แกะสลักแผงวงจรด้วยอุปกรณ์ครัว: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ในขณะที่คุณปรับแต่งโปรเจ็กต์อิเล็กทรอนิกส์ คุณจะรู้ได้อย่างรวดเร็วว่ายิ่งซับซ้อนมากเท่าไร ก็ยิ่งบัดกรีได้ยากขึ้นเท่านั้น มันมักจะหมายถึงการสร้างรังของหนูแต่ละเส้น ซึ่งอาจมีขนาดใหญ่และแก้ปัญหาได้ยาก ได้เวลาลองทำแผงวงจรของคุณเองที่บ้านแล้ว! เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการทดสอบการออกแบบวงจรใหม่ และทำให้การประกอบโครงการของคุณง่ายขึ้นมากในภายหลัง เพียงแค่เพิ่มชิ้นส่วน

มีสิ่งหนึ่งที่จับได้: ชุดอุปกรณ์ที่มีอยู่ส่วนใหญ่นั้นใช้สารเคมีที่น่ารังเกียจจริงๆ เช่น เฟอริกคลอไรด์หรือกรดไฮโดรคลอริกเพื่อกัดทองแดง… ดังนั้นในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงวิธีทำสิ่งต่างๆ ในครัวของคุณ เรียกว่าทำวงจรไฮเทค-โลว์เทค..

คุณจะต้องการ:

• Autodesk Eagle 1 ชุด (หรือซอฟต์แวร์ออกแบบบอร์ดอื่น)
• 1 แพ็คเกจทองแดงหุ้มบอร์ด (PCB เปล่าด้านเดียว)
• กระดาษสติกเกอร์ 1 ห่อ (สำคัญ: แน่ใจว่า backing หลุดออกมาใน ONE BIG PIECE - ไม่มีการตัดล่วงหน้า)
• เตารีดผ้า 1 อัน
• เครื่องพิมพ์เลเซอร์สำนักงาน 1 เครื่อง
• อะซิโตนหรือยาทาเล็บ 1 ขวด
• น้ำส้มสายชูกลั่นขาว 1 ขวด
• ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 1 ขวด
• เกลือปรุงอาหาร 1 กล่อง (บดละเอียดจะดีที่สุด)
• อลูมิเนียมฟอยล์ 1 กล่อง
• ถุงมือและอุปกรณ์ป้องกันดวงตา

ขั้นตอนที่ 1: เตรียมการออกแบบ PCB ของคุณ

เมื่อคุณได้ทดสอบวงจรของคุณบนเขียงหั่นขนมแล้ว คุณสามารถเริ่มจัดวางส่วนประกอบของคุณในซอฟต์แวร์ได้ มีหลายวิธีที่จะทำ - ฉันใช้ Autodesk Eagle ซึ่งฟรี แต่ทรงพลังมาก ฉันจะไม่อธิบายวิธีใช้ที่นี่ - ซึ่งอยู่นอกขอบเขตของคำสั่งเดียว หากคุณต้องการเรียนรู้ Sparkfun.com มีบทช่วยสอนที่ยอดเยี่ยมจริงๆ

ไม่ว่าคุณจะเลือกซอฟต์แวร์ใด คุณจะต้องบันทึกหรือส่งออกการออกแบบเป็นไฟล์-p.webp

เมื่อเสร็จแล้ว ให้ใช้ซอฟต์แวร์แก้ไขภาพ เช่น Gimp (หรือแม้แต่ iPhoto) เพื่อพลิกและสร้างภาพสะท้อน ถ้าคุณไม่ทำ PCB สุดท้ายของคุณจะออกมาย้อนกลับ

รับภาพกระดานจาก Eagle:

• คลิกที่ปุ่ม "การตั้งค่าเลเยอร์" (ดูเหมือนสี่เหลี่ยมหลากสีสามอัน)
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแสดงเฉพาะร่องรอยและแผ่นอิเล็กโทรดที่ด้านล่างของกระดาน นี่คือสิ่งที่คุณต้องการเห็นแกะสลักบนกระดานของคุณ โดยปกติแล้วจะเป็นเลเยอร์ 16 ("ด้านล่าง"), 17 ("แผ่นรอง"), 18 ("Vias") และ 20 ("มิติข้อมูล)"
• ใต้เมนู "ไฟล์" เลือก "ส่งออก" จากนั้นเลือก "รูปภาพ"
• ตั้งค่าความละเอียดเป็น 1200 dpi และอย่าลืมเลือก "ขาวดำ"
• ตั้งชื่อไฟล์และบันทึก

ขั้นตอนที่ 2: เตรียมกระดาษถ่ายโอน

ถึงเวลาถ่ายโอนการออกแบบของคุณไปยัง PCB ทองแดง เพื่อทำสิ่งนี้. คุณจะต้องพิมพ์ลงบนกระดาษรองสติกเกอร์

