Gumawa ng Wastong PCB Exposure Unit Mula sa isang Murang UV Nail Curing Lamp: 12 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ano ang pagkakatulad ng paggawa ng PCB at pekeng mga kuko? Pareho silang gumagamit ng mga ilaw na mapagkukunan ng UV na may kasidhian at, tulad ng pagusto ng swerte, ang mga mapagkukunang ilaw na iyon ay eksaktong pareho ang haba ng haba ng daluyong. Tanging ang para sa paggawa ng PCB ay karaniwang medyo magastos at ang para sa pekeng mga kuko ay medyo mas mapagkumpitensya.

Ang itinuturo na ito ay tungkol sa kung paano gamitin ang naturang aparato upang makabuo ng isang mapagkukunang magaan na gastos, na angkop para sa paglalantad ng iba't ibang mga materyales na sensitibo sa UV na nakatagpo sa pag-print ng circuit board production, tulad ng dry film photoresist at UV curable soldermask.

Pati na rin sa napakababang gastos (humigit-kumulang na $ 20 para sa lahat ng kinakailangang mga materyales), tinutugunan ng build na ito ang ilang mga isyu na nakita ko sa iba pang mga aparato sa mga intertubes:

• Pagkolekta: Upang mailantad lamang ang isang board na may medyo magaspang na mga tampok, hindi mo kailangang gawin ang anuman sa mga ito. Maaari mo lamang gamitin ang nail dryer tulad ng dati at tawagan ito isang araw. Ngunit upang mailantad ang mga maliliit na tampok (pababa sa 5mil, ayon sa site na ito), dapat mong tiyakin na ang lahat ng iyong mga sinag ng UV ay nagmula sa parehong direksyon, na eksaktong patayo sa board na inilalantad mo.
• Pagkakapareho ng pag-iilaw sa buong eroplano ng pagkakalantad. Isipin na nais mong ilantad ang isang talagang malaking board, hal. A4 o laki ng sulat. Gusto mo ng parehong dami ng enerhiya sa buong board, nang walang mainit o madilim na mga spot. Para sa mga ito, ang mapagkukunan ng enerhiya ay dapat magkaroon ng isang tiyak na distansya mula sa eroplano ng pagkakalantad at kailangan mo ng alinman sa isang masikip na naka-pack na hanay ng mga mapagkukunan ng UV (tulad ng UV-LEDs, na maaaring medyo magastos), o isang mabisang disenyo ng reflector para sa mga mapagkukunan ng UV nasa kamay mo na, na kung ano ang naisip ko.
• Oras ng pagkakalantad: Wala akong ideya kung gaano kabilis ang mapagkukunang ito sa pre-sensitized na positibong materyal na tanso na tanso, dahil hindi ko pa nagamit ang bagay na iyon, ngunit sa dry film photoresist nararamdaman ko talagang napakabilis. Tulad ng sa ilalim ng dalawang minuto mabilis. Ang bagay ay, hindi talaga ako kwalipikado upang maayos na bigyang kahulugan ang mga resulta, kaya't kailangan kong magtipon ng ilang higit pang mga opinyon sa isang ito.

Kaya, habang napakababang gastos, bibigyan ka ng build na ito upang makamit ang mga resulta na tumutugma, o (sa ilang mga kaso) kahit na daig pa ang mga aparato na hanggang sa 10 beses na mas mahal.

Hakbang 1: Kinakailangan ang Mga Tool

• Malakas na pares ng gunting
• Ang ilang uri ng saw o (mas mabuti) na CNC-router upang gupitin ang mga template ng reflector
• Mainit na pamutol ng foam foam (napakadaling gawin!)
• Mainit na glue GUN
• Lumang distornilyador (anumang uri ang magagawa)
• Panghinang na bakal, pamutol ng wire
• Mainit na mapagkukunan ng hangin. Ang isang mas magaan ay gagawin, ngunit ang isang mainit na istasyon ng muling pag-ayos ng hangin ay mas maganda:)

Hakbang 2: Mga Kagamitan

• Ang UV nail curing lamp na tulad nito
• 300x220x100mm piraso ng XPS o katulad na foam board (kung hindi mo makuha ang 100mm na bagay, maaari kang gumamit ng mas payat na stock, siguraduhin lamang na hindi bababa sa ~ 60mm)
• mga tubero na aluminyo tape
• kawad
• pag-urong tubo
• kurbatang kurbatang
• panghinang
• duct tape
• mainit na mga pandikit
• dalawang piraso ng scrap playwud, makapal na karton, materyal ng PCB o katulad, hindi bababa sa 110x60mm ang laki

Hakbang 3: Mga Pag-download

Narito ang mga file upang gawin ang mga template ng reflector at pinahusay na likhang sining ng calibration board.

Para sa template ng reflector mayroong dalawang mga file na g-code, isa para sa paggiling at isa para sa paggupit ng laser. Mayroon ding isang SVG. Ang board artwork ay ibinibigay bilang isang file ng agila at bilang isang baligtad na file ng PS.

Hakbang 4: Ihiwa ang UV Nail Curing Lamp

Una, kailangan mong makuha ang mga light fixture at PCB mula sa lampara sa paggamot ng kuko. Alisin ang tornilyo sa lahat ng mga tornilyo, tanggalin ang lahat ng mga plugs at i-de-solder ang mga wire para sa mga fixture, dahil ang lahat ng ito ay dapat na pinahaba pa rin.

Pagkatapos ay gupitin ang mga fixture mula sa enclosure. Tiyaking hindi mo ito ginagawa sa mga naka-install na lampara, o baka mag-preno! Hindi mo kailangang magtrabaho nang sobrang malinis, mag-ingat lamang na putulin ang lahat ng labis na materyal sa gilid na papasok ng lampara, dahil ito ay ididikit sa salamin, at sa gayon ay kailangang mapula.

Hakbang 5: Kalkulahin ang Reflector at Gumawa ng isang Template

Kung hindi ito bagay sa iyo, maaari mong laktawan ang hakbang na ito, dahil ginawa ko ito para sa iyo.:)

Para sa mga nais malaman, narito ang:

Ang isang parabolic reflector ay isang magandang paraan ng pag-focus ng mga parallel na ray sa isang solong punto, ngunit gumagana rin ito sa ibang paraan.

Tulad ng napansin mo sa ngayon, ang mga tubo ng UV sa nail polish dryer ay hindi iyong regular na bilog na mga fluorescent na tubo na may isang contact sa bawat dulo dahil ginagamit ito sa karamihan ng mga yunit ng komersyal na libangan.

Kaya't ang aming reflector ay hindi isang regular na hugis ng parabola alinman, ngunit dalawang magkakapatong, sa halip.

Narito ang mga sukat mula sa mga tubo:

Tube diameter = 11mm

Tube offset mula sa gitna = 7.5mm

Kabuuang lapad ng reflector = 110mm (kalahati ng eroplano sa pagkakalantad)

Ninanais na focal point = 12mm (umalis tungkol sa 6mm sa pagitan ng panlabas na pader ng tubo at pader ng salamin. Dapat ay sapat, dahil ang mga tubo ay hindi masyadong mainit)

Para sa isang regular, solong parabola na isinalin sa mga halagang ito:

Parabola lapad = 95mm

Parabola focus = 12mm

Ang equation para sa isang parabola (kasama ang pagtuon) ay ganito:

y = x ^ 2 / 4f kung saan ang x ay kalahati ng lapad o diameter, f ang haba ng focal at y ang taas na nais nating malaman.

Sa aming mga halagang naka-plug in, ganito ang hitsura ng equation:

y = 47.5 ^ 2/4 * 12 = 2256.25 / 48 = 47

Kaya't ang aming y sa x = 47.5 ay 47. Ngayon, ang kailangan lamang nating gawin ay balangkas ng dalawa sa mga parabolas na ito at isasapawan ang mga ito ng 15mm. Mayroong iba't ibang mga paraan upang magawa ito. Gumamit ako ng freeCAD, na marahil ay hindi pinakamahusay na paraan upang magawa ito, kaya't hindi ako papasok dito.

Kapag nakakuha ka ng isang grapikong representasyon ng iyong hugis na sumasalamin, ang natitira lamang ay upang makahanap ng isang paraan upang ilipat ito sa isang pisikal na bagay, na maaaring gawin sa pamamagitan ng isang pamutol ng laser, isang mill ng CNC o ang makalumang paraan na may isang fretsaw at maraming pagmumura. Tandaan na ang iyong materyal na template ay kailangang mapaglabanan ang init ng hot wire cutter.

Hakbang 6: Gupitin ang Reflector

Bago i-cut sa iyong tanging piraso ng stock ng foam, magandang ideya na kumuha ng kaunting kasanayan. Gayundin, bago i-cut ang aktwal na hugis ng reflector, dapat mong i-cut ang lahat ng iba pang mga recess na gusto mo sa iyong foam block (para sa pag-mounting at upang mapaunlakan ang power supply board para sa mga UV lamp). Maaari kang gumawa ng mga butas sa pag-mount sa pamamagitan ng pag-init ng isang lumang distornilyador gamit ang isang mas magaan o isang mainit na baril ng hangin at ibubulok ito sa bula.

Itama ang mga template sa foam board, upang ang mga ito ay eksaktong magkatapat sa bawat isa. Maaari mong gamitin ang maiinit na pandikit para dito, ngunit mag-ingat na huwag gumamit ng labis, upang maalis mo ang mga ito nang hindi winawasak ang foam sa paglaon. Pagkatapos ay gupitin ang bula sa ilalim ng mga template na may isang hot wire cutter. Tandaan na ang haba ng paggupit ng iyong mainit na kawad ay dapat na hindi bababa sa buong lapad ng reflector, ibig sabihin 300mm.

Kung tapos na ang kalahati ng reflector, maingat na alisin ang mga template at iakma ang mga ito sa natitirang kalahati. Gupitin ang foam, alisin ang mga template at iyong tapos na sa hakbang na ito.

Ilang salita sa paggawa at paggamit ng isang wire cutter:

Gumawa ako ng isang napaka-simpleng isa sa ilang mga piraso ng scrap kahoy, ilang kawad at isang E string mula sa isang de-kuryenteng gitara (.009 gauge, kung naaalala ko nang tama). Ang nakakalito bagay ay upang makahanap ng angkop na supply ng kuryente. Kung wala kang access sa isang suplay ng kuryente ng lab bench, kailangan mong eksperimento kung anong mapagkukunan ng kuryente ang magbibigay sa iyo ng tamang temperatura. Ang mga tao sa web ay tila matagumpay na may iba't ibang mga uri ng wall-warts o baterya. Ang pinakamahusay na paraang nakita ko sa paligid ay ang paggamit ng isang baterya ng LiPo na may isang brush speed controller at isang servo tester. Huwag gumamit ng mga baterya ng LiPo nang walang speed controller maliban kung talagang alam mo kung ano ang iyong ginagawa, maaari kang sumabog sa iyo!

Narito ang isang napakahusay na video na nagpapaliwanag nang detalyado sa buong bagay.

Hakbang 7: Gawin ang Reflector Reflective

Bagaman ang UV-radiation ay bahagi ng nakikitang ilaw na nasa paligid natin, ang mga pag-aari nito ay medyo naiiba mula sa mga nakikitang ilaw. Ang isang salamin na gumagana para sa nakikitang ilaw ay maaaring hindi gumana para sa UV. Gayunpaman, ang aluminyo ay kilala na lubos na sumasalamin sa UV spectrum. Samakatuwid, ito ang gagamitin namin upang masakop ang sumasalamin.

Gumamit ako ng aluminium plumber tape, na madaling gamitin at gumagana tulad ng na-advertise (ibig sabihin, sumasalamin ito ng UV radiation), ngunit medyo nagkakahalaga (hanggang sa $ 10 sa isang rolyo). Kung ikaw ay nasa isang masikip na badyet maaari kang makakuha ng malayo sa kusina ng aluminyo palara, ngunit payuhan ko laban dito, dahil lamang sa naiisip ko na ito ay isang malaking sakit sa asno upang subukang ilatag ang mga maliliit na bagay. Gayundin, ang tape ng mga tubero ay malagkit sa sarili, na nakakatipid sa iyo ng sakit ng ulo ng paghanap ng ilang uri ng pandikit na hindi matutunaw ang foam na ginawa ng sumasalamin.

Hakbang 8: I-mount ang Mga Fixture

Ngayon ay maaari mo nang mai-install ang mga lampara sa mga fixture. Tama, i-install mo ang mga lampara bago mo idikit ang mga fixture sa salamin. Ito ay sapagkat ito ay mas madali upang ayusin ang mga lampara upang maging sa pokus ng salamin, kaysa walang mga naka-install na lampara.

