วิธีการสร้าง PCB ที่บ้าน

สำหรับผู้ที่ชื่นชอบอิเล็กทรอนิกส์การสร้าง PCB สำหรับโครงการอิเล็กทรอนิกส์อาจเป็นเรื่องสนุกมาก แผงวงจรพิมพ์หรือ PCB ไม่เพียง แต่ช่วยในการสร้างโครงการวงจรขนาดกะทัดรัดเท่านั้น แต่ยังรับประกันการทำงานของวงจรป้องกันการล้มเหลวและแม่นยำยิ่งขึ้น

ในโพสต์นี้เราจะเรียนรู้ขั้นตอนที่ชาญฉลาดในการสร้าง PCB DIY ขนาดเล็กที่บ้านผ่านความพยายามขั้นต่ำและความแม่นยำสูงสุด

DIY ขั้นตอนที่ชาญฉลาด

โดยพื้นฐานแล้วจะเกี่ยวข้องกับขั้นตอนสำคัญดังต่อไปนี้:

1. การตัดลามิเนตหุ้มทองแดงให้มีขนาดที่เหมาะสม
2. การเจาะรูสำหรับการเจาะรูสำหรับส่วนนำของส่วนประกอบตามแผนผัง
3. แผ่นรองวาดรอบรอยหยักด้วยสีต้านทานการกัดและเชื่อมแผ่นอิเล็กโทรดผ่านแทร็กโดยใช้สีต้านทานกัด
4. จุ่มกระดานที่ทาสีลงในสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์จนสารเคมีกัดทองแดงที่สัมผัสออกไปโดยปล่อยให้ส่วนของโครงร่างที่ทาสีไว้เหมือนเดิม
5. ทำให้บอร์ดแห้งและขัดสีป้องกันการกัดออกจากรางและแผ่นอิเล็กโทรด
6. เจาะรูบนรอยบุ๋ม
7. ขัดกระดานที่เสร็จแล้วด้วยกระดาษทรายละเอียด
8. ใช้ PCB สำเร็จรูปสำหรับประกอบและบัดกรีชิ้นส่วน

ตอนนี้ขอหารือเกี่ยวกับขั้นตอนข้างต้นโดยละเอียด ขั้นตอนแรกในการผลิต PCB คือการจัดหาทรัพยากรและสิ่งของที่จำเป็น เราจะมุ่งเน้นไปที่ทุกสิ่งที่เป็นพื้นฐาน

วัสดุที่จำเป็นสำหรับการทำ PCB

ในการเริ่มต้นกระบวนการก่อนอื่นเราจะรวบรวมส่วนผสมหรือวัสดุที่สำคัญทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการทำ PCB สิ่งพื้นฐานต่อไปนี้จำเป็นสำหรับการผลิต

• ลามิเนตหุ้มทองแดง
• สารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์
• กัดทนสารเคมีหรือสี
• แปรงทาสีหรือปากกา
• ภาชนะสำหรับแกะสลัก PCB
• เครื่องเจาะและดอกสว่าน
• น้ำยาล้าง Etchant
• แผ่นใยขัดครัวกระดาษ

ทองแดงหุ้ม ลามิเนต

รายการพื้นฐานที่สุดจะเป็นทองแดงหุ้มสำหรับทำแผงวงจรพิมพ์เพียงอย่างเดียวและคุณจะพบสิ่งเหล่านี้มากมาย

วัสดุฐาน (ฉนวน) โดยทั่วไปมักเป็นไฟเบอร์กลาสหรือ SRBP (กระดาษที่ยึดด้วยเรซินแผ่น) และแบบหลังมักเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่า

อย่างไรก็ตามไฟเบอร์กลาสได้กลายเป็นสิ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งกับผู้บริโภคในเชิงพาณิชย์และเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจเนื่องจากมีข้อดีหลายประการ

ประการแรกคือโดยทั่วไปแล้วมันจะยากกว่าและด้วยเหตุนี้จึงมีความไวต่อการงอและหักน้อยกว่า SRBP ความทนทานที่ได้รับการปรับปรุงยังมีประโยชน์อย่างมากสำหรับบอร์ดที่รับชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากเช่นหม้อแปลงไฟฟ้า

ประโยชน์เพิ่มเติมคือไฟเบอร์กลาสมีความโปร่งแสงดังนั้นโดยทั่วไปจะช่วยให้เราสามารถดูเส้นทางทองแดงผ่านบริเวณด้านบน (ส่วนประกอบ) ของบอร์ดซึ่งมักจะคุ้มค่าเมื่อตรวจสอบและค้นหาข้อบกพร่อง