ทำไม? ด้วยการพิมพ์เลเซอร์การออกแบบลงบนกระดาษที่ไม่ติดกระดาษนี้ เราจะสามารถรีดผงหมึกลงบนทองแดงเปล่าได้อย่างง่ายดาย เมื่อติดแล้วจะสร้างหน้ากากที่ดีจริงๆ ทองแดงอะไรก็ตามที่ถูกปล่อยทิ้งไว้จะถูกแกะสลักออกไป สิ่งใดก็ตามที่หมึกพิมพ์คลุมไว้จะยังคงเป็นโลหะแข็ง ก่อตัวเป็นวงจรของคุณ

ขั้นแรก เตรียมกระดาษ ลอกสติกเกอร์ออกทั้งหมด แล้วเช็ดด้านที่เป็นขี้ผึ้งของแผ่นรองด้านหลังด้วยอะซิโตน อย่าลืมปล่อยให้แห้ง วิธีนี้จะขจัดน้ำมันออกจากนิ้วของคุณ (หรือสติกเกอร์) และให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้นเมื่อคุณลองพิมพ์ลงบนมัน

ขั้นตอนที่ 3: พิมพ์การโอนเงินของคุณ

เมื่อกระดาษพร้อมแล้ว ให้เลื่อนเข้าไปในถาด "แผ่นเดียว" ของเครื่องพิมพ์เลเซอร์ของคุณ (ปกติจะเป็นแผ่นที่พับลงเพื่อรับสิ่งต่างๆ เช่น ซองจดหมาย) ต้องแน่ใจว่าคุณพิมพ์ด้านที่เป็นมันเงา!!

ถ้าทุกอย่างเป็นไปด้วยดี คุณควรจะได้งานพิมพ์แบบที่แสดงด้านบนนี้ ถ้าไม่ ก็ไม่ต้องกังวล - แค่เช็ดออกด้วยอะซิโตนแล้วลองอีกครั้ง! โดยปกติ คุณสามารถใช้กระดาษได้ 2-3 ครั้งก่อนที่จะเริ่มเปราะบางเกินกว่าจะใช้ได้

ขั้นตอนที่ 4: ถ่ายโอนการออกแบบไปยัง PCB

พิมพ์ดีไหม? สุดยอด. ตอนนี้เตรียมกระดานทองแดงเปล่าของคุณสำหรับการถ่ายโอน

เช็ดด้วยอะซิโตนแล้วปล่อยให้แห้ง ห้ามสัมผัสพื้นผิวอีกก่อนขั้นตอนต่อไป! น้ำมันจากนิ้วของคุณจะป้องกันไม่ให้การออกแบบติดกับทองแดง

ติดแผ่นทองแดงเปล่าหงายหน้าขึ้นบนแผ่นกระดาษแข็งหรือเศษไม้ เทปกาวสองหน้าบางตัวช่วยให้ไม่เคลื่อนที่

วางการออกแบบ PCB ที่พิมพ์ใหม่ของคุณบนกระดานทองแดง คุณสามารถติดเทปที่ขอบเพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นเลื่อนไปมา

ตั้งเตารีดให้สูง (ตั้งลินิน) แล้วกดกระดาษสติกเกอร์ที่ปิดแผ่นทองแดงลงไป ถือเตารีดให้เข้าที่ คลุมทั้งกระดาน หมายเหตุ: หากขอบของคุณขรุขระหรือมีน้ำมูก แสดงว่าผงหมึกละลายมากเกินไป ลองตั้งเตารีดให้ต่ำลงแล้วกดให้นานขึ้น

• กดแรงๆ เป็นเวลา 60 วินาที จากนั้นค่อยๆ ขยับเตารีดขณะกดประมาณ 3-4 นาที ฉันพบว่าการกดเบาๆ บริเวณที่มีรายละเอียดด้วยปลายเตารีดนั้นมีประโยชน์
• นำความร้อนออกและรอให้บอร์ดเย็นลงสักครู่ ในขณะที่ยังอุ่นอยู่ (แต่ไม่ร้อน) ให้ลอกกระดาษถ่ายโอนออกเบา ๆ หากคุณทำถูกต้อง การออกแบบของคุณจะติดอยู่กับทองแดง!

ใช้ยาทาเล็บหรือยาทาเล็บเพื่อเติมในบริเวณที่ทาไม่หมดหรือหลุดออกมา หากมีร่องรอยอยู่ใกล้กันเกินไป คุณสามารถใช้ใบมีดหรือเข็ม X-acto ขูดผงหมึกออกได้

ขั้นตอนที่ 5: แกะสลักบอร์ดของคุณ

ช่วงเวลาแห่งความจริง สวมถุงมือและอุปกรณ์ป้องกันดวงตาแล้วเตรียมตัวให้พร้อม! ก่อนที่คุณจะทำ คำเตือน:

อย่า ฉันพูดซ้ำ อย่าเทอะซิโตนลงในสารละลายกัดกรด อะซิโตนและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สามารถทำปฏิกิริยาเพื่อทำให้เกิดสารเคมีที่ติดไฟได้ง่ายและอาจระเบิดได้ หากพิจารณาจากความเข้มข้นต่ำของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เราใช้อยู่ (สารละลาย 3%) ไม่น่าจะเป็นไปได้ คุณก็ยังปลอดภัยดีกว่าเสียใจ ตอนนี้กับการแสดง!

