Saltvandets ætsningsproces: 27 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Dette er en engangsproces til fremstilling af et printkort ved at fjerne uønsket kobber ved elektrolyse i en saltvandsopløsning. Jeg skal illustrere processen ved at ætse og bygge et kort til 18-benet PIC (til PC16F54, men enhver 18-benet PIC passer ind i det) i figuren. Det skal tilsluttes mit brødbræt og acceptere programmeringssignalerne fra min PIC -programmør (bare gå til https://geocities.com/it2n/circuits.html og se på det). For at undgå at kæmpe med signalkonflikter, skal de to programmeringsnåle må ikke bringes til brødbrættet. For at lege med urfrekvensen skal krystallen gøres tilsluttelig. Master clear -signalet vil ikke blive bragt frem. Disse beslutninger betyder et bord med to.1 pitch -stik, den ene med 13 forbindelser og den anden med fem forbindelser, den ene pin med afstand fra resten. Dette er en tutorial beregnet til det absolutte nybegynder, og næsten hvert trin skal illustreres. Jeg har endda inkluderet en video af ætsningsprocessen.

Trin 1: Beslut, hvor stort brættet skal være

Fra diagrammet har den side, der sættes i brødbrættet, 13 forbindelser, og hullerne i bb er 0,1 tommer fra hinanden. Så vi har brug for mindst 1,3 tommer for at rumme 13 ben.

Sig halvanden centimeter, en flot figur. Tag et stykke kobberbeklædt bræt større end 1,5 tommer i siden. Tegn en linje på halvanden centimeter.

Trin 2: Scor en linje på kobberet

Hold din lineal eller straightedge fast ned på brættet. Hold let på en kniv og træk over stregen mange gange.

Efter noget tid vil der være en hul på kobberet, der deler det i to. Hvis du holder ned med kniven, er chancerne stor for, at det kan vandre og skære brættet dybt, hvor du ikke vil have det skåret - og du vil se grusomt ned på din ødelagte PCB -bestand. Vær tålmodig. At være tålmodig har sine egne dyder, som livet uundgåeligt vil lære dig.

Trin 3: Gør den linje til en dybere rille

Nu kan du tage linealen væk og med lidt mere pres på kniven gå over stregen et par gange mere. Det styres af snittet, og du har brug for en rille på den side.

Marker derefter på hver kant den brede overflade af brættet og tegn en streg der også, præcis på den anden side.

Trin 4: Score den anden side

Nu har du også brug for en rille på den anden side af laminatet.

Du vil have et bræt med riller på begge sider, og at bøje det med fingrene vil være tilstrækkeligt til at få det til at bryde pænt ved denne linje. Dette er kobbersiden med en dyb rille.

Trin 5: Rille på almindelig side

Dette er den almindelige side af laminatet med den dybe rille.

Trin 6: Opdel det

Hvis du ser på kanten, vil du se, at de to riller på toppen og bunden af arket har gjort det svagt ved stregen, og det vil let bryde.

Trin 7: Skærestykket af PCB -laminat

Så vi har skåret laminatet til cirka en og en halv centimeter. Det er faktisk lidt mere end det, og det er for kvoter i efterbehandling.

Det skal slibes ned for at gøre disse kanter glatte, og det vil tage lidt materiale væk.

Trin 8: Beslut, hvor stor den skal være

Nu skal vi beslutte, hvor stort brættet skal være på den anden dimension.

Vi har brug for de to stik, PIC, krystallen, og nogle kondensatorer og en modstand. Arrangerer dem alle på tavlen, ser det ud til, at omkring 2 vil være tilstrækkeligt.

Trin 9: Rengør brættet

Fjern grove kanter af brættet ved hjælp af et sandpapir (Eller gå ud og gnid det på en jævn ru cementoverflade).

Rengør kobberoverfladen med en slibende rengøringspude - den jeg bruger er beregnet til brug i køkkenet, og kobber er giftigt, så lad ikke din kone eller mor flytte det til køkkenet, når du har brugt det - det ville også være en god idé ikke at låne den i køkkenet til dette formål.

Trin 10: Det rensede bræt

Jeg har renset omkring to centimeter af brættet. Brættet skæres i størrelse efter ætsning, da den ekstra længde fungerer som et håndtag til at holde brættet.

Det rensede bræt vil have en ru overflade på grund af skrabeeffekten af slibepuden, og dette hjælper brættet med at fastholde ætsemodstanden bedre.

Trin 11: Anvend Etch Resist

Nu maler du området med lidt ætsemodstand.

Det kan være enhver maling - det skal holde sammen under vand, det er alt. Permanent markør kommer i en let at anvende form, og det er det, jeg bruger. Du kan bruge neglelak, hvis du er så heldig at have en kæreste, og hun ikke har noget imod at du bruger tid på at bøje sig over stykker bræt og komponenter. Du har brug for en grundig tynd pels, som kan ridses væk i en tynd streg. En tyk pels vil sandsynligvis trække sig væk i flager, når du forsøger at score linjer på den.

