กระบวนการกัดเซาะน้ำเค็ม: 27 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

นี่เป็นกระบวนการครั้งเดียวในการผลิตแผงวงจรพิมพ์หนึ่งแผ่นโดยเอาทองแดงที่ไม่ต้องการออกด้วยอิเล็กโทรไลซิสในสารละลายน้ำเค็ม ฉันจะอธิบายกระบวนการนี้โดยการแกะสลักและสร้างบอร์ดสำหรับ PIC 18 พิน (สำหรับ PC16F54 แต่ PIC 18 พินใดๆ ก็ตาม) จะพอดีกับมัน) ในรูป มันต้องเสียบเข้ากับเขียงหั่นขนมของฉันและรับสัญญาณการเขียนโปรแกรมจากโปรแกรมเมอร์ PIC ของฉัน (เพียงไปที่ https://geocities.com/it2n/circuits.html และดูมัน) เพื่อหลีกเลี่ยงการต่อสู้กับสัญญาณที่ขัดแย้งกัน หมุดการเขียนโปรแกรมสองตัว จะไม่ถูกนำไปที่เขียงหั่นขนม ในการเล่นกับความถี่สัญญาณนาฬิกา คริสตัลจะต้องเสียบปลั๊กได้ สัญญาณที่ชัดเจนของ Master จะไม่ถูกนำออกมา การตัดสินใจเหล่านี้หมายถึงบอร์ดที่มีขั้วต่อพิทช์ขนาด.1 สองตัว อันหนึ่งมีขั้วต่อ 13 อัน และอีกอันมีขั้วต่อห้าตัว โดยหนึ่งพินเว้นระยะห่างจากส่วนที่เหลือ นี่คือบทช่วยสอนที่มีไว้สำหรับการใช้งานแบบสัมบูรณ์ เริ่มต้นและเกือบทุกขั้นตอนจะมีภาพประกอบ ฉันได้รวม วิดีโอของกระบวนการแกะสลัก

ขั้นตอนที่ 1: ตัดสินใจว่ากระดานจะต้องมีขนาดใหญ่แค่ไหน

จากแผนภาพ ด้านที่เสียบเข้ากับเขียงหั่นขนมมีจุดเชื่อมต่อ 13 จุด และรูใน bb ห่างกัน 0.1 นิ้ว ดังนั้นเราต้องการอย่างน้อย 1.3 นิ้วเพื่อรองรับ 13 พิน

พูดหนึ่งนิ้วครึ่งเป็นหุ่นที่ดี นำแผ่นทองแดงหุ้มแผ่นที่มีขนาดใหญ่กว่าด้านละ 1.5 นิ้ว ลากเส้นหนึ่งนิ้วครึ่ง

ขั้นตอนที่ 2: ให้คะแนนเส้นบน Copper

ถือไม้บรรทัดหรือไม้บรรทัดของคุณให้แน่นบนกระดาน ถือมีดเบา ๆ แล้วลากเส้นหลาย ๆ ครั้ง

สักพักจะมีร่องบนทองแดง แบ่งเป็นสองส่วน หากคุณต้องทนกับมีด เป็นไปได้ว่ามีดอาจเดินและตัดกระดานอย่างลึกซึ่งคุณไม่ต้องการให้มันถูกตัด - และคุณจะดูถูกสต็อก PCB ที่พังยับเยินของคุณ อดทน การอดทนมีคุณธรรมในตัวเอง เพราะชีวิตจะสอนคุณอย่างสม่ำเสมอ

ขั้นตอนที่ 3: ทำให้เส้นนั้นเป็นร่องลึก

ตอนนี้คุณสามารถดึงไม้บรรทัดออกและกดมีดอีกเล็กน้อย ข้ามเส้นอีกสองสามครั้ง มันจะถูกชี้นำโดยการตัดและคุณต้องมีร่องที่ด้านนั้น

