Убийствени печатни платки: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Тази инструкция демонстрира процеса на изработване на печатни платки с функции като 0,005, подходящи за LQFP или QFN ICs, използващи отрицателен фоторезист на сух филм. Това ще ви позволи да боравите с почти всякакъв вид налична интегрална схема-дори с масив от топка! На снимката са дъски с пакети TSSOP-14, QFN-40, използващи стъпка.65 мм и гъвкави гнезда с нулева сила на вмъкване с стъпка.5 мм.

Стъпка 1: Предистория

След като експериментирах с домашно производство на печатни платки за известно време, най -накрая разработих процес, който дава сравнително последователни резултати, които всъщност изглеждат доста добре. Прекарах много време в опити да използвам метода за прехвърляне на тонер с различна степен на успех (ОК, различните степени на повреда може да са по -точни). Опитах и спрей с отрицателна фоторезистентност на Филмор/Датак с постоянно ужасяващи резултати (нещата в крайна сметка разтопиха разпръскващата дюза, която дойде с него, и изтекоха навсякъде). Не е зелен и не се препоръчва. Сега можех да закупя предварително чувствителни дъски и да спестя много проблеми, но намирам материала за твърде скъп за обема на произвежданите от мен дъски. В крайна сметка се опитах да издържи снимката на сух филм и няма да се връщам! Няма да навлизам в тънкостите на схематичното улавяне или офорт, тъй като тези теми са добре обхванати от други инструкции. Не се използват летливи съединения-само прости основи, които могат да станат екологично безопасни чрез филтриране на твърди частици и неутрализиране с HCl (вижте инструкциите на производителя за правилните процедури за изхвърляне). Този процес, когато се комбинира с процес на ецване на пероксид/меден хлорид, формира екологично отговорен, процес на разработване на зелени печатни платки. Ако не сте опитали метода за прехвърляне на тонер, направете го. Освен ако не сте благословени с магически тонер и/или хартия, методът за устойчивост на сух филм ще даде по -добри резултати, но процесът е малко по -сложен. Ако сте доволни от резултатите от прехвърлянето на тонер, непременно се придържайте към този метод. Естествено се прилагат стандартните предупреждения: ецването на печатни платки и обработката на сух филм включват каустични материали-не забравяйте да използвате защитно оборудване и да имате под ръка станция за промиване на очите (или поне кофа с вода). Също така имайте предвид, че разработването и отстраняването на сух филм включва силни основи-дръжте ги далеч от вашите ецващи химикали, или те могат да реагират бурно. Така че досега използвах три вида устойчиви на сух филм, всички от които се представят добре:- MG Chemicals 416DFR Dry Film Resist Около $ 20,00 за 12 "на 5 фута във Frys, Altex и онлайн. MG отказа да цитира по-големи количества и няма да разкрие производителя на своя филм.-Dupont Riston M115 на разположение в Think & Tinker Отлична устойчивост, много по-икономичен от MG, ако искате по-големи количества (12 "x50ft за 96,75 $, 12" x100ft за $ 116,26). Изключителен тоалет, много полезни, дружелюбни хора и много страхотна информация. Прекрасен сайт!-Kolon Dry Film Resist корейски производител се продава за малко по-малко от Think & Tinker's Riston, но с минимум 500 фута. Това, което ще ви трябва- Лазерен принтер- Ламинатор за дома/офиса- Прозрачни лазерни принтери- Лепило за пръскане- Отрицателно сухо фолио, фотоустойчивост- Разработчик на съпротива (натриев карбонат) - Resist Stripper (натрий um хидроксид)- стъклени листове- прозрачна лента- жълта светлина от грешки- безопасна за светлина зона- по избор- вакуумна торба или вакуумна рамка- източник на излагане на ултравиолетова експозиция- въртящ се тример за хартия- 21 стъпка ръководство за чувствителност за калибриране

