Najlepsza jednorazowa technika tworzenia PCB

111

W końcu zbudowałem laboratorium do projektowania elektroniki. Mam sporo projektów, które chciałbym przetestować. Kilkakrotnie wypróbowałem technikę tonera / żelaza w drukarce, ale okazało się, że nie mogę utworzyć małych podziałek, ponieważ odrywają się one podczas wyjmowania papieru do drukarki. Kilka osób wspomniało, że wynika to z zastosowania drukarek laserowych Samsung w porównaniu z HP.

Zastanawiam się, jakich metod używasz do opracowywania PCB na potrzeby jednorazowych działań w swoim laboratorium lub w domu (tak jak ja). Próbuję szybko prześledzić przejście na komponenty SMT / SMD i chciałbym uzyskać wskazówki od doświadczonych ekspertów w zakresie najlepszych metod tworzenia płytek PCB, aby przetestować koncepcje płyty przed wysłaniem ich do MFG PCB. Chciałbym coś, co równoważy koszt, czas i piękno gotowego produktu skierowane do hobbystów (w tym momencie) i ukierunkowane na komponenty SMT / SMD.

Proszę dołączyć zdjęcia / dokumentację preferowanej metody. Z góry dziękuję za Twój post.

ThaKidd
źródło
Szybkie obwodu maszyny. Jest to maszyna CNC, która usuwa miedź mechanicznie i bez nieprzyjemnych chemikaliów.
Brian Carlton,
1
Ponieważ zostało to oznaczone jako duplikat właśnie zamkniętego pytania: właśnie przesłałem 30-stronicową dyskusję grupową na temat metody transferu tonera do tego pliku skrzynki odbiorczej. Przeczytaj ją i wróć i zadaj odpowiednie pytania, jeśli wydaje się, że posługiwać się.
Russell McMahon,
3
@ Russell - 30 stron to dużo i myślę, że będzie w tym trochę hałasu. Nie możesz po prostu opublikować tutaj sedna sprawy?
stevenvh
1
Dużo hałasu. Styl konwersacji. Skarb dla niektórych, żużel dla innych. Ktoś korzystający z ich mózgu może go rozdzielić w ciągu kilku chwil w porównaniu do czasu, jaki zajęłoby mi to z nieznanych korzyści. Poszedłem tak daleko, że użyłem Gmaila do połączenia wątku, zrobiłem z niego dokument Worda i umieściłem go w Dropbox. W tym czasie zajęło mi to zamknięcie pytania. Zbudowałem to. Jeśli im zależy, przyjdą :-). Jeśli nie, to w porządku.
Russell McMahon,

Odpowiedzi:

72

Do jednorazowych lub prototypów używam:

  • Folia transferowa Press-n-Peel z drukarką laserową (niebieska)
  • Wełna stalowa i detergent do czyszczenia półfabrykatu PCB, a następnie krótki akwaforta w nadsiarczanie amonu: daje to bardzo czystą powierzchnię, ważną dla dobrego przeniesienia z folii
  • Laminator do przeniesienia wzoru na płytkę drukowaną; Zmodyfikowałem laminator, aby nieco podnieść jego temperaturę roboczą, a płytka PCB jest nieco gruba dla laminatora, ale działa
  • Nadsiarczan amonu wykonany z gorącej wody w pojemniku na lody, który znajduje się w wannie z gorącą wodą (większy pojemnik na lody)

Daje to dobre wyniki przy szerokości śladu do 10 mil; prawdopodobnie będzie lepiej, ale jeszcze nie musiałem.

W przypadku płyt dwustronnych przyklejam dwie warstwy folii Press-n-Peel do dwóch skrawków PCB na krawędziach, dzięki czemu mogę dobrze wyrównać dwie warstwy, a następnie wkładam płytkę drukowaną do środka i przepuszczam ją przez laminator. Oto kilka zdjęć do zilustrowania:

alternatywny tekstDolna (lewa) i górna (prawa) prosta dwustronna tablica (górna jest zadrukowana w odbiciu lustrzanym, aby nakładały się na nią po odwróceniu). Zwykle drukowałbym na niebieskiej folii Press-n-Peel, używając tutaj tylko papieru do ilustracji.

alternatywny tekst Z jedną stroną przyklejoną do złomowanej płytki drukowanej (lewa strona) i zadrukowanymi bokami skierowanymi do siebie, przytrzymaj je do światła i wyrównaj drugą tak, aby wszystkie otwory i kontur płyty były wyrównane.

alternatywny tekstTutaj oba są przyklejone do złomu PCB. Możesz teraz umieścić czystą czystą płytkę drukowaną między nimi (prawdopodobnie najlepiej przykleić taśmą po obu stronach, aby uniknąć jakiegokolwiek ruchu) i poprowadzić ją przez laminator (lub wyprasować), aby przenieść toner na płytkę drukowaną.

