Wie erstelle ich eine Leiterplatte (PCB)

Wenn Sie sich mit Elektronik beschäftigen, sind Leiterplatten eines der häufigsten Dinge, die Sie sehen werden. Diese Boards vereinfachen unser Leben, indem sie alle Verbindungsdrähte und Steckbretter beseitigen. Wenn es richtig entworfen wird, verringert es die Größe Ihres Geräts und kann sehr sexy aussehen.

Was ist eine Leiterplatte? Eine gedruckte Leiterplatte (PCB) stützt und verbindet elektronische Komponenten mechanisch und elektrisch unter Verwendung von Leiterbahnen, Kontaktstellen und anderen Merkmalen, die aus Kupferblechen geätzt sind, die auf ein nichtleitendes Substrat laminiert sind. Eine Leiterplatte weist vorgefertigte Kupferbahnen auf einem leitenden Blech auf. Die vordefinierten Leiterbahnen reduzieren die Verdrahtung und damit die Fehler, die durch lose Verbindungen entstehen. Man muss nur die Komponenten auf der Leiterplatte platzieren und sie löten.

In diesem Tutorial zeige ich Ihnen, wie Sie Leiterplatten einfach zu Hause herstellen können. Auf diese Weise sparen Sie viel Zeit beim Debuggen und Überprüfen der Verbindungen auf einem Steckbrett. Sie können sogar Ihr eigenes Arduino erstellen, nachdem Sie dieses DIY-Arduino- Tutorial durchgearbeitet haben . Lehnen Sie sich also zurück und sehen Sie, wie es gemacht wird!

Was sind die verschiedenen Möglichkeiten, eine Leiterplatte herzustellen?

Es gibt drei grundlegende Methoden, um eine Leiterplatte herzustellen:

1. Eisen auf Glanzpapier Methode.

2. Schaltung von Hand auf Leiterplatte.

3. Laserschneidenätzen.

Da die Lasermethode die industrielle Methode zur Herstellung von Leiterplatten ist, werden wir uns mit den ersten beiden Methoden befassen.

PCB Design:

Das PCB-Design erfolgt normalerweise durch Konvertieren des Schaltplans Ihres Schaltkreises in ein PCB-Layout unter Verwendung einer PCB-Layout-Software. Es gibt viele coole Open-Source-Softwarepakete für die Erstellung und Gestaltung von Leiterplattenlayouts.

Einige sind hier aufgelistet, um Ihnen einen Vorsprung zu verschaffen:

1. Cadsoft Eagle

2. PCBWizard

Entwerfen eines Schaltplans in Cadsoft Eagle:

In Eagle: Datei> Exportieren> BildStellen Sie sicher, dass DPIG auf 1200 eingestellt ist, um eine bessere Qualität zu erzielen

Welche Materialien sind erforderlich, um eine Leiterplatte herzustellen?

Sie benötigen außerdem: FeCl3-Pulver / -Lösung (wie Ätzlösung), Foto- / Glanzpapier, einen dauerhaften schwarzen Marker, einen Klingenschneider, Sandpapier, Küchenpapier und Watte.

In diesem Tutorial wollen wir eine Leiterplatte für ein einfaches Projekt erstellen - einen Touch-Switch mit IC555.

SCHRITT 1: Drucken Sie das Leiterplattenlayout aus

Nehmen Sie mit einem Laserdrucker und dem A4-Fotopapier / Glanzpapier einen Ausdruck von Ihrem PCB-Layout. Beachten Sie folgende Punkte:

• Sie sollten den Spiegelausdruck nehmen.
  

• Wählen Sie die Ausgabe in Schwarz sowohl in der PCB-Design-Software als auch in den Druckertreibereinstellungen aus.
  

• Stellen Sie sicher, dass der Ausdruck auf der glänzenden Seite des Papiers erfolgt.
  

SCHRITT 2: Schneiden Sie die Kupferplatte für die Leiterplatte

Schneiden Sie die Kupferplatte mit einer Bügelsäge oder einem Cutter entsprechend der Größe des Layouts.

Reiben Sie anschließend die Kupferseite der Leiterplatte mit Stahlwolle oder Scheuerschwamm ab. Dies entfernt die obere Oxidschicht aus Kupfer sowie die Photoresistschicht. Durch geschliffene Oberflächen bleibt das Bild vom Papier besser haften.

SCHRITT 3: Übertragen Sie den PCB-Druck auf die Kupferplatte

Methode 1: Aufbügeln von Glanzpapier (für komplexe Schaltungen)

Übertragen Sie das gedruckte Bild (von einem Laserdrucker) vom Fotopapier auf die Platine. Stellen Sie sicher, dass Sie die oberste Ebene horizontal spiegeln. Legen Sie die Kupferoberfläche der Platine auf das gedruckte Layout. Stellen Sie sicher, dass die Platine entlang der Ränder des gedruckten Layouts korrekt ausgerichtet ist, und halten Sie die Platine und das gedruckte Papier mit Klebeband in der richtigen Position.

