Come posso realizzare correttamente un PCB a casa?


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Ho provato più volte, senza successo, a produrre un PCB a casa. Molte altre domande riguardano il miglioramento delle prestazioni del PCB e simili, ma raramente, se mai, riesco persino a far aderire l'inchiostro alla scheda di rame. Ho anche comprato la speciale carta "blu" che ho visto consigliato in diversi luoghi.

Quali sono alcuni gotcha comuni che si potrebbero incontrare quando si fa un PCB? In particolare, ho problemi a far aderire l'inchiostro alla mia tavola quando lo stiro. Ho sentito la gente menzionare brevemente la cottura al forno come alternativa.


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Cosa ti motiva a farlo a casa? Con l'edizione gratuita di EAGLE e in genere meno di $ 20 su BatchPCB puoi fabbricare la tua tavola in modo professionale ... vale ogni centesimo della mia esperienza :).
Vicatcu,

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@vicatcu: i vantaggi della produzione di PCB a casa: molto più veloce. Puoi averlo lo stesso giorno, invece di aspettare diverse settimane per BatchPCB. Molto più economico ... un pannello rivestito in rame da 4 "x 6" potrebbe costare $ 5, lo stesso PCB di BatchPCB costerebbe $ 70. Svantaggi: sostanze chimiche disordinate, la qualità non sarà eccezionale (ad esempio, non può fare tracce altrettanto piccole), praticare molti fori a mano è un dolore.
davr

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@davr, in pratica stai guardando circa $ 2,50 per pollice quadrato + $ 10 di spedizione per un prototipo. 4 "x 6" è una dimensione assurda per un tipico PCB. Recentemente ho avuto un PCB da 2,5 "x 3,5" realizzato su BatchPCB e mi è costato circa $ 30 tutto sommato. La mia opinione è che se stai prototipando e il tuo circuito è abbastanza semplice, fallo su una breadboard; se il tuo circuito è complesso, vale la pena risparmiare tempo e frustrazione per averlo fabbed su BatchPCB e attendere 3 settimane per recuperarlo.
vicatcu,

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La mia esperienza come hobbista è che c'è un'altissima possibilità di incasinare il tuo primo tentativo in una determinata tavola. (Oops, ho dimenticato di fornire energia a 2 chip, e nessuno dei miei interruttori si adatta ai fori praticati per loro ...) Poi ci vogliono altre 3 settimane per ottenere una scheda fissa ....
John Burton,

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Penso che creare il tuo PCB sia "una di quelle cose che devi fare da solo", una o due volte.

Risposte:


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Uso un'unità di esposizione UV fatta in casa con lucidi stampati su una stampante a getto d'inchiostro e pannelli preverniciati e ottengo risultati eccellenti, se necessario 8 milioni di tracce. Posso realizzare un PCB in circa 30 minuti, senza includere i fori.

Ecco una foto della mia unità di esposizione UV, è realizzata in MDF e strisce di legno. Una lastra di vetro si trova sulle strisce di legno nella parte superiore, ovviamente. Ho lasciato spazio per un terzo tubo. Uso un tempo di esposizione di 11 minuti.


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come si incide?
JustJeff,

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Cloruro ferrico in un piccolo contenitore di plastica, in una vecchia ciotola di lavaggio con circa 1 "di acqua bollente versata al suo interno, per mantenere caldo l'incantatore. Con agitazione continua, l'attacco richiede circa cinque minuti.
Leon Heller,

Lo facevo in modo simile ma prima delle stampanti a getto d'inchiostro, i lucidi erano disegnati a mano
txwikinger

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Hai un'opinione su tale eccitante 'rinnovabile'?
JustJeff

Cloruro rameico? Ho provato qualcosa di simile rigenerando il cloruro di ferro ecc. Usando acido cloridrico e acqua ossigenata. Nel tempo, il ferro scompare nell'acqua di risciacquo e diventa cloruro rameico. Ho scoperto che avrei potuto continuare a usarlo indefinitamente, ma era molto più lento del cloruro ferrico ragionevolmente fresco.
Leon Heller,

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Ho ricevuto alcune domande sul metodo di trasferimento del toner, quindi abbiamo realizzato un video per spiegare. Ignora semplicemente la parte morente del processo.