Możesz skleić ze sobą dwa kawałki folii lub papieru bez użycia skrawka PCB, ale kiedy umieścisz między nimi pustą płytkę PCB, możesz uzyskać względny ruch, gdy zginają się wokół grubej płytki. Dzięki kawałkowi złomu o tej samej grubości co czysta płytka drukowana pozostają we właściwym miejscu.

Wiertarka stołowa nadaje się do każdego wiercenia. Używam wierteł o średnicy do 0,5 mm, ale z trzpieniem 3 mm, dzięki czemu łatwo je trzymać w uchwycie wiertarskim.

Do otworów przelutowych przylutowałem cienki drut miedziany do padów po obu stronach. Drut pochodzi z wielordzeniowego elastycznego kabla; poszczególne pasma mają średnicę około 0,2 mm lub 8 mil. To zajmuje trochę czasu!

A do lutowania kładę pastę lutowniczą za pomocą strzykawki o drobnej końcówce, części drobnymi pincetami umieszczam, a następnie ponownie wlewam na elektryczną patelnię. Jeszcze kilka zdjęć:

alternatywny tekst

Strzykawka pasty lutowniczej na pady SMD.

alternatywny tekst

Umieszczanie komponentu za pomocą pincety

alternatywny tekst

Płyta finshed - płytka drukowana została profesjonalnie wykonana, ale zmontowałem elementy i przylutowałem zgodnie z opisem tutaj. Są to rezystory i kondensatory wielkości 0402 (dość małe, niezwykle łatwe do zgubienia), akcelerometr w pakiecie QFN-16 (4x4 mm) i układ pamięci w 8-pinowym pakiecie bezołowiowym, zbliżonym rozmiarem do SOIC-8. (Jest to część małego rejestratora danych z akcelerometru, patrz vastmotion.com.au ).

Powodzenia!

John Gallant
źródło
1
Czy mógłbyś opisać nieco bardziej szczegółowo metodę stosowaną w przypadku płyt dwustronnych? Czy masz zdjęcia swojego procesu lub linki, z których udoskonaliłeś swój proces? Byłbym również bardzo zainteresowany bardziej szczegółowymi informacjami na temat stosowania pasty lutowniczej. Dzięki!
ThaKidd KG5ORD
1
Tak, to było trochę szkicowe! Dodałem kilka zdjęć w celu zilustrowania tego procesu.
John Gallant,
3
Doskonała odpowiedź John. Mam nadzieję, że zajmuje to pierwsze miejsce.
Pan Jeż
3
strzykawka pasty lutowniczej jest dość powolna. Twój lokalny sklep z narzędziami prawdopodobnie ma kilka arkuszy mosiężnych podkładek 0,003 "lub 0,005". Jeśli wytrawisz go jak płytkę drukowaną, możesz zrobić z niego szablon. Oto zdjęcie szablonu, który wykonałem: imgur.com/UulSo (Ten został użyty na około stu planszach.) Więcej tutaj: delorie.com/pcb/brass
markrages
1
Jak nazywa się „folia transferowa press-n-peel” w sklepach? Googling znajduje wiele rzeczy zwanych tak, ale żadne z nich nie sprzedaje się na potrzeby produkcji płytek drukowanych.
Cerin,
59

O ile nie masz najmniejszych budżetów, po prostu profesjonalnie utnij deski.

Naprawdę, możesz uzyskać tak dobrą ofertę na PCB, u dostawców takich jak:

  • 33Each.com - 60 cali kwadratowych, dwustronne, odstępy 6/6. 33 USD za sztukę, minimalne zamówienie: 4 (1, jeśli masz adres uczelni)
  • GoldPhoenix - Dobry na większe przebiegi, koszt zależy od wymagań.
  • ExpressPCB - 3 płyty za 51 USD ogółem, dwustronne, bez soldermaski lub jedwabiu, sztywny wymóg wymiaru 3,8 × 2,5
  • Obwody AP - bez osobistego doświadczenia, patrz komentarze poniżej.
  • Obwody Sunstone - prototyp kosztuje zaledwie 28 USD. Szybka i dobra jakość, nigdy nie miałem problemu (od Garrett Fogerlie).
  • OSH Park - 5 USD Dwustronnie, 10 USD. W, 4 warstwy. Tablice są wyposażone w fioletowy (!) Soldermask.

