Ucuz Bir UV Tırnak Kurutma Lambasından Uygun Bir PCB Pozlama Ünitesi Yapın: 12 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

PCB üretimi ve sahte tırnakların ortak noktası nedir? Her ikisi de yüksek yoğunluklu UV ışık kaynakları kullanır ve şans eseri bu ışık kaynakları tamamen aynı dalga boyuna sahiptir. Sadece PCB üretimi için olanlar genellikle oldukça maliyetlidir ve sahte tırnaklar için olanlar biraz daha rekabetçi fiyatlara sahiptir.

Bu talimat, kuru film fotorezist ve UV ile kürlenebilir lehim maskesi gibi baskılı devre kartı üretiminde karşılaşılan çeşitli UV'ye duyarlı malzemeleri açığa çıkarmaya uygun, düşük maliyetli bir ışık kaynağı oluşturmak için böyle bir cihazın nasıl kullanılacağı hakkındadır.

Çok düşük maliyetli olmasının yanı sıra (gerekli tüm malzemeler için yaklaşık 20 $), bu yapı, intertüplerdeki diğer cihazlarda gördüğüm birkaç sorunu ele alıyor:

• Kolimasyon: Oldukça kaba özelliklere sahip bir tahtayı basitçe ortaya çıkarmak için bunların hiçbirini yapmanız gerekmez. Tırnak kurutucuyu olduğu gibi kullanabilir ve bir gün olarak adlandırabilirsiniz. Ancak küçük özellikleri açığa çıkarmak için (bu siteye göre 5mil'e kadar), tüm UV ışınlarının maruz kaldığınız panoya tam olarak dik olan aynı yönden geldiğinden emin olmalısınız.
• Tüm pozlama düzlemi boyunca tek tip aydınlatma. Gerçekten büyük bir tahtayı ortaya çıkarmak istediğinizi hayal edin, ör. A4 veya letter boyutunda. Sıcak veya karanlık noktalar olmadan tüm tahta üzerinde aynı miktarda enerji istersiniz. Bunun için, enerji kaynağının maruz kalma düzleminden belirli bir mesafede olması gerekir ve ya çok sıkı bir şekilde paketlenmiş bir dizi UV kaynağına (oldukça pahalı olabilen UV-LED'ler gibi) ya da UV kaynakları için etkili bir reflektör tasarımına ihtiyacınız vardır. Elinizde var, ben de bunu buldum.
• Maruz kalma süresi: Bu kaynağın önceden duyarlı hale getirilmiş pozitif bakır kaplı malzeme ile ne kadar hızlı olduğu hakkında hiçbir fikrim yok, çünkü bu malzemeyi hiç kullanmadım, ancak kuru film fotorezist ile gerçekten hızlı hissettiriyor. Hızlı iki dakikadan az gibi. Mesele şu ki, sonuçları doğru bir şekilde yorumlamak için gerçekten kalifiye değilim, bu yüzden bu konuda birkaç fikir daha toplamam gerekiyor.

Bu nedenle, çok düşük maliyetli olmakla birlikte, bu yapı, 10 kata kadar daha pahalı cihazlarla eşleşen veya (bazı durumlarda) bu sonuçları aşan sonuçlar elde etmenizi sağlayacaktır.

Adım 1: Gerekli Araçlar

• Güçlü makas
• Reflektör şablonlarını kesmek için bir tür testere veya (tercihen) CNC yönlendirici
• Sıcak tel köpük kesici (yapımı çok kolay!)
• Sıcak yapıştırıcı tabancası
• Eski tornavida (her türlü olur)
• Havya, tel kesici
• Sıcak hava kaynağı. Daha hafif olur ama sıcak hava yeniden işleme istasyonu daha hoş:)

Adım 2: Malzemeler

• Bunun gibi UV tırnak kürleme lambası
• 300x220x100mm XPS veya benzeri köpük tahta parçası (100mm'lik malzemeyi alamıyorsanız, daha ince stok kullanabilirsiniz, en az ~60mm olduğundan emin olun)
• tesisatçılar alüminyum bant
• Tel
• Küçültme tüpü
• kablo bağları
• lehim
• Koli Bandı
• sıcak tutkal çubukları
• en az 110x60 mm boyutunda iki adet hurda kontrplak, kalın karton, PCB malzemesi veya benzeri

3. Adım: İndirmeler

İşte reflektör şablonlarını ve geliştirilmiş kalibrasyon panosu resmini yapmak için dosyalar.

