Сверлильный станок для печатных плат своими руками: Самодельный станок для сверления печатных плат

Буратор. Сверлильный станок для печатных плат / Хабр

Здравствуйте! На этом ресурсе много людей, которые занимаются электроникой и самостоятельно изготавливают печатные платы. И каждый из них скажет, что сверление печатных плат это боль. Мелкие отверстия приходится сверлить сотнями и каждый самостояльно решает для себя эту проблему.

В этой статье я хочу представить вашему вниманию открытый проект сверлильного станка, который каждый сможет собрать сам и ему не потребутся для этого искать CD-приводы или предметные столы для микроскопа.

Описание конструкции

В основе конструкции довольно мощный 12ти вольтовый двигатель из Китая. В комплекте с двигателем они продают еще патрон, ключ и десяток сверел разного диаметра. Большинство радиолюбителей просто покупают эти двигатели и сверлят платы удерживая инструмент в руках.

Я решил пойти дальше и на его основе сделать полноценный станок под подобные двигатели с открытыми чертежами для самостоятельного изготовления.

Для линейного перемещения двигателя я решил использовать полированные валы диаметром 8мм и линейные подшипники. Это дает возможность минимизировать люфты в самом ответственном месте. Эти валы можно найти в старых принтерах или купить. Линейные подшипники также широко распространены и доступны, так как применяются в 3D-принтерах.

Основная станина сделана из фанеры толщиной 5мм. Фанеру я выбрал потому, что она стоит очень дешево. Как материал, так и сама резка. С другой стороны ничего не мешает (если есть возможность) просто вырезать все те же самые детали из стали или оргстекла. Некоторые мелкие детали сложной формы напечатанны на 3D-принтере.

Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя.

С обратной стороны я предусмотрел место для хренения ключа и небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром.

Но все это проще один раз увидеть на видео:

На нем есть небольшая неточность. В тот момент мне попался бракованный двигатель. На самом деле от 12В они потребляют на холостом ходу 0,2-0,3А, а не два, как говорится в видео.

Детали для сборки

1. Двигатель с патроном и цангой. С одной стороны кулачковый патрон это очень удобно, но с другой он гораздо массивнее цангового зажима, то есть часто подвержен биениям и очень часто их приходится дополнительно балансировать.
2. Фанерные детали. Ссылку на файлы для лазерной резки в формате dwg (подготовлено в NanoCAD) можно будет скачать в конце статьи. Достаточно просто найти фирму, которая занимается лазерной резкой материалов и передать им скачанный файл. Отмечу отдельно то, что толщина фанеры может меняться от случая к случаю. Мне попадаются листы которые немного тоньше 5мм, поэтому пазы я делал по 4,8мм.
3. Напечатанные на 3D-принтере детали. Ссылку на файлы для печати деталей в stl-формате можно будет также найти в конце статьи
4. Полированные валы диаметром 8мм и длиной 75мм — 2шт. Вот ссылка на продавца с самой низкой ценой за 1м, которую я видел
5. Линейные подшипники на 8мм LM8UU — 2шт
6. Микропереключатель KMSW-14
7. Винт М2х16 — 2шт
8. Винт М3х40 в/ш — 5шт
9. Винт М3х35 шлиц — 1шт
10. Винт М3х30 в/ш — 8шт
11. Винт М3х30 в/ш с головкой впотай — 1шт
12. Винт М3х20 в/ш — 2шт
13. Винт М3х14 в/ш — 11шт
14. Винт М4х60 шлиц — 1шт
15. Болт М8х80 — 1шт
16. Гайка М2 — 2шт
17. Гайка М3 квадратная — 11шт
18. Гайка М3 — 13шт
19. Гайка М3 с нейлоновым кольцом — 1шт
20. Гайка М4 — 2шт
21. Гайка М4 квадратная — 1шт
22. Гайка М8 — 1шт
23. Шайба М2 — 4шт
24. Шайба М3 — 10шт
25. Шайба М3 увеличенная — 26шт
26. Шайба М3 гроверная — 17шт
27. Шайба М4 — 2шт
28. Шайба М8 — 2шт
29. Шайба М8 гроверная — 1шт
30. Набор монтажных проводов
31. Набор термоусадочных трубок
32. Хомуты 2.
    5 х 50мм — 6шт

Сборка

Весь процесс подробно показан на видео:

Если следовать именно такой последовательности действий, то собирать станок будет очень просто.

Вот так вот выглядит полный набор всех комплектующих для сборки

Помимо них для сборки потребуется простейший ручной инструмент. Отвертки, шестигранные ключи, плоскогубцы, кусачки и т.д.

Перед тем начинать собирать станок желательно обработать напечатанные детали. Удалить возможные наплывы, поддержки, а также пройти все отверстия сверлом соответствующего диаметра. Фанерные детали по линии реза могут пачкать гарью. Их можно также обработать наждачной бумагой.

После того, как все детали подготовлены начать проще с установки линейных подшипников. Они закрадываются внутрь напечатанных деталей и прикручиваются к боковым стенкам:

Далее устанавливается ручка с шестерней. Вал вставляется в большое отверстие, на него устанавливается основание ручки и все это стягивается болтом на 8мм.

Самой ручкой служит винт на М4:

Теперь можно собрать фанерное основание. Сначала боковые стенки устанавливаются на основание, а затем вставляется вертикальная стенка. В верхней части также есть дополнительная напечатанная деталь, которая задает ширину в верхней части. При закручивании винтов в фанеру не прикладывайте слишком большое усилие.

В столике на переднем отверстии необходимо сделать зенковку, чтобы винт с головой впотай не мешал сверлить плату. С торца также установлена напечатанная крепежная деталь.

Теперь можно приступить к сборке блока двигателя. Он прижимается двумя деталями и четырьмя винтами к подвижному основанию. При его установке необходимо следить, чтобы отверстия для вентиляции оставались открытыми. На основание он закрепляется при помощи хомутов. Сначала вал продевается в подшипник, а затем на нем защелкиваются хомуты. Также установите винт М3х35, который в будущем будет нажимать на микропереключатель.

