Как да направите персонализирана печатна платка с лазерен гравьор с ниска мощност: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

От IgorF2 Следвайте още от автора:

За: Създател, инженер, луд учен и изобретател Повече за IgorF2 »

Що се отнася до направата на домашно изработена печатна платка, можете да намерите няколко метода онлайн: от най -елементарните, с помощта само на химикалка, до по -сложните, използващи 3D принтери и друго оборудване. И този урок пада върху последния случай! В този проект аз показвам как да се изработи печатна платка с помощта на евтина лазерна резачка с ниска мощност.

Доскоро бихте намерили само една от тези машини в производствени пространства или други търговски обекти. Те биха стрували хиляди долари, така че обикновен производител не би могъл да има такъв за себе си. Има и някои услуги за лазерно рязане онлайн, но според мен те не биха били идеалният избор за бързо прототипиране. За щастие сега има няколко машини за лазерно гравиране, достъпни онлайн! Повечето от тях имат лазер с ниска мощност и могат да се използват само за ецване и гравиране на различни повърхности (например стъкло, метал или дърво). Повърхността им и мощността на лазера са само малка част от професионалните машини, но това би било добро начало за създателите и любителите.

В този урок ще ви покажа как използвах лазерен гравьор с ниска мощност за производство на печатна платка (PCB). Би било добра алтернатива, ако искате да направите първия си прототип на платка (поне докато не поръчате по -добра версия от онлайн производител!).

Можете да намерите лазерния нож, който използвах, в следните връзки:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Знаете ли, че можете да намерите страхотен клас за лазерно рязане тук на Instructables? Виж това:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

_

Можете да се свържете с фабриката на PCB касеира, да настроите енконтратор за онлайн методи: desde os mais rudimentares, използване на apenas uma caneta, até os mais sofisticados usando Impressoras 3D и извън оборудването. E esse tutorial cai nesse último caso! Nesse projeto eu mostro como fabricar uma placa de circuito impresso utilizando uma cortadora a laser de baixa potência e baixo custo.

Até recentemente, você só encontraria uma dessas máquinas em makerspaces ou outras instalações comerciais. Eles custariam milhares de dólares, então um fazedor comum não seria capaz de ter uma própria. Você pode encontrar também alguns serviços de corte a laser on-line, mas, na minha opinião, eles não seriam a escolha perfeita para prototipagem rápida. Felizmente, existem várias máquinas de gravação лазерно излъчване онлайн! A maioria delas têm lasers de baixa potência e podem ser usadas apenas para gravação em diferentes superfícies (vidro, metal ou madeira, por exemplo). Sua área de superfície e potência de laser são apenas uma fração das máquinas profissionais, mas são um bom começo para os fazedores e entusiastas. Следващ урок, повечето от тях, които използват ума гравадора, са лазерна баикса за производство на платка за кръгова импресия (PCB или PCI). Pode ser uma boa alternativa se você tiver uma dessas máquinas ao seu alcance e quiser fazer um primeiro protótipo e uma placa de circuito (pelo menos até encomendar uma versão melhorada de algum fabricante online!).

Você pode encontrar a gravadora a laser usada nesse tutorial no link abaixo:

rebrand.ly/laserengraver-BGhttps://rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Você sabia que pode encontrar uma incrível aula de corte a laser aqui na Instructables? Конфира:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

Стъпка 1: Инструменти и материали

В този урок бяха използвани следните инструменти и материали:

• 10W лазерен гравьор (линк / линк / линк). Използва се за отпечатване на чертежа на верига върху празна медна печатна платка.
• Медна печатна платка (връзка / връзка / връзка). Домашно изработените платки обикновено се отпечатват върху медни покрития с фенолни плочи. Цялата повърхност на дъската е покрита (от едната страна или от двете). Медта е проводим материал, докато фенолният субстрат не може да провежда електричество. Като премахнете части от медния слой, можете да създадете следи между компонентите, създавайки платка.
• Мастило от латекс PVA на водна основа. Както ще видите по -късно в този урок, използвах мастило на водна основа, за да създам маска върху повърхността на медна печатна платка. Тази маска предотвратява отстраняването на части от медния слой чрез разтвор на железен хлорид.
• Четка за рисуване. На платката ще трябва да се нанесе дебел слой боя, а четката за боя ще бъде полезна тук.
• Железен хлорид. Това идва като сол и трябва да се разтвори във вода, преди да се използва. Този разтвор е в състояние да корозира медта, като я отстрани от фенолния субстрат. Нанесете маска и само частите от медната плоча, изложени на разтвора, ще бъдат разтворени.
• Шкурка. В крайна сметка ще трябва да премахнете останалата маска от дъската. Това може да стане лесно с помощта на шкурка.