Ngayon ang bahaging ito ay mahalaga:

Ang pokus ng sumasalamin ay eksaktong 12mm sa itaas ng pinakamalalim na punto ng sumasalamin, kaya't ang gitna ng iyong mga tubo ng UV ay dapat na mas malapit hangga't maaari sa pokus na iyon. Tandaan din na ang sumasalamin ay hindi talagang isang parabola, ngunit dalawang magkakapatong, sa halip, dahil ang iyong mga UV lamp ay may dalawang parallel tubes.

Hakbang 9: Mga kable

Sa lahat ng mga ilawan na lampara maaari mong i-wire ang lahat at i-mount ang supply ng kuryente sa recess na pinutol mo dati. Palawakin ang mga wire para sa mga fixture ng lampara at tiyaking maayos na insulate ang lahat ng mga puntos na nagdadala ng mains o mataas na boltahe.

I-fire up ito para sa isang pagsubok at kung gagana ang lahat, magpatuloy sa huling hakbang.

Hakbang 10: Pag-mount at Pagkakalibrate

Para sa collimating at homogenization effects ng mga mirror upang gumana nang maayos, kailangan mo ng distansya na halos 40cm sa pagitan ng gilid ng iyong reflector at iyong eroplano sa pagkakalantad. Nahanap ko ito na pinakamadaling i-mount ang exposer sa ilalim ng isang istante at ilagay ang aking eroplano sa pagkakalantad sa isa pang istante sa ilalim nito.

Upang maihawak ang iyong PCB at likhang sining maaari kang gumamit ng isang baso ng baso (mas mahusay na magkasama ang dalawang clamp) o isang vacuum table / bag (malayo ang pinakamahusay na solusyon). Gumawa ako ng isang napaka krudo (ngunit nagtatrabaho) vacuum bag mula sa isang katamtamang laki na freezer bag, isang piraso ng plastik na medyas at isang maliit na mainit na pandikit. I-tape ang likhang sining sa iyong board, ilagay ito sa bag, ikonekta ito sa isang uri ng vacuum (mayroong murang mga aquarium pump na maaaring mabago, isang malaking (> = 50ml) syringe ay gagana rin, o, kung nabigo ang lahat, idikit ang medyas sa iyong bibig at sipsipin ito:))

EDIT: Natagpuan ko na ang isang 60ml syringe at isang clamp mula sa tindahan ng pagpapabuti ng bahay ay gumawa ng perpektong vacuum pump. Tingnan ang larawan!

Gayunpaman, bago mo magamit ang iyong exposer, kailangan mong i-calibrate ito, upang malaman mo kung gaano katagal ilantad. Alam ko ang dalawang paraan ng paggawa nito at isa lamang sa mga ito ang maaaring magawa nang hindi kinakailangang bumili ng labis na bagay, kaya't ito ang tatalakayin ko dito.

Gumawa ako ng kaunti (talaga, maliit ito!) Layout ng board na isang mesa na may isang "counter" sa isang haligi at mga bakas ng pagbawas ng lapad sa isa pa. Matapos ang pag-init ng exposer ng ~ 10 minuto (kailangan mong gawin ito sa tuwing nais mong ilantad ang isang board, para sa pare-pareho na mga resulta) sinisimulan mong ilantad ang board sa lahat ngunit ang row na "10 minuto" ay sakop ng isang bagay na hindi malabo (hal. Isang plastik gift card, siguraduhin lamang na opaque talaga ito!). Pagkatapos ng isang minuto ay hilahin mo nang kaunti ang kard upang alisan ng takip ang hilera na "9 minuto", at iba pa. Matapos ilantad ang board ay umupo sa isang madilim na malamig na lugar ng ilang minuto (5-30) at paunlarin ito tulad ng dati. Kahit na walang pag-ukit sa board, dapat kang magkaroon ng isang figure ng ballpark kung gaano katagal mo ilantad ang iyong mga board para sa pinakamahusay na posibleng resulta. Narito ang isang larawan kung ano ang hitsura ng maayos na nakalantad at nabuong bakas.

Ang iba pang paraan upang gawin ito ay ang paggamit ng isang Stouffer Scale tulad ng inilarawan dito.

Hakbang 11: Konklusyon at Mga Pagkilala

Habang ang mga PCB na ginawa ng pabrika ay mas madaling ma-access kaysa dati, mayroon pa ring ilang mga niches kung saan ang DIY ay isang posible na kahalili. Isipin lamang na kailangan mo ng isang board na ginawa ngayon, o isa lamang, ngunit isang malaki, o ang maraming mga pag-ulit na maaaring dumaan ang isang board habang nasa pag-unlad. Sa mga kaso tulad nito, ang pagkakaroon ng 10 board na ginawa sa bawat oras na kailangan mo ng isa ay maaaring makakuha ng medyo mahal, hindi man sabihing maghintay ng +4 na linggo para makarating sila sa iyong pintuan.

Gayundin, maraming mga pagpipilian upang makagawa ng mga PCB sa bahay, kabilang ang paghihiwalay ng pagruruta at paglipat ng toner, ngunit ang tradisyunal na pamamaraan (photochemical machining), magbubunga ng pinakamahusay na mga resulta.

Ang exposer sa itinuturo na ito ay batay sa pinagmulan ng UV na inilarawan dito, ngunit ang kanilang disenyo ay sampung beses pang mas mahal na maitayo kaysa dito. Ang isang bagay na mayroon ang kanilang disenyo, ngunit hindi ko pa naidagdag ay ang collimation grid, higit sa lahat dahil ang laser cutter sa aming lokal na makerspace ay nasira nang maraming linggo, kaya't hindi ako makakagawa ng isa. Maaari akong magdagdag ng isa sa paglaon at mag-ulat sa mga resulta, ngunit sa ngayon ay talagang masaya ako sa mga resulta ng sobrang murang pagbuo na ito.

Ang isa pang mahusay na mapagkukunan ng inspirasyon ay ang iba't ibang mga video at tagubilin ng makinang na David Windestål sa rcexplorer.se. Ang taong ito ay may ilang mga talagang galit na kasanayan!

Kung mayroon kang mga puna, pagwawasto o anupaman, mangyaring magbigay ng puna. Kung interesado ka sa aking iba pang mga proyekto, maaari mong suriin ang aking blog.

Hakbang 12: Higit pang Pagkakalibrate at Mga Resulta sa Tunay na Mundo

Ang unang disenyo ng board ng pagkakalibrate na ginawa ko ay isang mabilis at maruming layout na ginawa ko nang hindi masyadong iniisip ito. Ngunit nais kong malaman kung ano talaga ang may kakayahan ng aking bagong exposer, kaya gumawa ako ng isang pinabuting, sa oras na ito kasama ang apat na pangkat ng mga patayong bakas, 7, 6, 5, at 4 mil na may mga naaangkop na puwang. Tandaan na ang na-advertise na resolusyon ng 5 / 5mil ay mula sa orihinal na disenyo ng pag-iisip at tinker, na mayroong isang collimation grid. Tulad ng ipinakita ng mga larawan, ang grid na ito ay tila hindi kinakailangan upang makamit ang 5 / 5mil.

EDIT:

Gumawa pa ako ng isa pang disenyo ng board ng pagkakalibrate, na nailahad ko sa pelikula, upang minsan at para sa lahat malaman kung ano ano. Well, ngayon alam ko na. Kahit na may tunay na likhang sining na 5/5 mil ay ang pinakamahusay na praktikal na makakamit. Ang 4 / 4mil ay gumagana, ngunit sa antas na iyon ang bawat maliit na butil ng dumi ay mahalaga, at ang aking lab sa bahay ay hindi sapat na malinis. Hindi tulad ng kadalasang gumagamit ako ng anumang mas maliit sa 10mil pa rin (maliban sa ilang mga bakas ng paa, malinaw naman), kahit na ginawa ko ang aking mga board sa isang pabrika.

Kaya, masaya ba ako sa naging resulta nito? Taya mo ako! Ang isang yunit ng pagkakalantad para sa mas mababa sa 30 Euros na may kakayahang 5 / 5mil na mga tampok (at sa teorya kahit na higit pa), ang tanging sagabal na hindi ito kasing streamline tulad ng mga magarbong bagong LED box, lahat ay nagtatayo ngayon. Ngunit walang alinlangan na mas mura!