จากนั้นทำเครื่องหมายพื้นผิวเรียบของกระดานที่ขอบแต่ละด้านแล้วลากเส้นตรงอีกด้านหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 4: ให้คะแนนอีกด้านหนึ่ง

ตอนนี้คุณต้องมีร่องที่อีกด้านหนึ่งของลามิเนตด้วย

คุณจะมีกระดานที่มีร่องทั้งสองด้าน และการงอด้วยนิ้วก็เพียงพอที่จะทำให้มันหักอย่างเรียบร้อยที่บรรทัดนี้ ส่วนนี้เป็นด้านทองแดงที่มีร่องลึก

ขั้นตอนที่ 5: ร่องที่ด้านธรรมดา

นี่คือด้านเรียบของลามิเนตที่มีร่องลึกนั้น

ขั้นตอนที่ 6: แยกมันออกจากกัน

หากมองที่ขอบจะเห็นว่าร่องทั้งสองด้านบนและด้านล่างของแผ่นทำให้เส้นอ่อนแรงและจะแตกหักง่าย

ขั้นตอนที่ 7: ชิ้นตัดของลามิเนต PCB

ดังนั้นเราจึงตัดลามิเนตให้เหลือประมาณหนึ่งนิ้วครึ่ง ที่จริงแล้วมันมากกว่านั้นเล็กน้อยและนั่นเป็นค่าเผื่อในการตกแต่ง

มันจะต้องถูกขัดลงเพื่อให้ขอบเหล่านั้นเรียบและจะดึงวัสดุออกไปเล็กน้อย

ขั้นตอนที่ 8: ตัดสินใจว่าจะต้องใหญ่แค่ไหน

ตอนนี้เราต้องตัดสินใจว่ากระดานจะต้องใหญ่แค่ไหนในอีกมิติหนึ่ง

เราต้องการคอนเน็กเตอร์สองตัว คือ PIC คริสตัล และตัวเก็บประจุบางตัวและตัวต้านทานหนึ่งตัว จัดเรียงทั้งหมดบนกระดานดูเหมือนว่าประมาณ 2 จะเพียงพอ

ขั้นตอนที่ 9: ทำความสะอาดบอร์ด

ใช้กระดาษทรายลบขอบหยาบของกระดาน (หรือออกไปถูบนพื้นผิวซีเมนต์ที่หยาบเรียบ)

ทำความสะอาดพื้นผิวทองแดงโดยใช้แผ่นขัดทำความสะอาด - ที่ฉันใช้มีไว้สำหรับใช้ในครัว และทองแดงเป็นพิษ ดังนั้นอย่าปล่อยให้ภรรยาหรือแม่ของคุณย้ายไปที่ห้องครัวหลังจากที่คุณใช้แล้ว - มันจะเป็น เป็นความคิดที่ดีที่จะไม่ยืมของในครัวเพื่อการนี้

ขั้นตอนที่ 10: กระดานที่สะอาด

ฉันได้ทำความสะอาดบอร์ดประมาณสองนิ้ว กระดานจะถูกตัดให้ได้ขนาดหลังจากการแกะสลัก เนื่องจากความยาวพิเศษทำหน้าที่เป็นที่จับสำหรับยึดกระดาน

กระดานที่ทำความสะอาดแล้วจะมีพื้นผิวที่ขรุขระเนื่องจากการขีดข่วนของแผ่นขัด และสิ่งนี้จะช่วยให้กระดานสามารถต้านทานการกัดได้ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนที่ 11: ใช้ Etch Resist

ตอนนี้คุณทาสีพื้นที่ด้วยการต้านทานการกัด

มันสามารถเป็นสีใดก็ได้ - มันต้องยึดเข้าด้วยกันใต้น้ำเท่านั้น มาร์กเกอร์แบบถาวรมาในรูปแบบที่ใช้งานง่ายและนั่นคือสิ่งที่ฉันใช้ คุณสามารถใช้ยาทาเล็บได้ หากคุณโชคดีพอที่จะมีแฟนสาว และเธอไม่รังเกียจที่จะใช้เวลากับกระดานและส่วนประกอบ คุณต้องใช้เสื้อโค้ทบางๆ อย่างทั่วถึง ซึ่งสามารถขูดเป็นเส้นบางๆ ได้ เสื้อโค้ทหนามักจะดึงออกมาเป็นสะเก็ดเมื่อคุณพยายามทำเป็นเส้น