Methode 2: Schaltung von Hand auf Leiterplatte (für einfache und kleine Schaltungen)

Zeichnen Sie anhand der Schaltung als Referenz mit einem Bleistift eine Grundskizze auf die Kupferplatte. Sobald Ihre Skizze gut aussieht, zeichnen Sie mit einem dauerhaften schwarzen Marker darüber.

SCHRITT 4: Bügeln Sie den Stromkreis vom Papier auf die Leiterplatte

• Nachdem wir auf Hochglanzpapier gedruckt haben, bügeln wir es mit der Bildseite nach unten zur Kupferseite und heizen dann das elektrische Bügeleisen auf die maximale Temperatur auf.
  

• Legen Sie die Tafel und das Fotopapier so auf einen sauberen Holztisch (bedeckt mit einem Tischtuch), dass die Rückseite des Fotopapiers zu Ihnen zeigt.
  

• Halten Sie ein Ende mit einer Zange oder einem Spatel fest. Stellen Sie dann das heiße Bügeleisen ca. 10 Sekunden lang auf das andere Ende. Bügeln Sie nun das Fotopapier mit der Spitze, während Sie etwa 5 bis 15 Minuten lang etwas Druck ausüben.
  

• Achten Sie auf die Kanten des Brettes - Sie müssen Druck ausüben und langsam bügeln.
  

• Eine lange, harte Presse zu machen, scheint besser zu funktionieren, als das Bügeleisen zu bewegen.
  

• Die Wärme des Bügeleisens überträgt die auf dem Glanzpapier gedruckte Tinte auf die Kupferplatte.
  

VORSICHT : Berühren Sie die Kupferplatte nicht direkt, da diese sonst sehr heiß wird.

Legen Sie die bedruckte Platte nach dem Bügeln etwa 10 Minuten lang in lauwarmes Wasser. Das Papier löst sich auf, und Sie können es vorsichtig entfernen. Entfernen Sie das Papier, indem Sie es aus einem niedrigen Winkel abziehen.

In einigen Fällen werden beim Entfernen des Papiers einige Spuren ohnmächtig. In der Abbildung unten sehen Sie, dass die Spur hell ist. Daher können Sie eine schwarze Markierung verwenden, um sie wie gezeigt abzudunkeln.

SCHRITT 5: Ätzen Sie die Platte

Sie müssen sehr vorsichtig sein, wenn Sie diesen Schritt ausführen.

Ziehen Sie zuerst Gummihandschuhe oder Plastikhandschuhe an.

Legen Sie etwas Zeitung auf den Boden, damit die Ätzlösung Ihren Boden nicht beschädigt.

Nehmen Sie eine Plastikbox und füllen Sie sie mit etwas Wasser auf.

Lösen Sie 2-3 Teelöffel Eisenchlorid in Wasser auf.

Tauchen Sie die Leiterplatte für ca. 30 Minuten in die Ätzlösung (Eisenchloridlösung, FeCl3).

Das FeCl3 reagiert mit dem nicht maskierten Kupfer und entfernt das unerwünschte Kupfer von der Leiterplatte.

Dieser Vorgang wird als Ätzen bezeichnet. Nehmen Sie die Platine mit einer Zange heraus und prüfen Sie, ob der gesamte nicht maskierte Bereich geätzt wurde oder nicht. Falls es nicht geätzt wird, lassen Sie es noch einige Zeit in der Lösung.

SCHRITT 6: Reinigung, Entsorgung und letzte Handgriffe für die Leiterplatte

Gehen Sie beim Entsorgen der Ätzlösung vorsichtig vor, da diese giftig für Fische und andere Organismen auf Wasserbasis ist! Denken Sie nicht einmal daran, es in die Spüle zu schütten, wenn Sie fertig sind, es ist ILLEGAL und könnte Ihre Rohre beschädigen (hehe, wer wusste, dass Sie bei der Herstellung einer Leiterplatte verhaftet werden könnten ?!). Verdünnen Sie stattdessen die Ätzlösung und werfen Sie sie an einem sicheren Ort weg.

Ein paar Tropfen Verdünner (Nagellackentferner funktioniert gut) auf eine Prise Watte entfernen den Toner / die Tinte auf der Platte vollständig und legen die Kupferoberfläche frei. Sorgfältig abspülen und mit einem sauberen Tuch oder Küchenpapier abtrocknen. Auf endgültige Größe zuschneiden und Kanten mit Sandpapier glätten.

Bohren Sie nun Löcher mit einem PCB-Bohrer wie diesem und verlöten Sie alle Ihre coolen Komponenten mit der Platine. Wenn Sie den traditionellen grünen PCB-Look wünschen, tragen Sie eine lötfeste Farbe auf den oberen PCB-Lack auf. Und endlich ist Ihre supercoole Leiterplatte fertig!