Микропереключатель устанавливается на прорези кнопкой в сторону двигателя. Позже его положение можно будет откалибровать.

Резинки накидываются на нижнюю часть двигателя и продеваются до «рогов». Их натяжение надо отрегулировать так, чтобы двигатель поднимался до самого конца.

Теперь можно припаять все провода. На блоке двигателя и рядом с микропереключателем есть отверстия для хомутов, чтобы закрепить провод. Также этот провод можно провести внутри станка и вывести с обратной стороны. Убедитесь, что припаиваете провода на микропереключателе к нормально замкнутым контактам.

Осталось только поставить пенал для сверел. Верхнюю крышку нужно зажать сильно, а нижнюю закрутить очень слабо, используя для этого гайку с нейлоновой вставкой.

На этом сборка окончена!

Дополнения

Другие люди, которые уже собрали себе такой станок внесли много предложений. Я, если позволите, перечислю основные из них, оставив их в авторском виде:

1. Кстати, тем, кто никогда раньше не работал с такими деталями, хорошо бы напоминать, что пластмасса от 3D принтеров боится нагрева. Поэтому здесь следует быть аккуратным — не стоит проходить отверстия в таких деталях высокоборотной дрелью или Дремелем. Ручками, ручками….
2. Я бы еще порекомендовал устанавливать микропереключатель на самой ранней стадии сборки, так как привинтить его к уже подсобранной станине нужно еще суметь — очень мало свободного пространства. Не помешало бы также посоветовать умельцам заблаговременно хотя бы залудить контакты микропереключателя (а еще лучше — заранее припаять к ним провода и защитить места пайки отрезками термоусадочной трубки), дабы впоследствии при пайке не повредить фанерные детали изделия.
3. Мне видимо повезло и патрон на валу оказался не отцентрированным, что приводило к серьезной вибрации и гулу всего станка. Удалось исправить центровкой «плоскогубцами», но это не хороший вариант. так как гнет ось ротора, а снять патрон уже не реально, есть опасения, что вытащу эту самую ось целиком.
4. Затяжку винтов с гроверными шайбами производить следующим образом. Затягивать винт до момента, когда сомкнется (выпрямится) гроверная шайба. После этого повернуть отвертку на 90 градусов и остановиться.
5. Многие советуют приделать к нему регулятор оборотов по схеме Савова. Он крутит двигатель медленно когда нагрузки нет, и повышает обороты при появлении нагрузки.

Ссылки для скачивания

Все файлы собраны в основной статье о проекте на моем сайте. Там все можно скачать по прямым ссылкам без регистрации и других проблем.

Cверлильный станок ЧПУ для печатных плат своими руками

Сверлильный

Изготовление печатных плат на машине с системой ЧПУ. Можно ли изготовить сверлильный станок ЧПУ для печатных плат своими руками?

Содержание

• Описание станочной конструкции
• Изготовление печатных плат на машине с системой ЧПУ
• Двухшпиндельный станок

Многие мастера, которые интересуются электронными программами, выбирают сверлильный станок с ЧПУ для печатных плат. Но почти каждый из них способен сказать, что сверлить печатные платы это настоящая головная боль. Высверливать малюсенькие отверстия очень часто приходится в большом количестве, поэтому требует самостоятельного решения данной проблемы.

Сверлильный станок с ЧПУ своими руками для печатных плат представлен пристальному вниманию многих мастеров, которые смогут попробовать в самостоятельном порядке собрать данное оборудование. Но для начала нужно ознакомиться с некоторыми нюансами.

Описание станочной конструкции

Самым основным в конструкции машины становится мощный двигатель. В его комплект входят

• патрон;
• ключ;
• сверла с десяток самого разного диаметра.

Многие любителей покупают такие двигатели и работают с платами, удерживая в руках такой чудо инструмент. Но можно всегда идти дальше и опираясь на такой движок, сделать своими руками полноценный агрегат с открытыми чертежами. Полированные валы и линейные подшипники можно смело использовать для линейного перемещения двигателя.

В таком случае появиться прекрасная возможность минимизировать люфты.

В широком доступе хорошо распространены линейные подшипники. Как дешевый вариант можно использовать фанеру, которую можно применить важным элементом для основной станины. Так же можно воспользоваться оргстеклом или сталью для вырезания тех же самых деталей. Некоторые из мелких сложных деталей печатаются на 3D-принтере.

Отличным приспособлением для поднятия двигателя в положение исходного режима пользуются спросом парочка канцелярских резинок, но в верхнем положении мотор благодаря микропереключателю отключается в самостоятельном режиме.

Стоит отметить, что нужно предусмотреть местечко для хранения ключа в маленькой сверловой пенале, в которой имеются пазы разной глубины для удобного хранения сверла с разнообразным диаметром.

Изготовление печатных плат на машине с системой ЧПУ

Очень удобным способом станет использование сверлильного станка с ЧПУ для сверления плат в небольшом помещении для того, чтобы изготовить печатные платы от макетных изделий и до изделий небольших партий. Присутствие гравировально-фрезерного оборудования с системой ЧПУ сокращает значительно время на производство печатной платы и значительно повышает качество ее изготовления.

