(ส่วนใหญ่) การผลิต PCB อย่างง่าย: 11 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

นี่เป็นวิธีง่ายๆ ในการสร้าง PCB ของคุณเองที่บ้าน วิธีการนี้ใช้กระบวนการ "5 Bears" (ซึ่งอิงตามกระบวนการของ Tom Gootee) ฉันได้เพิ่มการปรับแต่งสองสามอย่าง

ขั้นตอนที่ 1: สร้างการออกแบบของคุณ

เริ่มต้นด้วยการจัดวางแผ่น PCB และแผ่นด้วยโปรแกรมออกแบบ CAD หรือ PCB ที่คุณชื่นชอบ ฉันใช้ Pad2Pad ส่วนใหญ่เป็นเพราะฉันพบว่าโปรแกรมนั้นค่อนข้างใช้งานง่าย และดาวน์โหลดได้ฟรี คุณควรใช้ Pad2Pad ออกแบบบอร์ด แล้วส่งไฟล์ให้บริษัทผลิต แต่ฉันใช้การออกแบบนี้เพื่อสร้างมาสก์การแกะสลักของฉันเอง โชคไม่ดีที่คุณไม่สามารถส่งออกไฟล์ p2p ไปเป็นรูปแบบอื่นได้ ดังนั้นฉันจึงพิมพ์เลย์เอาต์ของบอร์ดเป็น PDF จากนั้นเปิด PDF ลงใน Illustrator ซึ่งทำให้ฉันสามารถล้างและปรับแต่งการออกแบบและแยกออกเป็นเลเยอร์ได้ เทคนิคนี้ใช้สำหรับการสร้าง PCB ด้านเดียว ดังนั้นฉันจึงสร้างมาสก์สองแบบ: อันหนึ่งสำหรับรอยและแผ่นทองแดง อีกอันสำหรับซิลค์สกรีน คุณต้องพิมพ์ภาพสะท้อนของหน้ากากของคุณ คุณจะเห็นว่าทำไมในไม่ช้านี้ แต่เนื่องจากร่องรอยที่ด้านหลังกระดาน คุณจึงสามารถพิมพ์ออกมาได้ตามปกติ ควรพิมพ์หน้ากากซิลค์สกรีนกลับด้าน ฉันใช้เส้น 2pt สำหรับรอยส่วนใหญ่ ที่ออกมาประมาณ 0.028"

ขั้นตอนที่ 2: พิมพ์หน้ากาก

นี่เป็นขั้นตอนที่ยุ่งยาก คุณต้องพิมพ์มาสก์ลงบนกระดาษพิเศษ และทำให้มืดที่สุด นี่คือวิธีที่ฉันทำ ฉันใช้กระดาษภาพถ่ายเคลือบมัน Jet Print Multi-Project ฉันต้องสั่งซื้อทางออนไลน์ แต่อาจมีวางจำหน่ายตามร้านจำหน่ายอุปกรณ์สำนักงานขนาดใหญ่ Tom Gootee แนะนำ Staples "Picture Paper"; ที่ดูง่ายกว่าที่จะได้รับ น่าเสียดายที่ฉันไม่ได้อ่านบทความของ Gootee จนกระทั่ง AFTER ฉันได้รับกระดาษ Jet Print แล้ว ดังนั้นกระดาษ Staples อาจจะดีกว่า

กระดาษเหล่านี้วางตลาดเป็นกระดาษอิงค์เจ็ท แต่สำหรับขั้นตอนนี้ คุณต้องเรียกใช้ผ่านเครื่องพิมพ์เลเซอร์ โทนเนอร์สร้างมาส์ก และคุณต้องการให้โทนเนอร์มีสีเข้มและหนาแน่นมากที่สุด ฉันพบว่าถ้าคุณบอกเครื่องพิมพ์ว่าคุณกำลังพิมพ์แบบโปร่งใส มันจะใช้ผงหมึกมากขึ้น ฉันยังปรับการตั้งค่าต่างๆ ในเมนูเครื่องพิมพ์ (เช่น ความหนาแน่นของผงหมึก การปรับให้เหมาะสม ฯลฯ) เพื่อให้ได้งานพิมพ์ที่หนาแน่นที่สุด การตั้งค่าเครื่องพิมพ์ของคุณจะแตกต่างกันไป ทดลองเพื่อดูว่าอะไรทำงานได้ดีที่สุด และจดบันทึกในขณะที่คุณทำเพื่อที่คุณจะได้ทำซ้ำความพยายามอย่างเต็มที่ในภายหลัง ฉันใช้กระดาษค่อนข้างมากก่อนที่จะทำถูกต้อง แต่ตอนนี้ฉันทำให้ถูกต้องในครั้งแรก หากการออกแบบ PCB ของคุณมีเส้นแนวตั้งยาว คุณอาจปรับการออกแบบบนหน้าเพื่อให้แนวยาวทำมุมได้ เนื่องจากทิศทางที่กระดาษเคลื่อนผ่านเครื่องพิมพ์เลเซอร์ ร่องรอยแนวตั้งที่ยาวอาจสูญเสียความหนาแน่นของหมึกใกล้ด้านล่าง การทำมุมตามรอยยาวช่วยให้ผงหมึกหนาแน่นเต็มความยาว อย่าลืมพิมพ์หน้ากากทองแดง "อ่านถูกต้อง" เช่น ไม่ใช่ภาพสะท้อน แต่ควรพิมพ์หน้ากาก "ซิลค์สกรีน" กลับด้าน พิมพ์หนึ่งหรือสองชิ้นและค้นหาหน้ากากที่มีความหนาแน่นเท่ากันโดยมีรูเข็มน้อยที่สุด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าร่องรอยและแผ่นอิเล็กโทรดทั้งหมดสมบูรณ์

