Ubijalni PCB -ji: 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:09

Ta priročnik prikazuje postopek izdelave tiskanih vezij s funkcijami, ki so manjše od 0,005, primerne za IC -je LQFP ali QFN z uporabo negativnega fotorezista na suhem filmu. To vam bo omogočilo ravnanje s skoraj vsemi razpoložljivimi integriranimi vezji-tudi z matriko krogličnih mrež! Na sliki so plošče s paketi TSSOP-14, QFN-40 z nagibom 0,65 mm in upogljivimi vtičnicami brez sile vstavljanja z naklonom 0,5 mm.

1. korak: Ozadje

Potem ko sem nekaj časa eksperimentiral z izdelavo domačih PCB -jev, sem končno izdelal postopek, ki daje razumno dosledne rezultate, ki so videti precej dobro. Veliko časa sem porabil za to, da sem z različnimi stopnjami uspeha uporabil metodo prenosa tonerja (OK, različne stopnje okvare so lahko bolj natančne). Poskusil sem tudi s filtrom Philmore/Datak z negativnim foto odporom, ki je imel dosledno grozljive rezultate (stvari so sčasoma stopile pršilno šobo, ki je prišla z njim, in puščale povsod). Ni zeleno in ni priporočljivo. Zdaj bi lahko kupil vnaprej občutljive plošče in prihranil veliko težav, vendar se mi zdi material predrag za količino plošč, ki jih izdelujem. Na koncu sem poskusil s suhim filmom in se ne bom vrnil! Ne bom se spuščal v zapletenost shematskega zajemanja ali jedkanja, saj te teme dobro pokrivajo druga navodila. Ne uporabljajo se hlapnih spojin-samo preproste baze, ki jih je mogoče okolju varno filtrirati s trdnimi snovmi in nevtralizirati s HCl (glej navodila proizvajalca za ustrezne postopke odstranjevanja). Ta postopek v kombinaciji s postopkom jedkanja s peroksidom/bakrovim kloridom tvori okoljsko odgovoren proces razvoja zelenih PCB -jev. Če niste preizkusili metode prenosa tonerja, to storite. Če niste blagoslovljeni s čarobnim tonerjem in/ali papirjem, bo metoda odpornosti proti suhem filmu prinesla boljše rezultate, vendar je postopek nekoliko bolj zapleten. Če ste zadovoljni z rezultati prenosa tonerja, se vsekakor držite te metode. Seveda veljajo standardna opozorila: jedkanje po PCB-ju in obdelava suhega filma vključuje kavstične materiale-uporabite zaščitno opremo in imejte pri roki napravo za izpiranje oči (ali vsaj vedro vode). Upoštevajte tudi, da razvijanje in odstranjevanje suhega filma vključuje močne podlage-držite jih stran od kemikalij za jedkanje ali pa se lahko odzovejo burno. MG Chemicals 416DFR Dry Film Resist Približno 20,00 USD za 12 "na 5 čevljev pri Frysu, Altexu in na spletu. MG ni hotel citirati večjih količin in ne bo razkril proizvajalca svojega filma.-Dupont Riston M115 na voljo pri Think & Tinker Odlično se upira, veliko bolj ekonomičen kot MG, če želite večje količine (12 "x50ft za 96,75 USD, 12" x100ft za 116,26 USD). Izjemna obleka, zelo koristni, prijazni ljudje in veliko odličnih informacij. Odlično spletno mesto!-Kolon Dry Film Resist korejski proizvajalec prodaja za nekaj manj kot Think & Tinker's Riston, vendar z ohišji najmanj 500 čevljev. Kaj boste potrebovali- laserski tiskalnik- domači/pisarniški laminator- prosojnice za laserski tiskalnik- lepilo v razpršilu- negativni fotografski odpornik proti suhem filmu- odporen razvijalec (natrijev karbonat) - Odporni striper (natrij) um hidroksid)- Steklene plošče- Čist trak- Rumena luč za žuželke- Svetlo varno območje Neobvezno- Vakuumska vrečka ali vakuumski okvir- Kolimiran vir izpostavljenosti UV-žarkom- Rotacijski trimer za papir- 21-stopenjski vodnik za občutljivejšo občutljivost za kalibracijo