Благодаря оборудованию с ЧПУ можно выполнять множество операций для производства печатной платы и необходимым началом станет создание проекта печатной платы. Удобной и самой популярной программой для этого станет Sprint Layout 6. При этом стоит учесть все технологические особенности обработки на оборудовании с ЧПУ фольгированного текстолита. При этом стоит учитывать и рабочие нюансы сверлильного станка ЧПУ для печатных плат своими руками, которые используются при изготовлении печатных плат:

1. Рабочая поверхность стола изготовлена очень ровной, благодаря отторцованной фанере.
2. С небольшим перерезанием режется стеклотекстолит для идеально ровной толщины данного материала. Для этого действия могут быть составлены карты высот для обработки с высокой точностью.
3. Пирамидальный гравер используется для фрезеровки, сверла с хвостовиком используются под стандартную цангу, а по контурному вырезанию лучше применить фрезу «кукуруза».
4. Присутствует ручная смена инструмента и при каждой ее смене не обнуляются координаты X и Y.
5. Важным моментом является организация вытяжки, чтобы обезвредить организм от текстолитовой пыли. Неплохим решением может стать защита дыхательных путей влажной повязкой.

Данная статья основывается на опыте многих мастеров. Именно они внесли многое в изготовление сверлильного оборудования, которое сделано собственными руками.

Двухшпиндельный станок

Для растачивания с обеих сторон отверстия и обтачивания торцов в деталях применяется двухшпиндельный станок. Но существует несколько нюансов в данном оборудовании, с которыми стоит познакомиться:

1. Вертикальный двухшпиндельный станок для глубокого сверления модели ОС-402А имеет ступенчатый и автоматический цикл сверления.
2. Для повышения собственной производительности разработан карусельно-фрезерный двухшпиндельный агрегат.
3. Конструкция двухшпиндельного станка для притирки арматуры проектировалась и изготавливалась на предприятии Ленэнерго.
4. Для навертывания двух резьбовых деталей одновременно с обоих концов валика на другом производстве изготавливался двухшпиндельный агрегат с механическим приводом со шпинделем в горизонтальном исполнении.
5. Трехшпиндельный аппарат типа С — 13 и агрегат типа С — 12 имеют схожесть в технической характеристике и конструкции. Но существует и разница между машинами, где стол у двухшпиндельного станка имеет меньшую длину.
6. С одним или двумя шпинделями существуют плоскошлифовальные машины с круглым столом. Разница в том, что двухшпиндельный аппарат один шпиндель используется для предварительного шлифования, а другой используется для окончательного.
7. Приспособления для накатывания стержня и галтелей у валов имеют большой спрос у населения. Лишь в некоторых случаях можно рассчитывать на одновременную накатку двух валов с их стороны для двухшпиндельного станка, так же установка специального клапана присутствует на станке.
8. Специализированный станок имеет ручное управление и благодаря модели 4723Д — механический привод. Так же машина используется для многопозиционной обработки многих деталей. В его комплект входят следующие: станок, машинный генератор униполярных импульсов, высокочастотный электронно-полупроводниковый генератор. В отличие от данной модели двухшпиндельный станок усилен Г – образной траверсой.

С двухшпиндельным оборудованием, которые удобны в программировании, уменьшается ручная разновидность управления и многие настройки.

Стоит заметить, что каждый двухшпиндельный агрегат представляет собой самое мощное оборудование для любого цеха, которым стоит воспользоваться любому мастеру.

Как сделать печатную плату в домашних условиях (самый простой способ)

Любому энтузиасту электроники изготовление печатной платы для электронного проекта может доставить массу удовольствия. Печатная плата или печатная плата не только помогают создавать компактные схемные проекты, но также гарантируют надежную и точную работу схемы.

В этом посте мы всесторонне изучим пошаговый процесс изготовления небольших печатных плат своими руками в домашних условиях с минимальными усилиями и максимальной точностью.

Поэтапные процедуры своими руками

В основном это включает в себя следующие важные шаги:

1. Резка ламината с медным покрытием до нужного размера.
2. Пробивка углублений для сверления отверстий для выводов компонентов согласно схеме.
3. Нанесение площадок вокруг углублений с помощью травильной краски, устойчивой к травлению, и соединение площадок через дорожки с помощью травильной краски.
4. Погружение окрашенной платы в раствор хлорного железа до тех пор, пока химикат не разъест оголенную медь, оставив окрашенные участки макета нетронутыми.
5. Сушка платы и удаление травильной краски с дорожек и колодок.
6. Сверление отверстий в углублениях.
7. Полировка готовой доски мелкой наждачной бумагой.
8. Использование готовой платы для сборки и пайки деталей.

Теперь давайте подробно обсудим вышеуказанные шаги. Первым шагом в производстве печатных плат будет приобретение основных ресурсов и предметов. Мы собираемся сосредоточиться на всех тех вещах, которые являются фундаментальными.

Материалы, необходимые для изготовления печатной платы

Чтобы начать процесс, мы сначала соберем все жизненно важные ингредиенты или материалы, необходимые для изготовления печатной платы. Для производства потребуются следующие основные вещи:

• Медный ламинат
• Раствор хлорида железа
• Устойчивость к травлению Химикат или краска.
• Кисть или ручка для рисования
• Контейнер для травления печатной платы
• Дрель и сверло.
• Средство для удаления травителя
• Подушечка для мытья посуды, кухонная бумага

Медное покрытие Ламинат

Самым основным элементом будет медное покрытие для изготовления одной печатной платы, и вы найдете множество таких материалов.

Основой (изоляционным) материалом обычно является либо стекловолокно, либо SRBP (листовая бумага, проклеенная смолой), и последний обычно является более доступным вариантом.

Тем не менее, стекловолокно стало широко использоваться как коммерческими, так и рекреационными потребителями, поскольку оно имеет несколько положительных аспектов.

Во-первых, он более прочный и по этой причине менее подвержен изгибу и разрушению, чем SRBP. Повышенная прочность также очень полезна для плат, несущих тяжелые детали, например, трансформаторы.

Дополнительным преимуществом является то, что стекловолокно является полупрозрачным и, таким образом, обычно позволяет нам видеть медные дорожки через верхнюю (компонентную) область платы, что часто полезно при осмотре и поиске неисправностей.

При этом стандарт плат SRBP более чем удовлетворяет многим требованиям. В маркетинговых кампаниях обычно упоминается доска толщиной 1 мм, 1,6 мм и т. д., и на самом деле это относится к толщине основного материала.