ขั้นตอนที่ 3: เตรียมกระดานเปล่า

ตัดกระดานของคุณให้ได้ขนาด โดยเว้นที่ว่างไว้รอบๆ ขอบ ฉันใช้เลื่อยเลือยตัดโลหะซึ่งทิ้งเสี้ยนไว้บ้าง ขจัดครีบด้วย dremel หรือไฟล์ขนาดเล็ก คุณต้องการให้พื้นผิวทองแดงเรียบที่สุด ขัดพื้นผิวของกระดานเปล่าด้วยกระดาษทรายเบอร์ 400-600 ทั้งสองทิศทางในแนวทแยงในรูปแบบกากบาท จากนั้นใช้อะซิโตนกับกระดาษชำระเพื่อทำความสะอาดกระดานอย่างทั่วถึงที่สุด จุดไขมันคือศัตรูของคุณ! ขัดกระดานได้ดีจริงๆ

ขั้นตอนที่ 4: แนบมาสก์เข้ากับกระดานเปล่า

ตัดหน้ากากด้านทองแดงออกจากงานพิมพ์อย่างระมัดระวัง วางคว่ำหน้าลงบนกระดานโดยให้ผงหมึกหันไปทางทองแดง ฉันใช้เทปสก็อตเทปเล็กๆ ที่ขอบแต่ละด้านเพื่อยึดหน้ากากเข้าที่ นั่นอาจไม่จำเป็นหากช่องว่างของคุณใหญ่กว่าหน้ากากเล็กน้อย ฉันพบว่าหน้ากากมีแนวโน้มที่จะเลื่อนหากไม่ได้ติดเทปอย่างแน่นหนา คุณต้องการหลีกเลี่ยงสิ่งนั้นเมื่อทำงานด้วยความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด

ขั้นตอนที่ 5: รีด

นี่เป็นขั้นตอนที่ยากที่สุด คุณต้องตั้งเตารีดไว้ที่ระดับสูงสุด ไม่ใช้ไอน้ำ วางกระดาษทิชชู่ไว้เหนือกระดาน & หน้ากาก; มิฉะนั้น พลาสติกเหนียวที่หลอมละลายออกมาจากใต้ขอบหน้ากากจะทำให้ทั้งชิ้นติดกับเตารีดของคุณ

เมื่อใช้เตารีดครั้งแรก ให้กดลงไปตรงๆ และพยายามอย่าขยับหรือเลื่อนแผ่นมาส์ก ชั้นผิวพลาสติกของกระดาษจะละลายทันที ทำให้เกิดชั้นลื่นชั่วคราว ซึ่งมักจะเลื่อนไปมาถ้าคุณไม่ระวัง ฉันคิดว่านี่เป็นที่ที่ง่ายที่สุดที่จะทำพลาด เริ่มต้นด้วยการใช้แรงกดที่แรงและสม่ำเสมอกับทั้งแผ่นเป็นเวลาหนึ่งนาที ขยับเตารีดเป็นครั้งคราวเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งกระดานได้รับความร้อนอย่างทั่วถึง หลังจากนั้น หน้ากากก็ค่อนข้างจะติดอยู่กับกระดาน ดังนั้นตอนนี้คุณจึงใช้ขอบเตารีดไปทั่วทั้งกระดานได้ทีละนิด ฉันใช้ขอบของเตารีดและพิงไว้บ้าง โดยวางแรงกดหนักตามแนวยาวตามแนวกระดาน จากนั้นฉันก็ขยับเตารีดประมาณหนึ่งในสี่นิ้วแล้วทำซ้ำจนกว่าจะปิดกระดานทั้งหมด จากนั้นฉันก็ทำ "เส้นแรงดัน" แบบเดียวกันตามความกว้างทั่วทั้งกระดาน สุดท้าย ฉันจบด้วยความกดดันโดยรวมอีกสองสามวินาที เวลารีดผ้าทั้งหมดประมาณ 3 นาที ท็อปส์ซู