Стъпка 2: Създайте произведения на изкуството

Предполагам, че сте заснели схемата си и сте поставили вашата печатна платка в нещо като Eagle-ако не знаете за какво говоря, по-добре започнете, като научите схематично улавяне и оформление на печатни платки. След като поставите печатната платка, ще трябва да създадете отрицателни фото маски. Отрицателната фотомаска е прозрачност, която е ясна там, където искате мед и черно, където искате да премахнете мед. Един съвет: ако създадете навик да запълвате слоевете си от печатни платки със заземени или захранващи равнини, ще спестите много тонер. Също така имайте предвид, че можете да поставите плочката на вашето PCB оформление в Eagle, като използвате командата за групово копиране, ако няма свързан файл на схемата (в противен случай ще се оплаче, че трябва да направите това в схемата "). Намерих процеса на обръщане на цветовете в резултатът ви ще бъде изненадващо труден, но в крайна сметка се спрях на този доста прост подход, използвайки софтуера за рисуване с вектор с отворен код Inkscape: 1. Уверете се, че сте избрали само слоевете, необходими за ецване (напр. отгоре/отдолу, подложки, отвори). 2. Използвайте функцията за печат на Eagle, за да изведете в PDF файл. още нямате инсталиран Inkscape, изтеглете го и го инсталирайте сега 4. Отворете PDF файла в Inkscape (приемете параметрите за зареждане по подразбиране).5. Отворете панела Слоеве (Слой от менюто: Слоеве). за да добавите слой. Назовете го както искате (аз нарекох моя "b").7. Щракнете стрелката надолу, за да преместите новия слой до дъното. Изберете инструмента за правоъгълник от панела с инструменти. Щракнете с десния бутон върху образеца на син цвят в долната част на екрана и изберете Задаване на ход.10. Щракнете с десния бутон върху образеца на сивия цвят и изберете Set fill.11. Щракнете и плъзнете, за да нарисувате правоъгълник около дъската. Изберете инструмента със стрелки, след това изберете и плъзнете всяка страна на правоъгълника си надясно до ръба на дъската. Дисплеят трябва да изглежда така: 13. Щракнете с десния бутон върху черния образец в долната част на екрана и изберете Set Fill. Щракнете отново с десния бутон върху черния образец и изберете Set stroke.14. Щракнете върху иконата на окото в палитрата на слоевете, за да изключите b слоя. Щракнете и плъзнете, за да изберете вашата дъска (или щракнете върху иконата за избор на всички видими в лентата с инструменти). Отрицайте изображението (Ефекти от менюто: Цвят: Отрицателно) 17. Щракнете отново върху иконата на окото за b слой. Сега трябва да имате нещо подобно: 18. Щракнете върху Save-As, след това променете типа на файла в PDF чрез Кайро и добавете _out към името на файла (например test_out.pdf), за да не презапишете оригинала. Щракнете отново върху Save-As, за да запазите като SVG формат по подразбиране.

Стъпка 3: Направете прозрачно фолио

Тази част също беше малко предизвикателство. Проблемът е, че повечето лазерни принтери не правят наистина тъмни отпечатъци, така че малко светлина изтича през черните области. Опитах много подходи за селективно потъмняване на тонера: маркери за сухо изтриване, мастило за тампони, пастели, въглен, графит, омекотяване/нагряване + допълнително нанасяне на тонер и т.н. Нищо от това не работи. Ето какво работи последователно при мен:

1. Започнете с малки произведения на изкуството-използвам въртящ се тример за хартия, за да нарязвам прозрачни листове на четвъртинки (4,25 х 5,5) 2-3 листа наведнъж. Малките произведения на изкуството са по-добри, защото изкривяванията, свързани с топлината, в прозрачния материал ще бъдат намалени. 2. Отворете PDF файла от последната стъпка с Adobe Reader и отпечатайте на лазерен принтер, зареден с вашите прозрачни листове. За моя принтер (Brother HL-5250DN) използвам следните настройки: Определен от потребителя размер на хартията (4,25 x 5,5), без двустранен печат, ръчно подаване, 1200 dpi, Най-тъмна плътност. Голям намек тук: Можете да имате няколко копия на един и същ принтер, инсталирани в Windows, така че добавете нов принтер, наречен PCB_Laser като дубликат на съществуващия ви лазерен принтер, след което щракнете с десния бутон и променете настройките по подразбиране, за да отпечатате прозрачна платка. 3. Отпечатайте отгоре и отдолу произведения на изкуството. Дръжте произведението на изкуството до светлината: Виждате ли някаква светлина, която прониква през черните области? Ако вашите резултати са подобни на моите, ще имате достатъчно просмукване, за да създадете проблеми с съпротивлението си. Имайте предвид, че наистина трябва да имате някои по -големи черни области, за да прецените точно плътността на тонера. Ако сте благословени със супер плътен тонер, преминете към стъпка 8, в противен случай продължете и отпечатайте второ копие на всяка от вашите прозрачни фолиа. 4. След това се нуждаете от импровизирана лека маса, за да подравните произведението. Това може да бъде просто като лист хартия, залепен върху слънчев прозорец, или плитка тава, съдържаща светлина с размер на шайба за хокей, покрита с лист хартия и стъкло. Подсветката от скенер прави страхотна светлинна маса. Просто стартирайте сканиране в прозрачен/отрицателен режим-има вероятност той да остави подсветката включена за няколко минути след сканирането, след това свалете капака и го обърнете. Използването на увеличаващ обектив, монтиран на главата, ще помогне значително за подравняване на вашите произведения на изкуството. 5. След това ще свържем двойките прозрачност (2x отгоре, 2x отдолу), за да удвоим плътността на тонера. За да направите това, вземете по едно копие от всяка прозрачност и нанесете лепило за пръскане върху страната на тонера. Можете да разберете коя е тонерната страна, като наблюдавате отражението на светлината от повърхността на прозрачността; тонерът изглежда тъп от страна на тонера. 6. Поставете незалепващото покритие с прозрачно покритие с тонер надолу върху светлинната маса-може да искате да залепите ъглите на този лист върху светлата маса (сгънете лентата в края, за да можете лесно да я отлепите после). 7. Внимателно подравнете (регистрирайте) прозрачно покритието с лепило с прозрачното покритие без покритие. След като се подравнят, натиснете здраво, за да залепите двата листа. 8. Прекарайте подравнените прозрачни фолиа през ламинатора при най -студената настройка, за да свържете трайно слоевете заедно. 9. Подравнете горната и долната част на рисунката (тонер отвътре) и залепете здраво, оставяйки достатъчно място за плъзгане на печатната платка между тях. Алтернативно, ако имате бордюр, който е поне на инч около дъската, можете да нанесете лепило за пръскане върху 1/2 "лента по два ръба, като покриете останалата част от маската с ъгъла на лист хартия-просто уверете се, че не по -малко от 1/4 "между залепващата лента и ръба на дъската.

