Killer PCB: 12 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Bu təlimat, mənfi quru film fotorezistindən istifadə edərək LQFP və ya QFN IC -lərinə uyğun olaraq 0.005 kimi kiçik xüsusiyyətlərə malik çap lövhələrinin hazırlanması prosesini nümayiş etdirir. Bu, demək olar ki, hər cür inteqrasiya edilmiş dövrə idarə etməyə imkan verəcəkdir-hətta top ızgarası dizisi! Şəkildə TSSOP-14, QFN-40 paketləri olan.65 mm aralığa və.5 mm aralığa sıfır daxiletmə qüvvəsi olan fleks yuvalarına malik lövhələr var.

Addım 1: Arxa plan

Bir müddət evdəki PCB bükülməsi ilə sınaqdan keçirdikdən sonra nəhayət olduqca yaxşı görünən olduqca ardıcıl nəticələr verən bir proses hazırladım. Müxtəlif müvəffəqiyyət dərəcələri ilə toner köçürmə metodundan istifadə etməyə çox vaxt sərf etdim (OK, dəyişən uğursuzluq dərəcələri daha doğru ola bilər). Mən də Philmore/Datak mənfi fotoşəkil müqavimətini davamlı olaraq dəhşətli nəticələrlə sınadım (nəticədə onunla birlikdə gələn sprey ucunu əridib hər yerə sızdı). Yaşıl deyil və tövsiyə edilmir. İndi əvvəlcədən hazırlanmış lövhələr ala bilərdim və bir çox problemdən xilas ola bilərdim, amma materialın istehsal etdiyim lövhələrin həcmi üçün çox baha olduğunu düşünürəm. Nəhayət quru film fotoşəkil müqavimətini sınadım və geri dönməyəcəyəm! Bu mövzular digər təlimatlarla yaxşı əhatə olunduğundan sxematik çəkmə və ya aşındırma incəliklərinə girməyəcəyəm. Uçucu birləşmələr istifadə edilmir-yalnız bərk maddələrin süzülməsi və HCl ilə neytrallaşdırılması yolu ilə ekoloji cəhətdən təhlükəsiz ola bilən sadə əsaslar (düzgün atılma prosedurları üçün istehsalçının təlimatlarına baxın). Bu proses, bir Peroksid/Cupric Chloride aşındırma prosesi ilə birləşdirildikdə, ekoloji cəhətdən məsuliyyətli, Yaşıl PCB inkişaf prosesini təşkil edir. Toner köçürmə üsulunu sınamamısınızsa, bunu edin. Sehrli toner və/və ya kağız ilə mübarək olmadıqda, quru film müqavimət üsulu daha yaxşı nəticələr verəcək, ancaq proses bir az daha çox iştirak edir. Toner köçürmə nəticələrindən razısınızsa, hər halda bu üsula riayət edin. Təbii olaraq standart xəbərdarlıqlar tətbiq olunur: PCB aşındırma və quru film emalında aşındırıcı materiallar var-qoruyucu vasitələrdən istifadə etdiyinizə və əllərinizdə bir göz yuma stansiyasına (və ya ən azı bir kova su) sahib olduğunuza əmin olun. Quru filmin inkişaf etdirilməsi və soyulması güclü əsaslar ehtiva etdiyinə diqqət yetirin-onları aşındırıcı kimyəvi maddələrdən uzaq tutun, əks halda şiddətli reaksiya verə bilərlər. Bu səbəbdən üç növ quru film müqavimətindən istifadə etdim, hamısı yaxşı işləyir:- MG Chemicals 416DFR Quru Filmə qarşı müqavimət Frys, Altex və internetdə 5 futluq 12 düym üçün təxminən 20,00 dollardır. MG daha çox miqdarda təklif verməkdən imtina etdi və filmlərinin istehsalçısını açıqlamayacaq.-- Think & Tinker Əla müqavimətdə mövcuddur Dupont Riston M115 Daha böyük miqdarda almaq istəyirsinizsə, MG-dən daha qənaətcildir (96.75 dollara 12 "x50ft, 116.26 dollara 12" x100ft). Görkəmli materialı, çox faydalı, dost canlısı insanlar və çoxlu əla məlumatlar. Mükəmməl sayt!-Kolon Dry Film Resist Koreya istehsalçısı Think & Tinker Riston-dan bir qədər aşağı qiymətə satılır, amma minimum 500ftlik qutularla sizə lazım olacaq- Lazer Printer- Ev/Ofis Laminatoru- Lazer Yazıcı Şəffaflıqları- Sprey Yapışqan- Mənfi Quru Film Foto Rezistansı- Resist Developer (natrium karbonat) - Stripperə müqavimət (sodi um hydroxide)- Şüşə vərəqlər- Şəffaf Bant- Sarı Hata İşığı- İşıqdan Təhlükəsiz Sahə İsteğe bağlı- Vakuum Torbası və ya Vakum Çərçivəsi- Kollimasiya edilmiş UV Maruz Qaynağı- Rotary kağız kəsici- Kalibrləmə üçün 21 addımlı Stouffer Həssaslıq Kılavuzu