Толщина платы

Естественно, более толстые (от 1,6 до 2 мм) платы имеют тенденцию быть более прочными по сравнению с более тонкими (около 1 мм) моделями, однако более тяжелые качественные платы имеют решающее значение только для больших печатных плат или там, где могут быть установлены тяжелые детали. на борту.

Для большинства применений толщина платы практически не имеет значения.

Иногда медные ламинированные плиты, вероятно, будут выбираться с качеством в одну унцию или, возможно, в две унции, что относится к весу меди на один квадратный фут плиты.

Большинство схем имеют дело только с довольно низкими токами, и обычная одноунционная плата — это почти все, что нужно. На самом деле платы весом в одну унцию часто бывает достаточно даже для цепей с огромными токами.

Краска, устойчивая к травлению

Основной метод изготовления печатной платы, как правило, состоит в том, чтобы покрыть области меди, которые необходимы на готовой плате, с помощью травильного резиста, а затем погрузить плату в травитель, который удаляет нежелательные (непокрытые) участки меди.

Затем травильный резист снимается, чтобы обнажить медные дорожки и контактные площадки.

В качестве резиста можно использовать любую краску, способную удерживать травитель вдали от медной разводки во время процесса травления.

Лично я предпочитаю использовать эмали для ногтей или лак для ногтей, можно использовать любую дешевую марку, и она отлично подойдет в качестве резиста для травления.

Свойства Etch Resist

Профессионально наиболее часто используемыми резистами являются водостойкие краски и чернила. Водорастворимые разновидности определенно не подходят для этой цели просто потому, что они растворяются и смываются в травильном растворе.

Краска или чернила, которые быстро сохнут, более выгодны, поскольку они избавляют от необходимости долго ждать, прежде чем можно будет травить доску.

Даже самые простые печатные схемы в настоящее время имеют большое количество тонких медных дорожек на относительно компактной площади платы, и становится необходимой кисть, способная создавать очень тонкие линии.

Рисование схемы дорожки

Простым решением было бы использовать изношенную ручку с волокнистым наконечником как кисть, что может помочь добиться выдающихся окончательных результатов, хотя это может показаться не очень изысканным средством решения проблемы. Более простой способ нанесения резиста — использовать одну из имеющихся в продаже ручек для травления резиста, которые можно легко купить у любого продавца электронных деталей.

Любая ручка, использующая чернила на спиртовой основе и острое острие, должна работать с этим приложением. Если вы не уверены в том, подходит ли ручка, вы можете легко провести несколько следов над выброшенной доской из медного ламината, а затем протравить доску, чтобы проверить, правильно ли чернила удерживают травитель.

Дополнительным типом резиста являются трансферы , устойчивые к истиранию и травлению , которые можно приобрести у нескольких продавцов компонентов и которые часто могут обеспечить действительно выдающиеся и специализированные результаты, как показано в следующем примере.

На самом деле вы можете обнаружить, что существует множество химикатов, которые можно использовать в качестве травителя, но большинство из них по той или иной причине опасны и вряд ли подходят для изготовления плат, изготовленных в домашних условиях.

Травитель

Травитель представляет собой химическое вещество, которое вступает в реакцию с открытым медным участком медного ламината и отделяет его от платы. Он используется для удаления медных областей на плате, которые не окрашены травильным резистом, и областей, которые не влияют на расположение дорожек и контактных площадок.

Травитель, обычно используемый для самодельных плат, представляет собой хлорид железа, и, хотя он менее опасен по сравнению с большинством вариантов, тем не менее, это химическое вещество, которое следует применять с осторожностью.

Поэтому его всегда следует быстро смыть проточной водопроводной водой на случай, если вы прольете его на кожу. Убедитесь, что вы не храните хлорид железа в металлических контейнерах, так как это химическое вещество вступает в реакцию с металлами, делает металл пористым и вызывает протечки.

Поскольку хлорид железа токсичен (и в ходе многих применений постепенно превращается в хлорид меди, который также чрезвычайно ядовит), очевидно, что его следует хранить вдали от пищевых продуктов, посуды и т. д.

Типы хлорида железа

Хлорид железа можно получить в различных формах. Вероятно, наиболее удобным типом является готовый к использованию раствор химического вещества. Многие поставщики компонентов продают его в такой жидкой форме; обычно в контейнерах по 250 мл и в концентрированной форме.

Перед использованием его необходимо немного разбавить в соответствии с указаниями на флаконе. Он может не требовать большого разбавления, а флакон объемом 250 мл обычно позволяет получить только 500 мл или литр после разбавления водой.

Некоторые компании могут поставлять хлорид железа в виде кристаллов, иногда также известных как «горная порода хлорида железа». Эта этикетка очень удобна, так как в такой форме она выглядит скорее как кусочки желтого камня, чем как крошечные красивые кристаллы, которые в значительной степени тверды как камень.

Хлорное железо этого типа обычно поставляется в упаковках по 500 г, что достаточно для получения одного литра травильного раствора.

Вы также можете получить это в больших упаковках, но поскольку 500 г достаточно для травления очень большого количества досок обычного размера и может легко выдержать даже прилежного конструктора очень долгое время, скорее всего, не стоит приобретать упаковку больше 500 г. вообще.

Как приготовить раствор хлорида железа

В кристаллическом состоянии хлорид железа не растворяется особенно легко, однако при постоянном перемешивании он может рано или поздно полностью разрушиться, а при постоянном перемешивании может довольно быстро расплавиться.

И последнее, но не менее важное: хлорид железа можно получить в безводной форме, что в основном означает, что это настоящий хлорид железа практически без воды. Он будет иметь небольшое количество воды в кристаллической форме.

Что на самом деле делает этот тип хлорида железа трудным для работы, так это эффект нагрева, возникающий при смешивании с водой. Даже если вы начнете с охлажденной воды, она может быстро стать довольно горячей до уровня, при котором контейнер становится очень теплым на ощупь, что создает опасность плавления пластиковых контейнеров.