ต้องบอกว่ามาตรฐานของบอร์ด SRBP นั้นเป็นที่น่าพอใจสำหรับข้อกำหนดมากมาย แคมเปญการตลาดมักจะอ้างอิงถึงบอร์ดเป็น 1 มม. 1.6 มม. เป็นต้นและนี่คือความหนาของวัสดุฐาน

ความหนาของบอร์ด

โดยปกติแล้วบอร์ดที่หนากว่า (ประมาณ 1.6 ถึง 2 มม.) มักจะมีความแข็งแรงมากกว่าเมื่อเทียบกับรุ่นที่บางกว่า (ประมาณ 1 มม.) อย่างไรก็ตามบอร์ดที่มีคุณภาพที่หนักกว่านั้นมีความสำคัญสำหรับ PCB ขนาดใหญ่เท่านั้นหรือในกรณีที่มีการติดตั้งชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากบนบอร์ด

สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ความหนาของบอร์ดมีผลเพียงเล็กน้อย

ในบางครั้งกระดานลามิเนตทองแดงอาจถูกเลือกให้เป็นคุณภาพหนึ่งออนซ์หรืออาจเป็นคุณภาพสองออนซ์ซึ่งเทียบได้กับน้ำหนักของทองแดงบนกระดานหนึ่งตารางฟุต

วงจรส่วนใหญ่จัดการกับกระแสที่ค่อนข้างต่ำและ กระดานหนึ่งออนซ์ปกติ เป็นเพียงทุกสิ่งที่จำเป็น ในความเป็นจริงกระดานหนึ่งออนซ์มักเป็นที่น่าพอใจแม้กระทั่งสำหรับวงจรที่เกี่ยวข้องกับกระแสที่น่ากลัว

Etch Resist Paint

วิธีการพื้นฐานในการผลิตแผงวงจรพิมพ์มักจะครอบคลุมบริเวณของทองแดงที่จำเป็นบนบอร์ดที่เสร็จสมบูรณ์โดยใช้ตัวต้านทานการกัดและหลังจากนั้นจุ่มบอร์ดลงใน etchant ซึ่งจะกำจัดบริเวณที่ไม่ต้องการ (ไม่ได้ปิด) ของทองแดง .

ความต้านทานการจำหลักจะถูกถอดออกในภายหลังเพื่อเปิดเผยรางทองแดงและแผ่นอิเล็กโทรด

สีใดก็ตามที่สามารถป้องกันการกัดเซาะออกจากโครงร่างทองแดงในระหว่างกระบวนการแกะสลักสามารถใช้เป็นตัวต้านทานได้

โดยส่วนตัวแล้วฉันชอบใช้ยาทาเล็บหรือยาทาเล็บแบรนด์ราคาถูกใด ๆ ก็สามารถใช้ได้และจะใช้งานได้ดีในฐานะที่เป็นตัวต้านทานการกัด

คุณสมบัติของความต้านทานการกัด

ความต้านทานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอาจเป็นสีกันน้ำและหมึกพิมพ์ พันธุ์ที่ละลายน้ำได้นั้นไม่เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์เพียงเพราะสิ่งเหล่านี้ละลายและถูกชะล้างออกในสารละลายกัด

สีหรือหมึกที่แห้งเร็วจะได้เปรียบกว่าเพราะไม่ต้องรอนานก่อนที่จะแกะกระดาน

แม้แต่รูปแบบวงจรพิมพ์ขั้นพื้นฐานก็ดูเหมือนจะมีรางทองแดงบาง ๆ จำนวนมากภายในพื้นที่ที่ค่อนข้างกะทัดรัดในปัจจุบันและแปรงทาสีที่มีความสามารถในการสร้างเส้นที่ละเอียดมากก็เป็นสิ่งจำเป็น

การวาดเค้าโครงแทร็ก

วิธีแก้ปัญหาง่ายๆคือการใช้ปากกาปลายไฟเบอร์ที่ชำรุดในลักษณะแปรงทาสีซึ่งสามารถช่วยพัฒนาผลลัพธ์สุดท้ายที่โดดเด่นแม้ว่ามันอาจจะดูไม่เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการแก้ไขปัญหา วิธีที่ง่ายกว่าในการใช้ตัวต้านทานคือการใช้ปากกากัดจำหลักที่มีวางจำหน่ายทั่วไปซึ่งหาซื้อได้ง่ายจากตัวแทนจำหน่ายชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ

ปากกาชนิดใดก็ได้ที่ใช้หมึกตามจิตวิญญาณและปลายแหลมควรใช้งานได้กับแอปพลิเคชันนี้ ในกรณีที่คุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับความเหมาะสมของปากกาคุณสามารถดึงร่องรอยบางอย่างบนกระดานลามิเนตทองแดงที่ทิ้งแล้วจากนั้นแกะสลักบอร์ดเพื่อตรวจสอบว่าหมึกคงรอยกัดไว้อย่างถูกต้องหรือไม่

