วิธีการสร้างแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

หากคุณเข้าสู่อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ PCBs เป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุด บอร์ดเหล่านี้ทำให้ชีวิตของเราง่ายขึ้นโดยกำจัดสายเชื่อมต่อและแผ่นขนมปังทั้งหมด หากได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมมันจะลดขนาดของอุปกรณ์ของคุณและสามารถดูเซ็กซี่มาก

แผงวงจรคืออะไร แผงวงจรพิมพ์ (PCB) สนับสนุนทางกลไกและเชื่อมต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ด้วยไฟฟ้าโดยใช้แทร็คนำไฟฟ้าแผ่นรองและคุณสมบัติอื่น ๆ ที่แกะสลักจากแผ่นทองแดงลามิเนตลงบนวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า แผงวงจรพิมพ์มีรางทองแดงที่ออกแบบไว้ล่วงหน้าบนแผ่นนำไฟฟ้า รางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะลดการเดินสายซึ่งช่วยลดความผิดพลาดที่เกิดจากการเชื่อมต่อที่หลวม หนึ่งก็ต้องวางองค์ประกอบบน PCB และประสานพวกเขา

ในบทช่วยสอนนี้ฉันจะแสดงวิธีที่คุณสามารถสร้างแผงวงจรที่บ้านได้อย่างง่ายดาย การทำเช่นนี้จะช่วยให้คุณประหยัดเวลาได้มากในการดีบักและตรวจสอบการเชื่อมต่อบนเขียงหั่นขนมอีกครั้ง คุณสามารถสร้าง Arduino ของคุณเองหลังจากผ่าน บทช่วยสอน DIY Arduino หลังจากนี้ ดังนั้นให้นั่งลงและดูว่ามันเสร็จสิ้นแล้ว!

อะไรคือวิธีที่แตกต่างในการทำ Circuit Board?

มีวิธีพื้นฐานสามวิธีในการสร้าง PCB:

1. เหล็กบนกระดาษมัน

2. วงจรด้วยมือบน PCB

3. เลเซอร์ตัดขอบแกะสลัก

เนื่องจากวิธีการทางเลเซอร์เป็นวิธีทางอุตสาหกรรมในการผลิต PCB เราจะอธิบายรายละเอียดสำหรับสองวิธีแรก

ออกแบบ PCB:

การออกแบบ PCB มักจะทำโดยการแปลงแผนผังวงจรของคุณเป็นเค้าโครง PCB โดยใช้ซอฟต์แวร์เค้าโครง PCB มีซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สที่น่าสนใจมากมายสำหรับการสร้างและออกแบบเค้าโครง PCB

บางรายการอยู่ที่นี่เพื่อให้คุณเริ่มต้น:

1. Cadsoft Eagle

2. PCBWizard

การออกแบบวงจรใน Cadsoft Eagle:

ใน Eagle: ไฟล์> ส่งออก> ImageBe ให้แน่ใจว่าได้ตั้ง DPIG เป็น 1200 เพื่อคุณภาพที่ดีขึ้น

ต้องใช้วัสดุอะไรบ้างในการสร้างแผงวงจร

คุณต้องใช้: ผง / สารละลาย FeCl3 (เช่นเดียวกับโซลูชันการแกะสลัก), กระดาษภาพถ่าย / มันวาว, เครื่องหมายสีดำถาวร, เครื่องตัดใบมีด, กระดาษทราย, กระดาษห้องครัวและสำลี

สำหรับบทช่วยสอนนี้ลองพิจารณาสร้าง PCB สำหรับโครงการง่ายๆนั่นคือ Touch Switch โดยใช้ IC555

ขั้นตอนที่ 1: พิมพ์เค้าโครงของแผงวงจร

นำรูปแบบ PCB ของคุณออกมาโดยใช้เครื่องพิมพ์เลเซอร์และกระดาษภาพถ่ายขนาด A4 / กระดาษมัน โปรดทราบประเด็นต่อไปนี้:

• คุณควรถอดมิเรอร์ออก
  

• เลือกเอาต์พุตเป็นสีดำทั้งจากซอฟต์แวร์การออกแบบ PCB และการตั้งค่าไดรเวอร์เครื่องพิมพ์
  

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพิมพ์ออกมาทางด้านมันของกระดาษ
  

ขั้นตอนที่ 2: ตัดแผ่นทองแดงสำหรับแผงวงจร

ตัดแผ่นทองแดงตามขนาดของรูปแบบโดยใช้เลื่อยหรือตัด

จากนั้นถูด้านทองแดงของ PCB โดยใช้ขนเหล็กหรือฟองน้ำขัดถู สิ่งนี้จะลบชั้นออกไซด์ด้านบนของทองแดงรวมถึงชั้น photoresist พื้นผิวขัดยังช่วยให้ภาพจากกระดาษติดดีขึ้น

ขั้นตอนที่ 3: ถ่ายโอนพิมพ์ PCB ไปยังแผ่นทองแดง

วิธีที่ 1: เหล็กบนวิธีกระดาษมัน (สำหรับวงจรที่ซับซ้อน)

ถ่ายโอนภาพที่พิมพ์ (ถ่ายจากเครื่องพิมพ์เลเซอร์) จากกระดาษภาพถ่ายไปยังบอร์ด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้พลิกชั้นบนสุดในแนวนอน วางพื้นผิวทองแดงของบอร์ดบนเค้าโครงที่พิมพ์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าบอร์ดอยู่ในแนวที่ถูกต้องตามขอบของเลย์เอาต์ที่พิมพ์แล้วและใช้เทปเพื่อยึดบอร์ดและกระดาษที่พิมพ์ไว้ในตำแหน่งที่ถูกต้อง

วิธีที่ 2: วงจรด้วยมือบน PCB (สำหรับวงจรที่ง่ายและเล็ก)

ใช้วงจรเป็นข้อมูลอ้างอิงวาดภาพร่างพื้นฐานบนแผ่นทองแดงด้วยดินสอ เมื่อร่างของคุณดูดีให้ติดตามด้วยเครื่องหมายสีดำถาวร

ขั้นตอนที่ 4: รีดวงจรจากกระดาษลงบนแผ่น PCB

• หลังจากพิมพ์บนกระดาษมันเรารีดภาพอิมเมจลงไปที่ด้านทองแดงแล้วรีดเหล็กไฟฟ้าให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงสุด
  

• วางกระดานและกระดาษภาพถ่ายไว้บนโต๊ะไม้ที่สะอาด (ปูด้วยผ้าปูโต๊ะ) โดยให้ด้านหลังของกระดาษภาพถ่ายหันเข้าหาคุณ
  

• ใช้คีมหรือไม้พายจับปลายด้านหนึ่งแล้วยึดให้มั่นคง จากนั้นนำเตารีดร้อนมาวางที่ปลายอีกประมาณ 10 วินาที ทีนี้รีดกระดาษภาพถ่ายให้ทั่วโดยใช้ปลายในขณะที่ใช้แรงกดเล็กน้อยประมาณ 5 ถึง 15 นาที
  

• ให้ความสนใจกับขอบกระดาน - คุณต้องใช้แรงกดและทำการรีดผ้าช้าๆ
  

• การกดแรง ๆ เป็นเวลานานดูเหมือนว่าจะทำงานได้ดีกว่าการเคลื่อนเหล็กไปรอบ ๆ
  

• ความร้อนจากเหล็กจะถ่ายโอนหมึกพิมพ์บนกระดาษมันไปยังแผ่นทองแดง
  

ข้อควรระวัง : อย่าสัมผัสแผ่นทองแดงโดยตรงจะร้อนมากจากเตารีด

หลังจากรีดเสร็จแล้วให้วางแผ่นพิมพ์น้ำอุ่นประมาณ 10 นาที กระดาษจะละลายจากนั้นคุณสามารถนำกระดาษออกเบา ๆ นำกระดาษออกโดยลอกออกจากมุมต่ำ

ในบางกรณีเมื่อนำกระดาษออกบางแทร็กจะหายไป ในภาพด้านล่างคุณจะเห็นว่าแทร็กนั้นมีสีอ่อนดังนั้นเราสามารถใช้เครื่องหมายสีดำเพื่อทำให้สีเข้มขึ้นดังที่แสดง

ขั้นตอนที่ 5: จำหลักจาน

คุณต้องระวังให้มากในขณะที่ทำตามขั้นตอนนี้

ก่อนอื่นให้สวมถุงมือยางหรือพลาสติก

วางหนังสือพิมพ์ไว้ที่ด้านล่างเพื่อให้การแกะสลักไม่ทำให้พื้นของคุณเสีย

นำกล่องพลาสติกแล้วเติมด้วยน้ำ

ละลายพลังงานเฟอริกคลอไรด์ 2-3 ช้อนชาในน้ำ

จุ่ม PCB ลงในโซลูชันการแกะสลัก (Ferric chloride, FeCl3) เป็นเวลาประมาณ 30 นาที

FeCl3 ทำปฏิกิริยากับทองแดงที่ไม่มีการเปิดโปงและลบทองแดงที่ไม่ต้องการออกจาก PCB

กระบวนการนี้เรียกว่าการแกะสลัก ใช้คีมเพื่อนำ PCB ออกมาและตรวจสอบว่าพื้นที่ที่ยังไม่ได้แกะสลักถูกแกะสลักหรือไม่ ในกรณีที่ไม่มีการสลักให้ทิ้งไว้ในสารละลายอีกครั้ง

ขั้นตอนที่ 6: การทำความสะอาดกำจัดและสัมผัสขั้นสุดท้ายสำหรับแผงวงจร

ระวังในขณะที่กำจัดสารละลายที่เป็นพิษมันเป็นพิษต่อปลาและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่อยู่ในน้ำ! อย่าคิดแม้แต่จะเทลงในอ่างเมื่อคุณทำเสร็จมัน ผิดกฎหมาย และอาจทำให้ท่อของคุณเสียหาย (ฮิฮิใครจะรู้ว่าคุณถูกจับได้ในขณะที่ทำ PCB?!) แต่ให้เจือจางสารละลายการแกะสลักแล้วทิ้งไว้ที่อื่นที่ปลอดภัย

ทินเนอร์ไม่กี่หยด (น้ำยาล้างเล็บใช้งานได้ดี) บนขนสำลีเพียงเล็กน้อยจะกำจัดผงหมึก / หมึกบนจานอย่างสมบูรณ์และเผยให้เห็นพื้นผิวทองแดง ล้างอย่างระมัดระวังและแห้งด้วยผ้าสะอาดหรือกระดาษห้องครัว ตัดให้มีขนาดสุดท้ายและปรับขอบให้เรียบด้วยกระดาษทราย

ตอนนี้เจาะรูโดยใช้ตัวเจาะ PCB แบบ PCB เจาะและประสานส่วนประกอบที่ยอดเยี่ยมทั้งหมดของคุณเข้ากับบอร์ด หากคุณต้องการรูปลักษณ์ PCB สีเขียวแบบดั้งเดิมให้ใช้สีที่ทนต่อการบัดกรีบนแลคเกอร์ PCB ด้านบน และในที่สุดแผงวงจรสุดยอดของคุณก็จะพร้อม!