Beste einmalige DIY PCB Creation Technik

Ich habe endlich ein Labor zum Entwerfen von Elektronik aufgebaut. Ich habe einige Entwürfe, die ich testen möchte. Ich habe einige Male die Druckertoner- / Eisentechnik ausprobiert, habe jedoch festgestellt, dass ich keine kleinen Teilungsgrößen erzeugen kann, da diese beim Entfernen des Druckerpapiers abreißen. Einige Leute haben erwähnt, dass dies auf die Verwendung eines Samsung-Laserstrahls im Vergleich zu einem HP zurückzuführen ist.

Ich frage mich, welche Methoden Sie verwenden, um Leiterplatten für Einzelstücke in Ihrem Labor oder zu Hause (wie ich) zu entwickeln. Ich versuche, den Wechsel zu SMT / SMD-Bauteilen zu beschleunigen, und möchte von erfahrenen Experten einige Tipps zu den besten Methoden zur Leiterplattenerstellung erhalten, um die Leiterplattenkonzepte zu testen, bevor sie an ein PCB MFG gesendet werden. Ich möchte etwas, das Kosten, Zeit und Schönheit des Endprodukts in Einklang bringt und sich (zu diesem Zeitpunkt) an einen Bastler und an SMT / SMD-Bauteile richtet.

Bitte fügen Sie Bilder / Dokumentationen Ihrer bevorzugten Methode bei. Vielen Dank im Voraus für Ihren Beitrag.

Für Einzelstücke oder Prototypen verwende ich:

• Press-n-Peel Transferfolie mit einem Laserdrucker (der blaue)
• Stahlwolle und Reinigungsmittel zum Reinigen des PCB-Rohlings, dann kurzes Ätzen mit Ammoniumpersulfat: Das ergibt eine sehr saubere Oberfläche, die für eine gute Übertragung vom Film wichtig ist
• Ein Laminator zum Übertragen des Musters auf die Leiterplatte; Ich habe den Laminator modifiziert, um die Betriebstemperatur ein wenig zu erhöhen, und die Platine ist für den Laminator etwas dick, aber es funktioniert
• Ammoniumpersulfat mit heißem Wasser in einem Eisbehälter hergestellt, und das sitzt in einem Bad von heißem Wasser (ein größerer Eisbehälter)

Dies ergibt gute Ergebnisse bis zu einer Spurweite von 10 mil; könnte wahrscheinlich feiner werden, hätte es aber noch nicht nötig.

Bei doppelseitigen Platinen klebe ich die beiden Schichten der Press-n-Peel-Folie an den Kanten auf zwei PCB-Reste, damit die beiden Schichten gut ausgerichtet sind. Dann lege ich den PCB-Rohling ein und führe ihn durch den Laminator. Hier einige Bilder zur Veranschaulichung:

Die Unterseite (links) und die Oberseite (rechts) einer einfachen doppelseitigen Platte (die Oberseite wird gespiegelt ausgedruckt, damit sie beim Umdrehen übereinander liegen). Normalerweise würde ich auf den blauen Press-n-Peel-Film drucken und nur zur Veranschaulichung Papier verwenden.

Halten Sie eine Seite mit Klebeband auf der Altplatine (linke Seite) und die bedruckten Seiten einander zugewandt, und richten Sie die andere Seite so aus, dass alle Löcher und der Platinenumriss übereinstimmen.

Hier kleben sie beide am Leiterplattenschrott. Sie können nun die saubere, leere Leiterplatte zwischen die beiden legen (am besten beidseitig kleben, um Bewegungen zu vermeiden) und sie durch den Laminator führen (oder bügeln), um den Toner auf die Leiterplatte zu übertragen.

Sie können die beiden Folien- oder Papierstücke zusammenkleben, ohne den PCB-Schrott zu verwenden. Wenn Sie jedoch die leere PCB dazwischen legen, können Sie eine relative Bewegung erhalten, da sie sich um die dicke PCB biegen. Mit dem Schrottstück in der gleichen Dicke wie die Platine bleiben sie an der richtigen Stelle.

Eine Tischbohrmaschine eignet sich zum Bohren. Ich verwende Bohrer bis zu einem Durchmesser von 0,5 mm, aber mit 3-mm-Schäften, damit sie leicht im Bohrfutter gehalten werden können.

Für Durchgangslöcher löte ich auf beiden Seiten dünnen Kupferdraht an die Pads. Der Draht stammt von einem mehradrigen flexiblen Kabel. einzelne Stränge haben einen Durchmesser von 0,2 mm oder 8 mil. Dies dauert einige Zeit!

Und um zu löten, setze ich Lötpaste mit einer Spritze mit feiner Spitze ein, setze Teile mit einer feinen Pinzette ein und fließe dann in eine elektrische Pfanne. Noch ein paar Bilder:

Spritzen von Lotpaste auf SMD-Pads.