Ogólnie rzecz biorąc, odkryłem, że (przynajmniej dla mnie), po prostu całkowicie nie warto próbować tworzyć własnych desek, kiedy mogę kupić znacznie ładniejszą deskę lub ~ 50 USD.

Ponadto, w przypadku najbardziej profesjonalnie wykonanych desek, otrzymujesz wszystkie drobiazgi, takie jak soldermask i sitodruk. Posiadanie maski lutowniczej znacznie ułatwia lutowanie elementów o małym skoku, a jedwab znacznie ułatwia zapełnianie elementów, szczególnie gdy deski stają się duże.

Ile wart jest twój czas?


Edycja: Usunięto BatchPCB z listy, ponieważ już nie istnieją ( sprzedane do OSH Park w 2013 r.).

Connor Wolf
źródło
21
Mogę mieć tablicę gotową do montażu w niecałą godzinę. Za 30 funtów za godzinę jest to dla mnie bardzo opłacalne. Mógłbym zrobić z tego lepszą płytę, ale musiałbym na to poczekać kilka tygodni.
Leon Heller,
7
Fałszywe imię: Zgadzam się, że możesz uzyskać świetne wyniki z pcb mfg ... jednak muszę iść z Leonem w tej sprawie. Jeśli mam dzikie włosy na mojej ***, chcę być w stanie ułożyć je w ciągu kilku godzin, a nie czekać ponad 2 dni. Jeśli mam zamiar zrobić kilka z nich, zdecydowanie wysyłam płytkę drukowaną do MFG.
ThaKidd KG5ORD,
4
@Leon Heller - Poniżej godziny? Naprawdę? W tym wiercenie? Wydaje mi się, że twoje tablice mają mniej dziur niż prawie wszystkie moje projekty.
Connor Wolf,
4
@ Nazwa fałszywa: SMT to przyszłość.
Pan Jeż
5
Wszystko, co mogę zrobić, co wymaga pojedynczej warstwy miedzi, mogę zrobić z okablowaniem na płycie i okablowaniu punkt-punkt. Cokolwiek innego wysłałem na apcircuits.com (pojedyncza / podwójna warstwa, bardzo szybki zwrot) lub sunstone.com (wielowarstwowe, większe płyty, większa objętość). Nie warto poświęcać czasu na wytrawianie własnych desek, zwłaszcza dwustronnych.
akohlsmith
16

Uzyskuję doskonałe wyniki (do 8/8 mil) za pomocą techniki trawienia. Używam taniej drukarki atramentowej HP 5940 z folią Mega Electronics JetStar Premium do folii z wstępnie pokrytymi płytkami o dodatniej odporności, wystawionymi w domowej jednostce naświetlania UV. Płytki opracowano w roztworze wodorotlenku sodu i wytrawiono w chlorku żelazowym w małym plastikowym pojemniku w starej misce do mycia z około 1 "bardzo gorącą wodą. Mały pojemnik jest mieszany ręcznie, a trawienie trwa około 5 minut. I może zrobić deskę w około 20 minut, nie licząc wiercenia.

Oto jedna z moich plansz.

Ta grupa jest bardzo dobrym źródłem do robienia PCB w domu.

Leon Heller
źródło
Do tej pory stosowałem metodę Muriatic Acid + Hydrogen Peroxide. Jak chaotyczny jest proces, którego używasz? Jakiego rodzaju utylizacja jest wymagana? Dzięki za link, teraz na to spojrzę.
ThaKidd KG5ORD
1
Chlorek żelazowy bardzo źle plami. Trwa bardzo długo, a życie można wydłużyć, dodając kwas chlorowodorowy. Niewielkie ilości używane w domu można spłukać w toalecie, zawartość miedzi jest minimalna, a firmy wodociągowe używają chlorku żelazowego.
Leon Heller,
Dobrze wiedzieć ... W Stanach nienawidzę, gdy EPA puka do moich drzwi.
ThaKidd KG5ORD
9

Nie jestem doświadczonym ekspertem, ale ... nauczyłem się od nich.

