Παρασκευή PCB στο σπίτι (μέθοδος μεταφοράς γραφίτη): 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Υπάρχουν πολλές φορές που εμείς, ως κατασκευαστής, αντιμετωπίζουμε εμπόδια όπως πολυπλοκότητα κυκλωμάτων, προβλήματα καλωδίωσης και ακατάστατα έργα ενώ χρησιμοποιούμε πίνακες πρωτοτύπων. Δεδομένου ότι κάθε καλό έργο πρέπει να είναι τακτοποιημένο και τακτοποιημένο εάν προορίζεται για επίδειξη. Έτσι, για να απαλλαγούμε από τα παραπάνω θέματα, αρχίζουμε να ψάχνουμε εναλλακτικές λύσεις. Σαφώς, έχουμε μια ιδέα ότι τα PCB είναι ο δρόμος για να προχωρήσουμε, αλλά ακόμα, για μερικούς από εμάς, υπάρχουν περιορισμοί στον εξοπλισμό και πιστεύουμε ότι δεν είναι δυνατό. Αλλά πιστέψτε με, είναι!

Αυτό το διδακτικό εστιάζει στην καθοδήγηση του αναγνώστη να φτιάξει το δικό του PCB χρησιμοποιώντας τη διορθωτική μέθοδο μεταφοράς γραφίτη. Υπάρχουν πολλοί οδηγοί και ιστότοποι που καλύπτουν πώς να φτιάχνετε τα PCB στο σπίτι οικονομικά, και εγώ τα έχω ακολουθήσει, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν κάποιες δεξιότητες και επιθέσεις που αναπτύσσει κάποιος με το χρόνο και την εμπειρία και αυτό το διδακτικό καλύπτει τον τρόπο κατασκευής των PCB μου Το

Δεν μου αρέσει να δημοσιεύω περιεχόμενο που υπάρχει ήδη στο διαδίκτυο, αλλά αυτή τη φορά πρέπει, γιατί τα περισσότερα έργα μου περιστρέφονται γύρω από προσαρμοσμένα PCB και δεν θέλω να γράφω συνέχεια τη διαδικασία παραγωγής PCB σε αυτά ξανά και ξανά στο όλες τις οδηγίες μου. Θέλω επίσης να αναφέρω λίγο περισσότερο τη διαδικασία και έτσι είμαστε εδώ.

Αυτό είναι το μόνο που έχω να πω για αυτό το διδακτικό. Λοιπόν, χωρίς άλλη παραπληροφόρηση, ας ξεκινήσουμε με αυτό!

Βήμα 1: Συλλέξτε μερικά πράγματα

Τα πράγματα που θα χρειαστείτε για την κατασκευή ενός PCB είναι ως επί το πλείστον υλικό και εργαλεία κατασκευής. Δεν είναι ούτε πολύ φθηνά ούτε πολύ ακριβά και είναι εύκολο να τα βρεις.

Οι απαιτήσεις:

Χαλκός επενδεδυμένος πίνακας

Αγοράζοντας αυτό, έχετε κατά νου να αγοράσετε μια σανίδα χωρίς λίπος, δηλαδή δεν πρέπει να υπάρχουν σχεδόν καθόλου πράσινες κηλίδες στον πίνακα.

Διάλυμα χάραξης χλωριούχου σιδήρου

Αυτό είναι το διάλυμα χάραξης που θα χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή του χαλκού σε μη αγώγιμη ένωση.

Μηχάνημα διάτρησης

Εξαρτάται από εσάς αν χρησιμοποιείτε μηχανή γεώτρησης πλήρους λειτουργίας και όχι μίνι χειρός. Χρησιμοποιώ μόνος μου μια συσκευή χειρός γεώτρησης. Δείτε πώς μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας.

• Ένας μόνιμος δείκτης
• Χαρτί λείανσης μηδενικού βαθμού
• Η τυπωμένη διάταξη

Η εκτύπωση του κυκλώματος που πρόκειται να κάνετε. Σημειώστε ότι το χαρτί στο οποίο πρέπει να εκτυπωθεί αυτή η διάταξη πρέπει να είναι γυαλιστερό, το είδος χαρτιού στα περιοδικά που έχει λεία υφή. Επίσης, βεβαιωθείτε ότι έχει εκτυπωθεί χρησιμοποιώντας εκτυπωτή λέιζερ.

