Katil PCB'ler: 12 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Bu talimat, negatif kuru film fotorezist kullanarak LQFP veya QFN IC'ler için 0,005 kadar küçük özelliklere sahip baskılı devre kartları yapma sürecini gösterir. Bu, mevcut hemen hemen her tür entegre devreyi - hatta bilyeli ızgara dizisini - işlemenizi sağlayacaktır! Resimde, 0,65 mm aralıklı ve 0,5 mm aralıklı sıfır yerleştirme kuvveti esnek soketler kullanan TSSOP-14, QFN-40 paketlerine sahip kartlar yer almaktadır.

Adım 1: Arka Plan

Bir süre evde PCB fabbing ile denemeler yaptıktan sonra, sonunda oldukça iyi görünen makul tutarlı sonuçlar üreten bir süreç üzerinde çalıştım. Toner aktarma yöntemini değişen derecelerde başarı ile kullanmaya çalışmak için çok zaman harcadım (Tamam, değişen derecelerde başarısızlık daha doğru olabilir). Ayrıca Philmore/Datak negatif foto dirençli spreyi sürekli olarak korkunç sonuçlarla denedim (malzemeler sonunda onunla birlikte gelen püskürtme memesini eritti ve her yere sızdı). Yeşil Değildir ve tavsiye edilmez. Şimdi önceden hassaslaştırılmış panolar satın alabilir ve birçok sorundan kurtulabilirdim, ancak malzemeyi ürettiğim panoların hacmi için çok maliyetli buluyorum. Sonunda kuru film fotoğraf direncini denedim ve geri dönmeyeceğim! Bu konular diğer öğreticiler tarafından iyi bir şekilde ele alındığından, şematik yakalamanın veya dağlamanın karmaşıklıklarına girmeyeceğim. Uçucu bileşikler kullanılmaz - yalnızca katıları filtreleyerek ve HCl ile nötralize ederek çevre açısından güvenli hale getirilebilen basit bazlar (uygun imha prosedürleri için üretici talimatlarına bakın). Bu işlem, bir Peroksit/Kuprik Klorür aşındırma işlemi ile birleştirildiğinde çevreye duyarlı bir Yeşil PCB geliştirme süreci oluşturur. Toner aktarma yöntemini denemediyseniz, deneyin. Sihirli toner ve/veya kağıtla kutsanmadığınız sürece, kuru film dirençli yöntemi daha iyi sonuçlar verecektir, ancak süreç biraz daha karmaşıktır. Toner aktarım sonuçlarından memnunsanız, elbette bu yönteme bağlı kalın. Doğal olarak standart uyarılar geçerlidir: PCB aşındırma ve kuru film işleme kostik malzemeleri içerir - koruyucu ekipman kullandığınızdan ve elinizin altında bir göz yıkama istasyonu (veya en az bir kova su) olduğundan emin olun. Ayrıca kuru film geliştirme ve soymanın güçlü bazlar içerdiğini unutmayın - bunları aşındırma kimyasallarınızdan uzak tutun, aksi takdirde şiddetli tepki verebilirler. Şimdiye kadar, hepsi iyi performans gösteren üç tür kuru film direnci kullandım:-- MG Chemicals 416DFR Kuru Film Direnci Frys, Altex ve çevrimiçi olarak 12" x 5 fit fiyatına yaklaşık 20,00 $. MG daha büyük miktarlar vermeyi reddetti ve filmlerinin üreticisini ifşa etmeyecek.--Dupont Riston M115, Think & Tinker'da mevcuttur Mükemmel direnç, daha büyük miktarlar istiyorsanız MG'den çok daha ekonomik (96,75 $ için 12"x50ft, 116,26 $ için 12"x100ft). Olağanüstü kıyafet, çok yardımsever, dost canlısı insanlar ve birçok harika bilgi. Müthiş site!-- Kolon Dry Film Resist Koreli üretici Think & Tinker's Riston'dan biraz daha ucuza satıyor, ancak en az 500 ft kasa ile. İhtiyacınız olan şey - Lazer Yazıcı - Ev/Ofis Laminatör - Lazer Yazıcı Asetatları - Sprey Yapıştırıcı - Negatif Kuru Film Foto Resist - Resist Developer (sodyum karbonat) - Direnç Striptizci (sodi um hidroksit)- Cam Levhalar- Şeffaf Bant- Sarı Böcek Işığı- Hafif-Güvenli AlanOpsiyonel- Vakum Torbası veya Vakum Çerçevesi- Kolimasyonlu UV Pozlama Kaynağı- Döner kağıt düzeltici- 21 adımlı Kalibrasyon için Stouffer Hassasiyet Kılavuzu