Devo ammettere che ci sono voluti alcuni tentativi per ottenere il processo giusto, ma ora posso stamparne uno in un lampo. È importante ottenere la carta giusta, ho provato un sacco di tipi prima di trovarne uno che mi soddisfacesse, anche applicare abbastanza calore e pressione per trasferire il toner può essere davvero difficile da giudicare, a condizione che non si surriscaldi rivestito di rame (inizialmente si appannerà, quindi inizierà a disfarsi da solo!) è sempre possibile rimuovere il toner e riprovare a trasferire.

Per quanto riguarda la carta, io uso - Staples Photo Color Laser, Carta lucida A4, 180 gsm

Gotcha comuni -

Spendere un sacco di soldi in speciali "carta transfer" che non sembrano andare meglio di una buona carta lucida laser a colori.

"Carta" fotografica in plastica che si scioglierà durante la stiratura.

Non stirare abbastanza i bordi del disegno (i bordi del disegno sono i più difficili da trasferire)

Non immergere la carta abbastanza a lungo (immergerla, strofinarla leggermente per permeare il retro della carta, immergerla di nuovo ..... quindi sbucciarla)

:)


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Un modo per evitare problemi ai bordi è usare una tavola leggermente sovradimensionata, che vale i soldi della tavola extra.
russ_hensel,

È vero ... evviva Russ
Jim

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Acquista il kit Pulsar-in-a-box di Pulsar: http://www.pulsarprofx.com/PCBfx/main_site/pages/index.html Con una stampante laser decente, sarai in buona forma. Non è perfetto, ma se segui i suoi suggerimenti, sarai sulla buona strada.


e in un lampo di facepalm, aggiungerò che quando le istruzioni si riferiscono al lato blu più chiaro, significa che il lato è quasi bianco. Ho pensato che avesse un lato bianco e un lato blu e non potevo per tutta la vita mettere il toner sul rame. Risulta il lato lucido (bianco) è il lato rivestito con destrina.
Flyguy,

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Ho avuto le stesse lotte che hai fatto un paio di mesi fa quando ho iniziato a farlo e per il mio processo due cose contavano di più:

  1. Non ho mai fatto funzionare la carta fotografica. Ho provato un paio. Uso carta per riviste. Qualsiasi rivista stampata su belle opere di carta lucida. La cosa principale è che deve essere abbastanza spesso da non incepparsi nella stampante.

  2. Uso un laminatore. Ho provato la tecnica del forno e il ferro da stiro e nessuno dei due mi ha dato buoni risultati. I laminatori GBC venduti su ebay sono popolari nel gruppo PCB homebrew yahoo. Ne ho anche visto uno economico al costco locale.


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Uso la lucentezza professionale HP Laser Laser 120 ($ 20-30 per 200 fogli) con una stampante laser Samsung e funziona benissimo. Stiro la tavola per un paio di minuti e poi la immergo in acqua e rimuovo la carta con le dita.

EDIT: ho dimenticato di dire che non è rimasto toner sulla carta con questo particolare tipo di fogli (che è il primo che ho provato per questo lavoro, devo essere stato fortunato). L'unico problema è che, a volte, se premo troppo durante la stiratura, alcune tracce possono risultare un po 'più spesse.


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Non ho mai avuto un vero successo con il trasferimento del toner. Ho provato vari tipi di carta, compresa la carta per riviste e vari tipi di carta lucida, e non sono mai riuscito a produrre una scheda utilizzabile. O tutti avevano tracce mancanti o erano leggermente imbrattati in punti che portavano a una tavola inutilizzabile.

La stampa speciale e la carta a buccia hanno funzionato molto meglio, ma anche che in genere mi ci sono voluti diversi tentativi per realizzare una scheda utilizzabile.

Così ho comprato una lightbox UV economica e ho usato il metodo del fotoresist che sembra funzionare ogni volta senza problemi.


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Un problema che ho riscontrato di recente è la diversa temperatura di fusione del toner nelle diverse marche di stampanti laser. Dopo alcune letture, risulta che le recenti stampanti Brother hanno un punto di fusione molto più elevato (credo che sia circa 400 ° C) rispetto ad altre stampanti.