2. korak: Ustvarite umetniško delo

Predvidevam, da ste posneli svojo shemo in postavili tiskano vezje v nekaj takega, kot je Eagle-če ne veste, o čem govorim, raje začnite z učenjem shematskega zajemanja in postavitve tiskanega vezja. Ko postavite PCB, boste morali ustvariti negativne maske za fotografije. Negativna foto maska je preglednost, ki je jasna, kjer želite baker in črno, kjer želite odstraniti baker. En namig: če boste navado napolnili svoje plasti tiskanih vezij z zemeljskimi ali električnimi ravninami, boste prihranili veliko tonerja. Upoštevajte tudi, da lahko svojo postavitev tiskanega vezja v Eagleu uporabite z ukazom za kopiranje skupine, če ni povezane shematske datoteke (sicer se bo pritožil, da morate to narediti v shemi "). Našel sem postopek obračanja barv v vaš izid bo presenetljivo težak, vendar sem se sčasoma odločil za ta dokaj preprost pristop z uporabo odprtokodne programske opreme za risanje vektorjev Inkscape: 1. Poskrbite, da ste izbrali le plasti, potrebne za jedkanje (npr. Zgornji/Spodnji del, Blazinice, Vijake). 2. Za tiskanje v datoteko PDF uporabite funkcijo Eagle's print. Čeprav tiskamo na prosojnicah, boste še vedno želeli zrcaliti zgornjo plast, tako da boste tiskano stran postavili najbližje plošči in preprečili krvavitev. Inkscape še nimate nameščenega, prenesite in namestite zdaj 4. Odprite PDF v Inkscapeu (sprejmite privzete parametre nalaganja).5. Odprite podokno Sloji (menijska plast: plasti). 6. Kliknite gumb + če želite dodati plast. Poimenujte jo kakor želite (jaz sem svoje poimenoval "b").7. Kliknite puščico navzdol, da premaknete novo plast na dno. V podoknu z orodji izberite pravokotno orodje. Z desno tipko miške kliknite vzorec modre barve na dnu zaslona in izberite Nastavi potezo.10. Z desno miškino tipko kliknite vzorec sive barve in izberite Set fill.11. Kliknite in povlecite, da narišete pravokotnik okoli vaše deske. Izberite orodje s puščico, nato izberite in povlecite vsako stran pravokotnika desno do roba plošče. Zaslon bi moral izgledati nekako tako: 13. Z desno miškino tipko kliknite črni vzorec na dnu zaslona in izberite Set Fill. Znova kliknite desni klik na črni vzorec in izberite Nastavi potezo.14. Kliknite ikono oči v paleti plasti, da izklopite plast b.15. Kliknite in povlecite, da izberete svojo ploščo (ali kliknite ikono za izbiro vseh vidnih v orodni vrstici). Negacija slike (Učinki menija: Barva: Negativno) 17. Znova kliknite ikono oči za plast b. Zdaj bi morali imeti nekaj takega: 18. Kliknite Shrani kot, nato spremenite vrsto datoteke v PDF prek Kaira in dodajte _out imenu datoteke (npr. Test_out.pdf), da ne prepišete izvirnika. Znova kliknite Shrani-As, da shranite kot privzeto obliko zapisa SVG.

3. korak: Naredite prosojnice

Tudi ta del je bil malo izziv. Težava je v tem, da večina laserskih tiskalnikov ne naredi res temnih odtisov, zato nekaj svetlobe pušča skozi črna območja. Poskusil sem veliko pristopov za selektivno zatemnitev tonerja: označevalci za suho brisanje, črnilo za žig, barvice, oglje, grafit, mehčanje/segrevanje + dodatna uporaba tonerja itd. Nič od tega ni delovalo. Tukaj mi dosledno deluje:

1. Začnite z majhnimi umetninami-z vrtljivim prirezovalnikom papirja razrežem prosojne liste na četrtine (4,25 x 5,5) 2-3 liste hkrati. Majhna umetniška dela so boljša, ker se bodo zmanjšala popačenja v prozornem materialu, povezana s toploto. 2. Odprite dokument PDF iz zadnjega koraka s programom Adobe Reader in natisnite na laserski tiskalnik, napolnjen s prosojnicami. Za svoj tiskalnik (Brother HL-5250DN) uporabljam naslednje nastavitve: Uporabniško določena velikost papirja (4,25 x 5,5), brez obojestranskega tiskanja, ročno vstavljanje, 1200 dpi, Najtemnejša gostota. Tukaj je velik namig: v sistemu Windows imate lahko nameščenih več kopij istega tiskalnika, zato dodajte nov tiskalnik, imenovan PCB_Laser, kot dvojnik vašega obstoječega laserskega tiskalnika, nato z desno miškino tipko kliknite in po potrebi spremenite privzete nastavitve za tiskanje na prosojnico. 3. Natisnite zgornje in spodnje umetnine. Umetniško delo držite pri svetlobi: Ali vidite, da skozi črna območja prodira kakšna svetloba? Če so vaši rezultati podobni mojim, boste imeli dovolj odtoka, da boste povzročili težave s svojim uporom. Upoštevajte, da morate za natančno oceno gostote tonerja imeti nekaj večjih črnih površin. Če ste blagoslovljeni s super gostim tonerjem, pojdite na 8. korak. V nasprotnem primeru natisnite drugo kopijo vsake prosojnice. 4. Nato za poravnavo umetnine potrebujete improvizirano svetlobno mizo. To je lahko tako preprosto, kot kos papirja, pritrjen na okno, obsijano s soncem, ali plitv pladenj, ki vsebuje svetlobo velikosti hokejskega ploščka, prekrito z listom papirja in stekleno ploščo. Osvetlitev ozadja optičnega bralnika je odlična svetlobna miza. Samo zaženite skeniranje v preglednem/negativnem načinu-verjetno je, da bo po skeniranju osvetlitev ozadja ostala vklopljena nekaj minut, nato odstranite pokrov in ga obrnite. Povečevalna leča, nameščena na glavo, bo bistveno pripomogla k poravnavi vaših umetnin. 5. Nato povežemo pare prosojnic (2x zgoraj, 2x spodaj), da podvojimo gostoto tonerja. To naredite tako, da vzamete eno kopijo vsake prosojnice in nanesete lepilo za pršenje na stran tonerja. Katera je stran tonerja, lahko ugotovite tako, da opazujete odboj svetlobe s površine prosojnice; toner je na strani tonerja dolgočasen. 6. Prosojnico, ki ni prevlečena z lepilom, s tonerjem obrnite navzdol na svetlobno mizo-vogale tega lista lahko rahlo prilepite na svetlobno mizo (trak prepognite na koncu, da ga lahko preprosto odlepite pozneje). 7. Previdno poravnajte (registrirajte) prosojno lepilo, ki je premazano s prosojno prevleko. Ko ste poravnani, močno pritisnite, da se pritrdita dva lista. 8. Poravnajte prosojnice skozi laminator na najhladnejši nastavitvi, da trajno povežete plasti skupaj. 9. Zgornje in spodnje umetniško delo (s tonerjem navznoter) in trak varno poravnajte in pustite dovolj prostora za potiskanje tiskanega vezja. Druga možnost je, če imate obrobo, ki je vsaj en centimeter okrog plošče, lahko nanesete lepilo za brizganje na 1/2 "trak vzdolž dveh robov, tako da preostanek maske prekrijete z vogalom kosa papirja-samo Pazite, da med lepilnim trakom in robom plošče ni manj kot 1/4 ".

4. korak: Pripravite baker

Previdno očistite bakreno obložen material s čistilno blazinico in čistilno maso, ki vsebuje belilo (npr. Mehko piling z belilom). Brusite z mokrim/suhim brusnim papirjem zrnatosti 320 ali 400, da površino hrapate in zagotovite ustrezno oprijem. Ploščo posušite, pri tem pazite, da se plošče ne dotaknete brez rokavic (da preprečite prenašanje kožnih olj na ploščo).

