Bouw uw eigen PCB: Beginnersgids voor zelfgemaakte printplaten

Moderne printplaten (PCBs) zijn het bloed van de technologie van vandaag. Het is bijna onmogelijk om elektronica te vinden die geen PCB in enige vorm heeft. Hoewel het een professionele PCB-fabrikant kost om kwalitatieve printplaten te produceren, kunt u uw eigen zelfgemaakte PCB maken. In de volgende gids laten we u zien hoe.

Zelfgemaakte PCB – Wat is een printplaat?

Afbeelding van printplaat met componenten

Printplaten werden wijdverspreid in de tweede helft van de 20e eeuw. Voor toen verbonden fabrikanten de componenten van een apparaat direct door draden. Als zodanig was het ongeriefelijk en rommelig. De creatie van PCBs zocht dit probleem op te lossen.

In essentie is een PCB een verzameling ingesloten draden die lopen door een plat fragment glasvezel. Om te begrijpen hoe ze werken, moet u weten hoe fabricanten ze maken.

Tijdens het fabricatieproces zal de fabrikant plakken glasvezel opstapelen en ze behandelen met een chemische hars. De hars zal ze aan elkaar binden.

Vervolgens brengt de fabrikant een koperen laag aan aan beide kanten van de glasvezelplak. Dan brengen ze fotoweerstand aan. De fabrikant zal dan een PCB-layoutpatroon etsen dat overeenkomt met de sporen op het bord. Daarna zullen ze het bord harden en drogen met UV-licht.

Printplaat na complete montage gaat naar reflow-oven machine

Vervolgens wast de fabrikant het bord met warm water, wat de onbedekte gebieden wegwast, de kopersporen achterlatend. Deze sporen zullen dienen als basis voor hoe de PCB eruit zal zien na het koperetsproces.

Afhankelijk van de specificaties en het ontwerp van het bord, zal de fabrikant monteringsgaten, doorvergaten en via-gaten boren voor verbindingen en componenten.

Niettemin, omdat de PCB slechts een verzameling elektrische verbindingen op een substraat is, hoeft u geen fancy fabricageproces voor een eenvoudige te maken. We laten u zien hoe in de rest van deze gids.

Zelfgemaakte PCB – Hoe een PCB thuis te maken?

Een verzameling van drie koperen printplaten.

Deze sectie van de gids behandelt hoe u uw eigen DIY PCB thuis kunt maken. We hebben een lijst met alle benodigde materialen opgenomen. Echter, naar ons oordeel is het essentiële component dat u nodig hebt PCB-ontwerpsoftware. Gelukkig voor u is er een schat aan geweldige open-source ontwerpsoftware om u te helpen uw circuitontwerpen te maken. Deze omvatten:

• Autodesk Eagle
• KiCad
• Fritzing
• DesignSpark PCB
• ExpressPCB
• PCBWizard

Elk van deze tools heeft tutorials en documentatie om u te helpen leren hoe u PCB-layouts ontwerpt. Eenmaal uw gewenste PCB-ontwerp gemaakt en afgedrukt, kunt u doorgaan met de rest van deze gids.

Een printplaat uiteenzetten

Zelfgemaakte PCB – Benodigde tools en materialen

• Oud tijdschriftpapier of reclamebrochures met glanzende print
• Oude krant
• Laser of inkjetprinter
• Kleding strijkijzer
• Koperbeklede laminaatplaat
• IJzer(III)chloride poederoplossing (FeCl3 etsoplossing)
• Afwas krullen/staalwol
• Aceton (nagellakverwijderer/verdunners)
• Rubber handschoenen
• Kunststof doos/kunststof container
• Theelepel
• PVC draad
• A4 foto/glanzend papier
• Schuurpapier
• Zwarte permanente marker
• Mes snijder
• Schuurpapier
• Een rol keukenrol
• Katoen wol
• Duidelijke tape
• Bruin papier
• Oven handschoenen

Instructies

Voor deze tutorial hebben we besloten om het eenvoudig te houden. We zullen een PCB maken die verbindt met een 555-timerchip. Dus u zult in staat zijn uw eigen touch-schakelaar te ontwikkelen of te integreren. Voordat u doorgaat met de instructies in deze sectie, zorg ervoor dat u alle materialen en tools heeft.

Een verzameling chips samen met een set printplaten

Zelfgemaakte PCB – Stap 1

Gebruik uw inkjet- of laserprinter om de PCB-layout die u gemaakt hebt met een van onze aanbevolen PCB-ontwerpsoftwaretools af te drukken. Zorg ervoor dat het in zwart/grijswaarden afgedrukt wordt. U kunt de instellingen configureren op de PCB-ontwerpsoftware en de printerstuurprogramma-instellingen.

