Melhor Técnica Única de Criação de PCB DIY


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Finalmente, montei um laboratório para projetar eletrônicos. Tenho alguns projetos que gostaria de testar. Eu tentei a técnica de toner / ferro da impressora algumas vezes, mas descobri que não consigo criar tamanhos de tom pequeno, pois eles se soltam ao remover o papel da impressora. Algumas pessoas mencionaram que isso se deve ao uso de um jato de laser Samsung versus um HP.

Gostaria de saber quais métodos você usa para desenvolver PCBs para uso pontual em seu laboratório ou em casa (como eu). Estou tentando acelerar a mudança para os componentes SMT / SMD e gostaria de receber dicas de especialistas experientes sobre os melhores métodos de criação de PCBs para testar os conceitos da placa antes de enviá-los para um PCB MFG. Eu gostaria de algo que equilibre custo, tempo e beleza do produto acabado voltado para um hobby (neste momento) e voltado para componentes SMT / SMD.

Inclua fotos / documentação do seu método preferido. Agradecemos antecipadamente a sua postagem.


Uma máquina de circuito rápido . É uma máquina CNC que remove o cobre mecanicamente e sem produtos químicos desagradáveis.
Brian Carlton

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Como isso foi sinalizado como uma duplicata de uma pergunta encerrada: Acabei de enviar uma discussão em grupo de 30 páginas sobre o método de transferência de toner para este arquivo da caixa de depósito. Leia aqui e volte e faça perguntas relevantes, se parecer que usar.
Russell McMahon

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@ Russell - 30 páginas é muito, e acho que também terá algum ruído. Você não pode simplesmente postar a essência disso aqui?
stevenvh

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Muito barulho. Estilo de conversação. Tesouro para alguns, escória para outros. Alguém que usa o cérebro pode configurá-lo em momentos, comparado ao tempo que levaria para um benefício desconhecido. Eu cheguei ao ponto de usar o GMail para concatenar o tópico, criei um documento do Word e o publiquei no dropbox. No tempo que levei para fazer isso, a pergunta foi encerrada. Eu construí. Se eles se importarem, eles virão :-). Caso contrário, tudo bem.
Russell McMahon

Respostas:


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Para pontuais ou protótipos, eu uso:

  • Filme de transferência Press-n-Peel com uma impressora a laser (a azul)
  • Lã de aço e detergente para limpar o branco da placa de circuito impresso e, em seguida, um curto ataque de persulfato de amônio: que fornece uma superfície muito limpa, importante para uma boa transferência do filme
  • Um laminador para transferir o padrão para o PCB; Modifiquei o laminador para aumentar um pouco sua temperatura de operação, e o PCB é um pouco espesso para o laminador, mas funciona
  • Persulfato de amônio feito com água quente em um recipiente para sorvete e que fica em um banho de água quente (um recipiente maior para sorvete)

Isso fornece bons resultados até 10 mil larguras de traço; provavelmente poderia ficar melhor, mas ainda não foi necessário.

Para placas de dupla face, colo as duas camadas do filme Press-n-Peel em dois pedaços de PCB nas bordas, para que as duas camadas fiquem bem alinhadas, depois coloco o PCB em branco e o alimento através do laminador. Aqui estão algumas fotos para ilustrar:

texto alternativoA parte inferior (esquerda) e a parte superior (direita) de uma placa simples de dupla face (a superior é impressa espelhada, de forma que se sobreponham quando viradas). Normalmente eu imprimiria no filme azul Press-n-Peel, apenas usando papel aqui para ilustração.

texto alternativo Com um lado colado ao PCB de sucata (lado esquerdo) e os lados impressos voltados um para o outro, segure-os contra a luz e alinhe o outro para que todos os orifícios e o contorno da placa estejam alinhados.

texto alternativoAqui eles estão presos ao refugo de PCB. Agora você pode colocar a PCB em branco limpa entre as duas (provavelmente é melhor prendê-la nos dois lados para evitar movimentos) e executá-la no laminador (ou passar a ferro) para transferir o toner para a PCB.

Você pode colar os dois pedaços de filme ou papel juntos sem usar o pedaço de PCB, mas quando você coloca o PCB em branco entre eles, pode obter algum movimento relativo à medida que eles se flexionam em torno do PCB grosso. Com o pedaço de sucata da mesma espessura que o PCB em branco, eles permanecem no lugar certo.

Uma broca de bancada é boa para qualquer perfuração. Uso brocas com diâmetro de 0,5 mm, mas com hastes de 3 mm, para que sejam facilmente seguradas no mandril.

Nos orifícios passados, soldo fios de cobre finos nas almofadas de ambos os lados. O fio vem de um cabo flexível de vários núcleos; fios individuais têm ou cerca de 0,2 mm ou 8 mil de diâmetro. Isso leva algum tempo!

E para soldar, coloco pasta de solda com uma seringa de ponta fina, coloco peças com uma pinça fina e refluo em uma frigideira elétrica. Mais algumas fotos:

texto alternativo

Pasta de solda com seringa em pastilhas SMD.

texto alternativo

Colocando o componente com uma pinça

texto alternativo

Uma placa de acabamento - o PCB foi fabricado profissionalmente, mas eu montei os componentes e soldados como descrito aqui. Estes são resistores e capacitores do tamanho 0402 (bastante pequenos, surpreendentemente fáceis de perder), um acelerômetro em um pacote QFN-16 (4x4 mm) e um chip de memória em um pacote sem chumbo de 8 pinos, tamanho semelhante ao SOIC-8. (Isso faz parte de um pequeno registrador de dados do acelerômetro, consulte vastmotion.com.au ).

Boa sorte!


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Você poderia descrever um pouco mais detalhadamente o método usado para placas de dupla face? Você tem fotos do seu processo ou links que aperfeiçoaram o processo? Também eu estaria muito interessado em mais detalhes sobre o uso de pasta de solda. Valeu!
ThaKidd KG5ORD

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Sim, isso foi um pouco superficial! Eu adicionei algumas fotos para ilustrar o processo.
John Gallant

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Excelente resposta John. Espero que isso seja o primeiro lugar.
Hedgehog

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a pasta de solda de seringa é meio lenta. Sua loja de ferragens local provavelmente possui algumas folhas de calço de latão de 0,003 "ou 0,005". Se você gravar como um PCB, poderá fazer um estêncil com ele. Aqui está uma foto de um estêncil que eu fiz: imgur.com/UulSo (este foi usado em cerca de cem placas.) Mais aqui: delorie.com/pcb/brass
markrages

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Como é chamado o "filme de transferência sem pressão" nas lojas? O Google encontra muitas coisas assim, mas nenhuma se comercializa para a fabricação de PCB.
Cerin

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A menos que você esteja com um orçamento minúsculo, apenas faça com que os conselhos sejam profissionais.

Realmente, você pode obter um acordo tão bom em PCBs, com fornecedores como:

  • 33Each.com - 60 polegadas quadradas, frente e verso, espaçamento 6/6. $ 33 ea, pedido mínimo: 4 (1 se você tiver um endereço de universidade)
  • GoldPhoenix - Bom para corridas maiores, o custo varia dependendo dos requisitos.
  • ExpressPCB - 3 placas por US $ 51 no total, frente e verso, sem máscara de solda ou seda, requisitos rígidos de tamanho de 3,8 × 2,5
  • Circuitos AP - Nenhuma experiência pessoal, veja os comentários abaixo.
  • Sunstone Circuits - Tão barato quanto $ 28 para um protótipo. Qualidade rápida e boa, nunca tive um problema (de Garrett Fogerlie).
  • OSH Park - US $ 5 Sq. Em frente e verso, US $ 10 quadrados. Em, 4 camadas. As placas são fornecidas com máscara de solda roxa (!).

No geral, descobri que (para mim, pelo menos), não vale a pena tentar criar minhas próprias pranchas, quando posso comprar uma prancha muito melhor ou ~ $ 50.

Além disso, nas placas com acabamento profissional, você obtém todos os detalhes, como máscara de solda e serigrafia. Ter uma máscara de solda facilita muito a soldagem de componentes de passo pequeno, e a seda facilita muito o preenchimento de componentes, principalmente quando as placas ficam grandes.

Quanto vale o seu tempo para você?


Edit: Removido o BatchPCB da lista, pois eles não existem mais ( vendidos para o OSH Park em 2013).


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Posso ter uma placa pronta para montagem em menos de uma hora. A £ 30 por hora do meu tempo, é muito econômico para mim. Eu poderia conseguir uma prancha melhor para isso, mas teria que esperar algumas semanas por ela.
Leon Heller

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Nome falso: Eu concordo que você pode obter ótimos resultados de um pcb mfg ... no entanto, eu tenho que ir com Leon nesse caso. Se eu tiver um cabelo selvagem na minha bunda, quero ser capaz de criá-lo em poucas horas, em vez de esperar mais de 2 dias. Se eu vou fazer alguns deles, no entanto, definitivamente estou enviando o PCB para o MFG.
ThaKidd KG5ORD

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@Leon Heller - Menos de uma hora? Realmente? Incluindo perfuração? Acho que suas pranchas têm menos buracos do que quase todos os meus projetos.
Connor Lobo

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@ Nome falso: SMT é o futuro.
Hedgehog

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Tudo o que eu poderia fazer precisa de uma única camada de cobre que eu possa fazer com veroboard e fiação ponto a ponto. Qualquer outra coisa que enviei para apcircuits.com (camada única / dupla, retorno extremamente rápido) ou sunstone.com (multicamada, placas maiores, volume maior). Não vale a pena tentar gravar minhas próprias pranchas, especialmente nos dois lados.
akohlsmith

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Eu obtenho excelentes resultados (até 8/8 mil) usando a técnica de foto-gravação. Uso uma impressora a jato de tinta barata HP 5940 com filme Mega Electronics JetStar Premium para as transparências com placas de resistência positiva pré-revestidas, expostas em uma unidade de exposição UV caseira. As pranchas são desenvolvidas em solução de hidróxido de sódio e gravadas em cloreto férrico em um pequeno recipiente de plástico em uma tigela de lavar louça antiga com cerca de 1 "de água muito quente. O pequeno recipiente é agitado manualmente e a gravação leva cerca de 5 minutos. pode fazer uma prancha em cerca de 20 minutos, sem incluir a perfuração.

Aqui está um dos meus quadros.

Este grupo é um recurso muito bom para fabricar PCBs em casa.


Até agora, usei o método Ácido Muriático + Peróxido de Hidrogênio. Quão confuso é o processo que você usa? Que tipo de disposição é necessária? Thx para o link, eu vou dar uma olhada nisso agora.
ThaKidd KG5ORD

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O cloreto férrico mancha muito as coisas. Dura muito tempo e a vida pode ser prolongada pela adição de ácido clorídrico. Pequenas quantidades usadas em casa podem ser lavadas no banheiro, o conteúdo de cobre é mínimo e o cloreto férrico é usado pelas empresas de água.
Leon Heller

É bom saber ... Aqui nos Estados Unidos, eu odiaria ter a EPA batendo na minha porta.
ThaKidd KG5ORD

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Não sou especialista experiente, mas ... aprendi com eles.

Eu tenho a segunda impressora monocromática Samsung mais barata disponível e não tenho problemas com traços finos; Duvido que seja a sua impressora.

Tive um bom sucesso com laminadores, mas alguém me disse recentemente que isso pode ser perigoso em modelos mais baratos com blindagem inadequada (como a placa é altamente condutora).

Voltei a passar para tábuas de dupla face, pois parece ser um pouco mais preciso. Se você não estiver obtendo boas transferências, tente usar uma lixadeira elétrica com uma taxa de grão muito alta para torná-la muito mais limpa do que qualquer escova abrasiva. Então, a coisa mais importante a se fazer ao usar um ferro é empurrar com força , como realmente forte, e mantê-lo no lugar por pelo menos 30 segundos de cada vez. Se você tem papel brilhante normal e não consegue ver os traços, provavelmente não está pronto para absorver.

Outra coisa que eu descobri para ajudar é ter uma borda de 2 mm ou mais ao redor de todo o circuito. Isso tende a grudar primeiro e ajuda a impedir que o papel se mova enquanto você estiver passando.

Atualmente, meu kit possui os seguintes itens:

Minha nova câmera chega hoje e pretendo lançar um "site da jornada", pois aprendo e experimento com a eletrônica. Um dos primeiros vídeos que divulgarei será o meu processo de produção de PCB.


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Interessante .. Estou executando com o Samsung ML-2250. Não substituo o toner há alguns anos. Vou tentar sua sugestão e substituir esse toner. Eu ficaria muito interessado em ver seu site / vídeos. Por favor, deixe um link nos comentários quando estiver pronto. Ansiosos para verificá-lo.
ThaKidd KG5ORD

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Eu acho que o principal problema de qualquer pessoa que faça suas próprias placas é que elas não começam com o cobre CLEAN . O cobre limpo é rosado, não de cobre. Lave-a bem e aguarde 15 segundos em um banho de condicionador e lave-a imediatamente com água destilada. Você notará que o quadro é rosa quente. Isso é cobre limpo.
akohlsmith

@ThaKidd: adicionei uma nova resposta, pois está relacionada a este tópico (muito tempo para um comentário). Ainda não fiz o passo a passo - espero que seja o próximo.
Hedgehog

Estranho, quando eu ainda estava fazendo minhas próprias pranchas, pressionar o ferro com muita força era a chave para estragar tudo: o toner derreteria e fluía para o lado! Talvez a minha impressora depositou o toner muito generosamente ou algo :)
Roman Starkov

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O Stackoverflow parece estar quebrando a maioria dos seus links com algum tipo de sistema de rastreamento desprezível. Eles são exibidos como http://rads.stackoverflow.com/amzn/click/<id>e são redirecionados para uma página 404, mesmo que seus links originais ainda funcionem.
Cerin


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Obrigado a todos até agora por suas respostas. Acredito que tomei uma decisão sobre o design futuro da placa de circuito. Tenho feito uma pesquisa maluca e encontrei um equipamento que acredito ser o melhor caminho. Não é apenas ecológico, mas útil de muitas outras maneiras. Adereços têm que recorrer a Brian para desencadear a pesquisa que levou à epifania.