Еще одна проблема заключается в том, чтобы химическое вещество растворялось должным образом и создавало приличный состав для травления. По какой-то причине вы можете столкнуться с большим количеством химиката, который никогда не разложится, а также с раствором, который выглядит как хлорид железа, но имеет очень небольшой травильный потенциал.

Поэтому необходимо использовать прохладную воду (в идеале охлажденную или со льдом). Кроме того, возможно, что может быть небольшое количество химиката, который не плавится, который можно либо процедить из жидкости, либо, поскольку он не препятствует травлению, его можно просто оставить в растворе.

Размер сверла

Следующим важным компонентом для изготовления печатных плат в домашних условиях является сверло, которое требуется для сверления отверстий на печатной плате для выводов компонентов.

Типичный диаметр отверстий для выводов компонентов составляет 1 мм, хотя для ряда компонентов, таких как предустановленные резисторы, большие электролитические конденсаторы и т. д., требуется немного больший диаметр. Для таких компонентов подходит диаметр отверстия около 1,4 мм.

Обычно рекомендуется использовать диаметр менее 1 мм для полупроводников и ряда других компонентов с более тонкими выводами. 0,7 мм или 0,8 мм кажутся приемлемым диаметром для этих компонентов.

Если у вас есть доступ к высококачественным сверлам, они должны быть довольно прочными.

Однако сверла диаметром от 0,7 мм до 1,4 мм могут быть довольно слабыми, и с ними следует обращаться относительно осторожно.

Если они удерживаются с прямым вертикальным давлением вниз, это может быть хорошо, но если ориентация не поддерживается под прямым углом к ​​доске, надлежащее отверстие не будет создано, что вполне возможно, что сверло сломается надвое.

По этой причине вы должны быть очень осторожны при сверлении отверстий с использованием таких сверл, и желательно, чтобы машина использовалась с регулируемой стойкой, как показано ниже.

До сих пор мы обсуждали ключевые вещи, которые необходимы при изготовлении печатной платы, и могут быть некоторые другие вероятности и цели, которые могут быть существенными.

Это, как правило, основные предметы домашнего обихода, и они будут раскрыты по мере того, как мы продвигаемся по пути травления. Вы найдете множество различных методов изготовления печатной платы.

Несмотря на то, что все они в основе своей идентичны, а основные различия заключаются лишь в последовательности, посредством которой выполняются различные мероприятия по пути.

Итак, мы начнем с рассмотрения одного подхода к изготовлению доски, после чего будет объяснено несколько альтернативных методов.

Приступая к изготовлению печатных плат

Самым первым шагом будет свериться с книгой или журналом, где представлена ​​печатная плата, чтобы получить правильные размеры платы.

Обычно у вас может быть принципиальная схема , схема наложения компонентов и схема дорожек печатной платы воспроизведен в реальном размере, как показано на следующих трех рисунках соответственно.

Размер печатной платы должен быть указан в тексте или на схеме, однако во многих случаях потребуется учитывать пропорции с помощью рисунка медных дорожек реального размера.

Отметьте границу готовой платы на медной стороне ламинированной платы, затем протяните дополнительный набор линий примерно на 2 мм или около того на внешней стороне предыдущей маркировки.

Осторожно разрезая эти контуры, вы сможете создать секцию доски с достаточной точностью и прямыми краями с минимальными проблемами.

Стороны доски можно сгладить с помощью небольшого плоского напильника и стекловолоконной доски, которая устраняет абразивные края, которые могут быть нежелательными.

Имейте в виду, что маркировка должна быть сделана на медной стороне платы и выпилена с той же стороны, чтобы предотвратить отслаивание меди при резке платы. Поэтому обязательно режьте или сверлите плату всегда со стороны меди, а не со стороны ламината. для крепления платы.

Быстрый способ сделать это — закрепить схематический рисунок над платой на медной дорожке, точно совместив рисунок и края платы.

Затем с помощью шпателя или аналогичного заостренного инструмента аккуратно и точно проведите сквозную разметку схемы на плате, пробив небольшие углубления в меди.

Необязательно маркировать доску, пробивая ее остроконечным инструментом. Альтернативный способ — просто выровнять и приклеить рисунок к доске с помощью виолончели, а затем просверлить рисунок, который теперь действует как сверление. маркеры.

Покраска дорожек травлением

После того, как плата обрезана по размеру и просверлены все отверстия, следующая задача — покрасить плату травлением. Это в основном включает в себя очистку доски настолько широко, насколько это возможно.

Специальные чистящие блоки можно приобрести на рынке, и они, по-видимому, работают очень хорошо. Платы из ламината с медью обычно могут иметь некоторое количество оксидов и коррозии на поверхности меди, и очень важно удалить их, иначе это может помешать правильному травлению платы.

Следовательно, рекомендуется использовать достаточно сильное чистящее средство, которое полностью удалит все окислы, грязь и коррозию с медной поверхности.

После тщательной промывки платы и появления блестящего слоя меди, промойте плату теплой водой, чтобы избавиться от остатков чистящего средства или маслянистых ингредиентов. На этом этапе убедитесь, что вы не касаетесь медной поверхности, так как в противном случае могут остаться жирные следы от пальцев и замедлиться процесс травления.

Затем возьмите краску, устойчивую к травлению, и натяните медные прокладки вокруг отверстий, просверленных для выводов компонентов.

После того, как контактные площадки нарисованы травлением, пришло время покрасить медные дорожки, чтобы они соединяли контактные площадки в соответствии со схемой. При этом всегда следите за тем, чтобы ваши руки не касались медной поверхности. Начните с одного края доски и систематически продвигайтесь к другому краю, а не хаотично (что может привести к ошибкам) ​​

Для сложных конструкций печатных плат

Некоторые современные конструкции печатных плат могут быть чрезвычайно сложными и сложными для воспроизведения.

