Come realizzare un circuito stampato (PCB)

Se sei interessato all'elettronica, i PCB sono alcune delle cose più comuni che vedrai. Queste schede rendono più semplice la nostra vita eliminando tutti quelli che collegano fili e breadboard. Se progettato correttamente, ridurrà le dimensioni del tuo dispositivo e può sembrare molto sexy.

Cos'è un circuito? Un circuito stampato (PCB) supporta meccanicamente e collega elettricamente componenti elettronici utilizzando piste conduttive, pad e altre caratteristiche incise da fogli di rame laminati su un substrato non conduttivo. Un circuito stampato ha tracce di rame pre-progettate su un foglio conduttore. Le tracce predefinite riducono il cablaggio, riducendo in tal modo i guasti derivanti da collegamenti allentati. È sufficiente posizionare i componenti sul PCB e saldarli.

In questo tutorial, ti mostrerò come è possibile creare facilmente schede a circuito stampato. Fare così ti farà risparmiare un sacco di tempo dal debug e dal doppio controllo delle connessioni su una breadboard. Puoi persino creare il tuo Arduino dopo aver seguito questo tutorial DIY di Arduino dopo questo. Quindi, siediti e guarda come è fatto!

Quali sono i diversi modi per realizzare un Circuit Board?

Ci sono in tutti e tre i metodi di base per realizzare un PCB:

1.Iron su metodo di carta lucida.

2.Circuito a mano su PCB.

3. Incisione laser all'avanguardia.

Poiché il metodo laser è il metodo industriale per realizzare PCB, entreremo nei dettagli per i primi due metodi.

PCB Design:

La progettazione di PCB viene solitamente eseguita convertendo il diagramma schematico del circuito in un layout PCB utilizzando il software di layout PCB. Esistono molti pacchetti software open source interessanti per la creazione e la progettazione di layout di PCB.

Alcuni sono elencati qui per darti un vantaggio:

1. Cadsoft Eagle

2. PCBWizard

Progettare uno schema di circuito in Cadsoft Eagle:

In Eagle: File> Esporta> ImmagineSicurarsi di impostare DPIG su 1200 per una migliore qualità

Quali materiali sono necessari per realizzare un circuito?

Hai anche bisogno di: FeCl3 polvere / soluzione (come soluzione di incisione), carta fotografica / lucida, pennarello nero permanente, taglierino, carta vetrata, carta da cucina e cotone idrofilo.

Per questo tutorial, consideriamo la creazione di un PCB per un progetto semplice: un Touch Switch che utilizza IC555.

PASSO 1: Prendi una stampa del layout del circuito stampato

Prendi una stampa dal tuo layout PCB utilizzando una stampante laser e la carta fotografica A4 / carta lucida. Tieni presente i seguenti punti:

• Dovresti prendere lo specchio stampato.
  

• Selezionare l'uscita in nero sia dal software di progettazione PCB che dalle impostazioni del driver della stampante.
  

• Assicurarsi che la stampa sia eseguita sul lato lucido della carta.
  

FASE 2: Tagliare la piastra di rame per il circuito stampato

Tagliare il pannello di rame in base alle dimensioni del layout utilizzando un seghetto o un cutter.

Quindi, strofinare il lato in rame del PCB usando gommini di lana d'acciaio o spugne abrasive. Questo rimuove lo strato superiore di ossido di rame e lo strato di fotoresist. Le superfici levigate consentono inoltre all'immagine della carta di aderire meglio.

FASE 3: trasferire la stampa PCB sulla piastra di rame

Metodo 1: Ferro sul metodo della carta lucida (per circuiti complessi)

Trasferire l'immagine stampata (presa da una stampante laser) dalla carta fotografica alla scheda. Assicurati di capovolgere lo strato superiore orizzontalmente. Metti la superficie di rame della lavagna sul layout stampato. Assicurarsi che la scheda sia allineata correttamente lungo i bordi del layout stampato e utilizzare il nastro per mantenere la scheda e la carta stampata nella posizione corretta.

