Paggawa ng SMD PCBs sa Home (Paraan ng Photoresist): 12 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang paggawa ng mga PCB sa bahay ay marahil isang namamatay na sining, yamang maraming mga kumpanya ng pagmamanupaktura ng PCB ang mai-print ang iyong circuit board at maihatid sa iyong bahay para sa isang makatwirang presyo. Gayunpaman, ang pag-alam kung paano gumawa ng mga PCB ay magpapatunay pa ring kapaki-pakinabang kapag gumagawa ng mga prototype o pinapalitan ang nasirang circuit na tatagal ng ilang linggo upang maipadala. Gayundin, ang mga kasanayang kinakailangan upang mag-ukit ng isang PCB ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa pag-ukit ng maraming iba pang mga materyales na may mga malikhaing disenyo.

Sa itinuturo na ito ipapakita ko sa iyo kung paano mag-ukit ng isang panig na board, maglapat ng isang solder mask at maghinang ng ilang mga sangkap ng SMD upang makagawa ng isang test board para sa ilang mga WS2812B RGB LEDs.

Hakbang 1: Mga Kagamitan:

Narito ang isang listahan ng lahat ng mga materyal na kakailanganin mo upang mag-ukit at punan ang iyong circuit board.

• Copper clad board *
• Alkohol
• Acetone
• Plastic tray
• Etchant **
• Mga sangkap ng board
• Mga sheet ng transparency ng Inkjet o Laserjet
• Itinakda ang Tweezer
• Istasyon ng paghihinang na may hot air gun (para sa SMD)
• Photoresist
• Pagkilos ng bagay
• Lumalabas na tirintas
• Solder Paste
• Solder Mask

* Ang salamin na hibla na nakasuot ng mga board na bakal ay hindi pinanghihinaan ng loob dahil maaari silang medyo mahirap i-cut.

** Gumamit ako ng 2: 1 Hydrogen Peroxide at HCl solution, sa 3% at 30% ayon sa pagkakabanggit.

Hakbang 2: Idisenyo ang Iyong Circuit

Mayroong maraming mga programa na magagamit upang idisenyo ang iyong circuit. Ang pinaka ginagamit ko ay Eagle, na maaaring hindi kasing advanced ng ilang iba pang PCB software na magagamit, ngunit ito ay libre at madaling gamitin. Pinapayagan kang lumikha ng mga board na hanggang sa dalawang layer. Ang Eagle ay binili kamakailan ng Autodesk, kaya't maaari itong makakuha ng higit na kaugnayan sa propesyonal na larangan sa hinaharap.

Kung hindi ka pamilyar sa disenyo ng PCB Iminumungkahi ko na tingnan mo ang iba pang mga itinuturo, mayroon ding magagandang mga tutorial sa youtube, tulad ng sa pamamagitan ni Jeremy Blum.

Sa larawan makikita mo kung paano ang hitsura ng isang circuit sa sandaling natapos ito. Sa kasong ito, gagamitin ang circuit na ito upang subukan ang ilang mga WS2812B LED.

Inilakip ko ang mga file ng Eagle kung nais mong i-save o baguhin ang circuit.

Hakbang 3: I-export ang isang Mirrored PCB Negative

Nakalulungkot, ang Eagle ay walang pagpipilian upang baligtarin ang mga kulay ng circuit bago mag-print, sa gayon ang ilang mga karagdagang hakbang ay kinakailangan.

Kapag natapos mo na ang iyong circuit, piliin ang mga bakas, pad at iba pang mga bagay na nais mong maukit, pagkatapos ay i-export ito sa isang PDF file. Gawin ang parehong bagay para sa mga pad lamang, ito ay magagamit upang ilantad para sa solder mask.

Ang Eagle ay naglalabas ng PDF sa isang resolusyon na 600dpi, na karaniwang parehong resolusyon ng iyong printer, kaya't hindi kinakailangan ng mga pagsasaayos sa laki.

Upang baligtarin ang mga kulay ng PDF file na ginamit ko ang Gimp. Binuksan ko ang file na may isang resolusyon na 600dpi * at nagpatuloy na baligtarin ang mga kulay sa pamamagitan ng pagpili sa circuit at paggamit ng invert tool. Nag-paste din ako ng mga pad sa tabi upang mai-print ang lahat nang sabay-sabay.

