(Principalmente) Fácil fabricación de PCB: 11 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Esta es una forma sencilla de crear sus propias placas de circuito impreso en casa. El método se basa en el proceso "5 Bears" (que a su vez se basa en el proceso de Tom Gootee). Agregué un par de mejoras.

Paso 1: crea tu diseño

Comience por diseñar los trazos y las almohadillas de PCB con su programa de diseño de PCB o CAD favorito. Usé Pad2Pad, principalmente porque encontré ese programa bastante fácil de usar y se puede descargar gratis. Se supone que debe usar Pad2Pad para diseñar una placa y luego enviar el archivo a la empresa para su fabricación. En su lugar, utilizo este diseño para crear mi propia máscara de grabado. Desafortunadamente, no puede exportar archivos p2p a otros formatos. Entonces, imprimí el diseño de la placa en un PDF, luego abrí el PDF en Illustrator, lo que me permitió limpiar y ajustar el diseño y separarlo en capas. Esta técnica es para crear PCB de una cara, así que hice dos máscaras: una para las huellas y almohadillas de cobre y la otra para la serigrafía. Necesita imprimir una imagen reflejada de sus máscaras, verá por qué pronto, pero debido a que los trazos van en la parte posterior del tablero, puede imprimirlos normalmente. La máscara de serigrafía debe imprimirse al revés. Utilizo líneas de 2 puntos para la mayoría de los trazos; que sale a aproximadamente 0.028.

Paso 2: imprime las máscaras

Este es un paso complicado. Debe imprimir las máscaras en papel especial y oscurecerlas lo más posible. Así es como lo hice. Usé papel fotográfico brillante Jet Print Multi-Project. Tuve que pedirlo en línea, pero podría estar disponible en tiendas de suministros de oficina más grandes. Tom Gootee recomienda Staples "Picture Paper"; que parece más fácil de obtener. Desafortunadamente, no leí el artículo de Gootee hasta DESPUÉS de haber recibido el papel de Jet Print. Entonces, el papel Staples podría ser mejor.

Estos papeles se comercializan como papeles de inyección de tinta. Pero para este proceso, debe ejecutarlos a través de una impresora láser. El tóner crea la máscara. Y desea que el tóner sea lo más oscuro y denso posible. Descubrí que si le dice a la impresora que está imprimiendo una transparencia, aplicará más tóner. También ajusto varias configuraciones en los menús de la impresora (por ejemplo, densidad de tóner, optimización, etc.) para obtener la impresión más densa posible; la configuración de su impresora variará. Experimente para ver qué funciona mejor y tome notas sobre la marcha para poder duplicar sus mejores esfuerzos más adelante. Quemé bastante papel antes de hacerlo bien, pero ahora lo hago bien la primera vez. Si el diseño de su PCB tiene trazos verticales largos, puede orientar el diseño en la página para que los trazos largos estén en ángulo. Debido a la dirección en la que viaja el papel a través de las impresoras láser, los trazos verticales largos pueden perder densidad de tóner cerca de la parte inferior. Inclinar los trazos largos ayuda a mantener el tóner denso en toda su longitud. Recuerde imprimir la máscara de cobre "lectura correcta", es decir, NO una imagen reflejada, pero la máscara de "serigrafía" debe imprimirse al revés. Haga una impresión o dos y encuentre una máscara que sea uniformemente densa con un mínimo de poros. Asegúrese de que todos los trazos y almohadillas estén completos.

Paso 3: Prepare el tablero en blanco

Corta la tabla a la medida, dejando un poco más de espacio alrededor de los bordes. Utilizo una sierra para metales, que deja algunas rebabas. Alise las rebabas con una dremel o una lima pequeña. Quieres que la superficie de cobre sea lo más plana posible. Lije la superficie de la tabla en blanco con papel de lija de grano 400-600 en ambas direcciones diagonales en un patrón de rayado. Luego, use acetona en una toalla de papel para limpiar la tabla lo más a fondo posible. ¡Las manchas de grasa son tu enemigo! Frote la tabla muy bien.

Paso 4: coloque la máscara en el tablero en blanco

Recorta con cuidado la máscara para el lado de cobre de tu impresión. Colóquelo boca abajo en su tablero, de modo que el tóner mire hacia el cobre. Utilizo pequeños trozos de cinta adhesiva en cada borde para mantener la máscara en su lugar. Puede que eso no sea necesario si su espacio en blanco es algo más grande que su máscara. Descubrí que la máscara tiende a deslizarse si no está bien pegada con cinta adhesiva; desea evitarlo cuando trabaje con tolerancias estrechas.

Paso 5: ¡Plancha

Este es el paso más complicado. Debe configurar su plancha en su posición más alta, sin vapor. Coloque una toalla de papel sobre el tablero y la máscara; de lo contrario, el plástico derretido pegajoso que rezuma por debajo de los bordes de la máscara hará que todo se pegue a la plancha.