Bauteil mit Pinzette platzieren

Eine fertige Platine - die Platine wurde professionell hergestellt, aber ich habe Komponenten zusammengebaut und wie hier beschrieben gelötet. Dies sind Widerstände und Kondensatoren der Größe 0402 (ziemlich klein, erstaunlich leicht zu verlieren), ein Beschleunigungsmesser in einem QFN-16-Gehäuse (4x4 mm) und ein Speicherchip in einem 8-poligen, bleifreien Gehäuse, ähnlich der Größe eines SOIC-8. (Dies ist Teil eines kleinen Beschleunigungsmesser-Datenloggers, siehe vastmotion.com.au ).

Viel Glück!

Lassen Sie die Boards professionell fabrizieren, es sei denn, Sie haben nur ein winziges Budget.

Wirklich, Sie können so viel auf Leiterplatten bekommen, mit Lieferanten wie:

• 33Each.com - 60 Quadratzoll , doppelseitig, 6/6 Abstand. $ 33 pro Stück, Mindestbestellmenge: 4 (1, wenn Sie eine Universitätsadresse haben)
• GoldPhoenix - Gut für größere Auflagen, Kosten variieren je nach Anforderungen.
• ExpressPCB - 3 Boards für insgesamt 51 USD, doppelseitig, ohne Lötmaske oder Seide, starre Größenanforderung von 3,8 × 2,5
• AP Circuits - Keine persönliche Erfahrung, siehe Kommentare unten.
• Sunstone Circuits - So günstig wie 28 US-Dollar für einen Prototyp. Schnelle und gute Qualität, ich hatte nie ein Problem (von Garrett Fogerlie).
• OSH Park - $ 5 Sq. In doppelseitigen, $ 10 Sq. In 4 Schicht. Boards kommen mit lila (!) Lötmaske.

Insgesamt habe ich festgestellt, dass es sich (zumindest für mich) überhaupt nicht lohnt, meine eigenen Boards zu bauen, wenn ich ein viel schöneres Board kaufen kann oder ~ $ 50.

Außerdem erhalten Sie bei den meisten professionell gefertigten Boards alle Feinheiten, wie z. B. Soldermask und Silkscreen. Eine Lötmaske erleichtert das Löten von Bauteilen mit kleiner Teilung erheblich, und die Seide erleichtert das Bestücken von Bauteilen erheblich, insbesondere wenn die Leiterplatten groß werden.

Wie viel ist dir deine Zeit wert?

Bearbeiten: BatchPCB wurde aus der Liste entfernt, da sie nicht mehr existieren ( 2013 an OSH Park verkauft).

Mit der Fotoätztechnik erhalte ich hervorragende Ergebnisse (bis zu 8/8 mil). Ich verwende einen billigen HP 5940-Tintenstrahldrucker mit Mega Electronics JetStar Premium-Folie für Transparentfolien mit vorbeschichteten Positiv-Resist-Karten, die in einer hausgemachten UV-Belichtungseinheit belichtet werden. Die Platten werden in Natriumhydroxidlösung entwickelt und in Eisen (III) -chlorid in einem kleinen Plastikbehälter in einer alten Spülschüssel mit etwa 1 Zoll sehr heißem Wasser geätzt. Der kleine Behälter wird manuell gerührt, und das Ätzen dauert etwa 5 Minuten kann ein Brett in ungefähr 20 Minuten bilden, ohne zu bohren.

Hier ist eines meiner Boards.

Diese Gruppe ist eine sehr gute Ressource für die Herstellung von Leiterplatten zu Hause.

Ich bin kein erfahrener Experte, aber ... ich habe von ihnen gelernt.

Ich habe den zweitbilligsten verfügbaren Samsung-Monodrucker und habe keine Probleme mit feinen Spuren. Ich bezweifle, dass es Ihr Drucker ist.

Ich hatte gute Erfolge mit Laminiergeräten, aber kürzlich hat mir jemand gesagt, dass dies bei billigeren Modellen mit nicht ordnungsgemäßer Abschirmung gefährlich sein könnte (da die Platine hochleitfähig ist).

Ich bin zum Bügeln für doppelseitige Bretter zurückgekehrt, da es ein bisschen genauer zu sein scheint. Wenn Sie keine guten Transfers erzielen, verwenden Sie eine elektrische Schleifmaschine mit einer sehr hohen Körnungsrate, um sie viel sauberer zu machen als jede Schleifbürste. Das Wichtigste bei der Verwendung eines Bügeleisens ist es , hart zu drücken , wie richtig hart, und es jeweils mindestens 30 Sekunden lang an Ort und Stelle zu halten. Wenn Sie normales Hochglanzpapier haben und die Spuren nicht sehen können, sind Sie wahrscheinlich nicht zum Einweichen bereit.

Eine andere Sache, die ich als hilfreich empfunden habe, ist ein Rand von ungefähr 2 mm um die gesamte Rennstrecke. Dies neigt dann dazu, zuerst zu kleben und verhindert, dass sich das Papier bewegt, während Sie bügeln.