При проектировании платы такого типа рекомендуется работать с резистивным пером для печатных схем (или соответствующей альтернативой) с еще более тонким наконечником. В местах, где может быть много узких, плотно расположенных параллельных дорожек, вы должны воспользоваться помощью линейки, чтобы начертить тонкие прямые линии.

Если вы видите, что дорожки или площадки сливаются друг с другом, подождите, пока резист высохнет, а затем воспользуйтесь циркулем или другим острым концом, чтобы соскоблить излишки перекрывающегося резиста.

Как только резист высохнет и печатная плата осмотрена, следующая задача — погрузить плату в травильный раствор, пока не будет удалена вся оголенная медь.

Как происходит травление печатных плат

По сути, в процессе травления медь занимает место железа в хлориде железа, образуя хлорид меди, а железо осаждается.

В начале процесс травления происходит довольно быстро и может занять всего несколько минут, но по мере того, как хлорид железа постепенно превращается в хлорид меди, действие травления постоянно становится вялым, и после травления нескольких плат можно наблюдать, что время травления либо затягивается, либо вообще не выполняется.

В этом случае травитель необходимо заменить новой порцией раствора хлорида железа. Поскольку вы заметите, что хлорид железа имеет красно-желтый цвет, а хлорид меди – синий цвет, поэтому, когда вы обнаружите, что раствор для травления медленно становится более зеленоватым, это будет означать, что химическое вещество приближается к концу своего срока службы.

При травлении платы в домашних условиях в небольшой посуде убедитесь, что медная сторона платы обращена вверх, и процесс выполняется в неметаллической посуде подходящего размера.

Вы можете добавить приличную крышку сверху и периодически снимать крышку, чтобы проверить результат, пока травление не закончится. Основная проблема этого метода заключается в том, что на поверхности платы образуется слой железа и хлорида меди, что может значительно увеличить время травления. Этому можно противодействовать, осторожно покачивая чашку время от времени, чтобы сместить этот слой, чтобы травление ускорилось.

Использование специальных контейнеров для травления

На самом деле вам может показаться довольно простым установить контейнер, чтобы позволить печатной плате находиться близко к вертикальному положению с медной стороной платы, обращенной вниз.

В этом случае процесс травления происходит очень быстро, так как осадок железа не может образовать слой и стремится отпасть вниз от платы. Это гарантирует, что травление не будет затруднено. Тем не менее, периодическое встряхивание платы и травителя может помочь сбить любой небольшой подавляющий слой, который может образоваться, что позволит еще быстрее травить.

На приведенном выше рисунке показано несколько простых вариантов выполнения этой операции. На рисунке (а) используется изогнутая тарелка, которая гарантирует, что доска удерживается на месте через четыре угла и не соприкасается с тарелкой в ​​каких-либо других точках.

Метод, продемонстрированный в (b), является хорошим выбором для больших печатных плат, для которых может потребоваться довольно большая чаша для проведения процедуры. Емкость должна быть довольно большой, подойдет любая, похожая на классическую банку для растворимого кофе.

Вероятно, потребуется много травителя, чтобы практически заполнить банку. Поначалу это может показаться немного дорогим, однако травитель, безусловно, прослужит пропорционально больше времени по сравнению с меньшим количеством.

В качестве альтернативы можно разбавить меньшее количество травителя большим количеством воды, но это может значительно замедлить травление и не рекомендуется.

Для существенно больших плат единственным функциональным методом травления платы может быть использование большой плоской тарелки (например, фототарелки) медной стороной вверх. Частое перемешивание может быть приучено к ускорению времени травления.

Травление будет происходить быстрее на участках с небольшими участками открытой меди и займет намного больше времени на участках платы, где есть относительно более широкие участки открытой меди. Травление также происходит быстрее по периметру платы.

Метод, который обычно работает более эффективно и намного проще на практике, показан выше. Здесь пара деревянных или пластиковых стержней кладется по всей длине тарелки с противоположных сторон. Они относительно длиннее тарелки, чтобы можно было положить их сверху. Затем доску подвешивают к стержням, поддерживаемым парой отрезков проволоки, по одному на каждом конце доски.

Для лучшего понимания на рисунке показан только один провод. Если используется медный провод, убедитесь, что это медный провод с суперэмалевым покрытием толщиной 18 SWG. Проволока крепится к стержням простым поворотом концов вокруг диаметра стержня один или два раза.

После окончания травления

Когда травление кажется завершенным, необходимо тщательно осмотреть плату, чтобы убедиться, что на ней не осталось открытых участков меди, и найти участки платы, где медные дорожки и контактные площадки плотно прорисованы (например, группы контактных площадок IC).

После того, как вы убедились, что травление полностью завершено, подержите плату вертикально над раствором для травления в течение нескольких секунд, чтобы капающий травитель стекал на плату, а затем протрите плату кусочком папиросной бумаги или тряпкой.

Кроме того, это мудрое решение держать рядом кусок кухонной бумаги на протяжении всего процесса травления, чтобы при необходимости можно было стереть остатки раствора для травления с пинцета или перчаток. Затем плату необходимо тщательно промыть водой, чтобы смыть последние остатки травильного раствора.

Удаление резиста

Наконец, в конце необходимо удалить резист, прилипший к меди, который в противном случае мог бы серьезно затруднить процесс пайки медных контактных площадок. Вы можете приобрести любое стандартное средство для удаления резиста, например, в виде легкого спирта, который разрушит большинство красок и чернил.

Также возможно приобрести полировальные блоки для печатных плат, которые также хорошо подходят для очистки резиста. Еще один метод — попробовать использовать губку для мытья посуды или порошок, и это, по сути, одна из самых простых операций по производству печатных плат, которая, безусловно, не должна представлять каких-либо проблем.

Чтобы обеспечить окончательную сборку компонентов на готовой печатной плате с идеальной пайкой и абсолютно без «сухих» соединений, медные дорожки и контактные площадки должны быть отполированы до зеркального блеска, прежде чем можно будет приступить к пайке компонентов.

Приветствую вас

Как объяснялось выше, изготовление печатных плат в домашних условиях выглядит довольно просто, и создание выдающихся печатных плат профессионального уровня с использованием готовых материалов, доступных на рынке, занимает всего несколько часов. Тем не менее, процесс может потребовать некоторой осторожности и точности для достижения желаемых результатов, чтобы намеченный проект схемы был успешно выполнен.

Если у вас есть какие-либо сомнения по теме, сообщите нам об этом в комментариях ниже, мы будем очень рады помочь!

Как сделать печатную плату своими руками?

В большинстве электронных устройств компоненты, монтируемые на поверхность, и компоненты, устанавливаемые в разъемы, физически поддерживаются и подключаются с помощью печатной платы (PCB).

Печатные платы создаются с использованием фотолитографического метода, который представляет собой увеличенную копию того, как создаются проводящие дорожки в процессорах, для использования в приложениях, требующих тонких проводящих дорожек, таких как компьютеры.

На готовую печатную плату с припоем электронные компоненты обычно монтируются с помощью специального станка. В промышленной печи печатная плата запекается, чтобы расплавить припой, соединяющий соединения. Большинство печатных плат конструируется с применением медных дорожек из стеклопластика или стеклопластиков.

Для простых электронных устройств можно использовать однослойные печатные платы. Печатные платы со сложным оборудованием, таким как материнские платы и видеокарты, могут содержать до двенадцати слоев. Печатные платы могут быть любого цвета, хотя чаще всего они зеленого цвета.

Когда речь идет о мини-печатных платах, тратить деньги и время на их заказ в отрасли — огромная трата. Вместо этого вы можете сделать свою собственную печатную плату дома. Это сэкономит вам деньги и время. Поскольку вы получаете опыт, вы будете хорошо обучены проектированию печатных плат дома. Поскольку вы являетесь разработчиком и производителем, вы можете настроить печатную плату по своему усмотрению без каких-либо ограничений.

Требуется всего несколько расходных материалов и инструментов, в том числе печатная плата, бутыль с хлоридом железа, небольшая дрель, небольшой контейнер, бутылка с растворителем и несколько пластиковых пинцетов. Изготовление собственной печатной платы очень просто и занимает от 30 до 45 минут.

Как мы можем их изготовить

Как правило, схема распечатывается на глянцевой бумаге, фотобумаге или журнальной бумаге и прикрепляется непосредственно к плате. Напомню, что использовать струйный принтер не получится; перед печатью необходимо использовать лазерный принтер или копировальный аппарат. Ваш дизайн печатной платы следует прогладить медной стороной печатной платы (PCB) после того, как она будет напечатана. Это перенесет чернила с глянцевой бумаги на печатную плату. Медный компонент, который не следует травить, защищен чернилами в виде слоя.

Запросить бесплатное предложение

После нанесения чернил на печатную плату вам необходимо погрузить печатную плату на 15 минут в травильный раствор, такой как хлорид железа. Возможно, вам придется промыть печатную плату водой после травления, чтобы избавиться от раствора для травления. Чтобы выявить непрорезанный участок меди, используйте растворитель для удаления остатков чернил после полоскания. Просверлите отверстия на плате, чтобы ваши компоненты можно было припаять туда после удаления чернил. И последнее, но не менее важное: завершите свою персонализированную плату, просто припаяв к ней компоненты.

Процесс изготовления собственной печатной платы

Вы должны очень внимательно относиться к каждому шагу этого процесса. Так что, в конце концов, вы благополучно получите хороший продукт.

Шаг №1. Сбор всего необходимого оборудования для изготовления собственной печатной платы.

• Необходимые инструменты:
  – Мини-дрель (Dremel) станок
  – Плоский утюг
  – Лазерный принтер/копировальный аппарат
  – Латексные перчатки для защиты
  – Защита глаз (очки)
• Материалы:
  – Раствор для травления (хлорид железа)
  – Печатная плата
  – Маркер с тонким наконечником
  – линейка (опционально)
  – Журнальная бумага / Глянцевая бумага
  – Пластиковые пинцеты/пластиковые соломинки
  – Маленький кусочек ткани
  – Наждачная бумага

Шаг 2. Создайте собственную схему печатной платы

Если у вас уже есть разводка печатной платы, проблем не возникнет; просто переходите к следующему этапу. Если у вас нет планов использовать метод печати, вы можете написать свой дизайн прямо на доске. Вы должны сначала создать свой собственный макет печатной платы, прежде чем делать свою собственную печатную плату по индивидуальному заказу. Создание собственного макета печатной платы возможно с помощью хорошего программного обеспечения для проектирования печатных плат.

Программное обеспечение для создания дизайна:

• Altium Designer

Самым полным, передовым и комплексным программным обеспечением для проектирования печатных плат является Altium Designer, который также является наиболее популярным среди инженеров и проектировщиков во всем мире. Altium Designer предоставляет полностью унифицированную среду проектирования. Это представляет собой десятилетия инноваций и разработок и объединяет команды со всего мира, занимающиеся всеми аспектами процесса проектирования печатных плат.

• Фьюжн 360

Для разработчиков продуктов, инженеров-механиков, инженеров-электронщиков и машинистов Fusion 360 — это первое и единственное комплексное облачное решение для разработки продуктов CAD, CAM, CAE и PCB. Это позволяет вам связать весь ваш дизайн с процессом разработки продукта, ускоряя время, необходимое для вывода на рынок высококачественных продуктов, и улучшая вашу прибыль. Он доступен для ПК и Mac и включает расширенное моделирование, 2,5-, 3-, 4- и 5-осевую обработку и генеративный дизайн.