Addım 2: Əsər yaradın

Şematik şəklinizi çəkdiyinizi və PCB-ni Eagle kimi bir şeyə qoyduğunuzu düşünürəm-əgər nə danışdığımı bilmirsinizsə, sxematik çəkiliş və PCB planını öyrənməklə başlamalısınız. PCB hazırladıqdan sonra mənfi foto maskalar yaratmalı olacaqsınız. Mənfi bir foto maska, mis istədiyiniz yerdə aydın, mis çıxarmaq istədiyiniz yerdə qara olan bir şəffaflıqdır. Bir ipucu: PCB təbəqələrinizi yer və ya güc təyyarələri ilə doldurmağı vərdiş halına gətirsəniz, çox toner qənaət edəcəksiniz. Ayrıca, əlaqəli bir sxematik fayl olmadıqda, qrup kopyalama əmrindən istifadə edərək PCB planınızı Eagle -də düzəldə biləcəyinizə diqqət yetirin (əks halda bunu sxematik olaraq etməlisiniz ".) Rənglərin ters çevrilməsi prosesini tapdım Çıxışınız təəccüblü dərəcədə çətin olacaq, amma nəticədə açıq mənbəli vektor rəsm proqramı Inkscape -dən istifadə edərək bu olduqca sadə yanaşmaya qərar verdim: 1. Yalnız aşındırma üçün lazım olan təbəqələri seçdiyinizə əmin olun (məsələn, Üst/Alt, Pedlər, Vias). 2. PDF faylına çıxarmaq üçün Kartalın çap funksiyasından istifadə edin. Asetat üzərində çap etməyimizə baxmayaraq, çap edilmiş tərəfi lövhəyə ən yaxın yerləşdirmək və qanaxmanın qarşısını almaq üçün yenə də üst təbəqəni əks etdirmək istəyəcəksiniz. Inkscape yüklü deyilsə, yükləyin və indi quraşdırın 4. PDF -ni Inkscape -də açın (standart yükləmə parametrlərini qəbul edin).5. Layers bölməsini açın (Menyu Layer: Layers).6. + düyməsini basın bir qat əlavə etmək üçün istədiyiniz kimi adlandırın (mənimki "b" adlandırdım).7. Basın yeni qatı aşağıya doğru hərəkət etdirmək üçün aşağı ox.8. Alətlər panelindən düzbucaqlı aləti seçin.9. Ekranın altındakı mavi rəng nümunəsinə sağ vurun və vuruşu təyin et.10. Boz rəng nümunəsinə sağ vurun və Doldurmağı təyin et.11. Lövhənizin ətrafında bir düzbucaq çəkmək üçün vurun və sürükləyin.12. Ok alətini seçin, sonra düzbucağınızın hər tərəfini lövhənizin kənarına doğru sürükləyin. Ekran belə görünməlidir: 13. Ekranın altındakı qara rəngli parçanı sağ vurun və Doldurmağı Ayarla seçin. Qara rəng nümunəsinə yenidən sağ vurun və vuruşu təyin edin.14. B qatını söndürmək üçün qat palitrasındakı göz simgesini vurun.15. Lövhənizi seçmək üçün vurun və sürükləyin (və ya alətlər çubuğunda görünən bütün işarəni seçin).16. Şəkli inkar edin (Menyu Efektləri: Rəng: Mənfi) 17. B qatının göz simgesini yenidən vurun. İndi belə bir şeyə sahib olmalısınız: 18. Saxla-Kimi düyməsini basın, sonra fayl növünü Qahirə vasitəsilə PDF olaraq dəyişdirin və orijinalın üzərinə yazılmaması üçün fayl adına _out əlavə edin (məsələn, test_out.pdf). Varsayılan SVG formatı olaraq saxlamaq üçün Yenidən Saxla-Klik düyməsini basın.

