Πώς να φτιάξετε ένα τυπωμένο κύκλωμα (PCB)

Εάν βρίσκεστε στην ηλεκτρονική, τα PCB είναι μερικά από τα πιο συνηθισμένα πράγματα που θα δείτε. Αυτά τα τραπέζια κάνουν τη ζωή μας πιο εύκολη εξαλείφοντας όλα αυτά τα καλώδια σύνδεσης και τις πλάκες. Αν σχεδιαστεί σωστά, θα μειώσει το μέγεθος της συσκευής σας και μπορεί να φαίνεται πολύ σέξι.

Τι είναι ένας πίνακας κυκλωμάτων; Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) υποστηρίζει μηχανικά και συνδέει ηλεκτρικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα χρησιμοποιώντας αγώγιμες τροχιές, μαξιλάρια και άλλα χαρακτηριστικά χαραγμένα από φύλλα χαλκού που έχουν ελασματοποιηθεί επάνω σε ένα μη αγώγιμο υπόστρωμα. Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έχει προκαθορισμένες χάλκινες τροχιές σε ένα αγώγιμο φύλλο. Οι προκαθορισμένες διαδρομές μειώνουν την καλωδίωση, μειώνοντας έτσι τις βλάβες που προκύπτουν λόγω χαλαρών συνδέσεων. Απλά πρέπει να τοποθετήσετε τα εξαρτήματα στο PCB και να τα συγκολλήσετε.

Σε αυτό το σεμινάριο, θα σας δείξω πώς μπορείτε εύκολα να κάνετε πίνακες κυκλώματος στο σπίτι. Με τον τρόπο αυτό θα σας εξοικονομήσει πολύ χρόνο από την απομάκρυνση των σφαλμάτων και τον διπλό έλεγχο των συνδέσεων σε ένα breadboard. Μπορείτε ακόμη και να φτιάξετε το δικό σας Arduino αφού περάσετε από αυτό το φροντιστήριο DIY Arduino μετά από αυτό. Έτσι, καθίστε πίσω και δείτε πώς γίνεται!

Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τρόποι για να δημιουργήσετε ένα Circuit Board;

Υπάρχουν και στις τρεις βασικές μεθόδους για να φτιάξετε ένα PCB:

1.Χρόνος με γυαλιστερό χαρτί.

2.Circuit με το χέρι στο PCB.

3.Επεξεργασία χείλους αιχμής.

Δεδομένου ότι η μέθοδος λέιζερ είναι η βιομηχανική μέθοδος για την παραγωγή PCBs, θα ξεκινήσουμε με λεπτομέρειες για τις δύο πρώτες μεθόδους.

Σχεδιασμός PCB:

Ο σχεδιασμός των PCB γίνεται συνήθως με τη μετατροπή του σχηματικού διαγράμματος του κυκλώματος σας σε διάταξη PCB χρησιμοποιώντας το λογισμικό διάταξης PCB. Υπάρχουν πολλά δροσερά πακέτα λογισμικού ανοιχτού κώδικα για τη δημιουργία και το σχεδιασμό διάταξης PCB.

Μερικοί παρατίθενται εδώ για να σας δώσουν ένα ξεκίνημα:

1. Cadsoft Eagle

2. PCBWizard

Σχεδιάζοντας ένα σχηματικό κύκλωμα στο Cadsoft Eagle:

Στο Eagle: Αρχείο> Εξαγωγή> ImageBe βεβαιωθείτε ότι έχετε ορίσει DPIG στο 1200 για καλύτερη ποιότητα

Ποια υλικά απαιτούνται για την κατασκευή ενός κυκλώματος;

Χρειάζεστε επίσης: σκόνη / διάλυμα FeCl3 (ίδιο με το διάλυμα χάραξης), φωτογραφία / γυαλιστερό χαρτί, μόνιμο μαύρο δείκτη, κόπτη λεπίδων, γυαλόχαρτο, χαρτί κουζίνας και βαμβάκι.

Για αυτό το σεμινάριο, ας σκεφτούμε να φτιάξουμε ένα PCB για ένα απλό έργο - ένα Touch Switch χρησιμοποιώντας το IC555.

ΒΗΜΑ 1: Πραγματοποιήστε εκτύπωση της διάταξης πλακέτας

Πραγματοποιήστε εκτύπωση από τη διάταξη PCB χρησιμοποιώντας έναν εκτυπωτή laser και το φωτογραφικό χαρτί A4 / γυαλιστερό χαρτί. Λάβετε υπόψη τα ακόλουθα σημεία:

• Πρέπει να τραβήξετε τον καθρέφτη.
  

• Επιλέξτε την έξοδο με μαύρο χρώμα τόσο από το λογισμικό σχεδιασμού PCB όσο και από τις ρυθμίσεις του προγράμματος οδήγησης του εκτυπωτή.
  

• Βεβαιωθείτε ότι η εκτύπωση γίνεται στη γυαλιστερή πλευρά του χαρτιού.
  

ΒΗΜΑ 2: Κόψτε την πλάκα χαλκού για την πλακέτα κυκλωμάτων

Κόψτε τη χάλκινη σανίδα σύμφωνα με το μέγεθος της διάταξης χρησιμοποιώντας ένα εργαλείο κοπής ή ένα κόπτη.

Στη συνέχεια, τρίψτε την πλευρά χαλκού του PCB χρησιμοποιώντας χαλύβδινο μαλλί ή λειαντικά σφουγγαράκια. Αυτό απομακρύνει το ανώτερο στρώμα οξειδίου του χαλκού καθώς και το στρώμα φωτοανθεκτικότητας. Οι λειανόμενες επιφάνειες επιτρέπουν επίσης την καλύτερη εμφάνιση της εικόνας από το χαρτί.

ΒΗΜΑ 3: Μεταφέρετε την εκτύπωση του PCB στην πλάκα χαλκού

Μέθοδος 1: Μέθοδος σιδήρου σε γυαλιστερό χαρτί (για σύνθετα κυκλώματα)

Μεταφέρετε την εκτυπωμένη εικόνα (που λαμβάνεται από εκτυπωτή λέιζερ) από το φωτογραφικό χαρτί στην πλακέτα. Βεβαιωθείτε ότι έχετε γυρίσει το ανώτερο στρώμα οριζόντια. Τοποθετήστε την επιφάνεια χαλκού του χαρτονιού στην τυπωμένη διάταξη. Βεβαιωθείτε ότι η πλακέτα είναι ευθυγραμμισμένη σωστά κατά μήκος των ορίων της εκτυπωμένης διάταξης και χρησιμοποιήστε ταινία για να συγκρατήσετε την πλακέτα και το εκτυπωμένο χαρτί στη σωστή θέση.

Μέθοδος 2: Κύκλωμα με το χέρι σε PCB (για απλά και μικρά κυκλώματα)

Χρησιμοποιώντας το κύκλωμα ως αναφορά, σχεδιάστε ένα βασικό σκίτσο στην πλάκα χαλκού με ένα μολύβι. Μόλις το σκίτσο σας φαίνεται καλό, εντοπίστε το με ένα μόνιμο μαύρο δείκτη.

ΒΗΜΑ 4: Στερεώστε το κύκλωμα από το χαρτί πάνω στην πλάκα PCB

• Μετά την εκτύπωση σε γυαλιστερό χαρτί σιδερώνουμε την πλευρά της εικόνας προς την πλευρά του χαλκού και στη συνέχεια θερμαίνουμε το ηλεκτρικό σίδερο στη μέγιστη θερμοκρασία.
  

• Τοποθετήστε τη διάταξη χαρτιού και φωτογραφικού χαρτιού σε ένα καθαρό ξύλινο τραπέζι (καλυμμένο με ένα τραπέζι) με το πίσω μέρος του φωτογραφικού χαρτιού να βλέπει προς εσάς.
  

• Χρησιμοποιώντας πένσες ή σπάτουλα, κρατήστε το ένα άκρο και κρατήστε το σταθερό. Στη συνέχεια τοποθετήστε το ζεστό σίδερο στο άλλο άκρο για περίπου 10 δευτερόλεπτα. Τώρα σιδερώστε το φωτογραφικό χαρτί όλη την ώρα χρησιμοποιώντας το άκρο ενώ εφαρμόζετε λίγη πίεση για περίπου 5 έως 15 λεπτά.
  

• Δώστε προσοχή στις άκρες του πίνακα - πρέπει να ασκήσετε πίεση και να σιδερώσετε αργά.
  

• Κάνοντας ένα μακρύ σκληρό πιεστήριο φαίνεται να λειτουργεί καλύτερα από τη μετακίνηση του σιδήρου γύρω.
  

• Η θερμότητα από το σίδερο μεταφέρει το μελάνι που τυπωμένο στο γυαλιστερό χαρτί στην πλάκα χαλκού.
  

ΠΡΟΣΟΧΗ : Μην αγγίζετε απευθείας την πλάκα χαλκού, θα είναι πολύ καυτό από το σίδερο.

Μετά το σιδέρωμα, τοποθετήστε την τυπωμένη πλάκα χλιαρό νερό για περίπου 10 λεπτά. Το χαρτί θα διαλυθεί και στη συνέχεια μπορείτε να αφαιρέσετε απαλά το χαρτί. Αφαιρέστε το χαρτί αφαιρώντας το από χαμηλή γωνία.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, κατά την αφαίρεση του χαρτιού, κάποια κομμάτια λιπούν. Στο σχήμα που ακολουθεί μπορείτε να δείτε ότι το κομμάτι είναι ανοιχτόχρωμο, επομένως μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα μαύρο δείκτη για να τον σκουρύνουμε όπως φαίνεται.

ΒΗΜΑ 5: Βγάλτε την πλάκα

Πρέπει να είστε πολύ προσεκτικοί κατά την εκτέλεση αυτού του βήματος.

Πρώτα, βάλτε τα γάντια από καουτσούκ ή πλαστικό.

Τοποθετήστε κάποια εφημερίδα στο κάτω μέρος, ώστε η λύση χάραξης να μην χαλάσει το πάτωμά σας.

Πάρτε ένα πλαστικό κουτί και γεμίστε το με λίγο νερό.

Διαλύστε 2-3 κουταλάκια του γλυκού σε νερό χλωριούχου σιδήρου.

Βυθίστε το PCB στο διάλυμα χάραξης (διάλυμα χλωριούχου σιδήρου, FeCl3) για περίπου 30 λεπτά.

Το FeCl3 αντιδρά με τον μη χαλκωμένο χαλκό και αφαιρεί τον ανεπιθύμητο χαλκό από το PCB.

Αυτή η διαδικασία ονομάζεται χάραξη. Χρησιμοποιήστε πένσες για να αφαιρέσετε το PCB και να ελέγξετε αν έχει χαραχθεί ή όχι ολόκληρη η περιοχή που έχει αφαιρεθεί. Σε περίπτωση που δεν είναι χαραγμένο, αφήστε το στη λύση για λίγο περισσότερο χρόνο.

ΒΗΜΑ 6: Καθαρισμός, Απόρριψη και Τελικές Προσγίψεις για την Πίνακα Κυκλωμάτων

Να είστε προσεκτικοί κατά τη διάθεση του διαλύματος χάραξης, είναι τοξικό για τα ψάρια και άλλους οργανισμούς με βάση το νερό! Μην σκεφτείτε ούτε καν να το ρίξετε στο νεροχύτη όταν τελειώσετε, είναι παράνομο και μπορεί να βλάψει τους σωλήνες σας (hehe, που ήξερε ότι θα μπορούσε να συλληφθεί κάνοντας PCB ;!). Αντ 'αυτού, αραιώστε το διάλυμα χάραξης και στη συνέχεια το πετάξτε κάπου ασφαλές.

Μερικές σταγόνες λεπτότερου (αφαίρεσης βερνικιού νυχιών λειτουργεί καλά) σε ένα τσίμπημα από βαμβακερό μαλλί θα αφαιρέσει πλήρως τον γραφίτη / μελάνι στην πλάκα, εκθέτοντας την επιφάνεια του χαλκού. Ξεπλύνετε προσεκτικά και στεγνώστε με ένα καθαρό πανί ή χαρτί κουζίνας. Περικοπή στο τελικό μέγεθος και λείανση των άκρων με γυαλόχαρτο.

Τώρα, τρυπήστε τρύπες χρησιμοποιώντας έναν πυροκροτητή PCB σαν αυτό το εργαλείο διάτρησης PCB και συγκολλήστε όλα τα δροσερά σας εξαρτήματα στο σκάφος. Αν θέλετε να δείτε το παραδοσιακό πράσινο PCB, εφαρμόστε ανθεκτική στη συγκόλληση βαφή πάνω στο λάστιχο PCB. Και τελικά, το super cool circuit board σας θα είναι έτοιμο!