Cuando aplique la plancha por primera vez, presione hacia abajo y trate de no mover o deslizar la máscara. La capa de plástico de la superficie del papel se derretirá instantáneamente, formando una capa temporalmente resbaladiza, que tenderá a deslizarse si no tiene cuidado. Aquí es donde es más fácil estropear, creo. Comience aplicando una presión firme y constante a toda la tabla durante un minuto, moviendo la plancha de vez en cuando para asegurarse de que toda la tabla se caliente completamente. Después de eso, la máscara está prácticamente pegada a la tabla, por lo que ahora puede recorrer toda la tabla con el borde de la plancha, poco a poco. Utilizo el borde de la plancha y me apoyo un poco, ejerciendo una buena presión a lo largo de la tabla. Luego muevo la plancha un cuarto de pulgada más o menos y repito hasta cubrir toda la tabla. Luego hago la misma serie de "líneas de presión" a lo ancho a lo ancho del tablero. Finalmente, termino con presión general durante unos segundos más. El tiempo total de planchado es de 3 minutos como máximo.

Paso 6: remoje el papel

Deje caer la tabla caliente inmediatamente en una olla con agua caliente, junto con cualquier toalla de papel que pueda estar adherida. Parte del papel comenzará a desprenderse de inmediato. ¡Ayúdalo! Después de unos minutos, se puede quitar más papel. También quita la cinta adhesiva que usaste para sujetar la máscara a la tabla. Después de 10 a 20 minutos, llegará a la última capa, que se parece más al plástico que al papel. Los rastros serán claramente visibles a través de él. Empiece una esquina y el plástico se despegará fácilmente, dejándolo con una tabla bien enmascarada. Si ha planchado lo suficientemente bien, el tóner se fusionará sólidamente con la tabla; no se puede raspar con una uña.

Si los rastros están estropeados de alguna manera, por ejemplo, si la plancha se deslizó, puede limpiar el tóner fundido con acetona y comenzar de nuevo con una mascarilla nueva.

Paso 7: grabar

Deje caer la pizarra en su solución de grabado. ¡No permita que el químico decapante entre en contacto con nada hecho de metal! Utilizo un recipiente de plástico grande. Grabe el tablero hasta que se acabe el cobre restante. Dependiendo de qué tan fresco y tibio esté el químico de grabado, podría tomar de 10 a 30 minutos.

Paso 8: Limpiar la mascarilla

Utilice acetona para limpiar el tóner. ¡Te quedará una bonita placa de circuito brillante!

Paso 9: aplique la capa de serigrafía

Ahora es el momento de agregar la "serigrafía" al otro lado del tablero. No es realmente una serigrafía; en realidad, es el mismo proceso que se describió anteriormente, excepto que deja el tóner fundido en la pizarra y no realiza el grabado y la limpieza.

Para alinear la "seda", hago un agujero en las cuatro almohadillas de las esquinas. Después de cortar la máscara de seda, la coloco con el tóner hacia abajo contra el lado del tablero opuesto a los trazos. Sosteniéndolo contra la luz, debería poder ver los cuatro orificios de las esquinas a través de la máscara. Úselos para alinear la máscara de seda correctamente, luego péguela al tablero con cinta adhesiva. A continuación, planche la tabla de la misma manera que lo hizo con el lado de cobre y, finalmente, empape el papel como en el paso 6.

Paso 10: Taladre los agujeros

Esto es un poco complicado, pero se puede hacer sin necesidad de un taladro u otro equipo sofisticado. Utilizo una herramienta dremel con un bit # 60. Esa es la parte más pequeña que puedo encontrar en la ferretería local. La broca se sujeta en un collar, que a su vez se sujeta en el mandril de la dremel.

Este es mi secreto para perforar muchos agujeros diminutos con un taladro de mano: use un trozo de acrílico como guía de perforación. Taladre un agujero en el acrílico, luego perfore a través de ese agujero y a través del tablero. El acrílico transparente facilita la alineación correcta de la broca en el centro de cada almohadilla. Después de una docena de orificios, el "orificio guía" en el acrílico comenzará a "aflojarse" - simplemente taladre otro orificio guía y continúe.

Paso 11: ¡Terminado

La placa está lista para usar.

He hecho cuatro tablas con este método. El primero fue perfecto, pero se arruinó por una soldadura descuidada. El segundo y el cuarto también fueron perfectos y funcionaron muy bien en proyectos. En la tercera tabla, moví la plancha cuando la apliqué por primera vez, por lo que la máscara se deslizó y borró algunos rastros. Con un poco de práctica, puede hacer una tabla en un par de horas (sin contar el tiempo de diseño).