Addım 3: Şəffaflıqlar yaradın

Bu hissə də bir az çətin idi. Problem ondadır ki, əksər lazer printerlər həqiqətən qaranlıq izlər çəkmir, buna görə də qara sahələrdən bəzi işıqlar sızır. Toneri seçici şəkildə qaraldırmaq üçün bir çox yanaşma sınadım: quru silmək markerləri, damğa yastığı mürəkkəbi, karandaşlar, kömür, qrafit, yumşalma/qızdırma + əlavə toner tətbiqi və s. Heç biri işləmədi. Mənim üçün ardıcıl işləyən budur:

1. Kiçik rəsm əsərləri ilə başlayın-Şəffaflıq vərəqlərini dörddə birə (4.25 x 5.5) 2-3 təbəqəyə kəsmək üçün fırlanan kağız kəsici istifadə edirəm. Kiçik sənət əsərləri daha yaxşıdır, çünki şəffaflıq materialında istiliklə əlaqədar təhriflər azalacaq. 2. Adobe Reader ilə PDF -ni son addımdan açın və şəffaflıq vərəqlərinizlə dolu lazer printerə çap edin. Yazıcım üçün (Brother HL-5250DN) aşağıdakı parametrlərdən istifadə edirəm: İstifadəçi tərəfindən müəyyən edilmiş kağız ölçüsü (4.25 x 5.5), dupleks yoxdur, əllə ötürmə, 1200 dpi, Ən Qaranlıq Sıxlıq. Burada böyük bir ipucu: Windows-da eyni yazıcının birdən çox nüsxəsi quraşdırıla bilər, buna görə də mövcud lazer printerinizin bir nüsxəsi olaraq PCB_Laser adlı yeni bir printer əlavə edin, sonra sağ vurun və PCB şəffaflığı üçün lazım olan parametrləri dəyişdirin. 3. Üst və alt incəsənət əsərlərini çap edin. Əsəri işığa qədər tutun: Qara yerlərdən sızan hər hansı bir işıq görürsünüzmü? Nəticələriniz mənimkinə bənzəyirsə, müqavimətinizdə problem yarada biləcək qədər sızma olacaq. Diqqət yetirin ki, toner sıxlığını dəqiq qiymətləndirmək üçün daha böyük qara sahələrə sahib olmalısınız. Əgər super sıx tonerlə mübarək olsanız, 8 -ci addıma keçin, əks halda davam edin və hər bir şəffaflığınızın ikinci nüsxəsini çap edin. 4. Sonradan sənəti hizalamaq üçün müvəqqəti işıq masasına ehtiyacınız var. Bu, günəş işığı olan bir pəncərəyə yapışdırılmış bir kağız parçası və ya bir kağız vərəqi və bir şüşə şüşə ilə örtülmüş xokkey disk ölçüsü işığı olan dayaz bir tepsi qədər sadə ola bilər. Bir skanerin arxa işığı əla bir masa yaradır. Yalnız şəffaflıq/mənfi rejimdə bir tarama aparın-çox güman ki, taradıqdan sonra arxa işığı bir neçə dəqiqə açıq saxlayacaq, sonra qapağı çıxarın və çevirin. Başa quraşdırılmış böyüdücü lensin istifadəsi rəsm əsərlərinizin uyğunlaşdırılmasına əhəmiyyətli dərəcədə kömək edəcək. 5. Sonra toner sıxlığını iki qat artırmaq üçün şəffaflıq cütlərini (2x yuxarı, 2x alt) bağlayacağıq. Bunu etmək üçün hər şəffaflığın bir nüsxəsini götürün və toner tərəfinə sprey yapışqan tətbiq edin. İşığın şəffaflığın səthindən əks olunmasını müşahidə edərək, tonerin hansı tərəf olduğunu anlaya bilərsiniz; toner toner tərəfində darıxdırıcı görünür. 6. Yapışmayan örtüklü şəffaflığı toner tərəfini aşağı işıq masasına qoyun-bu təbəqənin künclərini yüngül bir şəkildə masaya yapışdırmaq istəyə bilərsiniz (lenti sonuna bükün ki, asanlıqla soyun. sonra). 7. Yapışqan ilə örtülmüş şəffaflığı örtülməmiş şəffaflıqla diqqətlə hizalayın (qeyd edin). Hizalandıqdan sonra iki vərəqə yapışmaq üçün möhkəm basın. 8. Qatların qalıcı şəkildə bir -birinə bağlanması üçün hizalanmış şəffafları ən soyuq yerdə laminatordan keçirin. 9. Üst və alt incəsənət əsərlərini (toner tərəfi daxil olmaqla) hizalayın və PCB-ni arasına sürüşdürmək üçün kifayət qədər yer buraxaraq bantlayın. Alternativ olaraq, taxtanın ətrafında ən az bir düym olan bir haşiyəniz varsa, maskanın qalan hissəsini bir kağız parçasının küncüylə örtüb iki kənar boyunca 1/2 düymlük bir zolağa sprey yapışdırıcı tətbiq edə bilərsiniz. Yapışqan şeritlə lövhənin kənarı arasında ən azı 1/4 düym olduğundan əmin olun.