Ένα σίδερο ρούχων

Αυτό είναι όλο για τις απαιτήσεις. Προχωρήστε στο επόμενο βήμα.

Βήμα 2: Προετοιμασία της σανίδας με χαλκό

Ο χάλκινος πίνακας που έχετε είναι επιρρεπής σε παθητικότητα.

Η παθητικότητα είναι η διαδικασία σχηματισμού στρώσεων οξειδίων για την πρόληψη της διάβρωσης.

Σε οποιοδήποτε χαρτόνι, υπάρχει χαλκός που είναι ένα παθητικό μέταλλο, και ως εκ τούτου, με τον παραπάνω ορισμό, σχηματίζει από μόνο του ένα στρώμα οξειδίου του χαλκού όποτε έρχεται σε επαφή με την ατμόσφαιρα για να αποτρέψει τη διάβρωση. Δεδομένου ότι το οξείδιο του χαλκού είναι αρκετά αγώγιμο, θα προκαλέσει πρόβλημα στο PCB μας. Επομένως, η πρώτη μας δουλειά είναι η αφαίρεση αυτού του στρώματος.

Αφαίρεση του στρώματος οξειδίου του χαλκού:

Πάρτε το γυαλόχαρτο μηδενικής ποιότητας και ξεκινήστε να τρίβετε το χαρτόνι μέχρι να μπορέσετε να δείτε μια μεταλλική λάμψη.

Μπορείτε να διακρίνετε σαφώς μεταξύ των λειασμένων και των μη λειασμένων σανίδων στην παραπάνω δημοσιευμένη εικόνα.

Κοπή του σκάφους:

Τώρα που αφαιρέσαμε το στρώμα οξειδίου του χαλκού, ας κόψουμε τον πίνακα χαλκού σύμφωνα με την τυπωμένη διάταξη. Προσπαθήστε να έχετε επιπλέον περιοχές φύλαξης κοντά στα σύνορα για να επιτρέψετε σφάλματα κοπής.

Για να κόψω τον πίνακα, χρησιμοποιώ το εύχρηστο ψαλίδι μου και μερικές φορές το μαχαίρι θερμοκόλλου. Αν έχετε κυκλικό πριόνι, χρησιμοποιήστε το γιατί είναι ο καλύτερος τρόπος για να κόψετε σανίδες από χαλκό.

Βήμα 3: Μεταφορά του γραφίτη

Σε αυτό το βήμα, θα μεταφέρουμε το γραφίτη λέιζερ από την τυπωμένη διάταξη στον πίνακα με επίστρωση χαλκού.

Για να μεταφέρετε το γραφίτη:

1. Σηκώστε τα ρούχα σας σιδερωμένα.
2. Ρυθμίστε το στη μέγιστη θερμοκρασία και απενεργοποιήστε τον ατμό.
3. Σηκώστε την πλάκα και τη διάταξη χαλκού και τοποθετήστε τη διάταξη στον πίνακα έτσι ώστε το γραφίτη στην τυπωμένη διάταξη να είναι σε επαφή με την πλευρά του χαλκού της σανίδας.
4. Ζεστάνετε ολόκληρη τη διάταξη στην πίσω πλευρά του χαρτιού για 2 λεπτά χρησιμοποιώντας το σίδερο ρούχων με μεγάλη πίεση. Συνεχίστε να κινείστε γύρω από το σίδερο με κυκλικό τρόπο γύρω από την σανίδα για να εξασφαλίσετε συνεπή μεταφορά.
5. Μόλις νιώσετε ότι έχει μεταφερθεί όλο το γραφίτη πάνω στη σανίδα, σταματήστε το σιδέρωμα.
6. Ρίξτε αμέσως τη θερμαινόμενη σανίδα σε υδατόλουτρο.
7. Μετά από λίγα λεπτά, σηκώστε το και τρίψτε απαλά όλο το χαρτί, ώστε να έχετε μόνο ίχνη γραφίτη στον πίνακα, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα.

Τώρα το γραφίτη έχει μεταφερθεί με επιτυχία. Εάν παρατηρήσετε κάποια ελλιπή ίχνη, δεν χρειάζεται πανικός. Μπορείτε εύκολα να τα συμπληρώσετε χρησιμοποιώντας τον μόνιμο δείκτη σας.