Daarnaast moet u ervoor zorgen dat het een spiegelprint is. Verder moet het op de glanzende kant van het fotopapier afgedrukt worden. Eenmaal geprint, knipt u het ontwerp uit het artikel.

PCB-layout printen

Zelfgemaakte PCB – Stap 2

Knip een vierkant stuk uit het koperbeklede laminaat met een mes. Bij het knippen, gebruik de geprintte PCB-layout als maatreferentie.

Zelfgemaakte PCB – Stap 3

Gebruik staalwol of een keukenkrul om de koperen kant van het uitgeknipte laminaat te wrijven, de bovenste oxide- en fotoweerstandlaag te verwijderen. Het zal makkelijker maken om het PCB-layoutontwerp op het koper te plakken.

Zelfgemaakte PCB – Stap 4

Overdracht de geprintte PCB-layout naar de bovenkant van de behandelde koperen laminaatlaag (wat als de uiteindelijke PCB zal dienen). Zorg ervoor dat het glanzende deel van het papier naar beneden wijst en uitgelijnd is met de zijkanten van het koperen laminaatstukje.

Zelfgemaakte PCB – Stap 5

Vervolgens legt u het bruine papier bovenop het koperen stukje en het geprintte ontwerppapier. Pers en strijkt u het ontwerp op het koperen stukje, met het bruine papier als bescherming. Tijdens dit proces moet u ervoor zorgen:

• U gebruikt een vlak houten of granieten oppervlak
• Het strijkijzer niet op stoom staat
• Langzaam strijken terwijl u constante druk uitoefent
• Het koperen bord bevestigd is – u kunt een tang gebruiken

Afbeelding van kleding strijkijzer. Verwarm het kleding strijkijzer tot het de maximale temperatuur bereikt.

Het gehele overdrachtsproces duurt een uur als u het goed doet. Echter, als u niet comfortabel bent met een strijkijzer, kunt u het ontwerp op het koperen gezicht overdragen met een potlood en een zwarte permanente marker.

Stap 6

Gebruik ovenhandschoenen om het koperen stukje in een kom, wasbak of container met lauwwarm water te verplaatsen. Vervolgens moet u het 10 minuten in het water laten. Ten slotte scheidt u het papier voorzichtig van het koper. De meest effectieve manier om dit te doen is door het rapport van het koper af te pellen onder een lage hoek.

Soms mag het ontwerp niet volledig op het koperen gezicht verschijnen. In dat geval moet u uw permanente zwarte marker gebruiken om eventuele ontbrekende lijnen aan te vullen.

Stap 7

Vervolgens moeten we de plaat etsen. Trek een paar rubber handschoenen aan en bedek uw vloer, bureau en aanrecht met bruin papier of krant. Dienovereenkomstig zal dit voorkomen dat de etsoplossing ze bedert.

Vul een kunststof container of doos met water en leg drie theelepels ijzer(III)chloride poeder erin. Roer voorzichtig totdat de oplossing opgelost is. Duik vervolgens de PCB (een koperen stukje) in de oplossing voor dertig minuten of totdat het proces het koper onmaskert.

Gebruik een tang om te controleren of het etsproces compleet is. Het zou alle ongewenste koper van het eindproduct moeten verwijderen.

Stap 8

Eenmaal de PCB geëtst, verdun de rest van de ijzer(III)chloride oplossing, en gooi het voorzichtig weg. Giet het niet in uw afvoer of spoel het niet in uw toilet. Het kan uw riolering en buizen beschadigen. Indien mogelijk, neem contact op met een gevaarlijke chemische verzameldienst in uw stad.

Gebruik een paar druppels aceton (nagellakverwijderer) op een stukje katoenwol om de inkt/toner op de PCB weg te wischen om de koperlayout te onthullen. Vervolgens reinigt u de PCB voorzichtig met warm water en droogt u het met een vel keukenrol.

Ten slotte kunt u schuurpapier gebruiken om de randen van de PCB af te knippen en glad te maken. U kunt een micro-elektrische boormachine gebruiken om doorvergaten te maken. Als alternatief kunt u uw elektronische componenten direct op de PCB solderen. Als u wilt dat de PCB een meer traditioneel uiterlijk heeft, kunt u groene of rode UV-uitgehardede soldeerlak kopen.

Eenmaal dit gedaan, hoeft u alleen uw werkplek op te schonen, en u heeft een solide zelfgemaakte PCB.

Printplaat zonder de componenten

Conclusie

Breadboards zijn geweldig wanneer u nog de touwtjes leert. Echter, u zult merken dat echte soldeerbare PCBs beter zijn voor complexere projecten. Niettemin hopen we dat u hebt genoten van het lezen van deze gids. Als u meer wilt leren over het PCB-fabricatieproces, aarzel dan niet om de rest van onze website te bezoeken. Wie altijd, bedankt voor het lezen.