Reflektör şablonu için, biri frezeleme ve diğeri lazer kesim için olmak üzere iki g kodu dosyası vardır. Ayrıca bir SVG var. Kart resmi, bir kartal dosyası ve ters çevrilmiş bir PS dosyası olarak sağlanır.

Adım 4: UV Tırnak Kurutma Lambasını Parçalayın

İlk olarak, çivi kür lambasından aydınlatma armatürlerini ve PCB'yi almalısınız. Tüm vidaları sökün, tüm fişleri çıkarın ve armatürlerin kablolarını lehimleyin, çünkü bunların hepsi zaten uzatılmalıdır.

Ardından armatürleri muhafazadan kesin. Bunu lambalar takılıyken yapmadığınızdan emin olun, aksi takdirde fren yapabilirler! Süper temiz çalışmanız gerekmez, sadece lambanın gireceği taraftaki tüm fazla malzemeyi kesmeye dikkat edin, çünkü bu reflektöre yapıştırılacaktır ve bu nedenle aynı hizada olması gerekir.

Adım 5: Reflektörü Hesaplayın ve Bir Şablon Yapın

Bu senin işin değilse, bu adımı atlayabilirsin çünkü senin için yaptım.:)

Bilmek isteyenler için şöyle devam ediyor:

Parabolik bir yansıtıcı, paralel ışınları tek bir noktaya odaklamanın güzel bir yoludur, ancak tam tersi şekilde de çalışır.

Şimdiye kadar fark etmiş olabileceğiniz gibi, oje kurutucusundaki UV tüpleri, çoğu ticari hobi ünitesinde kullanıldığı gibi, her iki ucunda bir temas bulunan normal yuvarlak flüoresan tüpleriniz değildir.

Yani bizim reflektörümüz de normal bir parabol şekli değil, bunun yerine örtüşen iki tane.

İşte tüplerden alınan ölçümler:

Tüp çapı = 11mm

Merkezden tüp ofseti = 7,5 mm

Toplam reflektör genişliği = 110 mm (pozlama düzleminin yarısı)

İstenen odak noktası = 12 mm (dış boru duvarı ile reflektör duvarı arasında yaklaşık 6 mm boşluk kalır. Tüpler çok ısınmadığından yeterli olmalıdır)

Bu değerlere dönüşen düzenli, tek bir parabol için:

Parabol genişliği = 95 mm

Parabol odak = 12mm

Bir parabolün denklemi (odak dahil) şu şekildedir:

y = x^2 / 4f burada x genişliğin veya çapın yarısıdır, f odak uzaklığıdır ve y bilmek istediğimiz yüksekliktir.

Değerlerimiz takılıyken denklem şöyle görünür:

y = 47,5^2 / 4*12 = 2256,25 / 48 = 47

Yani x=47.5'teki y'miz 47'dir. Şimdi, tek yapmamız gereken bu parabollerden ikisini çizmek ve aralarında 15 mm aralıklarla üst üste bindirmek. Bunu yapmanın çeşitli yolları vardır. Muhtemelen bunu yapmanın en iyi yolu olmayan freeCAD kullandım, bu yüzden buna girmeyeceğim.

Reflektör şeklinizin grafiksel bir temsilini elde ettiğinizde, geriye kalan tek şey, onu bir lazer kesici, bir CNC freze veya eski moda bir yöntemle yapılabilen fiziksel bir nesneye aktarmanın bir yolunu bulmaktır. oyma testeresi ve bir sürü küfür. Şablon malzemenizin sıcak tel kesicinin ısısına dayanması gerektiğini unutmayın.