2. Adım: Sanat Eseri Oluşturun

Şemanızı yakaladığınızı ve PCB'nizi Eagle gibi bir şeye yerleştirdiğinizi varsayıyorum - neden bahsettiğimi bilmiyorsanız, şematik yakalama ve PCB düzenini öğrenerek başlasanız iyi olur. PCB'yi yerleştirdikten sonra, negatif fotoğraf maskeleri oluşturmanız gerekecek. Negatif fotoğraf maskesi, bakırı istediğiniz yerde net, bakırı çıkarmak istediğiniz yerde siyah olan bir şeffaflıktır. Bir ipucu: PCB katmanlarınızı toprak veya güç düzlemleriyle doldurmayı alışkanlık haline getirirseniz, çok fazla toner tasarrufu sağlarsınız. Ayrıca, ilişkili bir şema dosyası yoksa, grup kopya komutunu kullanarak PCB yerleşiminizi Eagle'da döşeyebileceğinizi unutmayın (aksi takdirde şematikte bunu yapmanız gerektiğinden şikayet edecektir"). çıktınız şaşırtıcı derecede zor olacak, ancak sonunda açık kaynak vektör çizim yazılımı Inkscape'i kullanarak bu oldukça basit yaklaşıma karar verdim: 1. Sadece aşındırma için gerekli katmanları seçtiğinizden emin olun (örneğin, Top/Bottom, Pads, Vias). 2. Bir PDF dosyasına çıktı almak için Eagle'ın yazdırma işlevini kullanın. Asetatlara yazdırıyor olsak bile, yazdırılan yüzü panoya en yakın yerleştirmek ve kanamayı önlemek için yine de üst katmanı yansıtmak isteyeceksiniz. Inkscape zaten kurulu değil, indirin ve şimdi kurun.4. PDF'yi Inkscape'de açın (varsayılan yükleme parametrelerini kabul edin).5. Katmanlar bölmesini açın (Menü Katmanı:Katmanlar).6. + düğmesini tıklayın bir katman eklemek için, onu istediğiniz gibi adlandırın (benimkine "b" adını verdim).7. yeni katmanı en alta taşımak için aşağı ok.8. Araç bölmesinden dikdörtgen aracını seçin.9. Ekranın altındaki mavi renk örneğine sağ tıklayın ve Kontur ayarla.10'u seçin. Gri renk örneğine sağ tıklayın ve Dolguyu ayarla.11'i seçin. Tahtanızın etrafına bir dikdörtgen çizmek için tıklayın ve sürükleyin.12. Ok aracını seçin, ardından dikdörtgeninizin her iki tarafını seçip tahtanızın kenarına doğru sürükleyin. Ekran şöyle görünmelidir:13. Ekranın altındaki siyah renk örneğine sağ tıklayın ve Dolguyu Ayarla öğesini seçin. Siyah renk örneğine tekrar sağ tıklayın ve Kontur ayarla.14'ü seçin. b katmanını kapatmak için katmanlar paletindeki göz simgesini tıklayın.15. Tahtanızı seçmek için tıklayın ve sürükleyin (veya araç çubuğundaki tüm görünür simgeyi seçin).16. Görüntüyü olumsuzla (Menü Efektleri:Renk:Negatif)17. B katmanı için göz simgesine tekrar tıklayın. Şimdi şöyle bir şeye sahip olmalısınız:18. Farklı Kaydet'e tıklayın, ardından Kahire aracılığıyla dosya türünü PDF olarak değiştirin ve orijinalin üzerine yazmamak için dosya adına (ör. test_out.pdf) _out ekleyin.19. Varsayılan SVG formatı olarak kaydetmek için Farklı Kaydet'e tekrar tıklayın.