ผสมน้ำส้มสายชูและเปอร์ออกไซด์ในอัตราส่วน 1:1 ในภาชนะทัปเปอร์แวร์ขนาดเล็ก ฉันพบว่าการอุ่นในไมโครเวฟเพื่อเร่งปฏิกิริยาเคมีจะมีประโยชน์

• เติมเกลือมากที่สุดเท่าที่สารละลายจะเก็บได้
• วาง PCB ด้วยการออกแบบที่โอนใหม่ของคุณในถังขยะ คุณควรได้ยินเสียงเป็นฟองเมื่อปฏิกิริยาเริ่มทำงาน
• คนส่วนผสมเป็นครั้งคราว และเติมเกลือและเปอร์ออกไซด์มากขึ้นตามต้องการ คราบสกปรกบางส่วนจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของแผ่นทองแดงเมื่อละลาย - คุณสามารถเร่งกระบวนการได้โดยการเช็ดเบาๆ ด้วยฟองน้ำหรือแปรง
• หลังจากนั้นประมาณหนึ่งชั่วโมง บอร์ดของคุณควรเสร็จ! อย่าลืมล้างกระดานด้วยน้ำ จากนั้นเช็ดโทนเนอร์ที่เหลือออกด้วยอะซิโตนและปล่อยให้แห้ง
• ต่อไป เจาะรูในแผ่นส่วนประกอบด้วยเศษเล็กเศษน้อยเช่นนี้ (สว่านเจาะกระแทกหรือมือที่มั่นคงช่วยได้ - มันหักได้ง่ายมาก)

คุณเกือบจะพร้อมที่จะเริ่มบัดกรีแล้ว! สิ่งสุดท้ายที่ต้องทำ (และนี่เป็นสิ่งสำคัญ) คือทำความสะอาดระเบียบของคุณอย่างปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 6: กำจัด Etchant อย่างปลอดภัย

เมื่อคุณแกะสลักเสร็จแล้ว ของเหลวจะมีสีเขียวอมฟ้า นั่นเป็นเพราะกระบวนการสร้างคอปเปอร์ (II) อะซิเตทซึ่งเป็นพิษ มันไม่เจ๋งเลยที่จะทิ้งมันลงท่อระบายน้ำ ดังนั้นเราจะทำให้มันเป็นกลาง

• ตัดอลูมิเนียมฟอยล์ประมาณหนึ่งตารางฟุตเป็นชิ้นเล็ก ๆ ผัดชิ้นนี้ลงในของเหลวกัดกรดสีเขียวแกมน้ำเงิน แล้วทิ้งไว้ข้างนอกสักสองสามชั่วโมง
• ของเหลวจะเปลี่ยนเป็นสีม่วง และคุณจะเห็นจุดสีน้ำตาลเล็กๆ ตกลงด้านล่าง ยินดีด้วย คุณเพิ่งเปลี่ยนคอปเปอร์คลอไรด์นั้นให้กลายเป็นเกลืออะลูมิเนียมที่ไม่เป็นอันตรายและธาตุทองแดง (จุดสีน้ำตาล)
• ตอนนี้คุณสามารถทิ้งมันอย่างปลอดภัยในท่อระบายน้ำของคุณ

หมายเหตุสุดท้าย: อย่าท้อแท้หากบอร์ดของคุณไม่ออกมาถูกต้องในครั้งแรก ต้องใช้การลองผิดลองถูกเล็กน้อยเพื่อให้ได้ของฉันตามที่ฉันต้องการ - แต่มันเร็วและน่าพอใจมากกว่าการสั่งซื้อบอร์ดจากต่างประเทศ!

นอกจากนี้: ฉันไม่ใช่นักเคมี - หากคุณเป็น โปรดพิจารณาวิธีการกำจัดทิ้ง! สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคการแกะสลักนี้ (และในการกำจัด) มีการสนทนาที่ดีที่ Blondihacks.com สร้างสุข!

******

อัปเดต: มีคนสองสามคนชี้ให้เห็นในความคิดเห็นว่าเคมีของฉันอาจจะผิดเพี้ยนไปเล็กน้อย - หากมีเกลือผสมเพียงพอ สารละลายอาจเปลี่ยนเป็นสีเขียว ซึ่งหมายความว่าทองแดง (II) คลอไรด์ ซึ่งเป็นสิ่งเดียวกันในยาฆ่ารากบางชนิด ในกรณีนั้น การเพิ่มอลูมิเนียมฟอยล์จะทำให้สารเคมีที่เป็นพิษ อะลูมิเนียม (II) คลอไรด์ และไม่ควรทิ้งลงท่อระบายน้ำ ดูการสนทนาบน stackexchange สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

หากมีข้อสงสัยว่าการล้างของเหลวจะปลอดภัยหรือไม่ก็ตาม คุณสามารถผสมกับปูนปลาสเตอร์ของปารีส รอให้แข็งตัวแล้วโยนทิ้งทั้งหมด

รองชนะเลิศในการท้าทาย Tips & Tricks อิเล็กทรอนิกส์