• Аутодеск ОРЕЛ

Программное обеспечение для автоматизации электронного проектирования (EDA) можно приобрести в Autodesk. обеспечивает плавную интеграцию схемных проектов, размещения компонентов, разводки печатных плат и обширного содержимого библиотеки для разработчиков печатных плат (печатных плат).

• Печатная плата SolidWorks

SOLIDWORKS PCB обеспечивает как инновационное сотрудничество между группами разработчиков электрических и трехмерных механических систем, так и производительность, необходимую для быстрой разработки печатных плат (PCB). Это обеспечивает явное преимущество в области, где успешное сотрудничество ECAD-MCAD имеет важное значение для общего проектирования электронных продуктов.

Использование любого из вышеперечисленных программ позволит вам спроектировать вашу печатную плату очень аккуратно и чисто.

Шаг 3. Печать собственной схемы печатной платы

Сначала мы должны дать определение слову «печатная плата», которое вы будете часто слышать. Это чертеж САПР, на котором показано размещение каждого компонента на сконструированных печатных платах. Сюда включены все детали и медь, которые будут видны с обеих сторон печатной платы.

Сравните это с конструкцией печатной платы, которая напоминает компоновку печатной платы, но без добавления каких-либо электрических компонентов.

Используйте лазерный принтер или копировальный аппарат для печати макета; струйные принтеры не будут работать, потому что их чернила растворяются в воде и не переносят чернила на печатную плату. попробуйте использовать любую глянцевую бумагу, которая вам нравится; журнальные листы подойдут.
Следует помнить следующее:

• Распечатайте зеркальное отображение 0дизайна.
• Как программное обеспечение для проектирования печатных плат, так и настройки драйвера принтера позволяют выбрать черный цвет вывода.
• Печатайте на глянцевой стороне бумаги.

После печати будьте осторожны, не прикасайтесь к чернилам, так как они могут попасть на руки.

Шаг 4. Совместите монтажную плату и бумажную схему.

Совмещение бумаги с доской очень важно. Это даст вам четкую и хорошую печатную плату. В основном, когда дело доходит до расстояния, правильное выравнивание дизайна действительно имеет значение. Этот шаг в основном предназначен для того, чтобы ваша печатная плата выглядела лучше.

Шаг #5 – Проглаживание разводки печатной платы

• После печати проглаживаем глянцевую сторону изображения до медной стороны, затем нагреваем электрический утюг до максимальной температуры.
• Поместите плату и набор фотобумаги тыльной стороной фотобумаги к себе на чистый деревянный стол, покрытый скатертью.
• Закрепите один конец с помощью плоскогубцев или шпателя. Положите горячий утюг на другой конец и держите его там в течение десяти секунд. Теперь используйте насадку, чтобы прогладить фотобумагу по всей длине, слегка нажимая на нее в течение 5–15 минут.
  • Обратите особое внимание на края доски. Прикладывайте давление, аккуратно работая утюгом.
  • Перемещение утюга кажется менее эффективным, чем длительное сильное нажатие.
  • Медная пластина получает чернила с глянцевой бумаги после надлежащего глажения.

Шаг № 6. Удаление бумаги с платы путем протирки

Вы должны погрузить плату в емкость с водопроводной водой на две-пять минут. В противном случае возможно натирание под проточной водой из раковины. Чтобы чернила не стирались, когда вы стираете бумагу с доски, подождите, пока она не станет влажной, прежде чем аккуратно тереть.

Шаг 7. Удаление лишней части доски и шлифовка

После того, как на доске появится отпечаток, вам нужно сделать доску более профессиональной. Для этого вам нужно удалить лишние части доски с помощью ножовки. это сделает доску соответствующей дизайну на доске. Кроме того, это сделает доску привлекательной.

Далее в целях безопасности необходимо сгладить края доски наждачной бумагой. На этом этапе помните о повреждении рисунка на доске. приложение огромной силы к наждачной бумаге может повредить доску и уничтожить ваш рисунок.

Шаг № 8. Правильная очистка доски

На доске останется лишняя бумага даже после того, как вы стерли ее; чтобы удалить его, используйте очень острый инструмент, например, кончик резака, острие циркуля или зубочистку. Вы должны использовать маркер и линейку, чтобы исправить любые участки с краской, которые были случайно удалены, когда вы стерли ее или отпилили лишнюю доску.

Этап №9. Травление печатной платы

Выбор кислоты для травления

Пример кислот для травления Хлорид железа является типичным травильным средством. Однако можно использовать кристаллы персульфата аммония или другие химические растворы. Независимо от того, какой химический травитель вы выберете, он всегда будет опасен, поэтому в дополнение к стандартным мерам безопасности, указанным в этой статье, вы должны прочитать и соблюдать все конкретные инструкции по технике безопасности, прилагаемые к травителю.

Подготовьте травление кислотой

Могут быть дополнительные инструкции, в зависимости от выбранного вами травления кислотой. Например, некоторые кристаллические кислоты необходимо растворить в горячей воде, в то время как другие травители можно использовать сразу.

Погрузите печатную плату

На этом этапе вы должны погрузить плату в кислотную смесь. Оставьте плату погруженной в кислоту на 3-5 минут. Это удалит лишние медные детали с платы. Оставив его в воде, выньте плату и подождите, пока избыток кислоты не удалится с поверхности платы. Далее очистите дорожки платы с помощью ватной палочки.

Шаг 10. Промывка водой

После того, как печатная плата была протравлена ​​раствором, промойте ее водопроводной водой. Надевайте перчатки при чистке, пожалуйста. Чтобы ваш инструмент не заржавел, как мой, рекомендуется использовать пластиковые пинцеты, а не металлические, как плоскогубцы.

Шаг №11. Удалите оставшиеся излишки чернил с платы

После травления платы, чтобы открыть медную часть платы, вы должны сначала смахнуть оставшиеся чернила с хозяйственным мылом, или вы можете очистить его небольшой кусок мелкой наждачной бумаги, придавая ему блестящую поверхность.