Come creare circuiti stampati (con immagini)

2024 Autore: Gilbert Ryder | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 17:34

Quindi hai quel circuito progettato e pronto. Hai fatto alcune simulazioni assistite dal computer e il circuito funziona alla grande. È rimasta solo una cosa! Devi creare un circuito stampato in modo da poterlo vedere in azione! Che il tuo circuito sia un progetto per la scuola/l'università o sia un pezzo finale di elettronica in un prodotto professionale per la tua azienda, l'implementazione del tuo circuito su un PCB gli darà un aspetto molto più professionale e ti darà un'idea di come sarà il prodotto finito aspetto!

Passi

Parte 1 di 4: stampa del circuito stampato

Passaggio 1. Scegliere un metodo da utilizzare per creare il PCB

La tua scelta sarà solitamente basata sulla disponibilità dei materiali necessari per il metodo, sul livello di difficoltà tecnica del metodo o sulla qualità del PCB che desideri ottenere. Ecco un breve riassunto dei diversi metodi e delle loro caratteristiche principali che ti aiuterà a decidere:

1. Metodo di incisione con acido: questo metodo richiede misure di sicurezza estreme, la disponibilità di molti materiali come l'acquaforte ed è piuttosto lento. La qualità del PCB ottenuto varia a seconda dei materiali utilizzati, ma in generale è un buon metodo per circuiti di complessità da semplice a intermedio. I circuiti che comportano cablaggi più ravvicinati e fili minuscoli di solito usano altri metodi.
2. Metodo di incisione UV: questo metodo viene utilizzato per la trasposizione del layout PCB sulla scheda PCB e richiede materiali più costosi che potrebbero non essere disponibili ovunque. Tuttavia, i passaggi sono relativamente semplici e possono produrre layout di circuiti più fini e complicati.
3. Metodo di incisione/instradamento meccanico: questo metodo richiede macchine speciali che incidono meccanicamente il rame non necessario dalla scheda o instradano i separatori vuoti tra i fili. Può essere costoso se hai intenzione di acquistare una di quelle macchine e di solito il leasing richiede la disponibilità di un'officina nelle vicinanze. Tuttavia, questo metodo è buono se devi creare molte copie del circuito e puoi anche produrre PCB fini.

4. Metodo di incisione laser: questo è solitamente utilizzato da grandi aziende di produzione, ma può essere trovato in alcune università. Il concetto è simile all'incisione meccanica, ma i raggi LASER vengono utilizzati per incidere la scheda. Di solito è difficile accedere a tali macchine, ma se la tua università locale è una delle fortunate ad avere tale macchina, puoi usare le loro strutture se lo consentono.

   

   Passaggio 2. Crea il layout PCB del tuo circuito

   Per l'incisione con acido, è necessario disegnare i circuiti utilizzando un materiale resistente all'incisione. Se si intende eseguire il disegno a mano, è possibile trovare facilmente dei pennarelli speciali per questo scopo specifico (non appropriato per circuiti di medie e grandi dimensioni). Tuttavia, l'inchiostro delle stampanti laser è il materiale più comunemente usato. Questo di solito viene fatto convertendo il diagramma schematico del circuito in un layout PCB utilizzando il software di layout PCB. Esistono molti pacchetti software open source per la creazione e la progettazione di layout PCB, alcuni sono elencati qui per darti un vantaggio:

   • PCB
   • Scorciatoia

   

   Passaggio 3. Quando sei soddisfatto dello schema sul tuo computer, abbina le dimensioni del diagramma sul software in modo che sia il circuito stampato che la carta abbiano le dimensioni necessarie

   

   Passaggio 4. Stampare il diagramma dal menu File del software

   Stampalo su una carta lucida, come la carta per riviste. Dovresti assicurarti che il circuito sia speculare prima di farlo (la maggior parte dei programmi di layout PCB ha questa opzione come opzione durante la stampa). Una volta stampato, assicurati di non toccare la parte di inchiostro sulla carta poiché potrebbe entrare nelle tue mani.

   

   Passaggio 5. Allineare lo schema del circuito sulla carta con il circuito (lo schema dovrebbe essere rivolto verso la parte in rame del circuito)

   Avvia il ferro. Imposta il ferro sull'impostazione cotone e attendi che si scaldi.

   

   Passaggio 6. Una volta riscaldato, posizionare con cura il ferro sopra la carta che si trova sopra il circuito

   

   Passaggio 7. Posiziona il ferro lì per circa 30-45 secondi (a seconda del ferro)

   

   Passaggio 8. Dopo aver sollevato il ferro, mettilo da parte con cura e porta il circuito alla fonte d'acqua più vicina

   Fai attenzione, la carta sarà calda. La carta dovrebbe essere attaccata al circuito, non strapparla.

   

   Passaggio 9. Avviare il flusso d'acqua e tenere il circuito stampato sotto di esso

   Un approccio alternativo consiste nell'immergere la lavagna e la carta in acqua calda per alcuni minuti (fino a 10 minuti).

   

   Passaggio 10. Il rallentamento inizia a togliere la carta e presto tutta la carta dovrebbe staccarsi

   Se alcune aree sembrano particolarmente difficili da staccare, puoi provare a inzupparle un po' di più. Se tutto è andato bene, avrai una scheda di rame con i tuoi pad PCB e le linee di segnale tracciate con il toner nero.

