Как сделать нестандартную печатную плату с помощью маломощного лазерного гравера: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Подписаться Еще от автора:

О себе: Создатель, инженер, безумный ученый и изобретатель Подробнее о IgorF2 »

Когда дело доходит до изготовления самодельной печатной платы, вы можете найти в Интернете несколько методов: от самых элементарных, использующих только ручку, до более сложных, использующих 3D-принтеры и другое оборудование. И этот урок относится к последнему случаю! В этом проекте я показываю, как изготовить печатную плату с помощью недорогого и маломощного лазерного резака.

До недавнего времени вы могли найти только одну из этих машин в производственных или других коммерческих помещениях. Они будут стоить тысячи долларов, так что обычный производитель не сможет иметь такой для себя. В Интернете также есть несколько услуг по лазерной резке, но, на мой взгляд, они не будут идеальным выбором для быстрого прототипирования. К счастью, сейчас в Интернете доступно несколько лазерных гравировальных машин! Большинство из них имеют маломощный лазер и могут использоваться только для травления и гравировки на различных поверхностях (например, на стекле, металле или дереве). Их площадь поверхности и мощность лазера - это лишь малая часть профессиональных машин, но это было бы хорошим началом для производителей и любителей.

В этом уроке я покажу вам, как я использовал маломощный лазерный гравер для изготовления печатной платы (PCB). Это была бы хорошая альтернатива, если вы хотите создать свой первый прототип печатной платы (по крайней мере, пока вы не закажете лучшую версию у онлайн-производителя!).

Вы можете найти лазерный резак, который я использовал, по следующим ссылкам:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Знаете ли вы, что здесь, на Instructables, можно найти отличный класс лазерной резки? Проверить это:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

_

Quando se trata de fazer uma pcb caseira, voiceê pode encontrar vários métodos online: desde os mais rudimentares, utilizando apenas uma caneta, até os mais sofisticados usando Impressoras 3D e outros equipamentos. E esse tutorial cai nesse último caso! Nesse projeto eu mostro como fabricar uma placa de circuit Impresso using uma cortadora a laser de baixa potência e baixo custo.

Até Recentemente, voiceê só encontraria uma dessas máquinas em makerspaces ou outras instalações comerciais. Eles custariam milhares de dólares, então um fazedor comum não seria capaz de ter uma própria. Você pode encontrar também alguns serviços de corte лазерной он-лайн, mas, na minha judião, eles não seriam a escolha perfeita para prototipagem rápida. Felizmente, existem várias máquinas de gravação лазерный дисплей онлайн! A maioria delas têm lasers de baixa potência e podem ser usadas apenas para gravação em diferentes superfícies (vidro, metal ou madeira, por exemplo). Sua área de superfície e potência de laser são apenas uma fração das máquinas profissionais, mas são um bom começo para os fazedores e entusiastas. В этом учебном пособии вы можете использовать наиболее эффективный лазерный луч для создания печатной платы или печатной платы (PCB или PCI). Pode ser uma boa alternativa se vê tiver uma dessas máquinas ao seu alcance e quiser fazer um primeiro protótipo e uma placa de circuito (pelo menos até encomendar uma versão melhorada de algum fabricante online!).

Você pode encontrar a gravadora a laser usada nesse tutorial no link abaixo:

rebrand.ly/laserengraver-BGhttps://rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Você sabia que pode encontrar uma incrível aula de corte a laser aqui na Instructables? Конфира:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

Шаг 1. Инструменты и материалы

В этом уроке использовались следующие инструменты и материалы:

• Лазерный гравер мощностью 10Вт (ссылка / ссылка / ссылка). Он использовался для печати схемы на пустой медной печатной плате.
• Медная печатная плата (ссылка / ссылка / ссылка). Самодельные печатные платы обычно печатают на фенольных пластинах, покрытых медью. Покрыта вся поверхность доски (с одной или обеих сторон). Медь - проводящий материал, а фенольный субстрат не может проводить электричество. Удаляя части медного слоя, можно создавать дорожки между компонентами, создавая печатную плату.
• Латексные чернила на водной основе ПВА. Как вы увидите позже в этом уроке, я использовал чернила на водной основе для создания маски на поверхности медной печатной платы. Эта маска предотвращает удаление части слоя меди раствором хлорида железа.
• Кисть. На печатную плату придется нанести толстый слой краски, и здесь пригодится малярная кисть.
• Хлорид железа. Это соль, которую следует растворить в воде перед использованием. Этот раствор способен разъедать медь, удаляя ее из фенольного субстрата. Нанесите маску, и растворятся только те части медной пластины, которые попали в раствор.
• Наждачная бумага. В конце концов, вам придется удалить оставшуюся маску с доски. Это легко сделать с помощью наждачной бумаги.