ความต้านทานเพิ่มเติมคือ การถ่ายโอนที่ทนต่อการกัดถู ซึ่งหาได้จากผู้ค้าส่วนประกอบหลายรายและมักให้ผลลัพธ์ที่โดดเด่นและเชี่ยวชาญอย่างแท้จริงดังแสดงในตัวอย่างต่อไปนี้

จริงๆแล้วคุณอาจพบว่ามีสารเคมีมากมายที่สามารถนำมาใช้เป็นสารกระตุ้นได้ แต่สารเคมีเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นอันตรายไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตามและไม่น่าจะเหมาะกับบอร์ดที่ออกแบบในบ้าน

Etchant

etchant เป็นสารเคมีที่ทำปฏิกิริยากับบริเวณทองแดงที่สัมผัสของลามิเนตทองแดงและแตกออกจากบอร์ด ใช้สำหรับการถอดส่วนทองแดงบนกระดานซึ่งไม่ได้ทาสีด้วยตัวต้านทานการจำหลักและพื้นที่ที่ไม่ได้นำไปสู่โครงร่างแทร็กและแผ่นอิเล็กโทรด

โดยทั่วไปแล้ว etchant ที่ใช้สำหรับบอร์ดที่พัฒนาขึ้นในบ้านคือเฟอร์ริกคลอไรด์และแม้ว่าจะมีอันตรายน้อยกว่าเมื่อเทียบกับตัวเลือกส่วนใหญ่ แต่ก็เป็นสารเคมีที่ต้องใช้ด้วยความระมัดระวัง

ดังนั้นควรล้างออกอย่างรวดเร็วด้วยน้ำประปาที่ไหลอยู่เสมอในกรณีที่คุณทำสิ่งใด ๆ บนผิวหนังของคุณ อย่าเก็บเฟอร์ริกคลอไรด์ไว้ในภาชนะโลหะเนื่องจากสารเคมีนี้ทำปฏิกิริยากับโลหะและทำให้โลหะมีรูพรุนและทำให้เกิดการรั่วไหล

เนื่องจากเฟอร์ริกคลอไรด์เป็นพิษ (และในระหว่างการใช้งานจำนวนมากจะถูกเปลี่ยนเป็นคอปเปอร์คลอไรด์ซึ่งเป็นพิษอย่างมากเช่นเดียวกัน) จึงต้องจัดเก็บให้ห่างไกลจากอาหารและเครื่องใช้เป็นต้น

ประเภทของเฟอร์ริกคลอไรด์

เฟอร์ริกคลอไรด์สามารถรับได้ในหลายรูปแบบ อาจเป็นชนิดที่มีประโยชน์มากที่สุดคือสารละลายที่พร้อมใช้งานของสารเคมี ซัพพลายเออร์ส่วนประกอบหลายรายวางตลาดในรูปของเหลวดังกล่าวโดยทั่วไปจะอยู่ในภาชนะ 250 มล. และในรูปแบบเข้มข้น

คุณต้องเจือจางเล็กน้อยก่อนใช้ตามคำแนะนำที่ระบุไว้ข้างขวด อาจไม่ต้องใช้การเจือจางมากนักและโดยปกติแล้วขวดขนาด 250 มล. จะอนุญาตให้เจือจางด้วยน้ำได้เพียง 500 มล. หรือหนึ่งลิตร

บาง บริษัท อาจจัดให้เฟอร์ริกคลอไรด์เป็นผลึกหรือที่เรียกว่า 'Ferric Chloride Rock' ในบางครั้ง ฉลากนี้เหมาะมากเนื่องจากในรูปแบบนี้ดูเหมือนชิ้นส่วนของหินสีเหลืองแทนที่จะเป็นผลึกเล็ก ๆ ที่สวยงามซึ่งเป็นหินที่ค่อนข้างแข็ง

โดยปกติแล้วเฟอร์ริกคลอไรด์ประเภทนี้มีอยู่ในบรรจุภัณฑ์ 500gm ซึ่งเพียงพอที่จะสร้างสารละลายกัดได้หนึ่งลิตร

คุณสามารถรับสิ่งนี้ในแพ็คเกจที่ใหญ่กว่าได้เช่นกัน แต่เนื่องจาก 500gm ก็เพียงพอที่จะแกะสลักบอร์ดขนาดปกติจำนวนมากและอาจอยู่รอดได้อย่างง่ายดายแม้จะเป็นผู้สร้างที่ขยันหมั่นเพียรเป็นเวลานานก็เป็นไปได้มากว่าจะไม่ได้รับรางวัลที่ใหญ่กว่า 500gm แพ็คทั้งหมด