Ωστόσο, εάν δεν έχει μεταφερθεί πολύ γραφίτης με επιτυχία, επαναλάβετε τη διαδικασία τρίβοντας το γραφίτη και μεταφέροντάς το ξανά. Μου πήρε δύο προσπάθειες για να το κάνω αυτό. Η εικόνα της αποτυχημένης προσπάθειας συμπεριλήφθηκε παραπάνω.

Βήμα 4: Χάραξη του πίνακα

Αυτή τη στιγμή ο πίνακας μας έχει χαραχθεί με μια διάταξη. Είναι σαν ένα κομμάτι κώδικα που απομένει να εκτελεστεί. Επομένως, για να το κάνουμε πιο κοντά σε ένα τελειωμένο PCB, θα πρέπει να το χαράξουμε χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα χάραξης. Θα χρησιμοποιήσω χλωριούχο σίδηρο αφού είναι εύκολα διαθέσιμο σε μένα.

Θα χαράξουμε τη σανίδα μας για να διατηρούμε μόνο τη χρήσιμη ποσότητα χαλκού ως αγώγιμα ίχνη. Η κύρια έννοια της χάραξης είναι η μετατροπή των γύρω περιοχών του χαλκού σε ίζημα, στην περίπτωσή μου είναι χλωριούχος χαλκός, και αφαιρέστε το μαζί με το διάλυμα χάραξης μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης.

Το μέρος των χρήσιμων ιχνών δεν μπορεί να αντιδράσει με απόκρυψη με γραφίτη. Μόνο αυτό συμβαίνει εδώ.

Για να χαράξετε τον πίνακα:

Ρίξτε λίγο διάλυμα χλωριούχου σιδήρου σε μη μεταλλικό δοχείο

Ο χλωριούχος σίδηρος είναι εξαιρετικά διαβρωτικός στη φύση, επομένως θα ήθελα να αποφεύγουν όλοι να χρησιμοποιούν μεταλλικά δοχεία επειδή αντιδρά με τα δοχεία. Η χρήση πλαστικών δοχείων είναι μια καλή επιλογή. Αποτρέψτε επίσης οποιαδήποτε επαφή του δέρματός σας με αυτόν τον χαράκτη. Αντ 'αυτού, προτιμήστε να φοράτε γάντια καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας.

Ρίξτε μέσα το χαρτόνι σας και αφήστε το για λίγο

Στην περίπτωσή μου, ολόκληρη η διαδικασία χάραξης διήρκεσε περίπου 45 λεπτά.

Συνεχίστε να παρακολουθείτε την σανίδα σας σε διαστήματα 15 λεπτών και επιλέξτε την όταν αισθάνεστε ότι έχει χαραχτεί εντελώς

Ο τρόπος που δοκιμάζω αν μια σανίδα χαλκού έχει χαράξει ή όχι είναι κοιτάζοντας αν φαίνεται εν μέρει ημιδιαφανής ή όχι. Ωστόσο, το PCB που είχα αυτή τη φορά ήταν υπέροχο. Κατά την χάραξη, κιτρίνισε.

Τώρα που το PCB σας έχει χαραχθεί με επιτυχία, ας αφαιρέσουμε την υπολειπόμενη ποσότητα γραφίτη για να αποκτήσουμε την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

Βήμα 5: Αφαίρεση του υπολειπόμενου γραφίτη

Τώρα το PCB μας έχει σχεδόν τελειώσει. Το μόνο που μένει να κάνετε είναι να αφαιρέσετε το υπολειπόμενο τόνερ για να εκθέσετε τα ίχνη χαλκού. Ας το πιάσουμε λοιπόν.

Για να αφαιρέσετε το υπολειπόμενο τόνερ:

ΕΙΤΕ

Τρίψτε ολόκληρο το PCB χρησιμοποιώντας γυαλόχαρτο μηδενικής ποιότητας

Ή

Χρησιμοποιώντας βαμβάκι βαμμένο με ακετόνη, καθαρίστε καλά ολόκληρο τον πίνακα

Έχω παρατηρήσει ότι η χρήση ακετόνης για αφαίρεση γραφίτη είναι καλύτερη αν θέλετε το PCB σας να είναι τακτοποιημένο και καθαρό. Αλλά δεν σημαίνει ότι η μέθοδος λείανσης δεν έχει καμία πιθανότητα, επειδή δεν είναι ότι η λείανση είναι ακατάστατη. Αφήνει μόνο μερικές γρατζουνιές.