Addım 4: Mis qablı hazırlayın

Mis örtüklü materialı bir ovucu yastıq və ağardıcı tərkibli təmizləyici birləşmə ilə diqqətlə təmizləyin (məsələn, Ağartıcı ilə Yumşaq Skrab). Səthi kobudlaşdırmaq və yapışmaya düzgün müqavimət göstərmək üçün 320 və ya 400 grit yaş/quru zımpara ilə qumlayın. Əlcəksiz taxtaya toxunmamaq üçün lövhəni qurudun (dəri yağlarının taxtaya köçürülməsinin qarşısını almaq üçün).

Addım 5: laminat

PCB -ni laminasiya etmək üçün bir neçə fərqli yanaşma var. MG Chemicals, bir qovluq üstə və laminat yanaşma təklif edir. Digərləri, laminasiya etməzdən əvvəl müqavimət materialını PCB -yə yapışdırmaq üçün ya istilik, ya da su (və ya hər ikisi) istifadə etməyi təklif edirlər. Bu yanaşma ilə uğurlar qazandım: 1. İş sahənizi işıqdan qoruyun: Hata işığını yandırın və floresan və ya> 40 Vt olan közərməyən lampaları söndürün. iki tərəfli lövhə düzəltdiyiniz zaman uzunluğu) 3. Diqqətlə daxili filmin yalnız ilk yarısını çəkin (həmişə qıvrımın iç tərəfində) 4. Laminatın lövhəni tamamilə örtməsini təmin edərək diqqətlə hizalayın. hər iki tərəfdə (iki tərəfli olduqda). 5. Açıq laminatın ilk yarım düyməsini taxtaya basın. 6. Qalan daxili təbəqəni diqqətlə bir anda yarım düym aşağı çəkin, eyni zamanda açıq laminatı taxtaya sıxın. Qırışlar yaratmamaq üçün diqqətli olun. Gerekirse oxşar şəkildə arxa tərəfə davam edin. 8. Lövhəni laminatordan keçirin (laminator tam istiliyə çatdıqda). Çevirin və yenidən laminatordan keçin.