Trin 12: Marker placeringen af komponentledningerne

Nu skal du markere placeringen af ledningerne for de vigtigste komponenter. Det er bedst at bruge selve komponenten som skabelon.

Jeg har spændt 16F54 til brættet med to clipodile crocs. Marker placeringen af hver stift, og du kan løfte hver alligator efter tur for at markere under den.

Trin 13: Tegn rundt i puderne med et skarpt instrument

Når du har markeret placeringen af ispuderne og fjernet isen, vil der altid være et par steder, hvor modstanden har gniddet af.

Reparer dem med en klat af de samme ting, og fortsæt til næste trin: skitsere puderne. Brug en klar gennemsigtig lineal og noget med en skarp spids til at tegne omridset af puderne. Se det layout, du har forberedt tidligere. Du bør tænke på at adskille punkt A fra punkt B ved at tegne en linje mellem dem. Den konventionelle tilgang er at forbinde punkt A til punkt B ved at tegne en linje, der forbinder dem. Min fremgangsmåde hjælper med at holde den maksimale mængde kobber om bord og minimerer mængden af materiale, der skal fjernes. Dette er vigtigt, ellers vil ætsningsprocessen være for langsom.

Trin 14: Træk resten af kredsløbet ind

Når du har gennemført padmønsteret for hovedkomponenten, kan du tegne resten af forbindelserne.

Jeg brugte en smule veroboard som skabelon for.1 afstanden, og placerede resten af snittene i henhold til layoutet i diagrammet.

Trin 15: Fejl kan rettes

Eventuelle ændringer kan foretages i layoutet på dette tidspunkt.

Bare mal over ridserne, og du har et nyt lærred til at øve din kunst. Nu besluttede jeg, at tavlen kan gøres mere kompakt, hvis programmeringsstikket flyttes, så det blev gjort. Et sidste nødvendigt trin er at placere prikker maling, så alle puder er forbundet med hinanden - dette er nødvendigt for elektrolyse. I mit bord er puderne alle forbundet langs venstre og nederste kanter. Ridserne i malingen stopper lige ved kanten. De skæres fra hinanden, efter at ætsningen er afsluttet. Nu er tavlen klar til at blive ætset.

Trin 16: Ætsningstanken

Du ser her min ætsetank (står et stykke tid i ærbødighed, hovedet er afdækket). Det er plastisk, gennemsigtigt og har parallelle sider og er stort nok til at rumme brættet. Den negative elektrode er også afbilledet. En tyk kobbertråd vil klare sig. Jeg har brugt en rettet papirclips, men det har en tendens til at indføre rust i løsningen. Næsten enhver metaltråd fungerer her.

Trin 17: Opsætning af ætsetanken

Det er nyttigt at have et lys, der skinner på den anden side af brættet, da lyset, der skinner gennem den ætsede del, giver dig mulighed for at se ætsningens fremskridt.

Jeg vil anbefale, at du ikke indstiller dette tæt på dit tastatur, da saltopløsningen er ætsende, hvis den kommer ind i elektronisk udstyr. Det er også nyttigt at have en tweety fugl, der holder øje med dig. Faktisk vil jeg fraskrive mig alt ansvar, hvis du ikke har en to …

Trin 18: Alternativ tank

Faktisk viste brættet sig for stort til min almindelige tank, så jeg brugte en plastikpose, der var lige stor nok til at holde brættet som ætsningstanken.

Dette havde den fordel, at det krævede endnu mindre af ætsningsløsningen. Ætsningsløsningen fremstilles ved at opløse så meget salt som muligt i vand.

Trin 19: Ætsning af brættet

For at ætsere tavlen udgør du en mættet saltvandsløsning, gør tavlen positiv og nedsænker den i opløsningen sammen med en negativ elektrode. En 12 volt forsyning, der kan levere omkring 500 milliamper, er tilstrækkelig. Tilslut den i serie med en glødelampe, f.eks. 12V, 6W, for en indikation af strømmen. Det ville tage cirka fem minutter, før ætsningsprocessen var afsluttet. Du vil være i stand til at se processen ved at lyset skinner gennem hullerne, der åbner sig, når kobberet bliver spist væk. Bobler af brint vil ses stige fra den negative elektrode. Hvis de stiger fra kobberet, har du tilsluttet forsyningen baglæns, og din ledning bliver spist op. For at udgøre saltopløsningen tager du lidt vand og opløser så meget salt som muligt og udgør således en mættet opløsning. Du tilsætter lidt salt, ryster det og ser saltet forsvinde, når det går i opløsning. Derefter tilføjer du lidt mere, og det forsvinder også. Efter noget af dette vil saltet stoppe med at opløse, uanset hvor meget du ryster og blande det, og på dette tidspunkt har du den mættede saltopløsning, du har brug for. Dette er en mættet opløsning af natriumchlorid i Dihydrogenmonoxid. Se https://www.dhmo.org for mere information om håndtering af dette potentielt farlige stof.