วิธีสร้างสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์

เฟอร์ริกคลอไรด์ในสภาพคริสตัลลีนจะไม่ละลายได้ง่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งอย่างไรก็ตามเมื่อมีการกวนอย่างต่อเนื่องไม่ช้าก็เร็วอาจสลายตัวได้อย่างสมบูรณ์และด้วยการผสมอย่างต่อเนื่องอาจละลายได้เร็วพอสมควร

ประการสุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดเฟอร์ริกคลอไรด์สามารถได้มาในรูปแบบที่ปราศจากน้ำซึ่งโดยพื้นฐานแล้วบ่งชี้ว่าเป็นเฟอร์ริกคลอไรด์ของแท้ที่แทบไม่มีวัสดุที่เป็นน้ำ มันจะมีระดับน้ำเล็กน้อยในรูปแบบผลึกของมัน

สิ่งที่ทำให้เฟอร์ริกคลอไรด์ประเภทนี้ทำงานได้ยากคือผลของความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อผสมกับน้ำ แม้ว่าคุณจะเริ่มต้นด้วยน้ำเย็น แต่ก็สามารถร้อนได้อย่างรวดเร็วจนถึงระดับที่ภาชนะจะอุ่นมากเมื่อสัมผัสซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อการละลายของภาชนะพลาสติก

ข้อกังวลอีกประการหนึ่งคือการมีสารเคมีที่จะละลายได้อย่างเพียงพอและสร้างสูตรการกัดที่เหมาะสม ไม่ว่าด้วยเหตุผลใดคุณอาจพบว่าตัวเองต้องลงเอยด้วยสารเคมีจำนวนมากที่ไม่มีวันสลายและสารละลายที่ดูเหมือนเฟอร์ริกคลอไรด์ แต่มีศักยภาพในการกัดน้อยมาก

นั่นคือเหตุผลที่ต้องใช้น้ำเย็น (แช่เย็นหรือใส่น้ำแข็ง) นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ว่าอาจมีสารเคมีจำนวนเล็กน้อยที่ไม่ละลายซึ่งอาจถูกทำให้ตึงจากของเหลวหรือดูเหมือนว่ามันจะไม่ขัดขวางการแกะสลักจึงสามารถทิ้งไว้ในสารละลายได้

ขนาดดอกสว่าน

ส่วนประกอบที่สำคัญต่อไปสำหรับการผลิต PCB ที่บ้านคือดอกสว่านซึ่งจำเป็นสำหรับการเจาะรูบน PCB เพื่อนำไปสู่ส่วนประกอบ

เส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไปสำหรับรูนำของส่วนประกอบคือ 1 มม. แม้ว่าส่วนประกอบหลายอย่างเช่นตัวต้านทานที่ตั้งไว้ล่วงหน้าตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ขนาดใหญ่ ฯลฯ ต้องการเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย เส้นผ่านศูนย์กลางรูประมาณ 1.4 มม. เหมาะสำหรับส่วนประกอบประเภทนี้

โดยทั่วไปขอแนะนำให้ใช้เส้นผ่านศูนย์กลางต่ำกว่า 1 มม. สำหรับเซมิคอนดักเตอร์และส่วนประกอบอื่น ๆ ที่มีตะกั่วที่บางกว่า 0.7 มม. หรือ 0.8 มม. ดูเหมือนจะเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางที่ยอมรับได้สำหรับส่วนประกอบเหล่านี้

ในกรณีที่คุณสามารถเข้าถึงดอกสว่านคุณภาพสูงได้ก็ต้องมีความเหนียวพอสมควร

อย่างไรก็ตามดอกสว่านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.7 มม. ถึง 1.4 มม. อาจค่อนข้างอ่อนแอและควรใช้อย่างระมัดระวัง

หากได้รับการบำรุงรักษาโดยใช้แรงกดในแนวดิ่งตรงลงอาจใช้ได้ แต่หากไม่รักษาแนวตั้งไว้ที่มุมฉากกับกระดานจะไม่มีการสร้างรูที่เหมาะสมซึ่งค่อนข้างเป็นไปได้ที่ดอกสว่านจะแตกเป็นสองส่วน

ด้วยเหตุนี้คุณจึงต้องใช้ความระมัดระวังอย่างสมจริงในขณะที่เจาะรูโดยใช้ดอกสว่านดังกล่าวและควรใช้เครื่องที่มีขาตั้งแบบปรับได้ดังที่แสดงด้านล่าง