Βήμα 6: Διάτρηση

Το PCB έχει τελειώσει, τα ίχνη χαλκού υπάρχουν αλλά πού να εισαχθούν τα εξαρτήματα; Για να μπορέσουμε να εισάγουμε τα εξαρτήματά μας, θα πρέπει να αρχίσουμε να ανοίγουμε τρύπες για αυτά.

Χρησιμοποιήστε οποιοδήποτε είδος τρυπανιού που σας αρέσει για αυτό το σκοπό.

Η μόνη συμβουλή που θα ήθελα να δώσω στους αρχάριους είναι ότι ενώ χρησιμοποιείτε μηχανές γεώτρησης, τοποθετήστε πρώτα το τρυπάνι κάθετα πάνω από το προς διάτρηση σημείο και στη συνέχεια ενεργοποιήστε το προσωρινά ενώ ασκείτε μικρή πίεση. Αυτό εμποδίζει το άκρο του τρυπανιού να ξεφύγει και παράγει καλές οπές.

Βήμα 7: Επικάλυψη των ιχνών

Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα ίχνη του PCB είναι στενά. Αυτό ισχύει για τα περισσότερα PCB SMD. Σε τέτοιες περιπτώσεις, υπάρχει κίνδυνος να σπάσει το σύρμα από την πλακέτα λόγω υπερβολικής και μακράς συγκόλλησης. Για να αποφευχθεί αυτό, αυτό που κάνω εγώ και πολλοί άλλοι είναι να εφαρμόσουμε κολλήσεις στα ίχνη, αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως κονσερβοποίηση.

Χάρη στον sergeweb1 για την επισήμανση ότι ο κύριος στόχος αυτής της διαδικασίας είναι να αποφευχθεί η διάβρωση των ιχνών χαλκού, δηλαδή η μείωση του αγώγιμου χαλκού λόγω του σχηματισμού οξειδίου του χαλκού που προκαλείται από την έκθεση στην ατμόσφαιρα.

Όχι μόνο ενισχύει τα ίχνη, αλλά επίσης διευκολύνει τη συγκόλληση εξαρτημάτων. Επομένως είναι ένα win-win.

Για να το κάνετε αυτό, απλώς εφαρμόστε κάποια ποσότητα συγκόλλησης στο άκρο του συγκολλητικού σιδήρου και σύρετέ το απαλά στα ίχνη.

Η εφαρμογή ροής στα ίχνη πριν το κάνετε αυτό παράγει καλύτερα αποτελέσματα.

Μόλις τελειώσετε με τη συγκόλληση, το PCB σας θα μοιάζει με αυτό που δημοσιεύτηκε παραπάνω, δροσερό.

Βήμα 8: Συγχαρητήρια

Συγχαρητήρια που φτιάξατε ένα PCB στο σπίτι και μάθατε πώς να το κάνετε. Τώρα είστε ανοιχτοί σε έναν εντελώς νέο κόσμο ηλεκτρονικών, όπου μπορείτε εύκολα να κατακτήσετε περίπλοκα κυκλώματα με PCB που φαίνονταν αδύνατα χρησιμοποιώντας πίνακες πρωτοτύπων.

Αφού ολοκληρώσετε το PCB, απλώς εισαγάγετε και συγκολλήστε τα εξαρτήματα αναφερόμενοι στο σχηματικό σχέδιο του έργου που κάνετε.

Έχω επισυνάψει φωτογραφίες του PCB μου μετά τη συγκόλληση όλων των εξαρτημάτων για να σας δώσω μια ιδέα για το πώς μοιάζει ένα τελειωμένο PCB.

Αυτό είναι για αυτό το διδακτικό. Αν έχετε οποιαδήποτε αμφιβολία, μη διστάσετε να σχολιάσετε. Μην ξεχάσετε να με ακολουθήσετε αν σας άρεσε αυτό το διδακτικό. Επίσης, δημοσιεύστε φωτογραφίες για το πώς βγήκαν τα PCB σας!

Συνεχίστε το Tinkering!

Θα το εκτιμούσα αν με στηρίζατε στο Patreon.

Με:

Utkarsh Verma

Ευχαριστώ τον Ashish Choudhary που δάνεισε την κάμερα του.