Gravació d'un tauler de circuits amb subministraments de cuina: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

A mesura que jugueu amb projectes d’electrònica, us adonareu ràpidament que, com més complexos són, més difícils són soldar junts. Normalment significa crear un niu de rata de cables individuals, que poden ser voluminosos i difícils de solucionar. És hora de provar de fer les vostres pròpies plaques de circuit a casa! Són una bona manera de provar dissenys de circuits nous i fer que el muntatge del vostre projecte sigui molt més senzill més endavant, només cal afegir peces.

Tanmateix, hi ha un problema: la majoria dels kits existents utilitzen productes químics molt desagradables com el clorur fèrric o l’àcid clorhídric per gravar el coure … així que en aquest instructiu us mostraré una manera de fer-ho amb coses a la vostra cuina. Anomeneu-lo fabricació de circuits d'alta tecnologia-baixa tecnologia, si voleu..

Necessitareu:

• 1 còpia d'Autodesk Eagle (o un altre programari de disseny de taulers)
• 1 paquet de tauler revestit de coure (PCB en blanc d'una cara)
• 1 paquet d'adhesiu de paper (important: assegureu-vos que el suport es desprèn en UNA GRAN PEÇA; no hi ha talls prefabricats)
• 1 planxa de roba
• 1 impressora làser d'oficina
• 1 ampolla d'acetona o esmalt d'ungles
• 1 ampolla de vinagre blanc
• 1 ampolla de peròxid d'hidrogen
• 1 caixa de sal de cocció (la millor mòlta és la millor)
• 1 caixa de paper d'alumini
• Guants i protecció ocular

Pas 1: prepareu el disseny del vostre PCB

Quan hàgiu provat el circuit en una taula de proves, podeu començar a distribuir els components al programari. Hi ha moltes maneres de fer-ho: he utilitzat Autodesk Eagle, que és gratuït, però molt potent. No explicaré com utilitzar-lo aquí, això és fora de l’abast d’un instructable. Si voleu aprendre, però, Sparkfun.com té uns tutorials realment fantàstics.

Independentment del programari que trieu, haureu de desar o exportar el disseny com a fitxer-p.webp

Quan hàgiu acabat, utilitzeu programari d'edició d'imatges com Gimp (o fins i tot iPhoto) per capgirar-lo i fer una IMATGE MIRALL. Si no ho feu, el vostre PCB final sortirà cap enrere.

Obtenir una imatge del tauler de Eagle:

• Feu clic al botó "Configuració de la capa". (sembla tres quadrats multicolors).
• Assegureu-vos que només es mostrin les traces i els coixinets a la part inferior del tauler. Aquest és el material que voleu veure gravat físicament al tauler. Normalment serà la capa 16 ("Part inferior"), 17 ("Coixinets"), 18 ("Vias") i 20 ("Dimensió)".
• Al menú "fitxer", seleccioneu "exporta" i, a continuació, "imatge".
• Establiu la resolució a 1200 ppp i assegureu-vos de seleccionar "monocrom".
• Poseu un nom al fitxer i deseu-lo.

Pas 2: prepareu el paper de transferència

És hora de transferir el vostre disseny al PCB de coure. Fer això. l'haureu d'imprimir al paper de suport de l'adhesiu.

Per què? Imprimint amb làser el disseny en aquest paper antiadherent, podrem planxar fàcilment el tòner sobre el coure en blanc. Un cop enganxat, forma una màscara molt agradable: tot el coure que quedi exposat quedarà gravat; tot el que estigui cobert pel tòner de la impressora seguirà sent de metall sòlid, formant el vostre circuit.

Primer, prepara el paper. Peleu tots els adhesius i netegeu el costat cerós del suport amb una mica d’acetona. Assegureu-vos de deixar-lo assecar. Això eliminarà els olis dels dits (o dels adhesius) i us donarà resultats molt més uniformes quan intenteu imprimir-hi.

Pas 3: imprimiu la vostra transferència

Un cop el paper estigui llest, introduïu-lo a la safata de "full únic" de la impressora làser (normalment la que es doblega per acceptar coses com sobres). Assegureu-vos que imprimiu pel costat brillant i cerós !!

Si tot va bé, hauríeu de tenir una impressió com la que es mostra més amunt. Si no, no us preocupeu; només neteu-lo amb acetona i torneu-ho a provar. Normalment, podeu obtenir 2-3 usos d’un full abans que comenci a ser massa fràgil per utilitzar-lo.

Pas 4: transferiu el disseny al PCB

Tens una bona impressió? Impressionant. Ara prepareu la vostra placa de coure en blanc per a la transferència.