ขั้นตอนที่ 6: แช่กระดาษ

วางกระดานร้อนลงในกระทะที่มีน้ำร้อนทันที พร้อมกับกระดาษชำระที่ติดอยู่ กระดาษบางส่วนจะเริ่มหลุดออกมาทันที ช่วยด้วย! หลังจากนั้นไม่กี่นาที ก็สามารถดึงกระดาษออกมาได้อีก ลอกสก๊อตเทปที่คุณใช้ติดมาสก์กับบอร์ดออกด้วย หลังจากผ่านไป 10-20 นาที คุณจะลงไปถึงชั้นสุดท้าย ซึ่งมีลักษณะเหมือนพลาสติกมากกว่ากระดาษ ร่องรอยจะมองเห็นได้ชัดเจน เริ่มต้นมุม แล้วพลาสติกจะลอกออกได้ง่าย ปล่อยให้คุณมีกระดานที่ปิดบังไว้อย่างดี หากคุณรีดได้ดีพอ ผงหมึกจะหลอมรวมกับบอร์ดอย่างแน่นหนา ไม่สามารถขูดออกด้วยเล็บมือได้

หากร่องรอยเลอะเทอะ ตัวอย่างเช่น ถ้าเตารีดลื่น คุณสามารถทำความสะอาดโทนเนอร์ที่หลอมละลายด้วยอะซิโตนและเริ่มต้นใหม่ด้วยมาส์กหน้าใหม่

ขั้นตอนที่ 7: จำหลัก

วางกระดานลงในสารละลายจำหลักของคุณ อย่าปล่อยให้สารเคมีกัดกรดไปเกาะสิ่งของที่ทำด้วยโลหะ! ฉันใช้ภาชนะพลาสติกขนาดใหญ่ แกะกระดานจนทองแดงที่เหลือหมด ขึ้นอยู่กับความสดและอุ่นของสารเคมีกัดกรด อาจใช้เวลา 10-30 นาที

ขั้นตอนที่ 8: ทำความสะอาดหน้ากาก

ใช้อะซิโตนเพื่อทำความสะอาดโทนเนอร์ คุณจะเหลือแผงวงจรที่แวววาวสวยงาม!

ขั้นตอนที่ 9: ใช้ Silkscreen Layer

ตอนนี้ได้เวลาเพิ่ม "ซิลค์สกรีน" ที่อีกด้านหนึ่งของกระดานแล้ว มันไม่ใช่ซิลค์สกรีนจริงๆ จริงๆ แล้วมันเป็นกระบวนการเดียวกับที่อธิบายไว้ข้างต้น ยกเว้นว่าคุณทิ้งโทนเนอร์ที่หลอมละลายไว้บนกระดานและอย่าทำการกัดและทำความสะอาด

ในการจัดเรียง "ไหม" ฉันเจาะรูในแผ่นอิเล็กโทรดที่มุมสุดทั้งสี่ หลังจากตัดหน้ากากไหมออกแล้ว ฉันก็วางโทนเนอร์โดยคว่ำด้านข้างของกระดานตรงข้ามกับร่องรอย เมื่อยกขึ้นให้ส่องถึงแสง คุณน่าจะมองเห็นรูทั้งสี่มุมผ่านหน้ากากได้ ใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อจัดเรียงหน้ากากไหมอย่างถูกต้อง จากนั้นติดเทปกาวบนกระดานด้วยสก๊อตเทป ถัดไป รีดกระดานในลักษณะเดียวกับที่คุณทำด้านทองแดง และสุดท้ายก็เอากระดาษออกตามขั้นตอนที่ 6

ขั้นตอนที่ 10: เจาะรู

ขั้นตอนนี้อาจยุ่งยากเล็กน้อย แต่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้สว่านเจาะกระแทกหรืออุปกรณ์แฟนซีอื่นๆ ฉันใช้เครื่องมือ dremel กับ #60 บิต นั่นเป็นสิ่งที่เล็กที่สุดที่ฉันสามารถหาได้ที่ร้านฮาร์ดแวร์ในพื้นที่ ดอกสว่านถูกยึดเข้ากับปลอกรัด ซึ่งจะยึดไว้ในหัวจับดอกเดรเมล

นี่คือเคล็ดลับของฉันในการเจาะรูเล็กๆ จำนวนมากด้วยสว่านแบบใช้มือถือ: ใช้เศษอะครีลิกเป็นตัวนำเจาะ เจาะรูในอะครีลิคแล้วเจาะรูนั้นและผ่านกระดาน อะครีลิคใสทำให้ง่ายต่อการจัดตำแหน่งดอกสว่านให้ถูกต้องตรงกลางแผ่นแต่ละแผ่น หลังจากผ่านไปหลายสิบรู "รูนำ" ในอะคริลิกจะเริ่ม "คลาย" - เพียงแค่เจาะรูไกด์อีกอันแล้วไปต่อ

ขั้นตอนที่ 11: เสร็จแล้ว

บอร์ดพร้อมใช้งาน

ฉันสร้างกระดานสี่กระดานโดยใช้วิธีนี้ อันแรกสมบูรณ์แบบ แต่ถูกทำลายโดยการบัดกรีที่เลอะเทอะ อันที่สองและสี่ก็สมบูรณ์แบบและทำงานได้ดีในโครงการ บนกระดานที่สาม ฉันขยับเตารีดเมื่อใช้งานครั้งแรก ดังนั้นหน้ากากจึงเลื่อนหลุดและเลือนร่องรอยบางส่วน ด้วยการฝึกฝนเพียงเล็กน้อย คุณสามารถสร้างบอร์ดได้ภายในสองสามชั่วโมง (ไม่นับเวลาออกแบบ)