ขั้นตอนที่ 12: ทำเครื่องหมายตำแหน่งของผู้นำส่วนประกอบ

ตอนนี้ คุณต้องทำเครื่องหมายตำแหน่งของลีดของส่วนประกอบหลัก เป็นการดีที่สุดที่จะใช้ส่วนประกอบจริงเป็นเทมเพลต

ฉันได้ยึด 16F54 เข้ากับบอร์ดด้วยคลิปโพไดล์สองตัว ทำเครื่องหมายตำแหน่งของหมุดทุกอัน และคุณสามารถยกจระเข้แต่ละตัวเพื่อทำเครื่องหมายด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 13: วาดรอบๆ แผ่นด้วย Sharp Instrument

หลังจากที่คุณได้ทำเครื่องหมายตำแหน่งของแผ่น ic และถอด ic แล้ว จะมีบางจุดที่ความต้านทานได้ถูออกอย่างสม่ำเสมอ

ซ่อมแซมโดยใช้สิ่งเดียวกันเพียงเล็กน้อย และดำเนินการในขั้นตอนต่อไป: ร่างโครงร่างของผ้าอิเล็กโทรด ใช้ไม้บรรทัดแบบใสและของที่มีปลายแหลมเพื่อวาดโครงร่างของแผ่นอิเล็กโทรด อ้างถึงเค้าโครงที่คุณเตรียมไว้ก่อนหน้านี้ คุณควรคิดถึงการแยกจุด A ออกจากจุด B โดยการลากเส้นระหว่างจุดทั้งสอง วิธีการทั่วไปคือการเชื่อมโยงจุด A กับจุด B โดยการวาดเส้นที่เชื่อมเข้าด้วยกัน วิธีการของฉันช่วยรักษาปริมาณทองแดงสูงสุดไว้บนกระดาน และลดปริมาณวัสดุที่จะนำออก นี่เป็นสิ่งสำคัญ มิฉะนั้น กระบวนการแกะสลักจะช้าเกินไป

ขั้นตอนที่ 14: วาดส่วนที่เหลือของวงจรIn

เมื่อคุณทำแพทเทริ์นแพดสำหรับส่วนประกอบหลักเสร็จแล้ว คุณสามารถวาดส่วนต่อที่เหลือได้

ฉันใช้เวโรบอร์ดเล็กน้อยเป็นเทมเพลตสำหรับระยะห่าง.1 และวางส่วนอื่นๆ ของการตัดตามเลย์เอาต์ในไดอะแกรม

ขั้นตอนที่ 15: สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้

สามารถทำการเปลี่ยนแปลงใดๆ กับเลย์เอาต์ได้ในขั้นตอนนี้

เพียงทาสีทับรอยขีดข่วน คุณก็จะได้ผืนผ้าใบใหม่เพื่อฝึกฝนศิลปะของคุณ ตอนนี้ฉันตัดสินใจว่าบอร์ดจะกระชับขึ้นได้ถ้าย้ายซ็อกเก็ตการเขียนโปรแกรม ดังนั้นมันจึงเสร็จ ขั้นตอนสุดท้ายที่จำเป็นขั้นสุดท้ายคือการวางจุดสีเพื่อให้แผ่นอิเล็กโทรดทั้งหมดเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ซึ่งจำเป็นสำหรับอิเล็กโทรไลซิส ในกระดานของฉัน แผ่นอิเล็กโทรดทั้งหมดเชื่อมต่อกันที่ขอบด้านซ้ายและด้านล่าง รอยขีดข่วนในสีหยุดสั้นที่ขอบ พวกเขาจะถูกตัดออกจากกันหลังจากการแกะสลักเสร็จสิ้น ตอนนี้บอร์ดพร้อมที่จะแกะสลักแล้ว