Metodo 2: Circuito a mano su PCB (per circuiti semplici e piccoli)

Usando il circuito come riferimento, disegna uno schizzo base sulla lastra di rame con una matita. Una volta che il tuo schizzo ha un bell'aspetto, traccia su di esso con un pennarello nero permanente.

FASE 4: Stirare il circuito dalla carta sulla piastra PCB

• Dopo aver stampato su carta lucida, lo stiriamo con l'immagine rivolta verso il basso sul lato in rame, quindi riscaldiamo il ferro elettrico fino alla temperatura massima.
  

• Metti la tavola e la composizione della carta fotografica su un tavolo di legno pulito (coperto da una tovaglia) con il retro della carta fotografica rivolta verso di te.
  

• Usando pinze o una spatola, tieni un'estremità e mantieni la posizione stabile. Quindi mettere il ferro caldo sull'altra estremità per circa 10 secondi. Ora, stirare la carta fotografica per tutto il tempo usando la punta mentre si applica una leggera pressione per circa 5 a 15 minuti.
  

• Prestare attenzione ai bordi della tavola - è necessario applicare la pressione e fare la stiratura lentamente.
  

• Fare una stampa lunga e dura sembra funzionare meglio che spostare il ferro.
  

• Il calore del ferro trasferisce l'inchiostro stampato sulla carta lucida sulla piastra di rame.
  

ATTENZIONE : non toccare direttamente la piastra di rame, SARÀ MOLTO CALDA DAL FERRO.

Dopo aver stirato, posizionare l'acqua tiepida della piastra stampata per circa 10 minuti. La carta si dissolve, quindi è possibile rimuovere delicatamente la carta. Rimuovere la carta sbucciandola da un angolo basso.

In alcuni casi, quando si rimuove la carta, alcune tracce vengono svenute. Nella figura sottostante, puoi vedere che la traccia è di colore chiaro, quindi possiamo usare un pennarello nero per scurirlo come mostrato.

FASE 5: incidere la piastra

Devi essere molto attento mentre esegui questo passaggio.

Innanzitutto, indossare guanti di gomma o di plastica.

Metti un po 'di giornale sul fondo in modo che la soluzione di incisione non rovini il pavimento.

Prendi una scatola di plastica e riempila con dell'acqua.

Sciogliere 2-3 cucchiaini di potere di cloruro ferrico nell'acqua.

Immergere il PCB nella soluzione di incisione (soluzione di cloruro ferrico, FeCl3) per circa 30 minuti.

Il FeCl3 reagisce con il rame non mascherato e rimuove il rame indesiderato dal PCB.

Questo processo è chiamato Incisione. Usa le pinze per estrarre il PCB e controlla se l'intera area non mascherata è stata incisa o meno. Nel caso in cui non sia inciso, lasciarlo nella soluzione ancora per un po 'di tempo.

FASE 6: pulizia, smaltimento e il tocco finale per il circuito stampato

Prestare attenzione durante lo smaltimento della soluzione di incisione, è tossico per i pesci e altri organismi a base d'acqua! Non pensare nemmeno di versarlo nel lavandino quando hai finito, è ILLEGALE e potresti danneggiare i tuoi tubi (hehe, chi lo sapeva che potresti essere arrestato mentre realizzi un PCB ?!). Invece, diluire la soluzione di incisione e poi gettarla via in un luogo sicuro.

Alcune gocce di diluente (lo smalto per unghie funziona bene) su un pizzico di cotone idrofilo rimuoverà completamente il toner / inchiostro sulla piastra, esponendo la superficie di rame. Risciacquare accuratamente e asciugare con un panno pulito o carta da cucina. Tagliare alla dimensione finale e levigare i bordi con carta vetrata.

Ora, praticate i fori usando un perforatore per PCB come questo perforatore per PCB e saldate tutti i vostri componenti alla scheda. Se si desidera il tradizionale aspetto del PCB verde, applicare vernice resistente alla saldatura sulla parte superiore della lacca PCB. E finalmente, il tuo circuito super cool sarà pronto!