Adım 6: Reflektörü Kesin

Tek parça köpük stoğunuzu kesmeden önce, biraz pratik yapmak iyi bir fikirdir. Ayrıca, gerçek reflektör şeklini kesmeden önce, köpük bloğunuzda istediğiniz diğer tüm girintileri kesmelisiniz (montaj ve UV lambaları için güç kaynağı kartını yerleştirmek için). Eski bir tornavidayı çakmak veya sıcak hava tabancasıyla ısıtıp köpüğün içine sokarak montaj delikleri açabilirsiniz.

Şablonları köpük tahtaya yapıştırın, böylece birbirlerine tam olarak zıt olurlar. Bunun için sıcak tutkal kullanabilirsiniz ama çok fazla kullanmamaya özen gösterin ki daha sonra köpüğü bozmadan çıkartabilirsiniz. Daha sonra sıcak tel kesici ile kalıpların altındaki köpüğü kesin. Sıcak telinizin kesme uzunluğunun en az reflektörün tüm genişliği kadar, yani 300 mm olması gerektiğini unutmayın.

Reflektörün bir yarısı yapılırsa, şablonları dikkatlice çıkarın ve kalan yarısına yapıştırın. Köpüğü kesin, şablonları çıkarın ve bu adımla işiniz bitti.

Tel kesici yapma ve kullanma hakkında birkaç kelime:

Birkaç parça hurda tahtadan, biraz telden ve bir elektro gitardan bir E telinden (doğru hatırlıyorsam.009 gauge) çok basit bir tane yaptım. Zor olan şey uygun bir güç kaynağı bulmaktır. Laboratuar tezgahı güç kaynağına erişiminiz yoksa, hangi güç kaynağının size doğru sıcaklığı vereceğini denemeniz gerekir. Web'deki insanlar, çeşitli duvar siğilleri veya pillerle başarılı görünüyorlar. Gördüğüm en iyi yol, fırçalanmış hız kontrol cihazı ve servo test cihazı ile bir LiPo pil kullanmaktır. Ne yaptığınızı kesinlikle bilmiyorsanız LiPo pilleri hız kontrol cihazı olmadan kullanmayın, üzerinizde patlayabilirler!

İşte her şeyi ayrıntılı olarak açıklayan çok iyi bir video.

Adım 7: Reflektörü Yansıtıcı Yapın

UV radyasyonu, etrafımızdaki görünür ışığın bir parçası olmasına rağmen, özellikleri görünür ışığın özelliklerinden oldukça farklıdır. Görünür ışık için çalışan bir ayna UV için hiç çalışmayabilir. Bununla birlikte, alüminyumun UV spektrumunda oldukça yansıtıcı olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, reflektörü kapatmak için kullanacağımız şey budur.

Kullanımı kolay ve reklamı yapıldığı gibi çalışan (yani UV radyasyonunu yansıtan) alüminyum tesisatçı bandı kullandım, ancak biraz maliyeti (rulo başına 10 dolara kadar). Kısıtlı bir bütçeniz varsa, mutfak alüminyum folyo ile kurtulabilirsiniz, ancak buna karşı tavsiyede bulunurum, çünkü kırışık şeyleri düzenlemeye çalışmanın büyük bir acı olduğunu düşünüyorum. Ayrıca, tesisatçı bandı kendinden yapışkanlıdır, bu da sizi reflektörün yapıldığı köpüğü eritmeyen bir tür yapıştırıcı bulma derdinden kurtarır.

Adım 8: Armatürleri Monte Edin

Artık nihayet lambaları armatürlere takabilirsiniz. Doğru, armatürleri reflektöre yapıştırmadan önce lambaları takıyorsunuz. Bunun nedeni, lambaları monte etmeden lambaları reflektörün odağında olacak şekilde ayarlamanın çok daha kolay olmasıdır.

Şimdi bu kısım önemli:

Reflektörün odağı, reflektörün en derin noktasının tam olarak 12 mm üzerindedir, bu nedenle UV tüplerinizin merkezi bu odak noktasına mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Ayrıca, UV lambalarınızın iki paralel tüpü olduğundan, reflektörün gerçekten bir parabol olmadığını, bunun yerine örtüşen iki parabol olduğunu unutmayın.

Adım 9: Kablolama

Tüm lambalar yerindeyken, her şeyi bağlayabilir ve güç kaynağını daha önce kestiğiniz girintiye monte edebilirsiniz. Lamba armatürlerinin kablolarını uzatın ve şebeke veya yüksek voltaj taşıyan tüm noktaları uygun şekilde yalıttığınızdan emin olun.

Bir test için çalıştırın ve her şey yolunda giderse son adıma geçin.

Adım 10: Montaj ve Kalibrasyon

Reflektörlerin kolimasyon ve homojenizasyon etkilerinin düzgün çalışması için reflektörünüzün kenarı ile pozlama düzleminiz arasında yaklaşık 40 cm mesafeye ihtiyacınız vardır. Pozlayıcıyı bir rafın altına monte etmenin ve pozlama düzlemimi onun altındaki başka bir rafa yerleştirmenin en kolay yolunu buldum.

PCB'nizi ve resminizi yerinde tutmak için bir cam levha (ikisinin birbirine kenetlenmesi daha iyi) veya bir vakumlu masa/torba (açık ara en iyi çözüm) kullanabilirsiniz. Orta boy bir dondurucu poşet, bir parça plastik hortum ve biraz sıcak tutkaldan çok kaba (ama çalışan) bir vakum poşeti yaptım. Resmi tahtanıza bantlayın, çantaya koyun, bir tür vakuma bağlayın (değiştirilebilecek ucuz akvaryum pompaları var, büyük (>=50ml) bir şırınga da işe yarayacak veya her şey başarısız olursa, hortumu ağzına sok ve em:))

EDIT: Ev geliştirme mağazasından 60 ml'lik bir şırınga ve bir kelepçenin ideal vakum pompasını yaptığını buldum. Resme bakın!

Ancak, pozlayıcınızı kullanmadan önce, onu kalibre etmeniz gerekir, böylece ne kadar süreyle maruz kalacağınızı bilirsiniz. Bunu yapmanın iki yolunu biliyorum ve bunlardan sadece biri fazladan malzeme satın almak zorunda kalmadan yapılabilir, bu yüzden burada tartışacağım şey bu olacak.

Bir sütunda "sayaç" ve diğerinde azalan genişlik izleri bulunan bir tablo olan biraz (gerçekten çok küçük!) pano düzeni yaptım. Pozlayıcıyı ~10 dakika ısıttıktan sonra (tutarlı sonuçlar için, bir tahtayı her açığa çıkarmak istediğinizde bunu yapmanız gerekir), tahtayı "10 dakika" satırı hariç tümü opak bir şeyle (örn. hediye kartı, gerçekten opak olduğundan emin olun!). Bir dakika sonra "9 dakika" sırasını ortaya çıkarmak için kartı biraz çekin vb. Maruz kaldıktan sonra tahtayı birkaç dakika (5-30) karanlık ve soğuk bir yerde bekletin ve her zamanki gibi geliştirin. Tahtayı aşındırmadan bile, mümkün olan en iyi sonucu elde etmek için tahtalarınızı ne kadar süreyle açığa çıkarmanız gerektiğine dair bir basketbol sahası rakamına sahip olmalısınız. İşte uygun şekilde açığa çıkarılan ve geliştirilmiş bir izin nasıl görünmesi gerektiğine dair bir resim.

Bunu yapmanın diğer yolu, burada açıklandığı gibi bir Stouffer Ölçeği kullanmaktır.