Addım 6: ifşa edin

Laminatlanmış PCB-ni əvvəlcədən qeydə alınmış şəffaflar və bantın arasına etibarlı şəkildə yerləşdirin. Maruz qalma prosesinizi kalibr etməyi planlaşdırırsınızsa, PCB-nin açıq bir hissəsinə Stouffer 21 addımlı həssaslıq bələdçisini bantlayın. İzlərinizin altında işığın sızmaması üçün rəsm əsərini PCB -yə sıx bir şəkildə basdırmaq istəyirsiniz. Bunu iki təbəqə şüşə ilə edə bilərsiniz və ya tercihen vakuum torbası və ya vakuum çərçivəsindən istifadə edə bilərsiniz. Daha sonra bu qurğunu hər tərəfdən təxminən 5-8 dəqiqə parlaq günəş işığında yerləşdirə və ya seçdiyiniz başqa bir UV mənbəyindən istifadə edə bilərsiniz. Diqqət yetirin ki, PCB və sənət əsərlərinin sıx uyğunluğuna baxmayaraq, incə izlər əldə etmək üçün kolimasiya (işıq şüalarını paralel etmək) vacibdir-burada kolimasiya edilmiş UV işıq mənbəyi qurmaq üçün təlimatlara baxın.

Addım 7: İnkişaf edin

Geliştirici həllini hazırlamaq üçün istehsalçının göstərişlərinə əməl edin (adətən natrium karbonat və ya potasyum karbonat) və lövhənizi inkişaf etdirin (inkişaf etdirən UV şüalarına məruz qalmayan müqavimət).

Addım 8: Etch

Sevdiyiniz aşpazdan istifadə edin-gələcəkdə atılması üçün bir az fikir verdiyinizə əmin olun və Peroksid/Cupric Chloride aşındırma prosesi kimi yaşıl bir prosesi nəzərdən keçirin (həm də yaşıldır). Əlbətdə kimya ilə əlaqədar detalları araşdırmaq istəyirsinizsə, bu səhifə sizin üçündür.

Addım 9: Zolağı çıxarın

Bunun üçün natrium hidroksidə (NaOH) ehtiyacınız olacaq-bu, Brad Pittin Fight Club-da Edward Nortonun əlini yandırmaq üçün istifadə etdiyi yağdır və dəriniz əsasən yağdan ibarətdir, buna görə diqqətli olun. Yerli kimyəvi təchizat evlərini yoxlayın-bəxtim gətirdi: qonşum sabun hazırlayır, ona görə bayıra çıxıb bir fincan kireç götürə biləcəyimi soruşdum!

Addım 10: Lehim Maskası və İpək Ekranı

Yeni bir müqavimət qatı ilə aşınmış lövhəni yuyub yenidən laminasiya edərək lehim maskası tətbiq edin, sonra qoruyucu xarici filmi çıxarın və qalınlığı iki qat artırmaq üçün ikinci bir müqavimət qatını tətbiq edin. İndi stop və silkscreen təbəqələri ilə ifşa edin və əvvəlki kimi inkişaf edin (əlavə müqavimət qalınlığı səbəbindən məruz qalma biraz daha uzun çəkə bilər). Tostda 200-220 dərəcə F-də təxminən 10 dəqiqə bişirin (müqavimətin tosta yapışmaması üçün lövhəni yuxarı qaldırdığınızdan əmin olun). Lövhəni tostdan çıxarın və lövhə hələ də isti olarkən ipək ekran mətnini doldurmaq üçün ağ rəngli karandaş istifadə edin. Artıq qələm mumunu bir dəsmal ilə silin və yivlərdən və izlərdən artıq mumu çıxarmaq üçün diş çubuğu istifadə edin.