Trin 20: Det ætsede bræt

Du ser her tavlen efter ætsning og rengøring. Malingen kan vise sig at være lidt vanskelig at fjerne. Du skal bruge et passende opløsningsmiddel til den ætsemiddel, du har brugt.

Eller du kan bruge slibepuden til at gnide malingen af. Det kan også være muligt at efterlade malingen på tavlen og kun fjerne den, hvor det er nødvendigt at lodde. I dette tilfælde kan det producere giftige dampe under lodning. Du vil bemærke, at alle sporene er forbundet sammen, disse skal skæres fra hinanden, før brættet kan testes.

Trin 21: Test af kortet for kortslutninger

Efter at sporene er skåret fra hinanden, er det vigtigt at teste, at der ikke er forbindelser mellem tilstødende områder.

Du kan bruge en 12V lampe tilsluttet den samme forsyning som bruges til elektrolyse til test. Eller som jeg gør det - brug en 12V, 15A forsyning sammen med en billygte til indikation. Små shorts, der før var der, bliver fordampet, og hvis lampen lyser, dreng, er det virkelig en kortslutning. For at rydde kortslutningerne skal du bare køre en skarp spids af en kniv gennem linjerne. Vinklen den ene vej i den ene pasning, og den anden vej i den næste pasning, og alt kobber, der stadig er derinde, vil bare løfte og smuldre væk.

Trin 22: Bor huller

Der er boret huller for at rumme stikkene til krystallen og programmeringsgrænsefladen.

Trin 23: Stikkontakterne

Figuren viser to afbildninger af en integreret kredsstik med drejede ben. Den er lavet af stifter, bearbejdet af barstang, formet til plast.

Vi skal frigøre stifterne fra plasten. Varm stiften forsigtigt op, indtil plasten blødgør (men ikke smelter), og træk stiften fri. Vi har brug for syv af disse stifter.

Trin 24: Crystal Socket

Derefter skærer du deres haler af og sætter dem ind i hullerne og loddet. Du har en kompakt stikkontakt, hvor selve printkortet er en del af samlingen.

Jeg har et nærbillede af krystalmonteringen, så du kan se detaljerne. Det er muligt at slibe nogle af bagenden af disse stifter væk for at reducere højden. Den del, der rent faktisk får kontakt, er fjederen indsat inde i den hule stift, og du kan slibe ganske meget materiale væk uden at beskadige de interne arbejdsdele i stikkontakterne.

Trin 25: Monter komponenterne

Komponenterne er loddet på pladen:

De syv ben udgør krystal og programmeringsstik. To kondensatorer omkring krystal A 10K -modstanden, der trækker MCLR -linjen op til Vdd A -afkoblingskondensator på tværs af Vss og Vdd To led er loddet på plads, og der skal monteres en mere. Landene til montering af det integrerede kredsløb er blevet belagt med loddetin, før det blev monteret på plads.

Trin 26: Monter det integrerede kredsløb

Isen monteres sidst af alt for at minimere risikoen for skader på den.

Det placeres først i korrekt position og en hjørnestift opvarmes med loddejernet. Da der er en lille mængde lodde på brættet, smelter dette og holder isen på plads. Derefter loddes den diagonalt modsatte stift efter at have foretaget små justeringer i position efter behov. Når de to hjørner er loddet, holdes isen fast på plads, og resten af elektroderne loddes. Dette fuldender samlingen af brættet, og det kan testes ved at indlæse et "LED Blink" -program eller noget. Jeg har loddet en Microchip PIC16F54 på dette bord, men dette bord fungerer også med enhver atten pin PIC. Nogle af de mere avancerede chips tillader at bruge MCLR -stiften som input, så dette skal muligvis også bringes ud til kanten.

Trin 27: Det færdige bestyrelse

Bestyrelsen er nu færdig og sammenlignes med den oprindelige plan. Jeg har foretaget et par ændringer, hovedsageligt fordi det var enklere at dirigere sporene på den måde. Det er vigtigt at registrere ændringer på grund af muligheden for forvirring senere ved brug af kortet. I dette tilfælde passerer nogle spor under chippen, og det er ikke let at fastslå rækkefølgen af signalerne ved kanten bare ved at kigge. Dokumentation er afgørende og vil have form af signalnavne skrevet lige oven på signallinjerne. For at lave et andet bord skal du gøre alt dette igen - Denne proces anbefales kun, hvis du laver et enkelt stykke kredsløb, som konventionelle prototypemetoder er ubelejlige for. Jeg håber, at alt dette har været nyttigt for nogen derude. Jeg håber at se et par projekter på hånden udskåret, salt vand ætsede brædder her i instruktører i den nærmeste fremtid. Hav det sjovt