Adım 11: Sonuç ve Teşekkür

Fabrika yapımı PCB'lere her zamankinden daha kolay erişilebilir olsa da, DIY'nin uygulanabilir bir alternatif olduğu birkaç niş var. Şu anda yapılmış bir panoya ihtiyacınız olduğunu veya yalnızca bir tane, ancak büyük bir panoya veya geliştirme sırasında bir panonun geçebileceği birçok yinelemeye ihtiyacınız olduğunu hayal edin. Bu gibi durumlarda, her ihtiyaç duyduğunuzda 10 adet pano yaptırmak biraz pahalı olabilir, ayrıca kapınıza gelmesi için +4 hafta beklemek zorunda kalmaktan bahsetmiyorum bile.

Ayrıca, izolasyon yönlendirme ve toner transferi de dahil olmak üzere evde PCB yapmak için sayısız seçenek vardır, ancak geleneksel yöntem (fotokimyasal işleme) açık ara en iyi sonuçları verir.

Bu talimattaki açıklayıcı, ağırlıklı olarak burada açıklanan UV kaynağına dayanmaktadır, ancak tasarımlarını oluşturmak hala bundan on kat daha pahalıdır. Tasarımlarının sahip olduğu bir şey, ama henüz eklemediğim kolimasyon ızgarası, çünkü yerel üretim alanımızdaki lazer kesici haftalarca bozuldu, bu yüzden bir tane yapamadım. Daha sonra bir tane ekleyebilir ve sonuçları rapor edebilirim, ancak şimdilik bu süper ucuz yapının sonuçlarından gerçekten memnunum.

Bir başka büyük ilham kaynağı da rcexplorer.se adresindeki parlak David Windestål'in çeşitli videoları ve talimatlarıydı. Bu adamın gerçekten çılgın yetenekleri var!

Yorumlarınız, düzeltmeleriniz veya herhangi bir şeyiniz varsa, lütfen yorum yapın. Diğer projelerim ile ilgileniyorsanız, bloguma göz atabilirsiniz.

Adım 12: Daha Fazla Kalibrasyon ve Gerçek Dünya Sonuçları

Yaptığım ilk kalibrasyon kartı tasarımı, üzerinde fazla düşünmeden yaptığım hızlı ve kirli bir yerleşimdi. Ancak yeni maruz bırakıcımın gerçekten neler yapabileceğini öğrenmek istedim, bu yüzden bu sefer uygun boşluklarla 7, 6, 5 ve 4 mil olmak üzere dört dikey iz grubu ile geliştirilmiş bir tane yaptım. Reklamı yapılan 5/5mil çözünürlüğün, kolimasyon ızgarasına sahip orijinal düşünce ve tamirci tasarımından geldiğini unutmayın. Resimlerin gösterdiği gibi, bu ızgara 5/5mil elde etmek için gerekli görünmüyor.

DÜZENLE:

Neyin ne olduğunu bir kez ve kesin olarak bilmek için filmde gösterdiğim başka bir kalibrasyon panosu tasarımı yaptım. Şimdi biliyorum. Gerçek fotoğraf sanatıyla bile 5/5 mil, pratik olarak elde edilebileceklerin en iyisidir. 4/4mil işe yarıyor ama bu seviyede her kir zerresi önemli ve ev laboratuvarım yeterince temiz değil. Tahtalarımı bir fabrikada yaptırsam bile, genellikle 10mil'den daha küçük bir şey kullanmam (belli ayak izleri hariç, tabii ki).

Peki bu gidişattan memnun muyum? Bahse girerim öyleyim! 30 Euro'dan daha az, 5/5mil özelliklere sahip (ve teoride daha da fazla) bir pozlama ünitesi, tek dezavantajı, bu süslü yeni LED kutuları kadar akıcı olmamasıdır, herkes şimdi inşa ediyor. Ama şüphesiz çok daha ucuz!