_

Os seguintes materiais e ferramentas foram usado nesse tutorial:

• Gravadora laser de 10W (ссылка / ссылка / ссылка). Esse equipamento foi usado para implão do desenho do circuito em uma placa cobreada nova.
• PCB de cobre (ссылка / ссылка / ссылка). Circuitos caseiros são normalmente impactos em placas cobreadas de fenolite, podendo ter um lado ou ambos revestidos com cobre. O cobre é um material condutor, enquanto или subrato de fenolite se comporta como isolante de eletricidade. Removendo-se partes da camada de cobre, pode-se criar trilhas entre os components, criando-se assim um circuito impression.
• Tinta PVA base água. Como vai ver posteriormente nesse tutorial, eu usei uma tinta base água para criar uma máscara na superfície da placa cobreada. Essa máscara evita que partes da camada de cobre sejam ermovidas pela solução de cloreto de ferro.
• Пинцел. Uma camada de tinta Precisará ser aplicada sobre a placa de circuito a ser impla, e um pincel será bem útil nesse momento.
• Cloreto de Ferro. Essa substância é vendida na forma de um sal que deve ser disolvida em água antes de ser usada. Essa solução é capaz de correr o cobre, removendo-o do substrato formado pela placa de fenolite. Aplicando-se uma máscara, garante-se que apenas nas partes de cobre expostas serão disolvidas.
• Ликса. Ao fim do processo, Você Precisará remover o restante da máscara da placa. Isso pode ser feito facilmente utilizando-se uma lixa.

Шаг 2: процесс изготовления самодельной печатной платы

Процесс изготовления самодельной печатной платы обычно состоит из следующих этапов:

1. Дизайн печатной платы

На этом этапе делается чертеж доски, которую нужно изготовить. Можно как спроектировать новую доску, так и сделать копии проектов с открытым исходным кодом. Можно использовать различное программное обеспечение САПР (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle и т. Д.).

2. Нанесите маску на печатную плату

После того, как печатная плата спроектирована, ее необходимо перенести на печатную плату. Это можно сделать несколькими способами: термическим методом (перенос тонера с листа бумаги на пластину, нагреванием), вручную (путем рисования схемы подходящей ручкой) и даже с помощью 3D-принтера. В этом проекте я использовал лазерный гравер для переноса рисунка на пластину.

3. Химическое травление печатной платы

После того, как маска перенесена на пластину, выполняется коррозия частей пластины для удаления частей меди. В конце процесса на плате должны быть только дорожки, составляющие схему.

4. Уборка и отделка

Как только коррозия закончится, пластина будет готова к очистке, просверливанию и сварке компонентов. После этого просто проверьте все, включите и будьте счастливы!

_

Нормальный процесс изготовления печатных плат состоит из следующих этапов:

1. Design da placa

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. Возможна реализация проекта uma placa nova, quanto realizar cópias de projetos opensource. Различные программные продукты САПР используются для различных целей (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle и т. Д.).

2. Aplicação da máscara na PCB

Uma vez com o desenho do circuito Impresso, é needário transferi-lo para a placa de circuito. Existem várias formas de fazer isso: usando o método térmico (transferindo-se toner de uma folha de papel para a placa, através da aplicação de calor), manualmente (desenhando-se os circuito com uma caneta apropada) и até-mesmo ума импрессора 3D. В этом проекте вы можете использовать лазер для переноса или удаления на экране.

3. Corrosão da PCB

Uma vez transferida a máscara para a placa, é realizada a corrosão de partes da placa para remoção de partes do cobre. Ao fim do processo, a placa deverá ficar apenas com as trilhas que compõem o circuito.

4. Limpeza e acabamento

Uma vez closedída a corrosão, a placa estará pronta para ser limpa, perfurada e ter os components soldados. Depois disso, é só verificar tudo, energizar e ser feliz!

Шаг 3: Дизайн печатной платы и создание маски

Когда у вас есть дизайн печатной платы (разработанный с использованием любого программного обеспечения САПР по вашему выбору), вы можете экспортировать его в формате SVG для чтения в другом программном обеспечении для редактирования графики. В этом процессе можно экспортировать несколько слоев: вид сверху, вид снизу, маска, шелк и т. Д. Все слои доступны в нормальном или зеркальном формате. Процесс изготовления, описанный в этом руководстве, требует, чтобы на печатную плату была нанесена маска. Та часть крышки, которая закрыта маской, не подвергнется коррозии и, следовательно, будет удерживаться на торцевой пластине. Детали, не закрытые маской, подвергаются воздействию хлорида железа, коррозии и удаляются с печатной платы.

В этом процессе необходимо покрыть всю пластину слоем краски и удалить только несколько участков с помощью лазерного гравера.

Таким образом, маска, сгенерированная большинством программ, должна иметь инвертированные цвета (инвертировать черные пиксели в белые и наоборот). Для выполнения инверсии маски использовались два программного обеспечения:

- Inkscape: используется для преобразования файлов SVG в формат изображения (PNG). Также используется для преобразования чертежа в черно-белое изображение (при экспорте в САПР в цветном формате);

- GIMP: используется для инвертирования цвета маски (белые пиксели в черные пиксели).

Полученное изображение затем загружается в программное обеспечение лазерного гравера для печати на поверхности пластины.

Обратите внимание на размеры изображения: убедитесь, что выходные размеры программного обеспечения лазерного гравера соответствуют требуемым размерам для реального прототипа.

В случае этого руководства дизайн конкретной платы не был выполнен. Вместо этого я попытался воспроизвести доску с открытым исходным кодом, разработанную Фабио Соуза: Franzininho. Эта невероятная плата может быть легко собрана и запрограммирована пользователями любого уровня, она совместима с Arduino IDE и полностью разработана в Бразилии!

Подробнее о плате в проекте Github:

_

Uma vez que vê tenha o desenho da placa (проект, использующий квалификационное программное обеспечение для САПР по своему предпочтению) является возможным экспортом в модель без формата SVG для изображения в исходном графическом редакторе программного обеспечения. Várias camadas podem ser exportadas nesse processo: vista superior, vista inferior, máscara, silk и т. Д. Todas as camadas são podem ser disponibilizadas no formato normal ou espelhado.

О процессе изготовления описанного учебного пособия требуется, чтобы оно было применено к печатной плате. А часть да placa cobreada que estiver coberta pela máscara não será corroída e, portanto, será mantida na placa final. Как partes que não estiverem cobertas com a máscara serão expostas ao cloreto de ferro, sendo corroídas e remoidas da placa de circuito impression.

Этот процесс необходимо восстановить, чтобы его можно было использовать в качестве средства для удаления краски, а также для удаления элементов, использующих лазерный луч.

Dessa forma, a máscara gerada pela maioria dos softwares deverá ter suas cores Invertida (инверторные пиксели pretos para braco и наоборот). Для реализации обратного от маскара, для использования программного обеспечения:

- Inkscape: используется для конвертера файлов SVG в формат изображения (png). Используется для преобразования или преобразования изображения в готовое и другое изображение (например, для экспорта в САПР в цветном формате);

- GIMP: используется для инвертора и маскара (пиксели, пиксели, пиксели).

В результате изображение было установлено без программного обеспечения для гравирования лазерного изображения на суперфизическом изображении.

Atentar para as sizesões da imagem: deve-se verificar se as sizesões de saída do software da gravadora são as desejadas para o protótipo real.

Нет caso desse tutorial, não foi feito o projeto de uma placa específica. Ao invés disso, tentei replicar uma placa opensource, desenvolvida pelo Fábio Souza: a Franzininho. Essa incrível placa pode ser facilmente montada e programada for usuários de todos os níveis, compatível com o Arduino IDE и inteiramente projetada no Brasil!

Основная информация о проекте: