Jakie metody produkcji płytek drukowanych dla * prototypów * są obecnie stosowane przez profesjonalne działy inżynieryjne?

25

Dziesięć lat temu pracowałem w małym dziale inżynierii w firmie Philips Semiconductors, który prototypował wszystkie projekty, zanim profesjonalnie wykonał je na zewnątrz. Metoda była dość standardowa:

  • Drukuj dzieła sztuki za pomocą taniej drukarki laserowej na półprzezroczystej folii
  • Przyklej górną grafikę do dolnej grafiki i wyrównaj je.
  • Wytnij płytkę drukowaną do przybliżonego rozmiaru, wywierć otwór na krawędzi, w którym można wprowadzić drut, aby przytrzymać płytkę drukowaną między wstawkami w chemikaliach.
  • Włóż płytkę drukowaną między dzieła i eksponuj ją za pomocą domowej lampki UV.
  • Zawiesić drut w otworze na płytce drukowanej i zanurzyć w pionowym zbiorniku zawierającym wodorotlenek sodu i poczekać, aż powstanie
  • Włożyć do zbiornika zraszającego i spryskać czystą wodą.
  • umieścić w pionowym zbiorniku zawierającym wytrawianie chlorkiem żelazowym i pozostawić do wytrawienia.
  • włożyć do zbiornika zraszającego i spryskać czystą wodą
  • włożyć do usuwania wytrawiacza, aż wytrawienie zostanie usunięte
  • Umieścić w pionowym blaszanym zbiorniku do cynowania.

Rezultatem były pięknie wyglądające płytki drukowane, które były bardzo łatwe do lutowania i wyglądały profesjonalnie, pomimo braku maski lutowniczej i ekranu.

Czy jest to standardowa metoda stosowana obecnie przez profesjonalne działy inżynieryjne podczas tworzenia prototypowych płytek drukowanych, czy też istnieją inne metody, które dają podobne świetne wyniki?

Larry Harson
źródło
2
Nie znam ani jednej firmy w tym obszarze, która ma własny sklep z prototypami PCB. To po prostu nie ma sensu ekonomicznego.
Olin Lathrop,

Odpowiedzi:

27

Brak, o którym wiem. Ponad 15 lat temu pracowałem również dla małej firmy inżynierskiej, która zrobiła to, co opisałeś powyżej. Dzisiaj, w mojej piwnicy, mogę układać płyty PC za pomocą darmowego lub taniego oprogramowania, generować plik Gerber, przesyłać te pliki pocztą elektroniczną do domu z obwodami drukowanymi i mieć płyty wykonane za mniej niż 3 USD / m2 w lepszej jakości, o jakiej mogę marzyć robić. Maska i sitodruk są zazwyczaj zawarte w tej samej cenie. Okres realizacji wynosi od 5 do 15 dni roboczych, w zależności od tego, ile chcesz zapłacić.

Nie jest już rozsądne samodzielne tworzenie płyt PC, chyba że potrzebujesz czasu realizacji mierzonego w minutach. Jest tak tani, że jeśli postawisz rozsądną wartość na swoim czasie, stracisz pieniądze, robiąc to na miejscu.

Lyndon
źródło
Żeby wyjaśnić, że 3 USD za cal nie obejmuje stałej opłaty za oprzyrządowanie, prawda? Muszę jeszcze znaleźć miejsce, które uczyniłoby mnie pojedynczą płytą o powierzchni 6 cali kwadratowych za 18 USD ...
us2012
1
Zbliżałem się do specyfikacji kilku miejsc. Na przykład w oshpark.com zapłacisz 5 USD / m2. w. za 3 kopie całkiem dobrej jakości płyt. Więc dostaniesz trzy swoje tablice za 30 USD lub 10 USD / każdą
lyndon
19

Około 15 lat temu wynająłem EE prosto z UC Santa Barbra. W pierwszym tygodniu pracy zapytał mnie: „W jaki sposób tworzysz prototypy płytek drukowanych? Moja odpowiedź jest teraz równie ważna. Projektujemy normalną płytkę drukowaną, wykonujemy ją profesjonalnie, a jeśli działają, wysyłamy produkt. Jeśli to nie działa, naprawiamy to, budujemy nowe i próbujemy ponownie.

Istnieją sklepy z PCB i producenci kontraktowi, którzy specjalizują się w wytwarzaniu prototypowych ilości gołych PCB.

Zdecydowana większość firm produkuje prototypy w ten sam sposób. Oczywiście są wyjątki. Niektóre firmy wytrawiają własne płytki drukowane. Niektórzy używają czegoś takiego jak frezarka do płytek drukowanych. Niektórzy będą owijali się drutem. A niektórzy użyją makiet lub perf. deska. Ale dla najprostszych płyt prawdopodobnie ponad 95% firm otrzymuje prototypowe płytki drukowane wykonane w profesjonalnym sklepie z płytkami PCB.

Chociaż wydaje się, że ta metoda kosztuje więcej, w końcu jest tańsza. Spędzamy mniej czasu na debugowaniu, budowaniu i rozwiązywaniu problemów z potencjalnie niskiej jakości i zawodnymi prototypami. Co więcej, jesteśmy w stanie używać 4+ warstwowych płytek drukowanych z platerowanymi otworami - co jest OGROMNE. W ciągu ostatnich 15 lat zaprojektowałem może CZTERY dwuwarstwowe płyty i ponad 40 bardziej złożonych płyt.


źródło
3
Całkowicie się zgadzam, +1. Profesjonalnie projektuję elektronikę. Próba stworzenia własnych płyt może po prostu nie mieć sensu. Przez mniej niż godzinę czasu mogę uzyskać wysokiej jakości deski z sitodrukiem, maską lutowniczą, platerowanymi otworami i więcej niż 2 warstwami za równowartość dodatkowej godziny lub dwóch. Czas realizacji zamówienia wynosi od 1 do 1 1/2 tygodnia od zamówienia internetowego do dostawy FedEx. Korzystam z tego czasu, aby nadać kształt BOM i zamówić części. Zwykle tablice i części pojawiają się mniej więcej w tym samym czasie. Czekając na to, pracuję nad innym projektem.
Olin Lathrop,
11

Wydaje mi się, że ktoś powinien wspomnieć o frezowaniu PCB jako metodzie prototypowania. Szybszy i mniej uciążliwy niż proces chemiczny, a ta sama maszyna, która wykonuje frezowanie, może również wiercić otwory i frezować krawędzie płyty.

Deski dwustronne uzyskuje się poprzez wywiercenie kilku otworów rejestracyjnych w desce, które opadają na kołki frezarki. Frezuj jedną stronę, odwróć, frezuj drugą stronę.

Prawdopodobnie nadal nie jest to zbyt powszechne w profesjonalnych środowiskach, ponieważ prototypowe przebiegi są tak tanie, ale w czasach, gdy potrzebny jest szybszy czas realizacji niż przebieg prototypowy, frezowanie jest całkiem świetne.

Phil Frost
źródło
+1 doskonała sugestia, ale chyba droga.
Larry Harson
2
Działa to doskonale w przypadku dużych analogowych materiałów: szerokie ślady, łatwe do lutowania i szybkie przetwarzanie. Coś mniejszego niż SOIC i wolałbym zapłacić za szybki obrót (z soldermaską) lub zaprojektować i poczekać na tańszą deskę.
Chris Gammell,
7

Czas zdecydowanie minął od tamtych dni i popieram to, co inne odpowiedzi mówią / implikują o koszcie uzyskania odpowiednich wielowarstwowych płytek drukowanych wykonanych zewnętrznie, ale dodam coś innego.

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​użycie narzędzi do symulacji obwodów oznacza, że ​​można zmniejszyć liczbę iteracji PCB, aby uzyskać prawidłowy projekt. Dodajmy to do prawie nieznacznego kosztu płyt wielowarstwowych i nie ma już potrzeby wewnętrznego prototypowania.

Andy aka
źródło
5

Pracuję w małym laboratorium w Colege. Tutaj musisz zrobić plik gerber (zwykle przy użyciu Altium), a następnie wysłać do osoby odpowiedzialnej za prototypowanie (mnie), która użyje LPKF S42 do stworzenia płyty. Niestety wygląda całkiem domowej roboty.

Załączam to zdjęcie z jednego z naszych prototypów. Lewy (wielopoziomowy zielony) jest wykonany w niektórych Board House; właściwy (trochę brązowy), który sam wykonałem.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

kovyakov
źródło
2
westchnienie, które wygląda prawie jak platforma wydobywcza bitcoinów.
Bryan Boettcher
3

Tak postępujemy w naszym laboratorium. Tylko dla płyty dwuwarstwowej. Więcej niż dwuwarstwowe płyty trafiają do sprzedawcy.

  1. Wyjmij wydruk z obrazu płyty (rozmiar oryginalny) i upewnij się, że tylko spód, wiertła, podkładki, warstwy przelotowe i wymiarowe znajdują się na obrazie. Używamy do tego Eagle. Używaj fotograficznych stron GSM mniejszych niż 140.

  2. Oderwij stronę odpowiednio, aby umieścić ją na płytce drukowanej określonego rozmiaru i wyprasować (tak za pomocą żelazka elektrycznego) płytkę, utrzymując zadrukowaną stronę na miedzi. Rób to przez co najmniej 15 minut, aż będziesz pewien, że utwory zostały przeniesione na tablicę.