จนถึงตอนนี้เราได้พูดคุยถึงสิ่งสำคัญที่จำเป็นในการสร้างแผงวงจรพิมพ์และอาจมีความน่าจะเป็นและจุดจบอื่น ๆ ซึ่งอาจจำเป็น

โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุพื้นฐานภายในบ้านและสิ่งเหล่านี้จะถูกเปิดเผยเมื่อเราก้าวไปพร้อมกับแนวทางการแกะสลัก คุณจะพบวิธีการต่างๆมากมายในการผลิตแผงวงจรพิมพ์

แม้ว่าข้อเท็จจริงทั้งหมดจะมีความเหมือนกันโดยพื้นฐานและความแตกต่างที่สำคัญเป็นเพียงลำดับขั้นตอนการดำเนินการตามมาตรการต่างๆ

จากนั้นเราจะเริ่มต้นด้วยการพิจารณาแนวทางหนึ่งในการผลิตบอร์ดหลังจากนั้นจะมีการอธิบายเทคนิคอื่น ๆ

เริ่มต้นกับการทำ PCB

ขั้นตอนแรกคือการตรวจสอบกับหนังสือหรือนิตยสารที่มีการนำเสนอวงจรพิมพ์เพื่อให้ได้ขนาดที่เหมาะสมของบอร์ด

โดยทั่วไปคุณอาจมีไฟล์ แผนผังวงจรแผนภาพการซ้อนทับส่วนประกอบและรูปแบบการติดตามวงจรพิมพ์ ผลิตขึ้นใหม่ตามขนาดจริงดังแสดงใน 3 รูปต่อไปนี้ตามลำดับ

ขนาดของวงจรพิมพ์ควรมีอยู่ในข้อความหรือแผนผังอย่างไรก็ตามในหลาย ๆ กรณีจะต้องพิจารณาสัดส่วนผ่านรูปแบบแทร็กทองแดงขนาดจริง

ทำเครื่องหมายขอบเขตของกระดานที่สรุปไว้ที่ด้านทองแดงของแผ่นลามิเนตจากนั้นดึงชุดเส้นเพิ่มเติมประมาณ 2 มม. หรือมากกว่านั้นที่ด้านนอกของการทำเครื่องหมายก่อนหน้านี้

ด้วยการตัดอย่างระมัดระวังระหว่างโครงร่างเหล่านี้คุณควรจะสามารถสร้างส่วนของบอร์ดที่มีความแม่นยำและขอบตรงที่มีปัญหาน้อยที่สุด

ด้านข้างของกระดานสามารถปรับให้เรียบได้โดยใช้ตะไบแบนขนาดเล็กและด้วยแผ่นใยแก้วที่ช่วยขจัดปลายขัดซึ่งอาจไม่พึงปรารถนา

โปรดทราบว่าควรทำเครื่องหมายที่ด้านทองแดงของกระดานและเลื่อยจากด้านเดียวกันเพื่อป้องกันการลอกของทองแดงในขณะที่ตัดกระดาน ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ตัดหรือเจาะบอร์ดจากด้านทองแดงเสมอไม่ใช่จากด้านลามิเนต

ขั้นตอนต่อไปคือการวาดตำแหน่งของรูสำหรับส่วนประกอบและที่ใดก็ตามที่เหมาะสมรูที่เหมาะสมสำหรับการติดตั้งบอร์ด

วิธีการที่รวดเร็วในการดำเนินการนี้คือการยึดการวาดแผนผังบนกระดานบนรางทองแดงโดยจัดแนวภาพวาดและขอบกระดานให้ถูกต้อง

จากนั้นใช้แบรดดอว์หรือเครื่องมือปลายแหลมที่คล้ายกันอย่างระมัดระวังและแม่นยำในการทำเครื่องหมายผ่านแผนผังลงบนกระดานโดยการเจาะรูเล็ก ๆ ในทองแดง

ไม่จำเป็นต้องทำเครื่องหมายบนกระดานด้วยการเจาะด้วยเครื่องมือปลายแหลมและอีกวิธีหนึ่งคือเพียงแค่จัดแนวและติดภาพวาดเข้ากับกระดานโดยใช้เทปเชลโลจากนั้นเจาะลึกลงไปตามรูปวาดซึ่งตอนนี้ตัวเองทำหน้าที่เหมือนเครื่องหมายการเจาะ

วาดภาพแทร็กด้วย Etch Resist

หลังจากตัดแต่งบอร์ดให้ได้ขนาดและเจาะรูทั้งหมดแล้วงานต่อไปคือการทาสีกระดานด้วยตัวต้านทานการกัด โดยพื้นฐานแล้วสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการทำความสะอาดบอร์ดให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้

บล็อกทำความสะอาดแบบพิเศษสามารถหาได้จากตลาดและเห็นได้ชัดว่าสิ่งเหล่านี้มีประสิทธิภาพค่อนข้างดี โดยทั่วไปแผ่นลามิเนตทองแดงอาจมีออกไซด์และการกัดกร่อนที่ด้านบนของพื้นผิวทองแดงและเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องเอาสิ่งนี้ออกมิฉะนั้นอาจทำให้บอร์ดไม่ได้รับการแกะสลักอย่างถูกต้อง

ดังนั้นขอแนะนำให้ใช้สารทำความสะอาดที่มีฤทธิ์แรงพอสมควรซึ่งจะกำจัดออกไซด์สิ่งสกปรกและการกัดกร่อนทั้งหมดออกจากพื้นผิวทองแดงได้อย่างสมบูรณ์แบบ

หลังจากล้างบอร์ดจนทั่วแล้วและชั้นทองแดงดูเปล่งประกายตลอดให้ล้างบอร์ดใต้น้ำอุ่นเพื่อกำจัดคราบน้ำยาทำความสะอาดหรือส่วนผสมที่เป็นน้ำมันออก ในขั้นตอนนี้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอย่าสัมผัสกับพื้นผิวทองแดงซึ่งอาจทำให้เกิดรอยนิ้วเยิ้มและทำให้กระบวนการแกะสลักช้าลง

จากนั้นใช้สีต้านทานการกัดเพื่อดึงแผ่นทองแดงรอบ ๆ รูที่เจาะไว้สำหรับนำไปสู่ส่วนประกอบ

หลังจากที่แผ่นอิเล็กโทรดถูกดึงด้วยความต้านทานการกัดแล้วก็ถึงเวลาทาสีรางทองแดงเพื่อให้พวกเขาเชื่อมโยงแผ่นอิเล็กโทรดตามการออกแบบวงจร ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามือของคุณอยู่ห่างจากพื้นผิวทองแดงเสมอในขณะที่ทำสิ่งนี้ เริ่มจากขอบกระดานด้านหนึ่งและดำเนินการอย่างเป็นระบบไปยังอีกขอบหนึ่งแทนที่จะทำแบบสุ่ม (ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความผิดพลาด)

สำหรับการออกแบบ PCB ที่ซับซ้อน

การออกแบบวงจรพิมพ์ร่วมสมัยหลายแบบมีความซับซ้อนและท้าทายอย่างยิ่งในการทำซ้ำ

ในขณะที่ออกแบบบอร์ดประเภทนี้ขอแนะนำให้ใช้ปากกาต้านทานวงจรพิมพ์ (หรือทางเลือกอื่นที่เหมาะสม) ที่มีปลายปากกาที่ละเอียดกว่า ในสถานที่ที่อาจมีรางคู่ขนานแคบ ๆ จำนวนมากคุณต้องขอความช่วยเหลือจากไม้บรรทัดเพื่อให้สามารถร่างเส้นตรงได้

หากคุณเห็นแทร็กหรือแผ่นอิเล็กโทรดผสานเข้าด้วยกันให้รอให้ตัวต้านทานแห้งแล้วใช้จุดเข็มทิศหรือปลายแหลมอื่น ๆ เพื่อขูดขีดต้านทานที่ทับซ้อนกันมากเกินไป

ทันทีที่ตัวต้านทานแห้งและมีการตรวจสอบ PCB งานต่อไปคือการจุ่มบอร์ดลงในสารละลาย etchant จนในที่สุดทองแดงที่สัมผัสทั้งหมดจะถูกถอดออก

การแกะสลัก PCB เกิดขึ้นได้อย่างไร

โดยพื้นฐานแล้วสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการกัดคือทองแดงจะเข้ามาแทนที่เหล็กในเฟอร์ริกคลอไรด์เพื่อสร้างคอปเปอร์คลอไรด์ในขณะที่เหล็กตกตะกอน

ในขั้นตอนการแกะสลักเริ่มต้นเกิดขึ้นค่อนข้างเร็วและอาจใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที แต่เมื่อเฟอร์ริกคลอไรด์ถูกเปลี่ยนเป็นคอปเปอร์คลอไรด์อย่างต่อเนื่องการแกะสลักจะช้าลงเรื่อย ๆ และหลังจากแกะสลักหลายแผ่นจะสังเกตได้ว่าเวลาในการแกะสลักค่อนข้าง ยืดเยื้อหรือไม่สำเร็จเลย