3. Adım: Asetat Yapın

Bu kısım da biraz zor oldu. Sorun, çoğu lazer yazıcının gerçekten koyu baskılar yapmamasıdır, bu nedenle siyah alanlardan bir miktar ışık sızar. Toneri seçerek koyulaştırmak için pek çok yaklaşım denedim: kuru silinebilir işaretleyiciler, damgalı ped mürekkebi, boya kalemleri, karakalem, grafit, yumuşatma/ısıtma + ek toner uygulaması, vb. Hiçbiri işe yaramadı. İşte benim için tutarlı bir şekilde çalışan şey:

1. Küçük resimlerle başlayın--Asetat sayfalarını dörde (4.25 x 5.5) 2-3 yaprak kesmek için döner bir kağıt kesici kullanıyorum. Küçük sanat eserleri daha iyidir çünkü şeffaf malzemedeki ısıyla ilgili bozulmalar azaltılacaktır. 2. Adobe Reader ile son adımdaki PDF'yi açın ve asetat sayfalarınızın yüklü olduğu bir lazer yazıcıda yazdırın. Yazıcım için (Brother HL-5250DN) aşağıdaki ayarları kullanıyorum: Kullanıcı tanımlı kağıt boyutu (4.25 x 5.5), dupleks yok, manuel besleme, 1200 dpi, En Koyu Yoğunluk. Burada büyük bir ipucu: Windows'ta aynı yazıcının birden fazla kopyasını yükleyebilirsiniz, bu nedenle mevcut lazer yazıcınızın bir kopyası olarak PCB_Laser adlı yeni bir yazıcı ekleyin, ardından sağ tıklayın ve PCB şeffaf yazdırma için gereken varsayılanları değiştirin. 3. Üst ve alt resmi yazdırın. Resmi ışığa doğru tutun: Siyah alanlardan sızan ışık görüyor musunuz? Sonuçlarınız benimkilere benziyorsa, direncinizle ilgili sorunlara neden olacak kadar sızıntınız olacaktır. Toner yoğunluğunu doğru bir şekilde değerlendirmek için gerçekten daha büyük siyah alanlara sahip olmanız gerektiğini unutmayın. Süper yoğun toner ile kutsanmışsanız, 8. adıma geçin, aksi halde devam edin ve asetatlarınızın her birinin ikinci bir kopyasını yazdırın. 4. Ardından, resmi hizalamak için derme çatma bir ışıklı masaya ihtiyacınız var. Bu, güneşli bir pencereye bantlanmış bir kağıt parçası ya da bir kağıt ve bir cam bölmeyle kaplanmış hokey diski boyutunda bir ışık içeren sığ bir tepsi kadar basit olabilir. Bir tarayıcıdan gelen arka ışık, harika bir ışık tablosu oluşturur. Sadece saydamlık/negatif modda bir tarama yapın - büyük olasılıkla taramadan sonra arka ışığı birkaç dakika açık bırakacak, ardından kapağı çıkarıp ters çevirecektir. Başa takılan bir büyüteç merceğinin kullanılması, resminizin hizalanmasında önemli ölçüde yardımcı olacaktır. 5. Ardından, toner yoğunluğunu iki katına çıkarmak için şeffaflık çiftlerini (2x üst, 2x alt) birleştireceğiz. Bunu yapmak için, her asetatın bir kopyasını alın ve toner tarafına sprey yapıştırıcı sürün. Şeffaflığın yüzeyinden ışığın yansımasını gözlemleyerek tonerin hangi tarafı olduğunu anlayabilirsiniz; toner, toner tarafında donuk görünüyor. 6. Yapışkan olmayan kaplanmış şeffaf toneri ışıklı tablanın üzerine gelecek şekilde yerleştirin - bu tabakanın köşelerini ışık tablasına gevşek bir şekilde bantlamak isteyebilirsiniz (bantı kolayca kapatabilmek için uçtan katlayın). sonrasında). 7. Yapışkan kaplı şeffaflığı kaplanmamış şeffaflık ile dikkatlice hizalayın (kaydedin). Hizalandıktan sonra, iki sayfayı yapıştırmak için sıkıca bastırın. 8. Katmanları kalıcı olarak birbirine yapıştırmak için hizalanmış asetatları en soğuk ayarda laminatörden geçirin. 9. Üst ve alt resmi hizalayın (toner tarafı içeride) ve PCB'yi aralarında kaydırmak için yeterli alan bırakarak sağlam bir şekilde bantlayın. Alternatif olarak, tahtanın etrafında en az bir inç olan bir kenarlığınız varsa, maskenin geri kalanını bir kağıt parçasının köşesiyle kaplayarak iki kenar boyunca 1/2 inçlik bir şeride sprey yapıştırıcı uygulayabilirsiniz - sadece yapışkan şerit ile tahtanın kenarı arasında 1/4 den az olmadığından emin olun.