Mam drugą najtańszą dostępną drukarkę mono Samsung i nie mam problemów z drobnymi śladami; Wątpię, że to twoja drukarka.

Miałem dobry sukces z laminatorami, ale ktoś niedawno powiedział mi, że może to być niebezpieczne w tańszych modelach z niewłaściwym ekranowaniem (ponieważ płyta jest bardzo przewodząca).

Wróciłem do prasowania dwustronnych desek, ponieważ wydaje się to odrobinę dokładniejsze. Jeśli nie otrzymujesz dobrych transferów, spróbuj użyć szlifierki elektrycznej o bardzo wysokiej ziarnistości, aby uzyskać znacznie czystsze niż jakakolwiek szczoteczka ścierna. Następnie najważniejszą rzeczą do zrobienia podczas używania żelazka jest mocne popchnięcie , jak naprawdę mocne i przytrzymanie go w miejscu przez co najmniej 30 sekund. Jeśli masz normalny błyszczący papier i nie widzisz śladów, prawdopodobnie nie jesteś gotowy do namoczenia.

Inną rzeczą, którą znalazłem, aby pomóc, jest posiadanie około 2 mm granicy wokół całego obwodu. To z kolei najpierw skleja się i pomaga zapobiec przesuwaniu się papieru podczas prasowania.

Obecnie mój zestaw zawiera następujące elementy:

Mój nowy aparat przybył dziś i zamierzam uruchomić „stronę podróży”, ponieważ uczę się i eksperymentuję z elektroniką. Jednym z pierwszych filmów, które opublikuję, będzie proces produkcji PCB.

Pan Jeż
źródło
1
Ciekawe ... Korzystam z Samsung ML-2250. Nie wymieniłem tonera od kilku lat. Spróbuję twojej sugestii i wymienię toner. Byłbym bardzo zainteresowany widzeniem Twojej witryny / filmów. Zostaw link w komentarzach, gdy będzie dostępny. Czekamy na sprawdzenie.
ThaKidd KG5ORD,
4
Myślę, że problemem nr 1, jaki ma każdy, kto tworzy własne płyty, jest to, że tak naprawdę nie zaczynają od CZYSTEJ miedzi. Czysta miedź jest różowawa, a nie miedziana. Dokładnie umyj i pozostaw 15 sekund w wytrawionej kąpieli, a następnie natychmiast zmyj wodą destylowaną. Zauważysz, że plansza jest różowa. To jest czysta miedź.
akohlsmith
@ThaKidd: Dodałem nową odpowiedź, ponieważ jest ona związana z tym tematem (za długa na komentarz). Nie wykonałem jeszcze tej instrukcji - mam nadzieję, że będzie następna.
Pan Jeż
Dziwne, kiedy jeszcze tworzyłem własne deski, bardzo mocne naciśnięcie żelazka było kluczem do zepsucia go: toner stopiłby się i popłynął na boki! Być może moja drukarka toner osadza się zbyt obficie lub coś :)
Roman Starkov
1
Wygląda na to, że Stackoverflow zrywa większość twoich linków za pomocą pewnego rodzaju sprytnego systemu śledzenia. Są wyświetlane jako http://rads.stackoverflow.com/amzn/click/<id>i przekierowują na stronę 404, mimo że oryginalne linki nadal działają.
Cerin
3

Dziękujemy wszystkim do tej pory za odpowiedzi. Wydaje mi się, że podjąłem decyzję dotyczącą przyszłego projektu płytki drukowanej. Przeprowadziłem szalone badania i natknąłem się na sprzęt, który moim zdaniem może być najlepszą drogą. Jest nie tylko przyjazny dla środowiska, ale przydatny na wiele innych sposobów. Rekwizyty muszą udać się do Briana, aby rozpocząć badania, które doprowadziły do ​​objawienia.

Zamiast zajmować się chemikaliami, które wymagają utylizacji, czasu i nie są idealne, ponieważ mieszkam w mieszkaniu, postanowiłem zbudować frezarkę CNC. Istnieje wiele samouczków i wydaje się, że można je zbudować za około 500 USD (lub mniej, jeśli zostaną użyte części odzyskane). Oto kilka linków, które do tej pory znalazłem.

