Gyilkos PCB -k: 12 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Ez az oktatóanyag bemutatja a folyamatot, amellyel 0,005 -ös méretű nyomtatott áramköri lapokat lehet készíteni LQFP vagy QFN IC -khez, negatív szárazfilm -fotoreziszt segítségével. Ez lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen integrált áramkört kezeljen-még a golyós rácsos tömböket is! A képen TSSOP-14, QFN-40 csomagokat tartalmazó táblák láthatók.65 mm-es osztással és nulla behelyezési erővel rendelkező hajlékony foglalatokkal, 5 mm-es osztással.

1. lépés: Háttér

Miután egy ideig kísérleteztem az otthoni PCB fabbinggal, végre kidolgoztam egy folyamatot, amely ésszerűen konzisztens eredményeket produkál, amelyek valóban nagyon jól néznek ki. Sok időt töltöttem a festékátvitel módszerének változó sikerrel történő használatával (OK, a különböző fokú meghibásodás pontosabb lehet). Kipróbáltam a Philmore/Datak negatív fotó ellenálló spray -t is, állandóan szörnyű eredménnyel (a cucc végül megolvasztotta a vele járó szórófejet, és mindenhol kiszivárgott). Nem zöld és nem ajánlott. Most már megvásárolhattam volna az előérzékenyített táblákat, és sok bajtól megspórolhattam volna, de úgy gondolom, hogy az anyag túl költséges az általam gyártott táblák mennyiségéhez képest. Végül kipróbáltam a szárazfilm fotó ellenállást, és nem megyek vissza! Nem fogok belemenni a sematikus rögzítés vagy a maratás bonyolultságába, mivel ezeket a témákat más utasítások jól lefedik. Nem használnak illékony vegyületeket-csak egyszerű bázisokat, amelyek a szilárd anyagok szűrésével és sósavval történő semlegesítésével környezetvédelmi szempontból biztonságosak lehetnek (lásd a gyártó utasításait a megfelelő ártalmatlanítási eljárásokhoz). Ez a folyamat peroxid/réz -klorid maratási eljárással kombinálva környezetbarát, zöld PCB fejlesztési folyamatot képez. Ha még nem próbálta ki a festékátviteli módszert, tegye meg. Hacsak nem áldott meg varázslatos festékkel és/vagy papírral, a száraz film ellenálló módszer jobb eredményeket hoz, de a folyamat egy kicsit több. Ha elégedett a festékátvitel eredményeivel, mindenképpen tartsa be ezt a módszert. Természetesen a szabványos figyelmeztetések érvényesek: A PCB-maratás és a szárazfilm-feldolgozás maró anyagokat tartalmaz-feltétlenül használjon védőfelszerelést, és legyen kéznél szemmosó állomás (vagy legalább egy vödör víz). Vegye figyelembe azt is, hogy a száraz fólia kifejlesztése és eltávolítása erős bázisokat tartalmaz-tartsa távol őket a marató vegyszerektől, különben hevesen reagálhatnak. Eddig háromféle száraz fólia ellenállást használtam, amelyek mindegyike jól teljesített:- Az MG Chemicals 416DFR száraz film ellenáll körülbelül 20,00 dollárért 12 "x 5 lábért a Frysban, az Altexben és az interneten. Az MG nem volt hajlandó nagyobb mennyiséget ajánlani, és nem árulja el filmjének gyártóját.-Dupont Riston M115, amely a Think & Tinker cégnél kapható, sokkal gazdaságosabb, mint az MG, ha nagyobb mennyiségeket szeretne (12 "x50ft 96,75 dollárért, 12" x100ft 116,26 dollárért). Kiváló öltözék, nagyon segítőkész, barátságos emberek és sok nagyszerű információ. Nagyszerű oldal!-Kolon Dry Film Resist koreai gyártó valamivel olcsóbban kapható, mint a Think & Tinker's Riston, de legalább 500 lábas tokban. Amire szüksége lesz- Lézernyomtató- Otthoni/irodai laminálógép- Lézernyomtató fóliák- Spray ragasztó- Negatív száraz film fotóállóság- Ellenálló fejlesztő (nátrium-karbonát) - Ellenálljon a sztrippelőnek (szodi um hidroxid)- Üveglapok- Tiszta szalag- Sárga poloskafény- Fénybiztonságos terület