Em vez de lidar com produtos químicos que exigem descarte, tempo e não é o ideal, já que moro em um condomínio, decidi construir uma usina CNC. Existem inúmeros tutoriais por aí e parece que um pode ser construído por ~ US $ 500 (ou menos, se forem usadas peças recuperadas). Aqui estão alguns links que encontrei até agora.

Instructables

Engaget (1of3) , (2of3) e (3of3)

O moinho serviria não apenas para remover o cobre, mas também poderia ser usado para construir uma máscara de solda. Isso facilitaria a fabricação de SMD / SMT usando o método de refluxo da frigideira.

Pretendo fazer mais pesquisas para verificar se uma máquina cnc 'combo' pode ser montada, o que também tira proveito da impressora plástica RepRap 3D . Imagine as possibilidades desse combo matador. Você pode fabricar quase tudo e deve custar menos de US $ 1000.


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Como você planeja adicionar uma máscara de solda às placas usando o CNC? Você está comprando placas de cobre pré-mascaradas e efetivamente "lixando" a máscara de solda para pastilhas e depois indo um pouco mais fundo para remover a máscara de solda e o cobre dos traços?
akohlsmith

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A menos que você gaste muito dinheiro, a moagem de PCBs é muito lenta.
Leon Heller

@LeanHeller, @ThaKidd, Usamos usinas cnc na minha escola como o processo simples (também gravação química). Eles são lentos e os bits são caros para substituir.
Kortuk

Em particular, reprap.org/wiki/Automated_Circuitry_Making mostra um PCB que foi fresado por um RepRap.
Davidcary

@ThaKidd, por favor, poste um acompanhamento sobre sua experiência com a usina CNC. Eu tenho uma usina CNC, mas ainda tenho que usinar uma PCB, pois parece bastante demorado. Anuncie isso ao fato de que você pode obter um bom proto por US $ 100 em alguns dias ou US $ 20 a 30 em uma semana, se quiser esperar.
BrianV

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Também votaria no chinês barato no exterior. O iteadstudio.com pode fabricar 10 placas de 50x50mm por US $ 10 e o transporte aéreo de três dias para o pedido é <US $ 30. O tempo total de entrega é um pouco mais de uma semana. Ouvi dizer que o seeedstudio.com é muito parecido (e pode realmente estar usando a mesma placa de circuito impresso.) Você recebe máscara de solda, serigrafia, vias, chapeamento, o shole shebang. A única desvantagem é que eles podem fazer apenas 1 onça de espessura de cobre e não são muito precisos em campos minúsculos (8 mil é o mínimo).

Para fazer o meu próprio, eu recomendaria contra a rota da usina CNC. Sim, é bom que você possa perfurar a mesma prancha que fresar, mas a fresagem gera poeira de vidro que é realmente ruim para os pulmões e quebra facilmente os pequenos pedaços de que você precisa, e o acabamento da borda é meio irregular e não é confiável para pequenos arremessos. Em vez disso, eu usaria placas revestidas fotossensíveis à base de UV. A laser imprime a máscara (inversa) em transparências. Expor em uma cama de UV (pode ser construído por você mesmo, se você realmente quiser). Etch.

Então, essa usina CNC ainda pode ser útil, para perfurar a placa :-) Você ainda não vai receber furos, vias, etc., dessa maneira.


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A única justificativa real para se criar é nos casos em que o fato de que você pode projetar, fabricar e testar o circuito dentro de algumas horas de um único dia é importante para o progresso de seu projeto geral. Bem, isso e pessoas da RF e outras que precisam de exóticos.
Chris Stratton

pcbshopper.com é um ótimo lugar para pesquisar e comparar fabricantes de PCB. (Eu sou apenas um usuário, nenhuma outra conexão).
precisa saber é o seguinte

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Não estava obtendo resultados confiáveis ​​com a transferência de toner. Modifiquei um waffle velho - chamado PCB Press . Gosto da capacidade de produzir uma placa protótipo em casa em menos de uma hora. Se eu precisar de algo de qualidade profissional, envio o proto testado para a fab house.

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