(Principalmente) Fácil fabricação de PCB: 11 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Esta é uma maneira fácil de criar seus próprios PCBs em casa. O método é baseado no processo "5 Bears" (que é baseado no processo de Tom Gootee). Eu adicionei alguns refinamentos.

Etapa 1: Crie seu design

Comece traçando os traços e almofadas de PCB com seu programa de design CAD ou PCB favorito. Usei o Pad2Pad, principalmente porque achei o programa muito fácil de usar e é gratuito para download. Você deve usar o Pad2Pad para projetar uma placa e, em seguida, enviar o arquivo para a empresa para a fabricação. Em vez disso, uso este design para criar minha própria máscara de gravação. Infelizmente, você não pode exportar arquivos p2p para outros formatos. Então, eu imprimi o layout do quadro em um PDF e, em seguida, abri o PDF no Illustrator, o que me permitiu limpar e ajustar o design e separá-lo em camadas. Essa técnica é para criar PCBs de um lado, então fiz duas máscaras: uma para os traços e almofadas de cobre, a outra para a serigrafia. Você precisa imprimir uma imagem espelhada de suas máscaras - você verá o porquê em breve - mas como os traços ficam na parte de trás do quadro, você pode imprimi-los normalmente. A máscara de silkscreen deve ser impressa ao contrário. Uso linhas de 2pt para a maioria dos traços; isso resulta em cerca de 0,028.

Etapa 2: imprimir as máscaras

Esta é uma etapa complicada. Você precisa imprimir as máscaras em papel especial e torná-las o mais escuras possível. Veja como eu fiz. Usei papel fotográfico brilhante para vários projetos Jet Print. Tive de encomendá-lo online, mas pode estar disponível em lojas de material de escritório maiores. Tom Gootee recomenda Staples "Picture Paper"; isso parece mais fácil de obter. Infelizmente, não li o artigo de Gootee até DEPOIS de já ter conseguido o jornal Jet Print. Portanto, o papel Staples pode ser melhor.

Esses papéis são comercializados como papéis para jato de tinta. Mas, para esse processo, você precisa executá-los em uma impressora a laser. O toner cria a máscara. E você deseja que o toner seja o mais escuro e denso possível. Descobri que se você disser à impressora que está imprimindo uma transparência, ela aplicará mais toner. Eu também ajusto várias configurações nos menus da impressora (por exemplo, densidade do toner, otimização, etc.) para obter a impressão mais densa possível - as configurações da impressora podem variar. Experimente para ver o que funciona melhor e faça anotações à medida que avança para poder duplicar seus melhores esforços mais tarde. Queimei bastante papel antes de acertar, mas agora acertei da primeira vez. Se o design do seu PCB tiver traços verticais longos, você pode orientar o design na página de forma que os traços longos sejam angulares. Devido à direção em que o papel atravessa as impressoras a laser, longos traços verticais podem perder a densidade do toner perto da parte inferior. Inclinar os traços longos ajuda a manter o toner denso em toda a extensão. Lembre-se de imprimir a máscara de cobre "leitura à direita" - ou seja, NÃO uma imagem espelhada - mas a máscara de "serigrafia" deve ser impressa ao contrário. Faça uma impressão ou duas e encontre uma máscara uniformemente densa com um mínimo de orifícios. Certifique-se de que todos os rastreamentos e almofadas estejam completos.

Etapa 3: Prepare o quadro em branco

Corte a placa no tamanho certo, deixando um pouco mais de espaço nas bordas. Eu uso uma serra, que deixa algumas rebarbas. Remova quaisquer rebarbas com uma dremel ou lima pequena. Você deseja que a superfície de cobre seja o mais plana possível. Lixe a superfície da placa em branco com uma lixa de grão 400-600 em ambas as direções diagonais em um padrão hachurado. Em seguida, use acetona em uma toalha de papel para limpar a placa o mais completamente possível. Manchas de graxa são seus inimigos! Esfregue a placa muito bem.

Etapa 4: prenda a máscara ao quadro em branco

Recorte com cuidado a máscara para o lado de cobre de sua impressão. Coloque-o voltado para baixo na placa, de forma que o toner fique voltado para o cobre. Eu uso pequenos pedaços de fita adesiva em cada borda para segurar a máscara no lugar. Isso pode não ser necessário se o seu espaço em branco for um pouco maior do que a sua máscara. Descobri que a máscara tende a deslizar se não estiver bem fixada; você deseja evitar isso ao trabalhar com tolerâncias restritas.

Etapa 5: Ferro

Esta é a etapa mais complicada. Você precisa definir o ferro para a configuração mais alta, sem vapor. Coloque uma toalha de papel sobre a placa e a máscara; caso contrário, o plástico derretido pegajoso que escorre das bordas da máscara fará com que a coisa toda grude no seu ferro.

Ao aplicar o ferro pela primeira vez, pressione diretamente para baixo e tente não mexer ou deslizar a máscara. A camada de plástico da superfície do papel derreterá instantaneamente, formando uma camada temporariamente escorregadia, que tenderá a deslizar se você não tomar cuidado. É aqui que é mais fácil errar, eu acho. Comece aplicando pressão firme e constante em toda a tábua por um minuto, movendo o ferro de vez em quando para garantir que toda a tábua seja bem aquecida. Depois disso, a máscara fica praticamente presa na placa, então agora você pode percorrer toda a placa com a ponta do ferro, um pouco de cada vez. Eu uso a ponta do ferro e me apoio um pouco, colocando uma boa pressão no sentido do comprimento ao longo da tábua. Em seguida, movo o ferro cerca de um quarto de polegada e repito até que todo o tabuleiro esteja coberto. Em seguida, faço a mesma série de "linhas de pressão" na largura da placa. Finalmente, termino com pressão geral por mais alguns segundos. O tempo total de engomar é de cerca de 3 minutos, no máximo.

Etapa 6: mergulhe o papel

Coloque a placa quente imediatamente em uma panela com água quente, junto com qualquer toalha de papel que possa estar anexada. Parte do papel vai começar a sair imediatamente. Ajude! Após alguns minutos, mais papel pode ser retirado. Retire também a fita adesiva que usou para prender a máscara na placa. Após 10-20 minutos, você estará na última camada, que é mais parecida com plástico do que papel. Os traços serão claramente visíveis. Comece um canto e o plástico deve descascar facilmente, deixando você com uma placa bem mascarada. Se você tiver passado bem o ferro, o toner se fundirá à placa de maneira sólida; não pode ser raspado com a unha.

Se os vestígios estiverem desordenados de alguma forma - por exemplo, se o ferro escorregar - você pode limpar o toner fundido com acetona e começar com uma máscara nova.

Etapa 7: Etch

Solte a placa em sua solução etch. Não deixe o produto químico da corrosão entrar em contato com qualquer coisa feita de metal! Eu uso um grande recipiente de plástico. Faça o condicionamento ácido na placa até que o cobre restante desapareça. Dependendo de quão fresco e quente o produto químico de corrosão é, pode levar de 10 a 30 minutos.

Etapa 8: limpe a máscara

Use acetona para limpar o toner. Você ficará com uma bela placa de circuito brilhante!

Etapa 9: Aplicar a camada Silkscreen

Agora é hora de adicionar a "serigrafia" ao outro lado do quadro. Não é realmente uma serigrafia; na verdade, é o mesmo processo descrito acima, exceto que você deixa o toner fundido na placa e não faz a gravação e a limpeza.

Para alinhar a "seda", faço um furo nas quatro almofadas dos cantos. Depois de cortar a máscara de seda, coloco-a com o lado do toner voltado para baixo na lateral da placa oposta aos traços. Segurando-o contra a luz, você deve conseguir ver os quatro orifícios dos cantos através da máscara. Use-os para alinhar a máscara de seda corretamente e, em seguida, cole-a no quadro com fita adesiva. Em seguida, passe a ferro a placa da mesma forma que fez com o lado de cobre e, por fim, retire o papel como na etapa 6.

Etapa 10: faça os furos

Isso é um pouco complicado, mas pode ser feito sem a necessidade de uma furadeira ou outro equipamento sofisticado. Eu uso uma ferramenta dremel com uma broca # 60. Essa é a menor parte que posso encontrar na loja de ferragens local. A broca é presa em uma pinça, que por sua vez é presa no mandril da dremel.

Este é o meu segredo para fazer muitos furos minúsculos com uma broca manual: use um pedaço de acrílico como guia de broca. Faça um furo no acrílico e, em seguida, faça o furo através desse furo e da placa. O acrílico transparente facilita o alinhamento correto da broca no centro de cada almofada. Depois de mais ou menos uma dúzia de orifícios, o "orifício-guia" no acrílico começará a "se soltar" - basta fazer outro orifício-guia e continuar.

Etapa 11: Concluído

A placa está pronta para uso.

Fiz quatro placas usando esse método. O primeiro era perfeito, mas foi arruinado por uma solda malfeita. O segundo e o quarto também foram perfeitos e funcionaram muito bem nos projetos. Na terceira placa, movi o ferro quando o apliquei pela primeira vez, de modo que a máscara escorregou e borrou alguns traços. Com um pouco de prática, você pode fazer uma placa em algumas horas (sem contar o tempo de design).