Derzeit enthält mein Kit die folgenden Artikel:

• Fliesenschneider (zum Schneiden von Leiterplatten)
• FFP3-Maske (wichtig, wenn Sie Ihre Lunge schätzen)
• Black & Decker Mäuseschleifer
• Bubble Etch Tank (nicht nötig, ich bin nur ungeduldig)
• Wickes 5-Gang-Säulenbohrmaschine

Meine neue Kamera kommt heute an und ich beabsichtige, eine "Website der Reise" zu starten, während ich gleichzeitig mit Elektronik lerne und experimentiere. Eines der ersten Videos, die ich veröffentlichen werde, ist mein PCB-Produktionsprozess.

Ich habe gerade ein Tutorial erstellt, in dem erklärt wird, wie man einen ungeheizten Bubble Etch Tank zu Hause mit minimalen Kosten und geringem Aufwand baut. Hoffentlich hilft das jemandem weiter:

1. Was du brauchen wirst
2. Installation des Luftsystems
3. Blasen machen
4. Der Leiterplattenkorb

Ich würde empfehlen, die Auflösung auf 720p zu erhöhen, aber dies ist natürlich optional.

Ich werde demnächst weitere Aktualisierungen bei 13 Volt hinzufügen (z. B. den Tank in Aktion sehen) .

Vielen Dank an alle für eure Antworten. Ich glaube, ich habe eine Entscheidung bezüglich des zukünftigen Leiterplattendesigns getroffen. Ich habe ein paar verrückte Nachforschungen angestellt und bin auf ein Gerät gestoßen, von dem ich glaube, dass es der beste Weg ist. Es ist nicht nur umweltfreundlich, sondern auch auf viele andere Arten nützlich. Requisiten müssen an Brian gehen, um die Forschung auszulösen, die zur Offenbarung geführt hat.

Statt eines Umgangs mit Chemikalien, der Entsorgung und Zeit erfordert und nicht ideal ist, da ich in einer Eigentumswohnung lebe, habe ich beschlossen, eine CNC-Mühle zu bauen. Es gibt zahlreiche Tutorials und es sieht so aus, als ob eines für ~ 500 USD (oder weniger, wenn geborgene Teile verwendet werden) gebaut werden kann. Hier sind ein paar Links, die ich bisher gefunden habe.

Instructables

Engaget (1von3) , (2von3) und (3von3)

Die Mühle dient nicht nur zum Entfernen des Kupfers, sondern kann auch zum Aufbau einer Lötmaske verwendet werden. Dies würde eine einfachere SMD / SMT-Herstellung unter Verwendung des Skillet-Reflow-Verfahrens ermöglichen.

Ich plane weitere Untersuchungen, um herauszufinden, ob eine kombinierte CNC-Maschine zusammengestellt werden kann, bei der auch der RepRap 3D-Kunststoffdrucker zum Einsatz kommt . Stellen Sie sich die Möglichkeiten dieser Killerkombination vor. Sie könnten fast alles fabrizieren und es sollte unter 1000 Dollar kosten.

Ich würde auch vor der Küste für billige Chinesen stimmen. iteadstudio.com kann 10 Boards im Format 50 x 50 mm für 10 US-Dollar herstellen. Der 3-tägige Luftfrachtversand für die Bestellung beträgt <30 US-Dollar. Die gesamte Bearbeitungszeit beträgt etwas mehr als eine Woche. Ich habe gehört, dass seeedstudio.com sehr ähnlich ist (und möglicherweise dieselbe Leiterplattenfertigung verwendet). Sie erhalten eine Lötmaske, einen Siebdruck, Durchkontaktierungen, eine Beschichtung und den Shole Shebang. Der einzige Nachteil ist, dass sie nur 1 oz Kupferdicke können und bei winzigen Abständen nicht sehr genau sind (mindestens 8 mil).

Für mein eigenes würde ich gegen die CNC Fräsroute empfehlen. Ja, es ist schön, dass Sie das gleiche Brett bohren können, das Sie fräsen, aber das Fräsen erzeugt Glasstaub, der für Ihre Lunge wirklich schädlich ist, und es zerbricht leicht die winzigen Teile, die Sie benötigen, und das Kantenfinish ist etwas zackig und nicht vertrauenswürdig kleine stellplätze. Stattdessen würde ich mit UV-basierten lichtempfindlichen beschichteten Platten arbeiten. Laserdruck der Maske (invers) auf Transparentfolien. Auf einem UV-Bett aussetzen (kann selbst gebaut werden, wenn Sie wirklich wollen.) Entwickeln. Ätzen.

Dann könnte sich diese CNC-Fräse zum Bohren der Platine noch als nützlich erweisen :-) Auf diese Weise werden Sie immer noch keine Durchkontaktierungen, Durchkontaktierungen usw. erhalten.

Beim Aufbügeln des Tonertransfers wurden keine zuverlässigen Ergebnisse erzielt. Ich habe ein altes Waffeleisen mit dem Namen PCB Press modifiziert . Ich mag die Möglichkeit, ein Prototyp-Board in weniger als einer Stunde zu Hause herzustellen. Wenn ich etwas von professioneller Qualität brauche, schicke ich den getesteten Proto zu Fab House.