ขั้นตอนที่ 16: ถังแกะสลัก

คุณเห็นถังแกะสลักของฉันที่นี่ (ยืนแสดงความเคารพสักครู่ เปิดหัว) เป็นพลาสติก โปร่งใส และมีด้านขนานกัน และมีขนาดใหญ่พอที่จะรองรับกระดานได้ ภาพยังเป็นขั้วลบด้วย ลวดทองแดงหนาจะทำ ฉันเคยใช้คลิปหนีบกระดาษที่ยืดออกแล้ว แต่มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดสนิมในสารละลาย ลวดโลหะแทบทุกชนิดจะทำงานที่นี่

ขั้นตอนที่ 17: การตั้งค่า Etch Tank

ควรมีแสงส่องที่อีกด้านหนึ่งของกระดาน เนื่องจากแสงที่ส่องผ่านส่วนที่สลักไว้จะช่วยให้คุณเห็นความคืบหน้าของการแกะสลัก

ฉันควรแนะนำว่าอย่าตั้งค่านี้ใกล้กับแป้นพิมพ์ของคุณ เนื่องจากสารละลายเกลือจะกัดกร่อนหากเข้าไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ยังเป็นประโยชน์ที่จะมีนกทวีตเตอร์คอยดูแลคุณ อันที่จริงฉันจะปฏิเสธความรับผิดชอบทั้งหมดหากคุณไม่มีทวีต …

ขั้นตอนที่ 18: รถถังทางเลือก

อันที่จริง กระดานพิสูจน์แล้วว่าใหญ่เกินไปสำหรับแท็งก์ทั่วไปของฉัน ฉันจึงใช้ถุงพลาสติกขนาดใหญ่พอที่จะถือกระดานเป็นถังกัด

สิ่งนี้มีข้อดีคือต้องใช้สารละลายกัดกรดน้อยลง สารละลายกัดกรดทำโดยการละลายเกลือในน้ำให้ได้มากที่สุด

ขั้นตอนที่ 19: การแกะสลักกระดาน

ในการแกะสลักบอร์ด คุณต้องสร้างสารละลายอิ่มตัวของน้ำเกลือ ทำให้บอร์ดเป็นค่าบวก และจุ่มลงในสารละลายร่วมกับอิเล็กโทรดขั้วลบ แหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์ที่สามารถจ่ายไฟได้ประมาณ 500 มิลลิแอมแปร์ก็เพียงพอแล้ว ต่อสายไฟเป็นอนุกรมด้วยหลอดไส้ เช่น 12V, 6W เพื่อแสดงกระแส กระบวนการแกะสลักจะใช้เวลาประมาณห้านาที คุณจะสามารถชมกระบวนการของมันได้โดยแสงที่ส่องผ่านช่องว่างที่เปิดขึ้นเมื่อทองแดงถูกกินไป ฟองของไฮโดรเจนจะปรากฎขึ้นจากขั้วลบ หากลอยขึ้นจากทองแดง แสดงว่าคุณได้เชื่อมต่อแหล่งจ่ายกลับด้านแล้วและลวดของคุณก็ถูกกินจนหมด ในการทำเป็นสารละลายเกลือ คุณต้องเอาน้ำบางส่วนและละลายเกลือให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จึงเป็นสารละลายอิ่มตัว คุณเติมเกลือเล็กน้อย เขย่ามัน และดูเกลือหายไปเมื่อมันกลายเป็นสารละลาย จากนั้นคุณเติมเข้าไปอีก และเกลือก็หายไป หลังจากนี้เกลือบางส่วนจะหยุดละลายไม่ว่าคุณจะเขย่าและผสมมากแค่ไหน และ ณ จุดนี้ คุณจะได้สารละลายเกลืออิ่มตัวที่คุณต้องการ นี่คือสารละลายอิ่มตัวของโซเดียมคลอไรด์ใน ไดไฮโดรเจนมอนอกไซด์ ดู https://www.dhmo.org สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมในการจัดการสารที่อาจเป็นอันตรายนี้

ขั้นตอนที่ 20: กระดานสลัก

คุณเห็นกระดานที่นี่หลังจากแกะสลักและทำความสะอาด สีสามารถพิสูจน์ได้ค่อนข้างยากที่จะลบออก คุณจะต้องใช้ตัวทำละลายที่เหมาะสมสำหรับการต้านทานการกัดที่คุณเคยใช้

หรือคุณสามารถใช้แผ่นขัดถูสีออก อาจเป็นไปได้ที่จะทิ้งสีไว้บนกระดาน และเอาออกเฉพาะจุดที่จำเป็นในการบัดกรีเท่านั้น ในกรณีนี้อาจเกิดควันพิษขณะบัดกรี คุณจะสังเกตเห็นว่าร่องรอยทั้งหมดเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ซึ่งจะต้องถูกตัดออกจากกันก่อนจึงจะสามารถทดสอบกระดานได้

ขั้นตอนที่ 21: การทดสอบบอร์ดสำหรับการลัดวงจร

หลังจากที่รอยแยกถูกตัดออกจากกัน จำเป็นต้องทดสอบว่าไม่มีการเชื่อมต่อระหว่างพื้นที่ที่อยู่ติดกัน

คุณสามารถใช้หลอดไฟ 12V ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายเดียวกับที่ใช้สำหรับอิเล็กโทรลิซิสสำหรับการทดสอบ หรือวิธีที่ผมทำ - ใช้ไฟ 12V, 15A ร่วมกับไฟหน้ารถเพื่อบ่งชี้ กางเกงขาสั้นตัวเล็กๆ ที่เคยอยู่ที่นั่นกลายเป็นไอ และถ้าหลอดไฟนั้นสว่างขึ้น ไอ้หนู นั่นเป็นไฟฟ้าลัดวงจรจริงๆ ในการล้างวงจรลัด ให้ใช้จุดคมของมีดผ่านเส้น ทำมุมหนึ่งในรอบหนึ่งและอีกทางหนึ่งในรอบถัดไป และทองแดงใด ๆ ที่ยังคงอยู่ในนั้นก็จะยกขึ้นและสลายไป

ขั้นตอนที่ 22: เจาะรู

มีการเจาะรูเพื่อรองรับซ็อกเก็ตสำหรับคริสตัลและอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรม

ขั้นตอนที่ 23: ซ็อกเก็ต

รูปแสดงสองมุมมองของซ็อกเก็ตวงจรรวมแบบหมุนพิน ทำจากหมุด กลึงจากสต็อกแท่ง ขึ้นรูปเป็นพลาสติก

เราจำเป็นต้องปลดปล่อยหมุดออกจากพลาสติก อุ่นหมุดอย่างระมัดระวังจนพลาสติกนิ่ม (แต่ไม่ละลาย) แล้วดึงหมุดออก เราต้องการหมุดเจ็ดอัน

ขั้นตอนที่ 24: Crystal Socket

จากนั้นคุณตัดหางออกแล้วสอดเข้าไปในรูและบัดกรี คุณมีซ็อกเก็ตขนาดกะทัดรัดโดยที่ PCB เองเป็นส่วนหนึ่งของชุดประกอบ

ฉันมีการติดตั้งคริสตัลแบบโคลสอัพเพื่อให้คุณสามารถดูรายละเอียดได้ เป็นไปได้ที่จะบดส่วนปลายด้านหลังของหมุดเหล่านั้นออกเพื่อลดความสูง ส่วนที่สัมผัสกันจริง ๆ คือสปริงที่เสียบเข้าไปในหมุดกลวง และคุณสามารถบดวัสดุได้ค่อนข้างมากโดยไม่ทำลายส่วนการทำงานภายในของซ็อกเก็ตพิน

ขั้นตอนที่ 25: ติดตั้งส่วนประกอบ

ส่วนประกอบถูกบัดกรีบนบอร์ด:

หมุดเจ็ดตัวประกอบขึ้นเป็นคริสตัลและซ็อกเก็ตการเขียนโปรแกรม ตัวเก็บประจุสองตัวรอบ ๆ ตัวต้านทานคริสตัล A 10K ที่ดึงสาย MCLR ขึ้นไปยัง Vdd A จัดหาตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนข้าม Vss และ Vdd ลิงก์สองอันได้รับการบัดกรีเข้าที่และต้องติดตั้งอีกหนึ่งตัว ที่ดินสำหรับติดตั้งวงจรรวมได้รับการเคลือบด้วยบัดกรีก่อนที่จะติดตั้งให้เข้าที่

ขั้นตอนที่ 26: ติดตั้งวงจรรวม

ic ถูกติดตั้งเป็นลำดับสุดท้าย เพื่อลดโอกาสเกิดความเสียหาย

มันถูกวางไว้ครั้งแรกในตำแหน่งที่เหมาะสมและพินมุมหนึ่งอุ่นด้วยหัวแร้ง เนื่องจากมีการบัดกรีจำนวนเล็กน้อยบนบอร์ด สิ่งนี้จึงละลายและทำให้ไอซีอยู่ในตำแหน่ง จากนั้นหมุดที่ตรงกันข้ามในแนวทแยงจะถูกบัดกรีหลังจากทำการปรับตำแหน่งเล็กน้อยตามต้องการ เมื่อบัดกรีทั้งสองมุมแล้ว ไอซีจะยึดเข้าที่อย่างแน่นหนา และตะกั่วที่เหลือจะถูกบัดกรี การประกอบบอร์ดเสร็จสมบูรณ์ และอาจทดสอบโดยการโหลดโปรแกรม "LED Blink" หรือบางอย่าง ฉันได้บัดกรี Microchip PIC16F54 บนบอร์ดนี้แล้ว แต่บอร์ดนี้จะทำงานกับ PIC สิบแปดพินได้เช่นกัน ชิปขั้นสูงบางตัวอนุญาตให้ใช้พิน MCLR เป็นอินพุต ดังนั้นสิ่งนี้อาจต้องถูกนำออกไปที่ขอบด้วย

ขั้นตอนที่ 27: กระดานที่เสร็จสมบูรณ์

บอร์ดเสร็จเรียบร้อยแล้วครับ เทียบกับแผนเดิม ฉันได้ทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง โดยหลักแล้วเนื่องจากการกำหนดเส้นทางตามรอยนั้นง่ายกว่า จำเป็นต้องบันทึกการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากอาจเกิดความสับสนได้ในภายหลังเมื่อใช้บอร์ด ในกรณีนี้ ร่องรอยบางส่วนจะผ่านใต้ชิปและเป็น ไม่ง่ายที่จะตรวจสอบลำดับของสัญญาณที่ขอบเพียงแค่ดู เอกสารเป็นสิ่งจำเป็นและจะอยู่ในรูปแบบของชื่อสัญญาณที่เขียนไว้บนเส้นสัญญาณโดยตรง ในการสร้างกระดานที่สอง คุณต้องทำทั้งหมดนี้ใหม่ทั้งหมดอีกครั้ง - ขอแนะนำให้ใช้กระบวนการนี้เฉพาะในกรณีที่คุณกำลังสร้างวงจรเพียงชิ้นเดียว ซึ่งวิธีการสร้างต้นแบบแบบเดิมไม่สะดวก ฉันหวังว่าทั้งหมดนี้จะเป็นประโยชน์กับใครบางคนที่นั่น ฉันหวังว่าจะได้เห็นบางโครงการที่แกะสลักด้วยมือ กระดานแกะสลักน้ำที่นี่ในการเรียนการสอนในอนาคตอันใกล้ ขอให้สนุก