ในกรณีนี้จะต้องเปลี่ยน etchant ด้วยสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์ชุดใหม่ ดังที่คุณจะสังเกตเห็นว่าเฟอร์ริกคลอไรด์มีสีแดง - เหลืองในขณะที่คอปเปอร์คลอไรด์เป็นสีน้ำเงินดังนั้นเมื่อคุณพบว่าน้ำยากัดค่อยๆเปลี่ยนเป็นสีเขียวมากขึ้นแสดงว่าสารเคมีนั้นใกล้จะสิ้นสุดอายุการใช้งาน

ในขณะที่แกะสลักบอร์ดที่บ้านในจานเล็ก ๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าด้านทองแดงของบอร์ดหงายขึ้นและกระบวนการนี้จะดำเนินการในจานอโลหะที่มีขนาดเพียงพอ

คุณอาจต้องการเพิ่มฝาปิดที่เหมาะสมด้านบนและถอดฝาครอบออกเป็นระยะเพื่อตรวจสอบผลลัพธ์จนกว่าการแกะสลักจะสิ้นสุดลง ปัญหาหลักของวิธีนี้คือชั้นเหล็กและทองแดงคลอไรด์มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นที่ด้านบนของกระดานซึ่งอาจยืดเวลาการแกะสลักออกไปได้มาก ซึ่งอาจตอบโต้ได้โดยการโยกจานอย่างระมัดระวังเป็นครั้งคราวเพื่อเคลื่อนออกจากชั้นนี้เพื่อให้การแกะสลักเร็วขึ้น

การใช้ภาชนะพิเศษสำหรับการแกะสลัก

จริงๆแล้วคุณอาจพบว่ามันค่อนข้างง่ายในการติดตั้งคอนเทนเนอร์เพื่อให้ PCB อยู่ใกล้กับตำแหน่งแนวตั้งโดยให้ด้านทองแดงของบอร์ดคว่ำลง

ในสถานการณ์เช่นนี้กระบวนการแกะสลักจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการตกตะกอนของเหล็กไม่สามารถพัฒนาชั้นและมีแนวโน้มที่จะตกลงมาจากกระดาน เพื่อให้แน่ใจว่าการแกะสลักจะไม่ขัดขวาง อย่างไรก็ตามการกวนกระดานและการกัดเป็นระยะสามารถช่วยในการขจัดสารเคลือบป้องกันขนาดเล็กที่อาจเกิดขึ้นทำให้สามารถแกะสลักได้เร็วขึ้น

รูปด้านบนแสดงตัวเลือกง่ายๆในการทำสิ่งนี้ให้สำเร็จ ในรูป (ก) มีการใช้จานโค้งเพื่อให้แน่ใจว่าบอร์ดได้รับการบำรุงรักษาตลอดทั้งสี่มุมและไม่สัมผัสกับจานที่จุดอื่น ๆ

เทคนิคนี้แสดงให้เห็นใน (b) ทางเลือกที่ดีสำหรับ PCB ที่ใหญ่กว่าซึ่งอาจจำเป็นต้องใช้จานขนาดใหญ่เพื่อเปิดใช้งานขั้นตอน ภาชนะต้องมีขนาดค่อนข้างสวยอะไรก็ได้ที่คล้ายกับโถกาแฟสำเร็จรูปแบบคลาสสิก

อาจจำเป็นต้องใช้ความระมัดระวังเป็นอย่างมากเพื่อที่จะเติมลงในโถได้จริง สิ่งนี้อาจดูแพงไปหน่อยในตอนแรกอย่างไรก็ตาม etchant จะใช้เวลาได้นานกว่าเมื่อเทียบกับปริมาณที่น้อยกว่า

อีกวิธีหนึ่งคือสามารถเจือจาง etchant ในปริมาณที่น้อยลงด้วยปริมาณน้ำที่สูงขึ้น แต่อาจทำให้การแกะสลักช้าลงได้มากและไม่แนะนำให้ใช้

สำหรับกระดานที่มีขนาดใหญ่มากวิธีการแกะสลักกระดานที่ใช้งานได้เพียงวิธีเดียวคือการใช้จานแบนขนาดใหญ่ (เช่นจานถ่ายภาพ) โดยให้ด้านทองแดงหงายขึ้น การกวนบ่อยๆอาจคุ้นเคยกับการเร่งเวลาในการแกะสลัก

การแกะสลักจะเกิดขึ้นได้เร็วขึ้นในบริเวณที่มีพื้นที่ขนาดเล็กของทองแดงแบบเปิดและจะใช้เวลานานกว่ามากในพื้นที่ของกระดานซึ่งมีพื้นที่ทองแดงเปิดค่อนข้างกว้าง การแกะสลักจะเกิดขึ้นได้เร็วขึ้นโดยรอบขอบของกระดาน

