Лучшая технология создания одноразовых печатных плат

111

Я наконец создал лабораторию для разработки электроники. У меня есть немало проектов, которые я хотел бы проверить. Я несколько раз пробовал использовать тонер / железо для принтера, но обнаружил, что не могу создать мелкий шаг, так как они отрываются при удалении бумаги для принтера. Несколько человек упомянули, что это связано с использованием лазерной струи Samsung против HP.

Мне интересно, какие методы вы используете для разработки печатных плат для одноразовых в вашей лаборатории или дома (как я). Я пытаюсь быстро отследить переход к компонентам SMT / SMD и хотел бы получить советы от опытных экспертов по лучшим методам создания печатных плат, чтобы проверить концепции платы перед отправкой их на печатную плату MFG. Я хотел бы что-то, что уравновешивает стоимость, время и красоту готового продукта, ориентированного на любителя (на данный момент) и на компоненты SMT / SMD.

Пожалуйста, включите фотографии / документацию вашего предпочтительного метода. Заранее спасибо за ваш пост.

ThaKidd
источник
Быстрая цепь машина. Это станок с ЧПУ, который удаляет медь механически и без вредных химикатов.
Брайан Карлтон
1
Поскольку это было помечено как дубликат только что закрытого вопроса: я только что загрузил групповое обсуждение 30 страниц о методе переноса тонера в этот файл с выпадающим списком. Прочитайте там и вернитесь и задайте соответствующие вопросы, если кажется, что использовать.
Рассел МакМахон
3
@Russell - 30 страниц - это много, и я думаю, в нем тоже будет шум. Не могли бы вы просто опубликовать суть этого здесь?
Стивенв
1
Много шума. Разговорный стиль. Сокровище для одних, грязь для других. Кто-то, использующий свой мозг, может перенести его в моменты, по сравнению со временем, которое понадобится мне для неизвестной пользы. Я зашел так далеко, что использовал GMail для объединения потоков, сделал из него документ Word и разместил его в Dropbox. В то время, когда мне потребовалось сделать это, вопрос был закрыт. Я построил это. Если они заботятся, они придут :-). Если нет, то это нормально.
Рассел МакМахон

Ответы:

72

Для одноразовых или прототипов я использую:

  • Трансферная пленка Press-n-Peel с лазерным принтером (синий)
  • Стальная вата и моющее средство для очистки заготовки печатной платы, затем короткое травление в персульфате аммония: это дает очень чистую поверхность, важную для хорошего переноса с пленки
  • Ламинатор для переноса рисунка на печатную плату; Я изменил ламинатор, чтобы немного повысить его рабочую температуру, и печатная плата немного толще для ламинатора, но он работает
  • Персульфат аммония, сделанный с горячей водой в контейнере с мороженым, и который сидит в ванне с горячей водой (больший контейнер с мороженым)

Это дает хорошие результаты вплоть до ширины трасс 10 мил; может быть лучше, но пока не нужно.

Для двухсторонних плат я приклеиваю два слоя пленки Press-n-Peel к двум обрывкам печатной платы по краям, чтобы можно было правильно выровнять два слоя, затем вставляю пустую печатную плату и пропускаю ее через ламинатор. Вот несколько картинок для иллюстрации:

альтернативный текстНижняя (левая) и верхняя (правая) простая двухсторонняя доска (верхняя часть печатается зеркально, чтобы они перекрывали ее при переворачивании). Обычно я печатал на синюю пленку Press-n-Peel, просто используя бумагу для иллюстрации.

альтернативный текст Одной стороной приклейте к печатной плате (левая сторона) и печатные стороны обращены друг к другу, поднесите их к источнику света и выровняйте другую так, чтобы все отверстия и контур платы совпали.

альтернативный текстЗдесь они оба прилипли к лому печатной платы. Теперь вы можете положить чистую чистую печатную плату между двумя (вероятно, лучше всего приклеить ее на обе стороны, чтобы избежать каких-либо движений) и пропустить ее через ламинатор (или гладить), чтобы перенести тонер на печатную плату.

Вы можете склеить два кусочка пленки или бумаги вместе, не используя клочок печатной платы, но когда вы положите между ними пустую плату, вы можете получить некоторое относительное движение, когда они сгибаются вокруг толстой печатной платы. С ломом той же толщины, что и чистая печатная плата, они остаются в нужном месте.

Настольная дрель хороша для любого бурения. Я использую сверла диаметром до 0,5 мм, но с хвостовиками 3 мм, чтобы их можно было легко удерживать в сверлильном патроне.

Для сквозных отверстий я припаиваю тонкий медный провод к контактам с обеих сторон. Провод идет от многожильного гибкого кабеля; отдельные нити имеют диаметр около 0,2 мм или 8 мил. Это займет некоторое время!

А для пайки я помещаю паяльную пасту с помощью шприца с тонкими наконечниками, помещаю детали с помощью тонкого пинцета и затем оплавляю их на электрической сковороде. Еще несколько картинок:

альтернативный текст

Шприцевая паяльная паста на прокладки SMD.

альтернативный текст

Размещение компонента с помощью пинцета

альтернативный текст

Finshed Board - PCB была сделана профессионально, но я собрал компоненты и спаял, как описано здесь. Это резисторы и конденсаторы размером 0402 (довольно маленькие, удивительно легко теряемые), акселерометр в корпусе QFN-16 (4x4 мм) и микросхема памяти в 8-выводном корпусе без выводов, аналогичного размеру SOIC-8. (Это часть небольшого регистратора данных акселерометра, см. Vastmotion.com.au ).

Удачи!

Джон Галлант
источник
1
Не могли бы вы немного подробнее описать метод, который вы используете для двухсторонних плат? У вас есть фотографии вашего процесса или ссылки, по которым вы усовершенствовали свой процесс? Также мне было бы очень интересно узнать больше об использовании паяльной пасты. Спасибо!
ThaKidd KG5ORD
1
Да, это было немного отрывочно! Я добавил несколько картинок для иллюстрации процесса.
Джон Галлант
3
Отличный ответ Джон. Надеюсь, это займет первое место.
Ежик
3
Паяльная паста для спринцевания довольно медленная. В вашем местном хозяйственном магазине, вероятно, есть несколько листов латунной прокладки 0,003 "или 0,005". Если вы вытравите его как печатную плату, вы можете сделать из него трафарет. Вот изображение трафарета, который я сделал: imgur.com/UulSo (Этот использовался на сотнях досок.) Больше здесь: delorie.com/pcb/brass
markrages
1
Как называется «трансферная пленка для прессы» в магазинах? Googling находит много вещей, называемых так, но никто не продает себя для изготовления печатных плат.
Cerin
59

Если у вас нет крошечных бюджетов, просто профессионально подберите доски.

Действительно, вы можете получить такую ​​хорошую сделку на печатных платах с такими поставщиками, как:

  • 33Each.com - 60 квадратных дюймов, двусторонний, 6/6 интервал. 33 доллара США, минимальный заказ: 4 (1, если у вас есть адрес университета)
  • GoldPhoenix - подходит для больших пробегов, стоимость варьируется в зависимости от требований.
  • ExpressPCB - 3 платы по цене $ 51, двухсторонние, без паяльной маски или шелка, жесткие размеры 3,8 × 2,5
  • AP Circuits - Нет личного опыта, см. Комментарии ниже.
  • Sunstone Circuits - всего за 28 долларов за прототип. Быстро и качественно, у меня никогда не было проблем (от Гарретта Фогерли).
  • ОШ Парк - 5 кв. В двухстороннем, $ 10 кв. В, 4 слоя. Доски поставляются с фиолетовой (!) Паяльной маской.

В общем, я обнаружил, что (по крайней мере, для меня), совершенно не стоит пытаться делать свои собственные доски, когда я могу купить более хорошую доску или ~ 50 долларов.

Кроме того, с большинством профессионально сделанных досок вы получаете все тонкости, такие как паяльная маска и шелкография. Наличие паяльной маски значительно облегчает пайку компонентов с небольшим шагом, а шелк значительно облегчает заполнение компонентов, особенно когда платы становятся большими.

Сколько стоит ваше время?


Редактировать: Удалить BatchPCB из списка, так как они больше не существуют ( продано OSH Park в 2013 году).

Коннор Вольф
источник
21
Я могу подготовить доску к сборке менее чем за час. За мое время 30 фунтов в час, это очень рентабельно для меня. Я мог бы сделать более красивую доску для этого, но мне пришлось бы подождать пару недель.
Леон Хеллер
7
Фальшивое имя: Я согласен, что вы можете получить отличные результаты от PCB MFG ... однако, я должен пойти с Леоном на этот раз. Если я получу дикие волосы до чертиков, я хочу быть в состоянии построить их за несколько часов против ожидания более двух дней. Однако, если я собираюсь сделать несколько из них, я определенно отправляю PCB в MFG.
ThaKidd KG5ORD
4
@ Леон Хеллер - Менее часа? В самом деле? В том числе бурение? Я полагаю, на ваших досках меньше отверстий, чем почти во всех моих проектах.
Коннор Вольф
4
@ Фальшивое имя: SMT - это будущее.
г-н Ежик
5
Все, что я мог бы сделать, нуждается в одном слое меди, которое я могу сделать с помощью veroboard и двухточечной проводки. Все остальное, что я разослал на apcircuits.com (одно- или двухслойный, очень быстрый оборот) или на sunstone.com (многослойные, более крупные платы, большой объем). Не стоит тратить время на гравирование своих собственных досок, особенно двусторонних.
akohlsmith
16

Я получаю отличные результаты (до 8/8 мил), используя технику фототравления. Я использую дешевый струйный принтер HP 5940 с пленкой Mega Electronics JetStar Premium для прозрачных пленок с предварительно покрытыми плитами с положительным сопротивлением, выставленных в самодельном устройстве для воздействия ультрафиолета. Доски разрабатывают в растворе гидроксида натрия и протравливают в хлориде трехвалентного железа в небольшом пластиковом контейнере в старой миске для мытья посуды, содержащей около 1 дюйма очень горячей воды. Маленький контейнер перемешивают вручную, и травление занимает около 5 минут. I можно сделать доску примерно за 20 минут, не считая сверления.

Вот одна из моих досок.

Эта группа является очень хорошим ресурсом для изготовления печатных плат в домашних условиях.

Леон Хеллер
источник
До сих пор я использовал метод соляной кислоты + перекись водорода. Насколько грязный процесс вы используете? Какой вид утилизации требуется? Спасибо за ссылку, я собираюсь взглянуть на это прямо сейчас.
ThaKidd KG5ORD
1
Хлорид железа плохо окрашивает вещи. Это длится очень долго, и жизнь можно продлить, добавив соляную кислоту. Небольшие количества, используемые дома, могут быть смыты в туалете, содержание меди минимально, и хлорид железа используется водохозяйственными компаниями.
Леон Хеллер
Полезно знать ... Здесь, в штатах, я не хотел бы, чтобы EPA стучало в мою дверь.
ThaKidd KG5ORD
9

Я не опытный эксперт, но ... я учился у них.

У меня есть второй самый дешевый моно принтер Samsung, и у меня нет проблем с мелкими следами; Я сомневаюсь, что это ваш принтер.

У меня был хороший успех с ламинаторами, но недавно кто-то сказал мне, что это может быть опасно на более дешевых моделях с неправильным экранированием (так как плата обладает высокой проводимостью).

Я вернулся к глажению для двухсторонних досок, так как это кажется немного более точным. Если вы не получаете хорошую передачу, попробуйте использовать электрический шлифовальный станок с очень высокой скоростью шлифования, чтобы сделать его намного чище, чем любая абразивная щетка. Затем, самое важное, что нужно сделать при использовании утюга - это сильно давить , например, очень сильно, и удерживать его на месте не менее 30 секунд за раз. Если у вас нормальная глянцевая бумага и вы не видите следов, вы, вероятно, не готовы впитаться.

Другая вещь, которую я нашел, чтобы помочь, это иметь 2 мм или около того границы вокруг всей цепи. Это сначала имеет тенденцию к прилипанию и помогает предотвратить движение бумаги во время глажения.

В настоящее время мой комплект состоит из следующих предметов:

Моя новая камера прибывает сегодня, и я намереваюсь запустить "веб-сайт путешествия", поскольку я и изучаю и экспериментирую с электроникой. Одним из первых видео, которое я выложу, будет процесс производства моей печатной платы.

Мистер Ежик
источник
1
Интересно .. Я бегу с Samsung ML-2250. Я не заменил тонер в течение нескольких лет. Я попробую ваше предложение и заменим этот тонер. Мне было бы очень интересно увидеть ваш сайт / видео. Пожалуйста, оставьте ссылку в комментариях, когда его вверх. С нетерпением ждем, чтобы проверить это.
ThaKidd KG5ORD
4
Я думаю, что проблема № 1 у каждого, кто делает свои собственные платы, заключается в том, что они на самом деле не начинают с CLEAN меди. Чистая медь розоватая, а не медная. Тщательно вымойте его и дайте ему 15 секунд в ванне для протравливания, затем немедленно смойте его дистиллированной водой. Вы заметите, что доска ярко-розовая. Это чистая медь.
akohlsmith
@ThaKidd: я добавил новый ответ, так как он связан с этой темой (слишком долго для комментария). Я еще не сделал прохождение игры - надеюсь, это будет дальше.
Ежик
Странно, еще тогда, когда я еще делал свои собственные доски, прижимание к утюгу было ключом к его поломке: тонер таял и текл вбок! Возможно, мой принтер положил тонер слишком щедро или что-то :)
Роман Старков
1
Stackoverflow, кажется, ломает большинство ваших ссылок с какой-то хитрой системой отслеживания. Они отображаются как http://rads.stackoverflow.com/amzn/click/<id>и перенаправляют на страницу 404, даже если ваши исходные ссылки все еще работают.
Церин
4

Я только что закончил создание учебного пособия о том, как построить Bubble Etch Tank (без подогрева) дома, с минимальными затратами и усилиями. Надеюсь, это будет кому-то полезно:

  1. Что вам нужно
  2. Сантехническая система
  3. Делать пузыри
  4. Корзина для печатных плат

Я бы рекомендовал увеличить разрешение до 720p, но, конечно, это необязательно.

Я буду добавлять дальнейшие обновления (например, видеть танк в действии) на 13 вольт довольно скоро.

Мистер Ежик
источник
3

Спасибо всем за ваши ответы. Я считаю, что принял решение относительно будущего дизайна печатной платы. Я провел какое-то безумное исследование и наткнулся на какое-то оборудование, которое, я считаю, могло бы быть лучшим маршрутом. Это не только экологично, но и полезно во многих других отношениях. Реквизит должен пойти к Брайану для запуска исследований, которые привели к прозрению.

Вместо этого я имею дело с химикатами, которые требуют утилизации, времени и не идеальны, так как я живу в квартире, я решил построить мельницу с ЧПУ. Существует множество учебных пособий, и кажется, что их можно собрать за ~ 500 долларов (или меньше, если используются спасенные части). Вот несколько ссылок, которые я нашел до сих пор.

Instructables

Engaget (1of3) , (2of3) и (3of3)

Мельница будет не только использоваться для удаления меди, но также может быть использована для создания маски припоя. Это позволило бы упростить производство SMD / SMT с использованием метода оплавления сковороды.

Я планирую провести дальнейшие исследования, чтобы выяснить, можно ли собрать комбинированный станок с ЧПУ, который также использует преимущества пластикового принтера RepRap 3D . Представьте себе возможности этого убийственного комбо. Вы можете изготовить практически что угодно, и это должно стоить менее 1000 долларов.

оборота ThaKidd
источник
1
Как вы планируете добавить маску припоя к платам с помощью ЧПУ? Вы покупаете предварительно замаскированные медные платы и эффективно «отшлифуете» паяльную маску для прокладок, а затем углубляетесь, чтобы удалить паяльную маску и медь для следов?
akohlsmith
2
Если вы не тратите много денег, фрезерование печатных плат идет очень медленно.
Леон Хеллер
@LeanHeller, @ThaKidd, Мы используем станки с ЧПУ в моей школе как простой процесс (также химическое травление). Они медленные и биты дорого заменить.
Кортук
В частности, reprap.org/wiki/Automated_Circuitry_Making показывает печатную плату , обработанную RepRap.
Дэвидкари
@ThaKidd, пожалуйста, оставьте отзыв о вашем опыте работы на станке с ЧПУ. У меня есть фрезерный станок с ЧПУ, но мне еще предстоит фрезеровать печатную плату, так как она кажется довольно трудоемкой. Обратите внимание на то, что вы можете получить хорошего прото за 100 долларов за несколько дней или 20-30 долларов за неделю, если хотите подождать.
BrianV
3

Я бы тоже проголосовал за дешевый китайский оффшор. Iteadstudio.com может сделать 10 досок 50x50 мм за 10 долларов, а 3-дневная авиаперелет при заказе составляет <30 долларов. Общее время оборота составляет чуть более недели. Я слышал, что seeedstudio.com очень похож (и, возможно, на самом деле использует тот же потрясающий PCB). Вы получаете паяльную маску, шелкографию, переходные отверстия, покрытие, шебл обшивки. Единственным недостатком является то, что они могут делать только 1 унцию меди толщиной, и они не очень точны на крошечных шагах (их минимум 8 мил.)

Для того, чтобы сделать мой собственный, я бы порекомендовал против фрезерный станок с ЧПУ. Да, приятно, что вы можете сверлить ту же доску, что и фрезерную, но при фрезеровке образуется стеклянная пыль, которая очень вредна для ваших легких, и она легко разбивает мелкие кусочки, которые вам нужны, а обработка кромки довольно рваная и не заслуживает доверия небольшие поля Вместо этого я бы выбрал фоточувствительные плиты с УФ-покрытием. Лазерная печать маски (обратная) на прозрачных пленках. Экспонировать на ультрафиолетовой кровати (можно построить самостоятельно, если вы действительно этого хотите). Развивайте. Etch.

Тогда этот станок с ЧПУ все еще может пригодиться для сверления доски :-) Таким образом, вы все равно не сможете получить сквозное покрытие, переходные отверстия и т. Д.

Джон Ватт
источник
1
Единственное реальное оправдание для создания собственного - это случаи, когда тот факт, что вы можете спроектировать, изготовить и протестировать схему в течение нескольких часов одного дня, важен для прогресса вашего общего проекта. Ну, это и люди РФ, и другие, кому нужна экзотика.
Крис Страттон
pcbshopper.com - отличное место для поиска и сравнения производителей печатных плат. (Я просто пользователь, никаких других подключений).
user1139880
2

Я не получал достоверных результатов, гладящих при передаче тонера. Я сделал мод старое вафельницу под названием PCB Press . Мне нравится возможность создавать прототип платы дома менее чем за час. Если мне нужно что-то профессионального качества, я отправляю протестированный прото в потрясающий дом.

MarkSchoonover
источник