2. lépés: Hozzon létre grafikát

Feltételezem, hogy elkészítette a vázlatos rajzát, és valami hasonló módon lefektette a NYÁK-t-ha nem tudja, miről beszélek, akkor inkább kezdje el a sematikus rögzítés és a NYÁK-elrendezés tanulását. Miután elkészítette a nyomtatott áramköri lapot, negatív fotómaszkokat kell létrehoznia. A negatív fotómaszk olyan áttetszőség, amely világos, hogy hova szeretné a rézt, és a fekete, ahol a rézt szeretné eltávolítani. Egy tipp: ha megszokja, hogy a NYÁK rétegeit földi vagy erőgépekkel tölti fel, akkor sok festéket takarít meg. Ezenkívül vegye figyelembe, hogy a PCB elrendezését az Eagle -ben a csoportmásolás paranccsal mozgathatja, ha nincs hozzá tartozó sematikus fájl (különben panaszkodik, hogy ezt a vázlatban kell megtenni "). Megtaláltam a színek megfordításának folyamatát a kimenet meglepően nehéz lesz, de végül az Inkscape nyílt forráskódú vektorrajzoló szoftverével döntöttem ezen a meglehetősen egyszerű megközelítésen: 1. Győződjön meg róla, hogy csak a maratáshoz szükséges rétegeket választotta ki (pl. Top/Bottom, Pads, Vias). 2. Használja az Eagle nyomtatási funkcióját a PDF fájlba történő nyomtatáshoz. Annak ellenére, hogy írásvetítő -fóliákra nyomtatunk, a felső réteget úgy kell tükröznie, hogy a nyomtatott oldal a legközelebb legyen a táblához, és megakadályozza a vérzést. 4. még nem telepítette az Inkscape alkalmazást, töltse le és telepítse most. 4. Nyissa meg a PDF fájlt az Inkscape alkalmazásban (fogadja el az alapértelmezett betöltési paramétereket). réteg hozzáadásához. Nevezze el tetszés szerint (én az enyémet "b" -nek neveztem el). 7. Kattintson a lefelé mutató nyilat az új réteg aljára mozgatásához.8. Válassza ki a téglalap eszközt az eszközpanelen.9. Kattintson a jobb gombbal a képernyő alján található kék színmintára, és válassza a Beütés beállítása lehetőséget. Kattintson a jobb gombbal a szürke színmintára, és válassza a Kitöltés beállítása lehetőséget. Kattintson és húzza, hogy rajzoljon egy téglalapot a tábla köré. Válassza ki a nyíl eszközt, majd válassza ki és húzza a téglalap mindkét oldalát jobbra a tábla széléig. A kijelzőnek valahogy így kell kinéznie: 13. Kattintson a jobb egérgombbal a képernyő alsó részén található fekete színmintára, és válassza a Kitöltés beállítása lehetőséget. Kattintson ismét a jobb gombbal a fekete színmintára, és válassza a Beütés beállítása lehetőséget.14. Kattintson a szem ikonra a rétegek palettán a b réteg kikapcsolásához. Kattintson és húzza a tábla kiválasztásához (vagy kattintson az összes látható ikon kiválasztására az eszköztáron). Negatív a kép (Menühatások: Szín: Negatív) 17. Kattintson ismét a b réteg szem ikonjára. Valami ilyesmit kell kapnia: 18. Kattintson a Mentés másként gombra, majd módosítsa a fájltípust PDF-re Kairón keresztül, és fűzze hozzá a _out fájlt a fájlnévhez (pl. Kattintson ismét a Mentés másként gombra az alapértelmezett SVG formátumként való mentéshez.

3. lépés: Készítsen fóliákat

Ez a rész is némi kihívást jelentett. A probléma az, hogy a legtöbb lézernyomtató nem készít igazán sötét nyomatokat, ezért némi fény szivárog át a fekete területeken. Sokféle módszert kipróbáltam a festék szelektív sötétítésére: száraz törlés jelölők, bélyegzőtinta festék, zsírkréta, szén, grafit, lágyító/melegítő + további festékkezelés, stb. Egyik sem működött. Íme, ami számomra következetesen működik:

1. Kezdje apró grafikákkal-forgó papírvágóval vágom át az átlátszó lapokat negyedekre (4,25 x 5,5) 2-3 lapra egyszerre. A kis műalkotások jobbak, mert az áttetsző anyag hővel kapcsolatos torzulásai csökkennek. 2. Az utolsó lépésben nyissa meg a PDF -fájlt az Adobe Reader alkalmazással, és nyomtasson az átlátszó lapokkal töltött lézernyomtatóra. A nyomtatómhoz (Brother HL-5250DN) a következő beállításokat használom: Felhasználó által meghatározott papírméret (4,25 x 5,5), nincs duplex, kézi adagolás, 1200 dpi, legsötétebb denzitás. Nagy tipp itt: Ugyanazon nyomtató több példányát is telepítheti a Windows rendszerbe, ezért adjon hozzá egy új, PCB_Laser nevű nyomtatót a meglévő lézernyomtató másolataként, majd kattintson a jobb egérgombbal, és módosítsa az alapértelmezett értékeket a PCB átlátszóság nyomtatásához szükséges módon. 3. Nyomtassa ki a felső és alsó grafikákat. Emelje fel a művet a fény felé: Lát -e fényt a fekete területeken? Ha az eredményei hasonlóak az enyémhez, akkor elegendő lesz a szivárgás, hogy problémákat okozzon az ellenállással. Vegye figyelembe, hogy a festéksűrűség pontos megítéléséhez valóban szüksége van néhány nagyobb fekete területre. Ha szuper sűrű festékkel van megáldva, ugorjon a 8. lépésre, ellenkező esetben folytassa, és nyomtassa ki a fóliák második példányát. 4. Ezután szükség van egy rögtönzött fénytáblára a grafika igazításához. Ez lehet olyan egyszerű, mint egy napsütötte ablakra ragasztott papír, vagy egy sekély tálca, amely egy jégkorong-korong méretű fényt tartalmaz, amelyet egy papírlap és egy üveglap borít. A szkenner háttérvilágítása nagyszerű asztalt készít. Csak futtasson letapogatást átlátszóság/negatív módban-valószínű, hogy a szkennelés után néhány percig bekapcsolva hagyja a háttérvilágítást, majd vegye le a fedelet és fordítsa meg. A fejre szerelt nagyító lencse használata jelentősen elősegíti a grafika összehangolását. 5. Ezután az átlátszó párokat (2x felül, 2x alul) összeragasztjuk, hogy megduplázza a festéksűrűséget. Ehhez vegyen egy példányt minden fóliából, és vigyen fel permetező ragasztót a festékoldalra. Meg lehet állapítani, melyik festékoldal van, ha megfigyeljük a fény visszaverődését az átlátszóság felületéről; a festék fénytelennek tűnik a festék oldalon. 6. Helyezze a nem ragasztó bevonattal ellátott átlátszó festékoldallal lefelé a világítóasztalra-érdemes lazán ragasztani a lap sarkait a világítóasztalhoz (hajtsa fel a szalagot a végén, hogy könnyen felhúzhassa) utána). 7. Óvatosan igazítsa (regisztrálja) a ragasztóval bevont fóliát a bevonat nélküli fóliával. Ha igazított, nyomja meg erősen a két lap ragasztásához. 8. Hajtsa át az igazított fóliákat a laminálón a leghidegebb beállításon, hogy tartósan összeragaszthassa a rétegeket. 9. Igazítsa össze a felső és alsó grafikát (festékoldallal befelé) és ragasztószalaggal, és hagyjon elegendő helyet a NYÁK közötti csúsztatáshoz. Alternatív megoldásként, ha a szegély legalább egy hüvelyk a tábla körül, akkor permetező ragasztót vihet fel egy 1/2 hüvelykes csíkra két szélén úgy, hogy a maszk többi részét egy papír sarkával lefedi. ügyeljen arra, hogy a ragasztószalag és a tábla széle között legalább 1/4 távolság legyen.

4. lépés: Készítse elő a rézburkolatot

Óvatosan tisztítsa meg a rézbevonatú anyagot súrolópárnával és fehérítőt tartalmazó súrolószerrel (pl. Soft Scrub w/Bleach). Csiszoljon 320 vagy 400 szemcsés nedves/száraz csiszolópapírral, hogy érdessé tegye a felületet és biztosítsa a megfelelő tapadást. Szárítsa meg a táblát, ügyelve arra, hogy ne érintse meg a táblát kesztyű nélkül (nehogy bőrzsírok kerüljenek a táblára).

5. lépés: Laminálás

A NYÁK laminálásának néhány lehetséges módja van. Az MG Chemicals javasol egy mappát és laminált megközelítést. Mások azt javasolják, hogy hő vagy víz (vagy mindkettő) alkalmazásával rögzítsék az ellenálló anyagot a NYÁK -hoz a laminálás előtt. Szerencsém volt ezzel a megközelítéssel: 1. Tegye a munkaterületét fénybiztonságossá: Kapcsolja be a poloskafényt, és kapcsoljon ki minden fluoreszkáló vagy> 40 wattos izzót. 2. Vágja le a laminált anyagot 1/2 hüvelykkel a táblánál hosszát, ha kétoldalas lapot készít) 3. Óvatosan húzza le a belső fólia első fél centiméterét (mindig a göndör belső oldalán). 4. Óvatosan igazítsa be a laminátumot, ügyelve arra, hogy a laminátum teljesen lefedje a táblát. mindkét oldalon (ha kétoldalas). 5. Nyomja a fedőlap első fél centiméterét a táblához. 6. Óvatosan húzza le a fennmaradó belső réteget fél hüvelyk hosszan lefelé, miközben egyidejűleg nyomja a fedetlen laminátumot a táblához. Vigyázzon, nehogy ráncokat hozzon létre. Ha szükséges, hasonló módon folytassa a hátoldalon. 8. Vezesse át a táblát a laminálón (ha a lamináló teljesen felmelegedett). Fordítsa meg újra, és menjen át a laminálón.

6. lépés: Tegye le

Helyezze a laminált NYÁK-t az előzetesen regisztrált fóliák és a ragasztószalag közé. Ragassza fel a Stouffer 21 lépéses érzékenységi útmutatóját a NYÁK nyitott részén, ha az expozíciós folyamat kalibrálását tervezi. Szorosan nyomja a grafikát a NYÁK -hoz, hogy megakadályozza a fény szivárgását a nyomai alatt. Ezt megteheti két üveglappal, vagy lehetőleg vákuumtasak vagy vákuumkeret segítségével. Ezt a szerelvényt oldalanként körülbelül 5-8 percre fényes napfényre helyezheti, vagy használhat más, általa választott UV-forrást. Ne feledje, hogy a NYÁK és a grafika szoros illeszkedése ellenére a kollimáció (a fénysugarak párhuzamossá tétele) fontos a finom nyomok eléréséhez-itt talál útmutatást a kollimált UV-fényforrás létrehozásához.

7. lépés: Fejlesztés

Kövesse a gyártó utasításait a fejlesztői oldat (általában nátrium -karbonát vagy kálium -karbonát) elkészítéséhez és a tábla kifejlesztéséhez (a kifejlesztés eltávolítja az UV -fénynek nem kitett ellenállásokat).

8. lépés: Etch

Használja kedvenc maróját-csak gondosan gondolja át a jövőbeni ártalmatlanítást, és fontolja meg a zöld folyamatot, például a peroxid/réz-klorid maratási eljárást (szó szerint zöld is). És ha bele akarunk mélyedni az érintett kémia apró részleteibe, ez az oldal az Ön számára.

9. lépés: Csík

Ehhez nátrium-hidroxidra (NaOH) lesz szüksége-ez az, amivel Brad Pitt égeti Edward Norton kezét a Fight Clubban, feloldja a zsírt, és a bőre nagyrészt zsírból áll, ezért legyen óvatos. Ellenőrizze a helyi vegyszerellátó házakat-szerencsém volt: a szomszédom szappant készít, ezért csak felugrottam, és megkérdeztem, hogy kölcsönkérhetek-e egy csésze lúgot!

10. lépés: Forrasztómaszk és selyemszita

Vigye fel a forrasztómaszkot a maratott tábla súrolásával és új laminálásával új ellenálló réteggel, majd távolítsa el a védő külső fóliát, és vigyen fel egy második réteg ellenállást a duplájára. Most tegye ki stop és selyemnyomásos rétegekkel, és fejlessze a korábbiakhoz hasonlóan (az expozíció az extra vastagság miatt kissé tovább tarthat). Süssük kenyérpirítóban 200-220 ° F-on körülbelül 10 percig (feltétlenül támassza fel a táblát, hogy az ellenállás ne ragadjon a kenyérpirítóhoz). Távolítsa el a táblát a kenyérpirítóból, és fehér zsírkrétával töltse ki a selyemképernyős szöveget, amíg a tábla még meleg. Törölje le a felesleges zsírkréta viaszt egy törülközővel, és fogpiszkálóval távolítsa el a felesleges viaszt a barázdákból és nyomokból.

11. lépés: Forrasztó paszta sablon

Ha idáig eljutottál, akkor bizonyára elhúztál néhány késő éjszakát, és bőséges mennyiségű szénsavas (és koffeintartalmú) italt fogyasztottál. Ha igen, ragadja meg az egyik szóda kannát, és ollóval vagy könnyű ollóval vágja le a tetejét és az alját. Próbálja meg szépen vágni szaggatott élek nélkül. Ezután vágja hosszában, hogy körülbelül 8 "és 4" méretű alumíniumcsíkot kapjon. Ez a csík nagyon göndör lesz, de nem lehet "hajlítani" ráncok nélkül. A következő lépésekhez vagy foglalkozhat a göndörödéssel, vagy lágyíthatja a fémet úgy, hogy kenyérpirító sütőben körülbelül 450 F -ra melegíti, majd lassan visszahűl. Ezután a festék eltávolításához 220–320 szemcsés, nedves/száraz csiszolópapírral csiszolja a doboz belső és külső oldalát is (vegye figyelembe, hogy a doboz belső oldalán tiszta festék található-különben a szóda átmegy rajta). Ehhez használhat nagy teherbírású festékeltávolítót, de a csiszolópapír kicsit zöldebbnek tűnik. Miután leszedte az összes festéket, alaposan dörzsölje át SoftScrub -val és fehérítővel, hogy eltávolítsa az olaj minden nyomát. Következő laminált fotoreziszt mindkét oldalon, ugyanúgy, mint a NYÁK -nál. Készítse el grafikáját a tcream réteg használatával, mint korábban, de ezúttal ne készítsen negatívokat-az Eagle kimenete már negatív! Győződjön meg róla, hogy két fóliát készít elöl és hátul (és ügyeljen arra, hogy az elülső rész tükröződjön, így a festék ellenáll az ellenállásnak). Fejleszteni kell, mint korábban, és hígított sósavban maratni. A HCl -t körülbelül 50% -ra hígítottam (savat öntsünk vízbe, nem fordítva). A maratás lassan kezdődik, amíg el nem távolítják az oxidréteget, majd jelentősen felgyorsul. Ne maratjon túl gyorsan, különben a tábla felmelegszik, és leáll az ellenállás. Ha a helyén hagyja az ellenállást, akkor ~ 5 milliós sablonja lesz, vagy lehúzhatja az ellenállást, hogy ~ 2 milliós sablont kapjon-de vigyázzon, a NaOH valamivel kisebb szívóssággal támadja meg az alumíniumot, mint a HCl (koncentrációtól függően). Ezután használja a meghibásodott táblákat (ezek közül néhánynak már rendelkeznie kell) egy forrasztópaszta -berakó felszereléséhez. Vigye fel a forrasztópasztát egy festékkaparóval vagy hasonlóval, helyezze el az alkatrészeket, és folytassa az újratöltéssel.

12. lépés: Reflow

Elég egyszerű dolgok: melegítse, amíg a forrasztópaszta el nem olvad, majd hűtse le. Ügyeljen arra, hogy meglehetősen erős réz- vagy alumíniumlemezt használjon a hő egyenletes eloszlatására. Amint az összes forrasztóanyag megolvad, vegye le a fémlemezt a főzőlapról, és tegye egy hűtőbordára, hogy a hőmérséklet gyorsan visszaérjen-a cementgarázs padló kiválóan működik-csak győződjön meg róla, hogy sütőfülkéket használ (de ne süssön sütiket) velük utánaâ € ¦). Előfordulhat, hogy az átfolyás után meg kell tisztítania néhány áthidaló csatlakozást. Ehhez csak forrasztópisztolyt és sok fluxust használjon (szeretem az Orange Crush -t). Kapcsolja be az energiát és gyújtsa fel! BTW, véletlenül túl magasra emeltem a hőmérsékletet az első táblán, és ennek eredményeként hűvös színátmenetes színhatást kaptam a forrasztómaszkon (lásd az intro képet). Azt hiszem, az alkatrészek még mindig specifikációban voltak, de akkoriban nem volt alatta jó hőelosztó, így nem lehetek biztos abban, hogy a szonda ugyanazt a hőmérsékletet olvassa, mint a tábla. A tábla eddig rendben lévőnek tűnik…-Nos, ennyi-könnyű, mi? Feltétlenül nézze meg a közelgő IncoherentLabs.com webhelyemet. Most érezd jól magad, és mentsd meg a világot!