Adım 4: Bakır Kaplı Hazırlayın

Bakır kaplı malzemeyi bir ovma pedi ve ağartıcı içeren bir ovma bileşiği (örn. Soft Scrub w/Bleach) ile dikkatlice temizleyin. Yüzeyi pürüzlendirmek ve uygun yapışma direncini sağlamak için 320 veya 400 kumlu ıslak/kuru zımpara kağıdı ile zımparalayın. Tahtaya eldivensiz dokunmamaya dikkat ederek kurulayın (cilt yağlarının tahtaya bulaşmasını önlemek için).

Adım 5: Laminat

PCB'yi lamine etmek için birkaç farklı olası yaklaşım vardır. MG Chemicals, bir katlama ve laminat yaklaşımı önerir. Diğerleri, laminasyondan önce dirençli malzemeyi PCB'ye yapıştırmak için ısı veya su (veya her ikisi) kullanılmasını önerir. Bu yaklaşımda şansım yaver gitti: 1. Çalışma alanınızı ışık açısından güvenli hale getirin: Böcek ışığını açın ve tüm floresanları veya >40 Watt akkor lambaları kapatın 2. Laminat malzemeyi tahtadan 1/2 inç daha büyük (çift) kesin uzunluğu) 3. İç filmin sadece ilk yarım inçini dikkatlice geriye doğru soyun (daima kıvrımın iç tarafında) 4. Laminatın tahtayı tamamen kapladığından emin olarak laminatı dikkatlice hizalayın her iki tarafta (çift taraflıysa). 5. Açıkta kalan laminatın ilk yarım inçini tahtaya bastırın. 6. Açıkta kalan laminatı tahtaya bastırırken aynı anda kalan iç tabakayı her seferinde yarım inç aşağı doğru dikkatlice çekin. Herhangi bir kırışıklık oluşturmamaya dikkat edin. Gerekirse benzer şekilde arka tarafa doğru devam edin. 8. Kartı laminatörden geçirin (laminatör tamamen ısındığında). Ters çevirin ve laminatörden tekrar geçin.