Instructables

Engaget ( 1of3 ) , (2of3) i (3of3)

Młyn służyłby nie tylko do usuwania miedzi, ale może również służyć do budowy maski lutowniczej. Umożliwiłoby to łatwiejsze wytwarzanie SMD / SMT przy użyciu metody rynienki przelewowej.

Planuję przeprowadzić dalsze badania, aby sprawdzić, czy można połączyć maszynę cnc „combo”, która również korzysta z drukarki plastikowej RepRap 3D . Wyobraź sobie możliwości tego zabójczego zestawu. Możesz wyprodukować prawie wszystko i powinno to kosztować mniej niż 1000 USD.

rev ThaKidd
źródło
1
Jak planujesz dodać maskę lutowniczą do płyt za pomocą CNC? Czy kupujesz wstępnie zamaskowane płyty miedziane i skutecznie „szlifujesz” soldermaskę na podkładki, a następnie wchodzisz nieco głębiej, aby usunąć soldermaskę i miedź na ślady?
akohlsmith
2
Jeśli nie wydasz dużo pieniędzy, frezowanie PCB jest bardzo wolne.
Leon Heller,
@LeanHeller, @ThaKidd, Używamy młynów cnc w mojej szkole jako prosty proces (również trawienie chemiczne). Są powolne, a bity są kosztowne w wymianie.
Kortuk
W szczególności reprap.org/wiki/Automated_Circuitry_Making pokazuje płytkę PCB, która została frezowana przez RepRap.
davidcary
@ThaKidd proszę zamieścić informację o swoich doświadczeniach z frezarką CNC. Mam frezarkę CNC, ale jeszcze nie frezowałem PCB, ponieważ wydaje się to dość czasochłonne. Dodaj to do faktu, że możesz dostać dobre proto za 100 USD za kilka dni lub 20-30 USD za tydzień, jeśli chcesz poczekać.
BrianV
3

Głosowałbym również na tanie chińskie produkty off-shore. iteadstudio.com może wykonać 10 płyt o wymiarach 50 x 50 mm za 10 USD, a 3-dniowa wysyłka lotnicza dla zamówienia wynosi <30 USD. Całkowity czas zawracania to trochę ponad tydzień. Słyszałem, że seeedstudio.com jest bardzo podobny (i może faktycznie używa tej samej płytki fab.). Dostajesz maskę lutowniczą, sitodruk, przelotki, poszycie, shole sholang. Jedyną wadą jest to, że mogą wykonać tylko 1 oz miedzi i nie są bardzo precyzyjne przy małych skokach (minimum 8 mil).

Do robienia własnych, odradzam trasę frezarki CNC. Tak, fajnie, że możesz wywiercić tę samą deskę, którą frezujesz, ale frezowanie generuje pył szklany, który jest naprawdę szkodliwy dla twoich płuc i łatwo łamie potrzebne drobiazgi, a wykończenie krawędzi jest trochę poszarpane i nie jest godne zaufania małe boiska. Zamiast tego wybrałbym płyty powlekane światłoczułymi na bazie UV. Wydrukuj laserowo maskę (odwrotnie) na foliach. Wystaw na łóżku UV (możesz zbudować sam, jeśli naprawdę chcesz.) Rozwijaj. Ryć.

Wtedy ten frez CNC może się jeszcze przydać do wiercenia płyty :-) W ten sposób nadal nie dostaniesz poszycia przez otwór, przelotek itp.

Jon Watte
źródło
1
Jedynym prawdziwym usprawiedliwieniem dla własnego jest to, że fakt, że możesz zaprojektować, wyprodukować i przetestować obwód w ciągu kilku godzin jednego dnia, jest ważny dla postępu całego projektu. Cóż, ludzie RF i inni, którzy potrzebują egzotyki.
Chris Stratton
pcbshopper.com to świetne miejsce do wyszukiwania i porównywania producentów płytek drukowanych. (Jestem tylko użytkownikiem, bez żadnego innego połączenia).
user1139880,
2

Nie otrzymałem wiarygodnych wyników prasowania po transferze tonera. Zmodyfikowałem starą gofrownicę - o nazwie PCB Press . Podoba mi się możliwość wyprodukowania prototypowej płytki w domu w niecałą godzinę. Jeśli potrzebuję czegoś profesjonalnej jakości, wysyłam przetestowane proto do fab house.

MarkSchoonover
źródło