La stampante su cui ho iniziato era una HP LaserJet 1020 e ho avuto problemi a surriscaldare il toner con un ferro da stiro, causando le "sbavature" menzionate da un altro post. La soluzione per me che ha dato risultati eccellenti è stata quella di utilizzare un laminatore a caldo (passare la scheda 5-10 volte) - presumibilmente la combinazione di temperatura e pressione è la chiave. Anche l'uso di un ferro da stiro su un'impostazione più fredda dovrebbe funzionare.

Tuttavia, recentemente sono passato all'utilizzo di una stampante Brother HL-2142 e il laminatore non funzionava più. La temperatura è il problema, quindi tornare al ferro fidato e alzare la temperatura sembra essere efficace. La carta transfer blu non piace molto al caldo e inizia a raggrinzirsi e deformarsi, quindi vado a provare le pagine di riviste patinate che altri hanno menzionato.

Altri consigli:

  • strofina la tavola fino a quando non diventa lucida con un tampone di plastica: la superficie ruvida dovrebbe aiutare il toner ad aderire. Non usare lana d'acciaio perché finirai per contaminare il rame
  • pulire con alcool isopropilico - evitare di impronte digitali sulla lavagna oltre questo punto
  • per il metodo del laminatore - applicare la carta sulla scheda utilizzando solo un pezzo di nastro a un'estremità - alimentare sempre prima la scheda attraverso il lato del nastro della laminatrice
  • per il metodo del ferro, trovo che uno o due fogli di carta sulla parte superiore della carta di trasferimento aiutino (e impediscano alla plastica di fondersi e attaccarsi al ferro nel caso della carta di trasferimento blu)
  • il cloruro di rame è il miglior eccitante in quanto può essere riutilizzato più volte dopo aver semplicemente gorgogliato aria attraverso la soluzione - si attacca bene anche a temperatura ambiente

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Potresti costruire (o acquistare) una fresatrice per PCB. Il mulino Mantis 9.1 può essere costruito da un hobbista e, a seconda delle parti e dei materiali di cui disponi, può essere costruito per un valore inferiore a $ 200,00 USD. L'utilizzo di un mulino presenta alcuni vantaggi rispetto agli altri metodi "birra fatta in casa" ... nessun agente di incisione disordinato da affrontare, niente scherzi nel tentativo di trasferire il toner laser su un PCB, ecc.

Vedi: http://makeyourbot.org/mantis9-1 per maggiori dettagli sul progetto Mantis. Inoltre, qui: http://therearenonames.wordpress.com/2011/11/27/ooo-baby/ è un post sul blog con alcuni video di uno in azione, realizzato da un ragazzo qui su Splatspace. Condivide alcune considerazioni sul merito e sui problemi di questi mulini.


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afferrare il vecchio plotter XY, romperlo e attaccare l'incisore per albero flessibile Dremel invece del coltello / penna.

questo tipo di installazione rende i PCB come magici. * utilizzando me stesso il mulino cnc fatto in casa per la prototipazione di pcb


Come si arriva da un pacchetto layout PCB al plotter? Il cnc legge Gerbers?
Paul Uszak,

se non sbaglio, GerbView può esportare file svg.
Alex D,

Sono su * nix e utilizzo gerber-to-svg (disponibile via npm). Un altro strumento che potresti voler provare è gerbv.geda-project.org (mai provato ma la descrizione sembra promettente). e sì, rispondendo alla tua prima domanda: sto usando il mittente Universal G-code dal laptop al cnc. disponibile su github. non dimenticarti di rispecchiare il tuo vettore prima di inviarlo a cnc
Alex D,

Questo metodo è lento, con capacità limitate (bit piccoli == molto lenti) e tutt'altro che negativo. Il CNC è buono per molte cose, la prototipazione dei PCB non è in realtà uno di questi.
Matt Young,

slow-ish, sì, limitato - sì. ma funziona perfettamente se hai bisogno di 1 o 2 PCB a strati realizzati rapidamente a casa. anche la fresatura lenta sarà più veloce rispetto all'ordinazione di campioni prototipo da una società di terze parti
Alex D
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