5. korak: Laminat

Obstaja nekaj različnih možnih pristopov k laminiranju PCB. MG Chemicals predlaga pristop z mapami in laminatom. Drugi predlagajo uporabo toplote ali vode (ali obojega) za lepljenje odpornega materiala na PCB pred laminacijo. S tem pristopom sem imel veliko sreče: 1. Naredite svoje delovno območje svetlobno varno: Vklopite luč za hrošče in izklopite vse fluorescenčne ali> 40 W žarnice z žarilno nitko 2. Odrežite material laminata 1/2 palca večji od plošče (dvojno dolžino, če delate dvostransko ploščo) 3. Previdno odlepite samo prve pol palca notranje folije (vedno na notranji strani kodra) 4. Previdno poravnajte laminat, tako da laminat popolnoma prekrije ploščo na obeh straneh (če je obojestransko). 5. Prvih pol centimetra izpostavljenega laminata pritisnite na desko. 6. Previdno povlecite preostali notranji sloj za pol palca navzdol, hkrati pa izpostavljeni laminat pritisnite na desko. Pazite, da ne vstavite gub. Po potrebi nadaljujte na zadnjo stran na podoben način. 8. Ploščo spustite skozi laminator (ko je laminator popolnoma na temp.). Obrnite se in znova pojdite skozi laminator.

6. korak: Razkrijte

Laminirano tiskano vezje položite med vnaprej registrirane prosojnice in jo trdno pritrdite. Če nameravate umeriti postopek izpostavljenosti, na odprti del PCB prilepite vodnik za občutljivost v 21 korakih Stouffer. Umetniško delo želite tesno pritisniti na tiskano vezje, da preprečite uhajanje svetlobe pod vaše sledi. To lahko storite z dvema steklenima listoma ali po možnosti uporabite vakuumsko vrečko ali vakuumski okvir. Ta sklop lahko nato postavite na močno sončno svetlobo za približno 5-8 minut na stran ali uporabite drug vir UV po vaši izbiri. Upoštevajte, da je kljub tesnemu prileganju PCB-jev in umetniških del kolimacija (vzporednost svetlobnih žarkov) pomembna za doseganje drobnih sledi-tukaj glejte navodila za izdelavo kolimiranega vira UV-svetlobe.

7. korak: Razvijte se

Sledite navodilom proizvajalca za pripravo raztopine za razvijalce (običajno natrijev karbonat ali kalijev karbonat) in razvoj plošče (odstranjevalci odpornosti, ki niso izpostavljeni UV -svetlobi).

8. korak: Etch

Uporabite svoje najljubše jedkalo-samo razmislite o prihodnjem odlaganju in razmislite o zelenem postopku, kot je postopek jedkanja s peroksidom/bakrovim kloridom (tudi dobesedno je zelen). Če želite raziskati podrobnosti kemije, je ta stran za vas.

9. korak: Odstranite

Za to boste potrebovali natrijev hidroksid (NaOH)-to je material, ki ga Brad Pitt uporablja za sežiganje roke Edwarda Nortona v Fight Clubu, saj raztaplja maščobe, vaša koža pa je v veliki meri sestavljena iz maščob, zato bodite previdni. Preverite lokalne hiše za oskrbo s kemikalijami-imel sem srečo: moj sosed izdeluje milo, zato sem kar prišel in vprašal, ali si lahko sposodim skodelico luga!

Korak 10: Maska za spajkanje in sitotisk

Nanesite spajkalno masko z drgnjenjem in ponovnim laminiranjem jedkane plošče z novo plastjo odpornosti, nato odstranite zaščitno zunanjo folijo in nanesite drugo plast odpornosti za podvojitev debeline. Zdaj izpostavite s stop in plastmi svilenega sita in se razvijajte kot prej (izpostavljenost lahko traja nekoliko dlje zaradi dodatne debeline upora). Pečemo v opekaču za kruh pri 200-220 stopinjah F približno 10 minut (pazite, da podložite desko, da se upor ne bi držal opekača). Odstranite ploščo iz opekača za kruh in z belo barvico napolnite besedilo sitotiska, ko je plošča še topla. Odvečni voščeni vosek obrišite z brisačo in z zobotrebcem odstranite odvečni vosek iz utorov in sledi.

11. korak: Šablona za spajkanje

Če ste prišli tako daleč, ste morali potegniti nekaj poznih noči in zaužiti obilne količine gaziranih (in kofeinskih) pijač. Če je tako, vzemite eno od teh pločevink sode in zgornji in spodnji del odrežite s škarjami ali lahkimi škarjami. Poskusite ga lepo odrezati brez raztrganih robov. Nato prerežite po dolžini, da dobite aluminijast trak približno 8 "za 4". Ta trak bo zelo kodrast, vendar ga ne morete "odviti", ne da bi naredili gube. Za naslednje korake se lahko lotite kodranja ali pa žarite kovino tako, da jo segrejete v opekaču za kruh na približno 450 stopinj F in nato pustite, da se počasi ohladi. Nato morate brusiti notranjo in zunanjo stran pločevinke z mokrim/suhim brusnim papirjem v zrnatosti 220 do 320, da odstranite barvo (upoštevajte, da je na notranji strani pločevinke prozorna barva-v nasprotnem primeru bi jo soda pojedla). Za to lahko uporabite odstranjevalec barv za težke obremenitve, vendar se brusni papir zdi nekoliko bolj zelen. Ko odstranite vso barvo, dobro očistite z SoftScrub z belilom, da odstranite vse sledi olja. Naslednji laminatni fotorezist na obeh straneh, tako kot pri PCB -ju. Ustvarite svoje umetniško delo s plastjo tcream, kot ste to storili že prej, vendar tokrat ne delajte negativov-rezultat Eagle je že negativen! Poskrbite, da boste naredili po dve prosojnici za sprednjo in zadnjo stran (spredaj pa zrcalite, tako da bo toner ravno proti uporu). Razvijajte kot prej in jedkajte v razredčeni HCl. HCl sem razredčil na približno 50% (v vodo nalijte kislino, ne obratno). Jedkanje se bo začelo počasi, dokler se oksidna plast ne odstrani, nato pa se znatno pospeši. Ne jedkajte prehitro, sicer se bo plošča segrela in upor bo odletel. Če pustite upor na mestu, boste imeli ~ 5 milimetrsko šablono ali pa odstranili upor, da dobite ~ 2 miljsko šablono-vendar pozor, NaOH bo napadel aluminij z malo manj trdnosti kot HCl (odvisno od koncentracij). Nato uporabite okvarjene deske (do zdaj bi jih morale imeti že nekaj), da sestavite sejalko za spajkanje. Spajkalno pasto nanesite s strgalom za barve ali podobno, položite svoje dele in nadaljujte s prenavljanjem …

12. korak: Prelivanje

Tu so precej preproste stvari: segrevajte, dokler se spajkalna pasta ne stopi, nato ohladite. Za enakomerno porazdelitev toplote po plošči uporabite precej trdno bakreno ali aluminijasto ploščo. Ko se vse spajke stopijo, vzemite kovinsko ploščo s kuhalne plošče in jo postavite na hladilnik, da se temperatura hitro zniža-cementna garažna tla delujejo odlično-samo uporabite pečice (vendar ne pecite piškotov nato z njimi … ¦). Po preoblikovanju boste morda morali očistiti nekaj premostljenih povezav. Za to uporabite samo spajkalni stenj in veliko fluksa (všeč mi je Orange Crush). Priključite in prižgite! BTW, na prvi plošči sem pomotoma previsoko temperaturo in posledično dobil barvni učinek hladnega gradienta na maski za spajkanje (glej uvodno sliko). Mislim, da so bile komponente še v specifikacijah, toda pod njim takrat nisem imel dobrega razpršilnika toplote, zato ne morem biti prepričan, da je sonda brala isto temperaturo, kot jo je videla plošča. Plošča se zaenkrat zdi v redu … No, to je to-enostavno? Bodite pozorni na mojo prihajajočo spletno stran IncoherentLabs.com. Zdaj se zabavajte in pojdite rešiti svet!