วิธีการที่มักจะใช้ได้ผลดีกว่าและโดยทั่วไปแล้วจะง่ายกว่ามากในทางปฏิบัติจะแสดงไว้ด้านบน ที่นี่มีแท่งไม้หรือพลาสติกคู่หนึ่งวางลงไปตลอดความยาวของจานในด้านตรงข้าม จานเหล่านี้ค่อนข้างยาวกว่าจานเพื่อให้วางอยู่ด้านบนได้ จากนั้นบอร์ดจะถูกแขวนจากแท่งที่รองรับบนลวดสองสามชิ้นหนึ่งชิ้นที่ปลายแต่ละด้านของบอร์ด

เพียงแค่แสดงลวดเส้นเดียวในรูปเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น หากใช้ลวดทองแดงตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นลวดทองแดงเคลือบซุปเปอร์ที่มีความหนา 18 SWG สายไฟติดอยู่กับแท่งเพียงแค่หมุนปลายรอบเส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งหนึ่งครั้งหรือสองครั้ง

หลังจากการแกะสลักเสร็จสิ้น

เมื่อการแกะสลักดูเหมือนจะเสร็จสมบูรณ์คุณต้องตรวจสอบบอร์ดอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีช่องทองแดงที่เปิดทิ้งไว้และมองหาชิ้นส่วนของบอร์ดที่มีการดึงรางทองแดงและแผ่นอิเล็กโทรดอย่างใกล้ชิด (ตัวอย่างเช่นการจัดกลุ่มของแผ่น IC) .

หลังจากที่คุณยืนยันว่าการแกะสลักเสร็จสมบูรณ์แล้วให้วางกระดานในแนวตั้งเหนือน้ำยากัดสักครู่เพื่อให้รอยหยดน้ำหลุดออกจากกระดานจากนั้นเช็ดกระดานโดยใช้กระดาษทิชชู่หรือเศษผ้า

นอกจากนี้ยังเป็นการตัดสินใจที่ชาญฉลาดในการเก็บรักษากระดาษครัวไว้ใกล้ ๆ ตลอดขั้นตอนการแกะสลักเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถเช็ดเศษที่เหลือของน้ำยากัดออกจากแหนบหรือถุงมือได้ทุกเมื่อที่จำเป็น จากนั้นต้องล้างบอร์ดด้วยน้ำอย่างระมัดระวังเพื่อล้างร่องรอยสุดท้ายที่เหลือของน้ำยากัด

การถอดตัวต้านทาน

ในที่สุดในตอนท้ายต้องกำจัดตัวต้านทานการเกาะบนทองแดงซึ่งอาจขัดขวางกระบวนการบัดกรีบนแผ่นทองแดงอย่างจริงจัง คุณสามารถซื้อน้ำยาล้างตัวต้านทานมาตรฐานใดก็ได้และอาจอยู่ในรูปแบบของแสงวิญญาณที่จะทำลายสีและหมึกส่วนใหญ่

นอกจากนี้ยังอาจเป็นไปได้ที่จะได้รับบล็อกขัดเงาของวงจรพิมพ์ที่เหมาะสำหรับการขัดตัวต้านทาน อีกเทคนิคหนึ่งคือลองใช้แผ่นใยขัดหรือผงและนี่เป็นหนึ่งในกิจกรรมที่ตรงไปตรงมาที่สุดของการผลิตวงจรพิมพ์ซึ่งไม่ควรนำเสนอความท้าทายใด ๆ

ในการเปิดใช้งานการประกอบชิ้นส่วนขั้นสุดท้ายบน PCB ที่พร้อมใช้งานด้วยการบัดกรีที่สมบูรณ์แบบและไม่มีรอยต่อ 'แห้ง' อย่างแน่นอนต้องขัดรางทองแดงและแผ่นอิเล็กโทรดให้เป็นมันวาวก่อนที่จะเริ่มการบัดกรีส่วนประกอบได้จริง

ไปยังคุณ

ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นเห็นได้ชัดว่าการทำ PCB ที่บ้านนั้นดูเรียบง่ายและใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงในการสร้าง PCB ระดับมืออาชีพที่โดดเด่นโดยใช้วัสดุ DIY สำเร็จรูปจากตลาด กล่าวได้ว่ากระบวนการนี้อาจต้องใช้ความระมัดระวังและความแม่นยำเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการเพื่อให้โครงการวงจรที่ตั้งใจไว้สำเร็จลุล่วงไปด้วยดี

หากคุณมีข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับหัวข้อนี้โปรดแจ้งให้เราทราบผ่านความคิดเห็นด้านล่างเรายินดีให้ความช่วยเหลือมากที่สุด!