Стъпка 4: Подгответе медно покритие

Внимателно почистете материала, покрит с мед, с подложка за почистване и почистваща смес, съдържаща белина (например Soft Scrub w/Bleach). Шлайфайте с влажна/суха шкурка с шлайфане 320 или 400, за да огрубите повърхността и да осигурите подходяща устойчивост на залепване. Изсушете дъската, като внимавате да не докоснете дъската без ръкавици (за да предотвратите прехвърлянето на кожни масла върху дъската).

Стъпка 5: Ламинат

Има няколко различни възможни подхода за ламиниране на печатни платки. MG Chemicals предлага подход за папка и ламинат. Други предлагат да се използва или топлина, или вода (или и двете) за залепване на материала на резиста към печатната платка преди ламиниране. Имах късмет с този подход: 1. Направете вашата работна зона светлинно безопасна: Включете лампата за грешки и изключете всякакви флуоресцентни или> 40 W нажежаеми жички 2. Нарежете ламинат с 1/2 инч по-голям от дъската дължината, ако правите двустранна дъска) 3. Внимателно отлепете само първите половин инч от вътрешното фолио (винаги от вътрешната страна на къдрицата) 4. Внимателно подравнете ламината, като гарантирате, че ламинатът покрива дъската напълно от двете страни (ако е двустранно). 5. Притиснете първите половин инч от открития ламинат към дъската. 6. Внимателно издърпайте останалия вътрешен слой надолу с половин инч наведнъж, като едновременно притискате открития ламинат към дъската. Внимавайте да не въвеждате бръчки. Продължете към задната страна по подобен начин, ако е необходимо. 8. Прекарайте дъската през ламинатора (след като ламинаторът е напълно до температура). Обърнете се и преминете отново през ламинатора.

Стъпка 6: Разкрийте

Поставете ламинираната печатна платка между предварително регистрираните прозрачни фолиа и залепете здраво на място. Залепете ръководство за чувствителност от 21 стъпки на Stouffer върху отворена секция от печатна платка, ако планирате да калибрирате процеса на експозиция. Искате плътно да притиснете произведението към печатната платка, за да предотвратите изтичането на светлина под следите ви. Можете да направите това с два листа стъкло или за предпочитане можете да използвате вакуумна торба или вакуумна рамка. След това можете да поставите този монтаж на ярка слънчева светлина за около 5-8 минути на страна или да използвате друг източник на UV по ваш избор. Имайте предвид, че въпреки плътното прилягане на печатни платки и произведения на изкуството, колимацията (правенето на светлинните лъчи успоредни) е важна за постигане на фини следи-вижте тук за инструкции за изграждане на колимиран източник на UV светлина.

Стъпка 7: Развивайте се

Следвайте указанията на производителя за приготвяне на разтвор за проявяване (обикновено натриев карбонат или калиев карбонат) и разработване на вашата дъска (отстраняващи препарати не излагат на UV светлина).

Стъпка 8: Etch

Използвайте любимия си оцветител-просто не забравяйте да помислите за бъдещото изхвърляне и помислете за зелен процес като процеса на ецване на пероксид/меден хлорид (той също е буквално зелен). И ако искате да се задълбочите в детайлите на химикалите, тази страница е за вас.

Стъпка 9: Ивица

За това ще ви е необходим натриев хидроксид (NaOH)-това са нещата, които Брад Пит използва, за да изгори ръката на Едуард Нортън в бойния клуб, той разтваря мазнините и кожата ви е съставена до голяма степен от мазнини, така че бъдете внимателни. Проверете местните къщи за доставка на химикали-имах късмет: моят съсед прави сапун, затова просто изскочих и попитах мога ли да взема назаем чаша луга!

Стъпка 10: Маска за запояване и копринен екран

Нанесете спояваща маска чрез изтриване и повторно ламиниране на гравираната дъска с нов слой резист, след това отстранете защитния външен филм и нанесете втори слой резистент, за да удвоите дебелината. Сега излагайте със стоп и копринени слоеве и развивайте както преди (експозицията може да отнеме малко повече време поради допълнителната дебелина на съпротивлението). Печете в тостер при 200-220 градуса F за около 10 минути (не забравяйте да подпрете дъската, така че съпротивлението да не залепва за тостера). Извадете дъската от тостера и използвайте бял пастел, за да попълните текста на коприната, докато дъската е още топла. Избършете излишния восък от пастел с кърпа и използвайте клечка за зъби, за да отстраните излишния восък от каналите и следите.

Стъпка 11: Трафарет за запояване

Ако сте стигнали дотук, сигурно сте издърпали няколко късни нощи и сте консумирали обилни количества газирани (и кофеинови) напитки. Ако е така, вземете една от тези кутии сода и отрежете горната и долната част с чифт ножици или леки ножици. Опитайте се да го отрежете спретнато без дрипави ръбове. След това изрежете по дължина, за да произведете алуминиева лента около 8 "на 4". Тази лента ще бъде много къдрава, но не можете да я „разгънете“, без да направите бръчки. За следващите стъпки можете или да се справите с къдрянето, или можете да отгреете метала, като го нагреете в тостерна фурна до около 450 градуса F, след което го оставете да се охлади бавно обратно. След това трябва да шлайфате вътрешната и външната страна на кутията с мокра/суха шкурка от 220 до 320 песъчинки, за да премахнете боята (имайте предвид, че от вътрешната страна на кутията има прозрачна боя-в противен случай содата би яла през нея). За това можете да използвате средство за отстраняване на бои за тежки условия, но шкурка изглежда малко по-зелена. След като отстраните цялата боя, изтъркайте добре с SoftScrub с Избелващо средство, за да премахнете всяка следа от масло. Следващ ламинатен фоторезист от двете страни, точно както направихте с печатната платка. Направете своите произведения на изкуството, като използвате слоя tcream, както преди, но този път не правете негативи-изходът на Eagle вече е отрицателен! Не забравяйте да направите две прозрачни фолиа всяка отпред и отзад (и не забравяйте да отразявате предната част, така че тонерът да е точно срещу съпротивлението). Развийте както преди и ецвете в разредена HCI. Разредих HCI до около 50% (излейте киселина във вода, а не обратното). Гравирането ще започне бавно, докато оксидният слой бъде отстранен, след което ще се ускори значително. Не гравирайте прекалено бързо, в противен случай дъската ще се нагрее и съпротивлението ще се откъсне. Ако оставите съпротивлението на място, ще имате ~ 5 милион шаблон или можете да отстраните съпротивлението, за да получите шаблон от ~ 2 мили-но внимавайте, NaOH ще атакува алуминия с малко по-малко упоритост от HCl (в зависимост от концентрациите). След това използвайте неуспешните си дъски (трябва да имате няколко от тях досега), за да монтирате приспособление за спойка. Нанесете спояващата паста с скрепер за боя или подобно, поставете частите си и продължете с презареждането…

Стъпка 12: Пренасочване

Доста прости неща тук: Загрейте, докато спойката се разтопи, след това охладете. Не забравяйте да използвате доста здрава медна или алуминиева плоча, за да разпределите равномерно топлината по дъската. След като всички спойки се стопят, свалете металната плоча от котлона и я поставете върху радиатор, за да намалите температурата бързо-циментовите гаражни подове работят чудесно-просто се уверете, че използвате ръкавици за фурна (но не печете бисквитки с тях след това … ¦). Може да се наложи да почистите някои мостови връзки след презареждане. За целта просто използвайте фитил за запояване и много поток (харесвам Orange Crush). Приложете захранване и го запалете! Между другото, случайно изкачих твърде висока температура на първата дъска и в резултат получих ефекта на хладен градиентен цвят върху маската за запояване (виж интро снимката). Мисля, че компонентите все още бяха в спецификации, но по това време нямах добър разпределител на топлина под него, така че не мога да съм сигурен, че сондата е чела същата температура, която вижда дъската. Таблото изглежда добре досега … Е, това е всичко-лесно, а? Не забравяйте да следите за предстоящия ми уеб сайт IncoherentLabs.com. Сега се забавлявайте и спасете света!