_

Os seguintes materiais e ferramentas foram usado nesse tutorial:

• Gravadora laser de 10W (линк / линк / линк). Esse equipamento foi usado para impressão do desenho do circuito em uma placa cobreada nova.
• PCB de cobre (връзка / връзка / връзка). Circuitos caseiros são normalmente impressos em placas cobreadas de fenolite, podendo ter um lado ou ambos revestidos com cobre. O cobre é um material condutor, enquanto или substrato de fenolite se comporta como isolante de eletricidade. Removendo-se partes da camada de cobre, pode-se criar trilhas entre os componentsntes, criando-se assim um circuito impresso.
• Tinta PVA база água. Como você vai ver posteriormente nesse tutorial, eu usei uma tinta base água para criar uma máscara на superfície da placa cobreada. Essa máscara evita que partes da camada de cobre sejam ermovidas pela solução de cloreto de ferro.
• Pincel. Uma camada de tinta precisará ser aplicada sobre a placa de circuito a ser impressa, e um pincel será bem útil nesse momento.
• Клорето де феро. Essa substância é vendida на forma de um sal que deve ser dissolvida em água antes de ser usada. Essa solução é capaz de correr o cobre, removendo-o do substrato formado pela placa de fenolite. Aplicando-se uma máscara, garante-se que apenas nas partes de cobre expostas serão dissolvidas.
• Ликса. Ao fim do processo, você precisará remover o restante da máscara da placa. Isso pode ser feito facilmente utilizando-se uma lixa.

Стъпка 2: Производствен процес на домашно производство на печатни платки

Производственият процес на домашно изработена печатна платка обикновено се състои от следните стъпки:

1. Дизайн на печатни платки

В тази стъпка се прави чертежът на дъската, която ще се произвежда. Възможно е както проектирането на нова дъска, така и копирането на проекти с отворен код. Може да се използва различен CAD софтуер (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle и др.).

2. Нанесете маска върху печатната платка

След като печатната платка е проектирана, тя трябва да бъде прехвърлена на платката. Има няколко начина да направите това: с помощта на термичния метод (чрез прехвърляне на тонер от лист хартия към чинията, чрез нагряване), ръчно (чрез изчертаване на веригата с подходяща химикалка) и дори с помощта на 3D принтер. В този проект използвах лазерен гравьор, за да прехвърля дизайна върху плочата.

3. Химично ецване на печатни платки

След като маската се прехвърли върху плочата, се извършва корозия на части от плочата, за да се отстранят части от медта. В края на процеса платката трябва да бъде само с пистите, които изграждат веригата.

4. Почистване и довършителни работи

След като корозията приключи, плочата ще бъде готова за почистване, пробиване и заваряване на компонентите. След това просто проверете всичко, включете го и бъдете щастливи!

_

Относно процеса на производство на печатна платка касеира нормално се състои от seguintes passos:

1. Дизайн да плака

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. É possível tanto realizar o projeto de uma placa nova, quanto realizar cópias de projetos opensource. Различава софтуерните програми на CAD, използвани за използване (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle и др.).

2. Прилагане на маска на печатни платки

Uma vez com o desenho do circuito impresso, é needário transferi-lo para a placa de circuito. Existem várias formas de fazer isso: usando o método térmico (transferindo-se toner de uma folha de papel para a placa, através da aplicação de calor), manualmente (desenhando-se os circuito com uma caneta apropriada) e até mesmo utilizando-se Ума импресора 3D. Nesse projeto, usei uma cortadora laser per transferir o desenho para a placa.

3. Corrosão da PCB

Uma vez transferida a máscara para a placa, é realizada a corrosão de partes da placa para remoção de partes do cobre. Ao fim do processo, a placa deverá ficar apenas com as trilhas que compõem o circuito.