Addım 11: Lehim Şablonu Yapışdırın

Bu yerə qədər getmisinizsə, bir neçə gecəni çəkməli və bol miqdarda qazlı (və kofeinli) içkilər istehlak etmisiniz. Əgər belədirsə, o soda qablarından birini götürün və üst və alt hissəsini bir qayçı və ya yüngül qayçı ilə kəsin. Kenarları cırılmadan səliqəli şəkildə kəsməyə çalışın. Sonra təxminən 8 "x 4" alüminium bir şerit istehsal etmək üçün uzunlamasına kəsin. Bu zolaq çox qıvrım olacaq, ancaq qırışlar yaratmadan onu "aça" bilməzsiniz. Aşağıdakı addımlar üçün ya qıvrımla məşğul ola bilərsiniz, ya da tost sobasında təxminən 450 dərəcəyə qədər qızdıraraq metalı tavlaya bilərsiniz və sonra yavaş -yavaş aşağıya sərinləyin. Sonra boyanı çıxarmaq üçün qutunun həm içini, həm də kənarını 220 ilə 320 dənə qədər yaş/quru zımpara ilə zımpara etməlisiniz (qabın içərisində şəffaf boya olduğunu unutmayın-əks halda soda içindən yeyər). Bunun üçün bəzi ağır işləmə boyalarından istifadə edə bilərsiniz, ancaq zımpara bir az daha yaşıl görünür. Bütün boyanı çıxardıqdan sonra, hər yağ izini çıxarmaq üçün Bleach ilə SoftScrub ilə yaxşıca ovuşdurun. Növbəti laminat fotorezist PCB ilə etdiyiniz kimi hər iki tərəfdə. Daha əvvəl etdiyiniz kimi tcream qatını istifadə edərək sənət əsərlərinizi düzəldin, amma bu dəfə mənfi hallara gətirməyin-Eagle çıxışı artıq mənfi haldır! Ön və arxa hər biri üçün iki şəffaf hazırladığınızdan əmin olun (və tonerin müqavimətə qarşı düz olması üçün ön tərəfi əks etdirdiyinizə əmin olun). Əvvəlki kimi inkişaf etdirin və seyreltilmiş HCl ilə aşındırın. HCl -ni təxminən 50% -ə qədər seyreltdim (turşunu suya tökün, əksinə deyil). Aşındırma, oksid təbəqəsi çıxarılana qədər yavaş -yavaş başlayacaq, sonra əhəmiyyətli dərəcədə sürətlənəcəkdir. Çox sürətli aşındırmayın, əks halda lövhə qızacaq və müqavimət düşəcək. Müqaviməti yerində qoysanız ~ 5 millik bir şablon alacaqsınız və ya ~ 2 millik bir şablon əldə etmək üçün müqaviməti soyub çıxara bilərsiniz-ancaq diqqətli olun, NaOH alüminiuma HCl-dən bir az daha az müqavimətlə hücum edəcək (konsentrasiyalarından asılı olaraq). Bir lehim pastası qurğusu qurmaq üçün uğursuz lövhələrinizi istifadə edin (bunlardan bir neçəsinə sahib olmalısınız). Lehim pastasını bir boya kazıyıcısı və ya bənzəri ilə tətbiq edin, hissələrinizi yerləşdirin və yenidən doldurmağa davam edin.

Addım 12: Yenidən axın

Burada olduqca sadə şeylər: lehim pastası əriyənə qədər qızdırın, sonra sərinləyin. İstiliyi lövhəyə bərabər yaymaq üçün kifayət qədər möhkəm bir mis və ya alüminium boşqab istifadə etdiyinizə əmin olun. Bütün lehim əriyəndən sonra metal lövhəni ocaqdan götürün və istiliyi tez bir zamanda aşağı salmaq üçün soyuducuya qoyun-sement qaraj döşəmələri əla işləyir-sadəcə soba ələklərindən istifadə etdiyinizə əmin olun (ancaq peçenye bişirməyin) sonra onlarla birlikdə ). Yenidən yığdıqdan sonra bəzi körpü əlaqələri təmizləməyiniz lazım ola bilər. Bunun üçün sadəcə lehim fitili və çoxlu axını istifadə edin (Orange Crush -u sevirəm). Güc tətbiq edin və yandırın! BTW, təsadüfən birinci lövhədə istiliyi çox yüksək səviyyəyə qaldırdım və nəticədə lehim maskasında sərin gradient rəng effekti əldə etdim (giriş şəklinə baxın). Düşünürəm ki, komponentlər hələ də spesifik idi, amma o vaxt altında yaxşı bir istilik yayıcısı yox idi, buna görə də zondun lövhənin gördüyü eyni tempi oxuduğundan əmin ola bilmirəm. İdarə heyəti bu günə qədər yaxşı görünür-bəli, bu asan deyil? Qarşıdan gələn web saytımı IncoherentLabs.com üçün izləməyinizə əmin olun. İndi əylənin və dünyanı xilas edin!