenn die Spuren in irgendeiner Weise durcheinander sind – zum Beispiel, wenn das Bügeleisen verrutscht – können Sie den geschmolzenen Toner mit Aceton entfernen und mit einer frischen Maske von vorne beginnen.

Schritt 7: Ätzen

Lassen Sie die Platine in Ihre Ätzlösung fallen. Lassen Sie die Ätzchemikalie nicht auf etwas aus Metall gelangen! Ich benutze einen großen Plastikbehälter. Ätzen Sie die Platine, bis das restliche Kupfer weg ist. Je nachdem, wie frisch und warm die Ätzchemikalie ist, kann es 10-30 Minuten dauern.

Schritt 8: Reinigen Sie die Maske

Verwenden Sie Aceton, um den Toner zu entfernen. Sie werden mit einer schönen glänzenden Platine zurückbleiben!

Schritt 9: Wenden Sie die Siebdruckschicht an

Jetzt ist es an der Zeit, den "Siebdruck" auf der anderen Seite des Boards hinzuzufügen. Es ist nicht wirklich ein Siebdruck; Es ist eigentlich der gleiche Prozess wie oben beschrieben, außer dass Sie den geschmolzenen Toner auf der Platine lassen und nicht ätzen und reinigen.

Um die "Seide" auszurichten, bohre ich ein Loch in die vier Eckpolster. Nachdem ich die Seidenmaske ausgeschnitten habe, lege ich sie mit der Tonerseite nach unten gegen die den Spuren gegenüberliegende Seite des Bretts. Wenn Sie es gegen das Licht halten, sollten Sie die vier Ecklöcher durch die Maske sehen können. Verwenden Sie diese, um die Seidenmaske richtig auszurichten, und kleben Sie sie dann mit Tesafilm auf das Brett. Als nächstes bügeln Sie das Brett auf die gleiche Weise wie die Kupferseite und tränken schließlich das Papier wie in Schritt 6.

Schritt 10: Bohren Sie die Löcher

Dies ist ein wenig knifflig, kann aber ohne Bohrmaschine oder andere ausgefallene Geräte durchgeführt werden. Ich benutze ein Dremel-Tool mit einem #60-Bit. Das ist das kleinste Bit, das ich im örtlichen Baumarkt finden kann. Der Bit wird in eine Spannzange eingespannt, die wiederum im Spannfutter des Dremels gehalten wird.

Hier ist mein Geheimnis, um viele kleine Löcher mit einer Handbohrmaschine zu bohren: Verwenden Sie ein Stück Acryl als Bohrerführung. Bohren Sie ein Loch in das Acryl, dann bohren Sie durch dieses Loch und durch die Platte. Das klare Acryl macht es einfach, den Bohrer in der Mitte jedes Pads richtig auszurichten. Nach etwa einem Dutzend Löchern beginnt sich das "Führungsloch" im Acryl zu "lockern" - bohren Sie einfach ein weiteres Führungsloch und machen Sie weiter.

Schritt 11: Fertig

Das Board ist einsatzbereit.

Ich habe vier Boards mit dieser Methode gemacht. Der erste war perfekt, wurde aber durch schlampiges Löten ruiniert. Die zweite und vierte waren ebenfalls perfekt & haben in Projekten super funktioniert. Auf dem dritten Brett habe ich das Bügeleisen beim ersten Auftragen bewegt, sodass die Maske verrutschte und einige Spuren verwischten. Mit ein wenig Übung können Sie in wenigen Stunden ein Board erstellen (Designzeit nicht mitgerechnet).