6. Adım: Ortaya Çıkarın

Lamine PCB'yi önceden kaydedilmiş asetatlar arasına yerleştirin ve bantı güvenli bir şekilde yerine yerleştirin. Pozlama işleminizi kalibre etmeyi planlıyorsanız, PCB'nin açık bir bölümüne bir Stouffer 21 adımlı hassasiyet kılavuzunu bantlayın. İzlerinizin altına ışığın sızmasını önlemek için resmi PCB'ye sıkıca bastırmak istiyorsunuz. Bunu iki yaprak camla yapabilir veya tercihen bir vakum poşeti veya vakumlu çerçeve kullanabilirsiniz. Daha sonra bu düzeneği her bir tarafta yaklaşık 5-8 dakika boyunca parlak güneş ışığına yerleştirebilir veya seçtiğiniz başka bir UV kaynağını kullanabilirsiniz. PCB ve resmin sıkı uyumuna rağmen, kolimasyonun (ışık ışınlarını paralel hale getirme) ince izler elde etmek için önemli olduğunu unutmayın - paralelleştirilmiş bir UV ışık kaynağı oluşturma talimatları için buraya bakın.

7. Adım: Geliştirin

Geliştirici solüsyonu (genellikle Sodyum Karbonat veya Potasyum Karbonat) hazırlamak ve kartınızı geliştirmek (UV ışığına maruz kalmayan dirençler geliştirmek) için üreticinin talimatlarını izleyin.

Adım 8: Aşındırma

En sevdiğiniz dağlayıcıyı kullanın - sadece gelecekteki imhayı düşündüğünüzden emin olun ve Peroxide/Cupric Chloride dağlama işlemi gibi yeşil bir işlemi düşünün (gerçekten de yeşildir). Ve eğer söz konusu kimyanın temel ayrıntılarını araştırmak istiyorsanız, bu sayfa tam size göre.

Adım 9: Şerit

Bunun için sodyum hidroksite (NaOH) ihtiyacınız olacak - Brad Pitt'in Dövüş Kulübü'nde Edward Norton'un elini yakmak için kullandığı şey bu, yağı eritiyor ve cildiniz büyük ölçüde yağdan oluşuyor, bu yüzden dikkatli olun. Yerel kimyasal tedarik evlerini kontrol edin - Şansım yaver gitti: komşum sabun yapıyor, ben de hemen uğradım ve bir bardak kül suyu ödünç alabilir miyim diye sordum!

Adım 10: Lehim Maskesi ve Serigrafi

Lehim maskesini ovarak ve kazınmış levhayı yeni bir direnç katmanıyla yeniden lamine ederek uygulayın, ardından koruyucu dış filmi çıkarın ve kalınlığı iki katına çıkarmak için ikinci bir direnç katmanı uygulayın. Şimdi stop ve serigrafi katmanları ile pozlayın ve daha önce olduğu gibi geliştirin (ekstra direnç kalınlığı nedeniyle pozlama biraz daha uzun sürebilir). Tost makinesinde 200-220 derece F'de yaklaşık 10 dakika pişirin (tahtayı desteklediğinizden emin olun, böylece direnç tost makinesine yapışmaz). Tahtayı ekmek kızartma makinesinden çıkarın ve tahta hala sıcakken serigrafi metnini doldurmak için beyaz bir mum boya kullanın. Fazla mum mumunu bir havluyla silin ve fazla mumu oyuklardan ve izlerden çıkarmak için bir kürdan kullanın.