4. Limpeza e acabamento

Uma vez заключи a corrosão, a placa estará pronta para ser limpa, perfurada e ter os компоненти soldados. Depois disso, é só verificar tudo, energizar e ser feliz!

Стъпка 3: Дизайн на печатни платки и създаване на маската

След като имате дизайн на печатна платка (проектиран с помощта на всеки CAD софтуер по ваш избор), можете да го експортирате във формат SVG за четене в друг софтуер за графично редактиране. В този процес могат да бъдат експортирани няколко слоя: изглед отгоре, изглед отдолу, маска, коприна и т.н. Всички слоеве са налични в нормален или огледален формат. Процесът на производство, описан в този урок, изисква да се приложи маска върху печатната платка. Частта от покриващата плоча, покрита от маската, няма да корозира и следователно ще се задържи върху крайната плоча. Части, които не са покрити с маската, ще бъдат изложени на железен хлорид, корозиращи и отстранени от печатната платка.

В този процес е необходимо да се покрие цялата плоча със слой боя и да се отстранят само няколко участъка с помощта на лазерния гравер.

По този начин маската, генерирана от повечето софтуери, трябва да има обърнати цветове (обърнете черните пиксели в бяло и обратно). За извършване на инверсия на маската бяха използвани два софтуера:

- Inkscape: използва се за преобразуване на SVG файлове във формат на изображението (PNG). Използва се също за трансформиране на чертежа в черно -бяло изображение (ако CAD експортира в цветен формат);

- Gimp: използва се за инвертиране на цвета на маската (бели пиксели в черни пиксели).

Полученото изображение след това се зарежда в софтуера за лазерно гравиране за отпечатване върху повърхността на плочата.

Обърнете внимание на размерите на изображението: проверете дали изходните размери на софтуера за лазерно гравиране са желаните за действителния прототип.

В случая с този урок не е направен дизайн на конкретна дъска. Вместо това се опитах да копирам дъска с отворен код, разработена от Fábio Souza: Franzininho. Тази невероятна платка може лесно да бъде сглобена и програмирана от потребители на всички нива, съвместима е с Arduino IDE и изцяло проектирана в Бразилия!

Повече информация за дъската в проекта Github:

_

Uma vez que você tenha o desenho da placa (projetado usando qualquer software de CAD de sua preferência) е потенциален експортер за модело без формат SVG, който да излезе от софтуера за изграждане на графика. Várias camadas podem ser exporttadas nesse processo: vista superior, vista inferior, máscara, коприна и т.н.

O processo de fabricação descrito nesse tutorial requer que seja aplicada uma máscara sobre a PCB. A parte da placa cobreada que estiver coberta pela máscara não será corroída e, portanto, será mantida na placa final. As partes que não estiverem cobertas com a máscara serão expostas ao cloreto de ferro, sendo corroídas e removidas da placa de circuito impresso.

Nesse processo é needário revestir toda a placa com uma camada de tinta, e remover apenas algumas seções uselidando a cortadora a laser.

Dessa forma, a máscara gerada pela maioria dos softwares deverá ter suas cores invertida (инвертор os пиксели pretos para branco и обратно). За реализация на инверсио да маскара, използване на софтуер за използване:

- Inkscape: използване на преобразувател в arquivos SVG формат за изображение (png). Também utilizado para transformar o desenho em uma imagem preto e branca (caso o CAD exportte em formato colorido);

- Gimp: използване на инвертор и кор да маскара (пиксели brancos em пиксели претос).

Резултатът от изображението е въведен в софтуера без софтуер за гравадора, лазер за впечатление на най -добрата плака.

Atentar para as dimensões da imagem: deve-se verificar se as dimensões de saída do software to gravadora são as desejadas para o protótipo real.

No caso desse tutorial, não foi feito o projeto de uma placa específica. Ao invés disco, tentei replicar uma placa opensource, desenvolvida pelo Fábio Souza: a Franzininho. Essa incrível placa pode ser facillete montada и programda por usuários de todos os níveis, é compatível com o Arduino IDE e inteiramente projetada no Brasil!

Допълнителна информация не е Github do projeto: