SMD PCB– ების დამზადება სახლში (ფოტორეზისტული მეთოდი): 12 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

სახლში PCB– ების დამზადება, ალბათ, მომაკვდავი ხელოვნებაა, ვინაიდან უფრო და უფრო მეტი PCB მწარმოებელი კომპანია დაბეჭდავს თქვენს მიკროსქემის დაფას და მიაწვდის თქვენს სახლს გონივრულ ფასად. მიუხედავად ამისა, PCB– ების დამზადების ცოდნა მაინც გამოსადეგი იქნება პროტოტიპების დამზადებისას ან დაზიანებული მიკროსქემის შეცვლისას, რომლის გაგზავნას კვირა დასჭირდება. ასევე, PCB- ის დასამაგრებლად საჭირო უნარ -ჩვევები შეიძლება სასარგებლო იყოს მრავალი სხვა მასალის შემოქმედებითი დიზაინისთვის.

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში მე გაჩვენებთ თუ როგორ უნდა დაამტვრიოთ ცალმხრივი დაფა, დაიტანოთ გამწოვი ნიღაბი და შეაერთოთ ზოგიერთი SMD კომპონენტი, რათა გააკეთოთ სატესტო დაფა ზოგიერთი WS2812B RGB LED- ისთვის.

ნაბიჯი 1: მასალები:

აქ არის ყველა იმ მასალის ჩამონათვალი, რაც დაგჭირდებათ თქვენი მიკროსქემის დაფის დასამუშავებლად და დასახლებისთვის.

• სპილენძის დაფარული დაფა*
• ალკოჰოლი
• აცეტონი
• პლასტიკური უჯრა
• მოჯადოებული **
• დაფის კომპონენტები
• ჭავლური ან ლაზერული გამჭვირვალე ფურცლები
• პინცეტის ნაკრები
• შედუღების სადგური ცხელი ჰაერის იარაღით (SMD– სთვის)
• ფოტორეზისტი
• ნაკადი
• დესოლდერის ლენტები
• Solder Paste
• Solder ნიღაბი

*მინის ბოჭკოვანი სპილენძის დაფარული დაფები იმედგაცრუებულია, ვინაიდან მათი მოჭრა ცოტა ძნელია.

** მე გამოვიყენე 2: 1 წყალბადის ზეჟანგი და HCl ხსნარი, შესაბამისად 3% და 30%.

ნაბიჯი 2: შეიმუშავეთ თქვენი სქემა

არსებობს მრავალი პროგრამა თქვენი სქემის შესაქმნელად. ის, რასაც მე ყველაზე მეტად ვიყენებ არის Eagle, რომელიც შეიძლება არ იყოს ისეთი მოწინავე, როგორც სხვა PCB პროგრამული უზრუნველყოფა, მაგრამ ის უფასო და მარტივი გამოსაყენებელია. ეს საშუალებას გაძლევთ შექმნათ დაფები ორ ფენამდე. Eagle ახლახანს შეიძინა Autodesk– მა, ასე რომ მომავალში შესაძლოა უფრო მეტად აქტუალური იყოს პროფესიონალურ სფეროში.

თუ თქვენ არ იცნობთ PCB დიზაინს, გირჩევთ გადახედოთ სხვა ინსტრუქციებს, ასევე არსებობს შესანიშნავი გაკვეთილები youtube– ზე, მაგალითად ჯერემი ბლუმისას.

სურათზე თქვენ ხედავთ როგორ გამოიყურება წრე მისი დასრულების შემდეგ. ამ შემთხვევაში, ეს წრე გამოყენებული იქნება WS2812B LED- ების შესამოწმებლად.

მე დავამატე არწივის ფაილები იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ გსურთ შეინახოთ ან შეცვალოთ წრე.

ნაბიჯი 3: სარკისებული PCB ნეგატივის ექსპორტი

სამწუხაროდ, Eagle– ს არ აქვს საშუალება დაბეჭდვამდე ჩართოს სქემის ფერები, ამიტომ დამატებითი ნაბიჯებია საჭირო.

მას შემდეგ რაც დაასრულებთ თქვენს მიკროსქემს, შეარჩიეთ კვალი, ბალიშები და სხვა ნივთები, რომელთა ამოღებაც გსურთ, შემდეგ კი გადაიტანეთ PDF ფაილში. იგივე გააკეთეთ მხოლოდ ბალიშებისთვის, ეს იქნება გამოყენებული გამამჟღავნებელი ნიღბის გასახსნელად.

Eagle გამოაქვს PDF 600dpi გარჩევადობით, რაც ჩვეულებრივ თქვენი პრინტერის იგივე გარჩევადობაა, ამიტომ ზომის კორექტირება არ არის საჭირო.

PDF ფაილის ფერების შესაცვლელად მე გამოვიყენე Gimp. მე გავხსენი ფაილი 600dpi* გარჩევადობით და გავაგრძელე ფერების შებრუნება წრის არჩევით და ინვერსიული ინსტრუმენტის გამოყენებით. მე ასევე დავამატე ბალიშები გვერდით, რომ ეს ყველაფერი ერთდროულად დაბეჭდილიყო.

მე დავამატე PDF ფაილი იმ შემთხვევაში, თუ გსურთ ამ წრის დაბეჭდვა, ზომის შეცვლა არ იქნება საჭირო.

* გაფრთხილება: რედაქტირების პროგრამულ უზრუნველყოფაში 600dpi– ს გარდა ნებისმიერი რეზოლუციის დაყენება გამოიწვევს ბეჭდვისას ზომის შეცვლას, რომლის გამოსწორებაც ძნელი იქნება. ასევე, დარწმუნდით, რომ თქვენი წრე ასახულია ისე, რომ მისი გადაბრუნება მოხდეს, ტონერის ან მელნის დაჭერით დაფაზე.

ნაბიჯი 4: მოამზადეთ გამჭვირვალობა

მას შემდეგ რაც დარწმუნდებით, რომ ყველა კომპონენტი ლამაზად ჯდება წრედზე ქაღალდზე, წრე და ბალიშები იბეჭდება გამჭვირვალობაზე.

ხშირად, ერთი გამჭვირვალობა არ არის საკმარისი, შეიძლება გამოჩნდეს ხვრელები, რომლებიც შუქს გაუშვებს და დატოვებს დაუცველ ადგილებს, სადაც ჩვენ არ გვსურს. ეს შეიძლება იყოს მთავარი პრობლემა, რომელიც ადვილად გამოსწორდება სხვა გამჭვირვალობის თავზე დაყენებით.

გამჭვირვალეები ეწებება ეპოქსიდურს და იწერება და ეპოქსია რჩება სამკურნალოდ. გამჭვირვალობის ბრტყელი ზედაპირის ქვეშ მოთავსება კარგი იდეაა, ისე რომ გამჭვირვალობა იყოს მთლიანად ბრტყელი მას შემდეგ, რაც ეპოქსიდური კურნავს. ჭარბი შემცირდება მომდევნო ნაბიჯის გაგრძელებამდე.

ნაბიჯი 5: მოამზადეთ დაფა

სპილენძის მოპირკეთებული დაფა ორივე მხრიდან არის გატანილი და გატეხილია ზომით. ის ასევე გაწმენდილია ბუშტუკით და საპნით, რათა დარჩეს ბრწყინვალე და სუფთა ზედაპირი. ალკოჰოლი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას დარჩენილი ნარჩენების გასაწმენდად.

დარწმუნდით, რომ დაფაზე არ არის მტვერი ან თითის ანაბეჭდები, რადგან ნებისმიერი ნარჩენი განსაზღვრავს შემდეგი ნაბიჯის წარმატებას.

ნაბიჯი 6: მიამაგრეთ ფოტორეზისტული ფილმი

დავჭრათ ფოტოეზისტული ფილმის პატარა ნაჭერი. ფილმი შედგება სამი ფენისგან, პლასტმასის ზედა და ქვედა და შუაში ჩამონტაჟებული ფოტორეზისტ ქიმიკატისგან. ფილმის გამოსაყოფად მე დავდე ორი ნაჭერი სელოფერი ზღვარზე და შემდეგ გავშალე, გამჭვირვალე ფილმი ამოვა და გადაყრილი იქნება, წებოვანი მხარე (ის ფოტოზე რეზისტენტული გამოსახულებით) ადვილად იჭერს დაფაზე ჰაერის ბუშტუკების გარეშე.

იმისათვის, რომ ფილმი მთლიანად დაფაზე დაფაროს, საჭიროა გარკვეული სითბოს გამოყენება. შეცვლილი ლამინატორი ხშირად სასურველი მეთოდია, მაგრამ რკინა ან ელექტრო ღუმელიც შეიძლება მუშაობდეს. ჩემს შემთხვევაში, მე ვიყენებ ელექტრო ღუმელს ჩემს სამზარეულოში. ქაღალდის ნაჭერი გამოიყენება შუალედში, რათა თავიდან იქნას აცილებული პლასტიკური ფილმი ძალიან გაცხელდეს.

ნაბიჯი 7: გამოამჟღავნეთ ფოტოორეზისტი

გამჭვირვალობა ეჭირა ფოტორეზისტს წყლის წვეთის დახმარებით. შემდეგ ის ექვემდებარება ულტრაიისფერ შუქს.

მნიშვნელოვანია, რომ გამჭვირვალეობის მელანი ან ტონერი კონტაქტში იყოს დაფასთან, წინააღმდეგ შემთხვევაში სინათლემ შეიძლება გადაინაცვლოს ფილმსა და დაფას შორის და გამოიწვიოს გარკვეული დეფექტები.

ექსპოზიციის დრო დამოკიდებული იქნება თქვენი ულტრაიისფერი წყაროს სიძლიერეზე. ჩემს შემთხვევაში, ჩემი ხელნაკეთი PCB ექსპოზიტორის 30 წამი საკმარისია. ჩვეულებრივი CFL ნათურის ქვეშ შეიძლება რამდენიმე წუთი დაგჭირდეთ.

ნაბიჯი 8: ამოიღეთ დაუსაბუთებელი ფოტოორეზისტი

მას შემდეგ, რაც PCB გამოაშკარავდება, გამჭვირვალობა მოიხსნება და პლასტიკური ფილმი, რომელიც იკავებდა ფოტორეზისტენტს, იხსნება. ფოტო რეზისტენტული გამკვრივდება და გამყარდება დაფაზე.

დაუცველი ფოტორეზისტი ამოღებულია 1% ნატრიუმის კარბონატის ხსნარში*. საჭიროა ფუნჯი, რომ სწრაფად დაითხოვოს დაუცველი ადგილები. სპილენძის დაფა უნდა იყოს ხილული ამის შემდეგ.

მას შემდეგ რაც ეს გაკეთდა, დაფა კვლავ ექვემდებარება ულტრაიისფერ შუქს, რათა მთლიანად გამკვრივდეს ფოტორეზისტი და მოამზადოს იგი გრავირებისთვის.

*ნატრიუმის კარბონატი ასევე ცნობილია როგორც სარეცხი სოდა. თუ თქვენ არ გაქვთ წვდომა ნატრიუმის კარბონატზე, შეგიძლიათ გააკეთოთ რამოდენიმე საათის განმავლობაში გაცხელებით ნატრიუმის ბიკარბონატი (საცხობი სოდა) ღუმელში 200 ° C ტემპერატურაზე.

ნაბიჯი 9: დაფის შეკვეთა

დაფა ამოტვიფრულია 2: 1 წყალბადის ზეჟანგისა და HCl (მურიატის მჟავა) ხსნარში, ჩვეულებრივ 10 წუთი სჭირდება. შემდეგ, ფოტორეზისტი ამოღებულია დაფის აცეტონში ჩაძირვით, სანამ არ გაიშლება.

დაფის კიდეები საბოლოოდ მორთულია და ქვიშაა. დაფის ამოჭრის შემდეგ ტარდება უწყვეტობის შემოწმება იმის უზრუნველსაყოფად, რომ არ არსებობს მოკლე ჩართვა.

ნაბიჯი 10: გამოიყენეთ Solder ნიღაბი

გამყარებული ნიღბის დიდი ნაყენი გამოიყენება დაფის ცენტრში. გამჭვირვალობა ზემოთაა ჩადებული და გამწოვი ნიღბის ბლუბი თანაბრად იკუმშება. იგივე პროცესი, რაც ადრე გამოიყენება PCB გამოსაჩენად. გაუმჟღავნებელი შედუღების ნიღაბი ამოღებულია ონკანის წყლით და ფუნჯით.

ზოგიერთ შემთხვევაში გამწოვ ნიღაბს შეუძლია გამჭვირვალედ დაიჭიროს, ამიტომ პოლიპროპილენის ფილმის ნაჭერი მოთავსებულია შუაში. დაფის გაწმენდა ალკოჰოლითა და ქაღალდის პირსახოცით გახდის მას საკმაოდ ბრწყინავს.

შედუღების ნიღბის გამოყენება შეიძლება ცოტა სახიფათო იყოს, როგორც ხედავთ, ზოგიერთი ლაქა გაქრა, მაგრამ ეს მისაღებია.

ნაბიჯი 11: კომპონენტების შედუღება

ცოტა გამდნარი პასტა გამოიყენება თითოეულ ბალიშზე. SMD კომპონენტები მოთავსებულია ბალიშებზე. არ ინერვიულოთ, თუ ის არეულად გამოიყურება, სითბოს გამოყენების შემდეგ გამდნარი თუნუქის ზედაპირული დაძაბულობა კომპონენტებს პირდაპირ გაიყვანს. გამწოვი ნიღაბი ხელს შეუშლის შედუღებას სადმე სხვაგან, გარდა ბალიშებისა.

კომპონენტები თბება თერმული იარაღით 300ºC ტემპერატურაზე რამდენიმე წამის განმავლობაში, სანამ გამდნარი პასტა არ დნება. შემდეგ ნებადართულია გაცივება ნელა რამდენიმე წუთის განმავლობაში. სხვა მეთოდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას (reflow, ცხელი ფირფიტა …).

ზოგიერთი სათაურის სათაური მიმაგრებულია წრეზე, სანამ ის პურის დაფაზე გამოიცდება.

ნაბიჯი 12: LED- ების ტესტირება

LED- ების გასაკონტროლებლად გამოიყენება მარტივი Arduino პროგრამა FastLED ბიბლიოთეკით. WS2812B LED- ების სიკეთე იმაში მდგომარეობს, რომ მათ არ სჭირდებათ რეზისტორები, რადგან არის შიდა IC, რომელიც არეგულირებს მიმდინარეობას. მთელი მასივის მართვაც შესაძლებელია ერთი შეყვანის საშუალებით.

ეს პატარა სატესტო დაფა წარმატებით დასრულდა და დროა გავაგრძელოთ უფრო დიდი პროექტები.

თუ მოგეწონათ ეს პროექტი და გსურთ ნახოთ უფრო დეტალური ინსტრუქციები აქ განხილული ზოგიერთი თემის შესახებ, გთხოვთ მოიწონოთ ეს ინსტრუქციულად და განიხილეთ ხმა LED კონკურსზე.

Გმადლობთ, რომ გვიყურებთ!