Inilakip ko ang PDF file kung nais mong i-print ang circuit na ito, walang kinakailangang pagbabago sa laki.

* Babala: Ang pagtatakda ng anumang resolusyon sa pag-edit ng software maliban sa 600dpi ay magreresulta sa mga pagbabago sa laki kapag nagpi-print na mahirap maitama. Gayundin, siguraduhin na ang iyong circuit ay nakalalamin upang maaari itong baligtad, na may toner o tinta na pinindot laban sa board.

Hakbang 4: Ihanda ang mga Transparency

Matapos matiyak na ang lahat ng mga sangkap ay umaangkop nang maayos sa circuit sa papel, ang circuit at pad ay nakalimbag sa isang transparency.

Kadalasan, ang isang transparency ay hindi sapat, ang ilang mga butas ay maaaring lumitaw na hahayaan ang ilaw na dumaan, naiwan ang mga nakalantad na lugar kung saan hindi natin gusto ang mga ito. Maaari itong maging isang pangunahing problema na madaling maayos sa pamamagitan ng paglalagay ng isa pang transparency sa itaas.

Ang mga transparency ay nakadikit sa epoxy at nakapila at ang epoxy ay naiwan upang magpagaling. Ang paglalagay ng transparency sa ilalim ng isang patag na ibabaw ay isang magandang ideya, upang ang transparency ay ganap na flat sa sandaling ang epoxy cures. Ang sobra ay na-trim bago magpatuloy sa susunod na hakbang.

Hakbang 5: Ihanda ang Lupon

Ang board na nakasuot ng tanso ay nakapuntos sa magkabilang panig at nasira sa laki. Nililinis din ito ng isang scoring pad at ilang sabon upang maiiwan ang isang makintab at malinis na ibabaw. Maaari ring magamit ang alkohol upang linisin ang anumang nalalabi na natitira.

Tiyaking walang alikabok o mga fingerprint sa pisara, dahil ang anumang mga labi ay matutukoy ang tagumpay ng susunod na hakbang.

Hakbang 6: Idikit ang Pelikulang Photoresist

Gupitin ang isang maliit na piraso ng photoresist film. Ang pelikula ay binubuo ng tatlong mga layer, isang plastik sa itaas at ibaba at ang photoresist na chemichal na naka-sandwich sa gitna. Upang paghiwalayin ang pelikulang inilagay ko ang dalawang piraso ng Sellotape sa isang gilid at pagkatapos ay hiwalay, isang malinaw na pelikula ang lalabas at itatapon, ang malagkit na panig (ang may nakahantad na photoresist) ay dumidikit sa board nang walang anumang mga bula ng hangin.

Upang ganap na madikit ang pelikula sa pisara ay kailangang ilapat ang ilang init. Ang isang nabagong laminator ay madalas na ginustong pamamaraan, ngunit ang isang bakal o isang kuryente na kalan ay maaari ding gumana. Sa aking kaso, gumagamit ako ng kalan ng kuryente sa aking kusina. Ang isang piraso ng papel ay ginagamit sa pagitan upang maiwasan ang pag-init ng plastic film.

Hakbang 7: Ilantad ang Photoresist

Ang transparency ay dumidikit sa photoresist sa tulong ng isang patak ng tubig. Pagkatapos ay tumambad sa UV light.

Mahalaga na ang tinta o toner sa transparency ay nakikipag-ugnay sa board, kung hindi man ang ilaw ay maaaring makalusot sa pagitan ng pelikula at ng board at maging sanhi ng ilang mga depekto.

Ang oras ng pagkakalantad ay depende sa lakas ng iyong mapagkukunan ng UV. Sa aking kaso, sapat na ang 30 segundo sa aking homemade PCB exposer. Sa ilalim ng isang normal na CFL lightbulb maraming minuto ay maaaring kailanganin.

Hakbang 8: Alisin ang Unexposed Photoresist

Kapag nakalantad na ang PCB tinanggal ang transparency at ang plastik na film na gaganapin ang photoresist ay naalis ang balat. Ang photoresist ay titigas at mai-stuck sa board.

Ang hindi exposed na photoresist ay inalis sa isang solusyon ng 1% Sodium Carbonate *. Kinakailangan ang isang brush upang mabilis na matunaw ang mga lugar na hindi napakita. Ang board ng tanso ay dapat na makita matapos itong magawa.

Kapag nagawa na ito, ang board ay nakalantad sa UV light muli upang ganap na patigasin ang photoresist at ihanda ito para sa pag-ukit.

* Ang Sodium Carbonate ay kilala rin bilang washing Soda. Kung wala kang access sa Sodium Carbonate maaari kang gumawa ng ilan sa pamamagitan ng pag-init ng Sodium Bicarbonate (Baking Soda) sa isang oven sa 200ºC sa loob ng ilang oras.

Hakbang 9: Pagkulit ng Lupon

Ang board ay nakaukit sa isang solusyon ng 2: 1 Hydrogen Peroxide at HCl (Muriatic Acid), karaniwang tumatagal ng halos 10 minuto. Pagkatapos, ang photoresist ay aalisin sa pamamagitan ng paglubog ng board sa acetone hanggang sa mag-peel ito.

Ang mga gilid ng pisara ay sa wakas ay na-trim at may sanded. Matapos maukit ang board, isinasagawa ang mga pagsusuri sa pagpapatuloy upang matiyak na walang mga maikling circuit.

Hakbang 10: Paglalapat ng Solder Mask

Ang isang malaking patak ng solder mask ay inilapat sa gitna ng board. Ang transparency ay natigil sa tuktok at ang solder mask blob ay pinisil nang pantay. Ang parehong proseso tulad ng dati ay ginagamit upang mailantad ang PCB. Ang unexposed solder mask ay tinanggal sa gripo ng tubig at isang brush.

Sa ilang mga kaso ang solder mask ay maaaring manatili sa transparency, kaya ang isang piraso ng polypropylene film ay na-sandwich sa pagitan. Ang paglilinis ng board ng alkohol at isang papel na tuwalya ay magpapalawit.

Ang paglalapat ng solder mask ay maaaring maging medyo nakakalito, tulad ng nakikita mo, ang ilang mga spot ay nag-peeled, ngunit katanggap-tanggap iyon.

Hakbang 11: Paghihinang sa Mga Bahagi

Ang isang piraso ng solder paste ay inilalapat sa bawat pad. Ang mga sangkap ng SMD ay inilalagay sa mga pad. Huwag mag-alala kung mukhang isang gulo, pagkatapos ng init na inilapat ang ibabaw na pag-igting ng tinunaw na lata ay hilahin ang mga sangkap nang diretso. Pipigilan ng maskara ng solder ang solder mula sa pagdikit kahit saan pa kundi ang mga pad.

Ang mga sangkap ay pinainit gamit ang isang heat gun sa temperatura na 300ºC sa loob ng isang segundo hanggang sa matunaw ang solder paste. Pinapayagan itong magpalamig nang dahan-dahan sa loob ng maraming minuto. Ang ibang mga pamamaraan ay maaaring magamit (sumasalamin, mainit na plato …).

Ang ilang mga pin header ay solder sa circuit bago subukan ito sa isang breadboard.

Hakbang 12: Pagsubok sa mga LED

Ang isang simpleng programa ng Arduino na may FastLED library ay ginagamit upang makontrol ang mga LED. Ang magandang bagay tungkol sa WS2812B LEDs ay hindi nila kailangan ang resistors, dahil mayroong isang panloob na IC na kinokontrol ang kasalukuyang. Ang isang buong array ay maaari ding hinimok na may isang solong input.

Ang maliit na test board na ito ay matagumpay na nakumpleto at oras na upang magpatuloy sa mas malalaking proyekto.

Kung nagustuhan mo ang proyektong ito at nais na makita ang mas malalim na mga itinuturo tungkol sa ilan sa mga paksang tinalakay dito, mangyaring gusto itong itinuro at pag-isipang bigyan ito ng isang boto para sa paligsahan ng LED.

Salamat sa panonood!