   

   Passaggio 11. Asciugare la tavola

   Elimina le grandi gocce d'acqua pulendo delicatamente con un tovagliolo o una spugna o semplicemente lasciandole cadere. Non dovrebbero volerci più di 30 secondi e non dovrebbero essere vigorosi, altrimenti l'inchiostro sul circuito potrebbe staccarsi.

   

   Passaggio 12. Incidi la scheda utilizzando uno dei metodi seguenti

   Questo processo rimuove il rame non necessario dalla scheda lasciando solo il cablaggio del circuito finale.

   Parte 2 di 4: Incisione con acido

   

   Passaggio 1. Scegli il tuo acido per incisione

   Il cloruro ferrico è una scelta comune per un mordenzante. Tuttavia, puoi usare cristalli di persolfato di ammonio o altre soluzioni chimiche. Indipendentemente dalla scelta dell'agente chimico, sarà sempre un materiale pericoloso, quindi oltre a seguire le precauzioni di sicurezza generali menzionate in questo articolo, dovresti anche leggere e seguire eventuali istruzioni di sicurezza aggiuntive fornite con l'agente corrosivo.

   

   Passaggio 2. Preparare il mordenzante acido

   A seconda dell'incisione con acido scelta, potrebbero esserci ulteriori istruzioni. Ad esempio, alcuni acidi cristallizzati richiedono di essere disciolti in acqua calda, ma altri agenti mordenzanti sono pronti per l'uso.

   

   Passaggio 3. Immergi la tavola nell'acido

   

   Passaggio 4. Assicurati di mescolare ogni 3-5 minuti

   

   Passaggio 5. Estrarre la scheda e lavarla quando tutto il rame non necessario viene rimosso dalla scheda

   

   Passaggio 6. Rimuovere il materiale da disegno isolante utilizzato

   Sono disponibili solventi speciali per quasi tutti i tipi di materiale da disegno isolante utilizzato per disegnare layout di PCB. Tuttavia, se non hai accesso a nessuno di questi materiali, puoi sempre usare una carta vetrata (una buona).

   Parte 3 di 4: Incisione con trasposizione ultravioletta

   

   Passaggio 1. Per applicare con questo metodo, avrai bisogno di una scheda PCB laminata fotosensibile (positiva o negativa), un isolante UV e un foglio trasparente e acqua distillata

   Potresti trovare le schede pronte per l'uso (sono ricoperte da un foglio di nylon nero), o uno spray fotosensibile da applicare sul lato rame di una normale scheda PCB vuota. Abbiate cura di acquistare anche un fotorivelatore compatibile con lo spray fotografico o il rivestimento fotosensibile per PCB.

   

   Passaggio 2. Con una stampante laser, disegnare il layout del PCB sul foglio trasparente, in modalità positiva o negativa, in base al rivestimento fotosensibile della carta

   

   Passaggio 3. Coprire il lato in rame della scheda con il foglio trasparente stampato

   

   Passaggio 4. Posizionare la scheda nella macchina/camera dell'isolatore UV

   

   Passaggio 5. Accendere la macchina UV

   Irradierà la tua tavola con i raggi UV per il periodo di tempo specificato. La maggior parte degli isolatori UV è dotata di un timer regolabile. Generalmente, da 15 a 20 minuti saranno ampiamente sufficienti.

   

   Passaggio 6. Al termine, rimuovere la scheda dall'isolatore UV

   Pulisci il lato in rame della scheda con il fotorivelatore, quindi risciacqua delicatamente la scheda PCB rivelata con acqua distillata prima di metterla nel suo bagno acido. Le parti distrutte dall'irradiazione UV saranno incise dall'acido.

   

   Passaggio 7. Gli ulteriori passaggi da seguire sono descritti nei passaggi specifici del metodo di incisione con acido da 3 a 7

   Parte 4 di 4: Finire il tabellone

   

   Passaggio 1. Forare i punti di montaggio

   Le foratrici utilizzate per questo sono solitamente macchine personalizzate progettate appositamente per questo scopo. Tuttavia, con alcune modifiche, una normale perforatrice farà il lavoro a casa.

   

   Passaggio 2. Montare e saldare i componenti elettronici a bordo

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   Avvertenze

   • Se si utilizza il metodo di incisione con acido, è necessario prendere le seguenti precauzioni:

     • Conserva sempre l'acido in un luogo freddo e sicuro. Usa contenitori di vetro.
     • Etichetta l'acido e conservalo in un luogo fuori dalla portata di bambini e animali domestici.
     • Non gettare l'acido usato negli scarichi domestici. Conservalo invece e quando hai una certa quantità di acido usato, portalo al tuo centro di riciclaggio/impianto di smaltimento di rifiuti pericolosi.
     • Utilizzare guanti e maschere per l'aria quando si lavora con agenti acidi.
     • Fai molta attenzione quando mescoli e mescoli l'acido. Non utilizzare oggetti metallici e non appoggiare il contenitore sul bordo del disco.
     • Durante l'irradiazione del PCB con i raggi UV, prestare la massima attenzione a non avere un contatto visivo diretto con la parte dell'isolatore/camera che genera raggi UV o utilizzare speciali occhiali di protezione anti-UV. Se devi controllare il tuo PCB durante il processo, è meglio fermare la macchina prima di aprirla.
   • Assicurati di indossare occhiali di sicurezza quando usi il metodo di incisione e non guardare direttamente sopra il contenitore della sostanza chimica.