Netegeu-lo amb acetona i deixeu-lo assecar. NO torneu a tocar la superfície abans del següent pas. L’oli dels dits evitarà que el disseny s’enganxi al coure

Col·loqueu el tauler de coure en blanc cap amunt en un tros de cartró o ferralla. Alguna cinta de doble cara és útil per evitar que es mogui

Col·loqueu el vostre disseny de PCB recentment imprès sobre el tauler de coure. Podeu enganxar les vores al lloc per evitar que el full llisqui al voltant

Ajusteu la planxa a la posició alta (paràmetre de lli) i premeu el paper adhesiu que cobreix la placa de coure. Mantingueu la planxa al seu lloc, cobrint tot el tauler. NOTA: si les vores surten dentades o es veuen corrents, significa que el tòner es fon massa. Proveu de posar la planxa en un paràmetre inferior i només premeu durant més temps

• Premeu fort durant 60 segons i, a continuació, moveu lentament la planxa mentre premeu durant 3-4 minuts. Em va semblar útil prémer suaument sobre zones detallades amb la punta de la planxa per assegurar-me que es transfereixen completament.
• Traieu el foc i espereu que la taula es refredi uns minuts. Mentre estigui calent (però no calent), retireu suaument el paper de transferència. Si ho heu fet bé, el vostre disseny quedarà enganxat al coure.

Utilitzeu un esmalt o esmalt d'ungles per omplir qualsevol àrea que no s'hagi transferit completament o que hagi sortit feble. Si hi ha traces massa juntes, també podeu raspar part del tòner amb una fulla o agulla X-acto

Pas 5: graveu el vostre tauler

El moment de la veritat. Poseu-vos els guants i la protecció dels ulls i prepareu-vos per gravar. Abans de fer-ho, però, una paraula de precaució:

NO, repeteixo, NO aboqueu cap acetona a la solució de gravat. L’acetona i el peròxid d’hidrogen poden reaccionar i causar un producte químic altament inflamable i possiblement explosiu. Donades les baixes concentracions de peròxid d’hidrogen que estem utilitzant (solució al 3%), és poc probable que sigueu millor que no ho sentiu. Ara amb l'espectacle!

Barregeu una proporció 1: 1 de vinagre i peròxid en un petit recipient de tupper. Em va semblar útil escalfar-lo al microones per accelerar la reacció química

• Afegiu tanta sal com la solució es mantingui.
• Col·loqueu el PCB amb el vostre disseny recentment transferit a la paperera. Hauríeu d’escoltar un soroll a mesura que la reacció comença a funcionar.
• De tant en tant remeneu la barreja i afegiu més sal i peròxid segons calgui. A la superfície del tauler de coure es formarà una mica de cru quan es dissol: podeu accelerar el procés netejant-lo suaument amb una esponja o un pinzell.
• Al cap d’una hora més o menys, s’hauria d’acabar la taula. Assegureu-vos d'esbandir el tauler amb aigua i, a continuació, netegeu el tòner restant amb acetona i deixeu-lo assecar.
• A continuació, foradeu els coixinets de components amb petites peces com aquestes (una màquina de trepant o una mà ferma ajuda, es trenquen molt fàcilment).

Ja gairebé esteu a punt per començar a soldar. L'últim que cal fer (i això és important) és netejar el desastre amb seguretat.

Pas 6: elimineu amb seguretat l’etchant

Quan hàgiu acabat de gravar, el líquid es veurà de color blau verd. Això es deu al fet que el procés va crear acetat de coure (II), que és verinós. No és fantàstic tirar-lo pel desguàs, de manera que el neutralitzarem.

• Talleu aproximadament un peu quadrat de paper d'alumini en trossos petits. Incorporeu les peces al líquid aiguafort verd-blau i deixeu-les a l’aire lliure unes hores.
• El líquid es tornarà de color porpra i veureu petites taques marrons que s’instal·len al fons. Enhorabona: acabeu de convertir aquell clorur de coure en sals d’alumini inofensives i coure elemental (les taques marrons).
• Ara podeu eliminar-lo de manera segura al desguàs.

Notes finals: No us desanimeu si el vostre tauler no surt bé la primera vegada. Va caldre una mica d’assaig i error per aconseguir la meva manera com els volia, però és molt més ràpid i satisfactori que demanar taules a l’estranger.

A més: NO sóc químic; si ho és, si us plau, penseu en els mètodes d’eliminació. Per obtenir més informació sobre aquesta tècnica de gravat (i sobre la seva eliminació), hi ha una gran discussió a Blondihacks.com. Feliç edifici!

******

ACTUALITZACIÓ: algunes persones van assenyalar en els comentaris que la meva química podria estar lleugerament apagada: amb prou sal a la barreja, la solució podria tornar-se verda, és a dir, que es tracta de clorur de coure (II), el mateix en alguns anti-arrels. En aquest cas, afegir paper d'alumini acabaria fent un altre producte tòxic, el clorur d'alumini (II), i no s'hauria de deixar al drenatge. Vegeu el debat sobre stackexchange per obtenir més detalls

si hi ha dubtes sobre si és segur o no rentar el líquid, però, sempre es pot barrejar amb guix de París, esperar que s’endureixi i llençar el conjunt

Accèssit al repte de trucs i consells electrònics