Adım 11: Lehim Yapıştır Şablonu

Bu kadar ileri gittiyseniz, birkaç gece geç kalmış ve bol miktarda gazlı (ve kafeinli) içecek tüketmiş olmalısınız. Eğer öyleyse, soda kutularından birini alın ve bir çift makas veya hafif makasla üst ve alt kısımlarını kesin. Düzensiz kenarlar olmadan düzgünce kesmeye çalışın. Daha sonra yaklaşık 8" x 4" bir alüminyum şerit üretmek için uzunlamasına kesin. Bu şerit çok kıvırcık olacak, ancak kırışmadan "bükemezsiniz". Aşağıdaki adımlar için, kıvrılmayla başa çıkabilir veya metali bir tost makinesinde yaklaşık 450 derece F'ye ısıtarak tavlayabilir ve ardından yavaşça soğumaya bırakabilirsiniz. Daha sonra, boyayı çıkarmak için 220 ila 320 kumlu ıslak/kuru zımpara kağıdı ile kutunun hem içini hem de dışını zımparalamalısınız (kutunun içinde şeffaf boya olduğuna dikkat edin - aksi takdirde soda onu yutar). Bunun için ağır hizmet tipi bir boya sökücü kullanabilirsiniz, ancak zımpara kağıdı biraz daha yeşil görünüyor. Tüm boyayı çıkardıktan sonra, tüm yağ izlerini temizlemek için SoftScrub with Bleach ile iyice ovalayın. PCB'de yaptığınız gibi her iki tarafta bir sonraki laminat fotorezist. Resminizi daha önce yaptığınız gibi tcream katmanını kullanarak yapın, ancak bu sefer negatif yapmayın - Eagle'ın çıktısı zaten negatif! Ön ve arka için iki asetat yaptığınızdan emin olun (ve tonerin dirence karşı tam olarak durması için ön tarafı aynaladığınızdan emin olun). Daha önce olduğu gibi geliştirin ve seyreltilmiş HCl'de dağlayın. HCl'yi yaklaşık %50'ye kadar seyrelttim (suya asit dökün, tersi değil). Aşındırma, oksit tabakası kaldırılana kadar yavaşça başlayacak, ardından önemli ölçüde hızlanacaktır. Çok hızlı aşındırmayın, yoksa tahta ısınır ve direnç düşer. Direnci yerinde bırakırsanız ~ 5 mil'lik bir şablona sahip olursunuz veya direnci ~ 2 mil'lik bir şablon elde etmek için sıyırabilirsiniz - ancak dikkatli olun, NaOH alüminyuma HCl'den biraz daha az sağlamlıkla saldıracaktır (konsantrasyonlara bağlı olarak). Daha sonra, bir lehim pastası mastarını donatmak için arızalı panolarınızı kullanın (şimdi bunlardan birkaçına sahip olmalısınız). Lehim pastasını bir boya kazıyıcı veya benzeri ile uygulayın, parçalarınızı yerleştirin ve yeniden akışa geçin…

Adım 12: Yeniden Akış

Burada oldukça basit şeyler: Lehim pastası eriyene kadar ısıtın, sonra soğutun. Isıyı tahtaya eşit olarak yaymak için oldukça sağlam bir bakır veya alüminyum levha kullandığınızdan emin olun. Tüm lehim eridiğinde, metal plakayı ocak gözünden çıkarın ve sıcaklığı çabucak geri getirmek için bir ısı emicinin üzerine yerleştirin - çimento garaj zeminleri harika çalışır - sadece fırın eldiveni kullandığınızdan emin olun (ancak kurabiye pişirmeyin) onlarla daha sonra…). Yeniden akıttıktan sonra bazı köprülü bağlantıları temizlemeniz gerekebilir. Bunun için sadece lehim fitili ve bol miktarda flux kullanın (Orange Crush'ı severim). Güç uygulayın ve ateşleyin! BTW, yanlışlıkla ilk tahtada sıcaklığı çok yükseğe çıkardım ve sonuç olarak lehim maskesinde soğuk gradyan renk efekti elde ettim (giriş resmine bakın). Bileşenlerin hala spesifikasyonda olduğunu düşünüyorum, ancak o sırada altında iyi bir ısı yayıcıya sahip değildim, bu yüzden probun kartın gördüğü sıcaklığı okuduğundan emin olamıyorum. Yönetim kurulu şu ana kadar iyi görünüyor… Eh, bu kadar--kolay ha? Yaklaşan web sitem IncoherentLabs.com'u izlediğinizden emin olun. Şimdi eğlenin ve dünyayı kurtarın!