  3. Umieść płytkę w wodzie i usuń nadmiar papieru i wytraw ją za pomocą chlorku żelazowego, jak wspomniałeś. Po wytrawieniu zobacz oryginalny projekt i za pomocą kompasu wykonaj otwory we wszystkich miejscach, w których należy wykonać ćwiczenia. Do wiercenia użyj odpowiednich końcówek (w zależności od rozmiaru elementu, który chcesz dopasować). Ponadto wywierć wszystkie przelotki i dodaj zworki na górnej warstwie (jeśli dotyczy).

To jest wynik końcowy. :)Ostateczna płytka drukowana po wierceniu i lutowaniu ..

Edycja: Kilka części, które moim zdaniem były zrozumiałe, dodano teraz.

Shan
źródło
1
To nie może być końcowy wynik ze wspomnianych kroków. Nie widzę żadnego materiału drukarskiego na ścieżkach, a opisany proces nie tworzy dziur. Oczywiście jest o wiele więcej pracy, aby dostać się nawet do przeciętnej planszy niż na liście. Należy również zauważyć, że ta metoda nie daje platerowanych otworów, maski lutowniczej ani sitodruku, co sprawia, że ​​montaż i debugowanie jest łatwiejsze i bardziej niezawodne. Zsumuj czas na krok i utratę wynikającej z tego wydajności, i wątpię, aby miało to sens ekonomiczny, chyba że dostaniesz bardzo mało.
Olin Lathrop,
1
„nasze laboratorium w Delhi”, masz na myśli swoją sypialnię? ;)
Larry Harson
2

Nie jestem pewien, jak profesjonalnie byśmy się liczyli, jako że jesteśmy małym domem projektowym, a nie ogromną międzynarodową korporacją elektroniczną ...

Ogólnie rzecz biorąc, bardzo podstawowe prototypy są wykonywane za pomocą skalpela i płyty pokrytej miedzią, jeśli to konieczne, lub jeśli bardziej skomplikowane, po prostu wysyłamy je do Seeedstudio / Iteadstudio za 20 USD, to nie jest żadnym problemem. Jeśli potrzebujemy czegoś szybko zrobić, płacimy bardziej „właściwemu” domowi z PCB, aby zrobić jednorazowy lub bardzo krótki bieg. Kosztuje, ale to biznes.

John U
źródło
20 USD za pojedynczą płytkę drukowaną?
Larry Harson
3
Nie, dostarczono 20 USD za 10 płytek drukowanych. Jest szalony i otwiera wiele możliwości. O ile nie spieszysz się, nie warto marnować czasu na odzienie w miedzianą kurtkę, kiedy możesz wysłać plik CAD e-mailem i mieć paczkę 10 pojawiającą się dwa tygodnie później.
John U
1
To 50 USD, jeśli chcesz 10 tablic dostarczonych za pośrednictwem DHL, czyli 3 dni z Chin i około 4 dni czasu fabrycznego. Tak, 50 USD za 10 desek z tygodniowym zwrotem. Istnieją ograniczenia wielkości, a zasady projektowania wynoszą 8/8 lub więcej, ale jest szybki i tani.
Jon Watte
1

Zazwyczaj wysyłamy nasze rzeczy do wydrukowania dla nas, nawet w przypadku prototypów. Czasami może to być drogie - 10 wersji naszej pracy i jest ponad 10 000 USD. Ale za początkową inwestycję w wysokości 7 tys. USD można kupić frez CNC, który bardzo ładnie wycina dwuwarstwowe płytki drukowane. Nie jest to złe dla prototypowania, ale nie jest najlepszą odpowiedzią na masową produkcję. Staramy się unikać chemicznego wytrawiania, ponieważ ma on tendencję do nierównomiernego trawienia, a gdy na płytce drukowanej jest ponad funt miedzi na małej płytce (zasilaczach), możesz utworzyć punkty aktywne. W przypadku projektów LV trawienie chemiczne nie jest takie złe.

Inżynier Jedi
źródło
O ile się nie mylę, domy z PCB nadal używają trawienia chemicznego.
Larry Harson
0

Prawie nie potrzebujemy jeszcze jednego obejścia tego pytania, ale ponieważ jest ono tutaj, dla kompletności metoda laserowego transferu tonera z żelazkiem i śmieciami jest użyteczną i szybszą alternatywą dla metody trawienia zdjęć w przypadku tego samego dnia eksperymenty.

Chris Stratton
źródło
Czy możesz podać mi link do miejsca, w którym zadawano to pytanie wcześniej? Dzięki.
Larry Harson
5 przykładów na pierwszej stronie wyników wyszukiwania ...
Chris Stratton
Przejrzałem wszystkie strony z tagiem „pcb-fabrication” i nie widziałem niczego, co dyskutowałoby o alternatywnych sposobach prototypowania płytek drukowanych, poza oczywistym - zachęcenie do tego profesjonalistów. Metoda prasowania ubrań itp. Wygląda interesująco.
Larry Harson
Nie ma zgodności 1: 1 między tagami i tematami, użyj pola wyszukiwania w prawym górnym rogu.
Chris Stratton,