Le processus de gravure à l'eau salée : 27 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Il s'agit d'un processus unique pour produire une carte de circuit imprimé en éliminant le cuivre indésirable par électrolyse dans une solution d'eau salée. J'illustrerai le processus en gravant et en construisant une carte pour PIC 18 broches (pour le PC16F54, mais tout PIC 18 broches s'adaptera dedans) dans la figure. Il doit se brancher sur ma maquette et accepter les signaux de programmation de mon programmeur PIC (allez simplement sur https://geocities.com/it2n/circuits.html et regardez-le). Pour éviter les conflits de signaux, les deux broches de programmation ne doit pas être apporté à la planche à pain. Pour jouer avec la fréquence d'horloge, le cristal doit être enfichable. Le signal Master clear ne sera pas mis en évidence. Ces décisions signifient une carte avec deux connecteurs au pas de.1 , l'un avec 13 connexions et l'autre avec cinq connexions, une broche espacée du reste. Il s'agit d'un tutoriel destiné à l'absolu débutant, et presque chaque étape sera illustrée. J'ai même inclus une vidéo du processus de gravure.

Étape 1: Décidez de la taille du tableau

D'après le schéma, le côté qui se branche sur la planche à pain a 13 connexions et les trous dans le bb sont espacés de 0,1 pouce. Nous avons donc besoin d'au moins 1,3 pouces pour accueillir 13 broches.

Dites un pouce et demi, une belle silhouette. Prenez un morceau de panneau plaqué de cuivre de plus de 1,5 pouces de côté. Tracez une ligne à un pouce et demi.

Étape 2: Marquez une ligne sur le cuivre

Tenez fermement votre règle ou votre règle sur la planche. Tenez légèrement un couteau et dessinez plusieurs fois sur la ligne.

Après un certain temps, il y aura une entaille sur le cuivre, le divisant en deux. Si vous appuyez avec le couteau, il y a de fortes chances qu'il s'égare et coupe la carte profondément là où vous ne voulez pas qu'elle coupe - et vous regarderez tristement votre stock de PCB en ruine. Sois patient. Être patient a ses propres vertus, comme la vie vous l'enseignera invariablement.

Étape 3: Faites de cette ligne un groove plus profond

Maintenant, vous pouvez retirer la règle et avec un peu plus de pression sur le couteau, repasser la ligne plusieurs fois. Il sera guidé par la coupe, et vous avez besoin d'une rainure de ce côté.

Ensuite, à chaque bord, marquez la surface plane de la planche et tracez une ligne là aussi, exactement de l'autre côté.

Étape 4: Marquez l'autre côté

Maintenant, vous avez également besoin d'une rainure de l'autre côté du stratifié.

Vous aurez une planche avec des rainures sur les deux côtés, et la plier avec les doigts suffira à la casser proprement à cette ligne. C'est le côté cuivre, avec une rainure profonde.

Étape 5: Rainure sur le côté uni

C'est le côté uni du stratifié, avec cette rainure profonde.

Étape 6: cassez-le

Si vous regardez le bord, vous verrez que les deux rainures en haut et en bas de la feuille l'ont affaiblie au niveau de la ligne et elle se cassera facilement.

Étape 7: Le morceau coupé de stratifié PCB

Nous avons donc coupé le stratifié à environ un pouce et demi. C'est en fait un peu plus que cela, et c'est pour les indemnités de finition.

Il devra être poncé pour rendre ces bords lisses et cela enlèvera un peu de matière.

Étape 8: Décidez de sa taille

Maintenant, nous devons décider de la taille de la planche sur l'autre dimension.

Nous avons besoin des deux connecteurs, le PIC, le cristal, et quelques condensateurs et une résistance. En les arrangeant tous sur le tableau, il semble qu'environ 2 suffiront.

Étape 9: nettoyer la carte

Retirez les bords rugueux de la planche à l'aide d'un papier de verre (ou sortez et frottez-le sur une surface de ciment rugueuse et plane).

Nettoyez la surface en cuivre à l'aide d'un tampon de nettoyage abrasif - celui que j'utilise est destiné à être utilisé dans la cuisine, et le cuivre est toxique, alors ne laissez pas votre femme ou votre mère le déplacer dans la cuisine après l'avoir utilisé - ce serait aussi un bonne idée de ne pas emprunter celui de la cuisine à cet effet.

Étape 10: La planche nettoyée

J'ai nettoyé environ deux pouces de la planche. La planche sera coupée sur mesure après la gravure, car la longueur supplémentaire sert de poignée pour tenir la planche.

La planche nettoyée aura une surface rugueuse en raison de l'action de grattage du tampon abrasif, ce qui aide la planche à mieux résister à la gravure.

Étape 11: Appliquer Etch Resist

Maintenant, vous peignez la zone avec un peu de résistance à la gravure.

Il peut s'agir de n'importe quelle peinture - elle doit tenir sous l'eau, c'est tout. Le marqueur permanent se présente sous une forme facile à appliquer, et c'est ce que j'utilise. Vous pouvez utiliser du vernis à ongles, si vous avez la chance d'avoir une petite amie et qu'elle ne craint pas que vous passiez du temps penché sur des morceaux de planche et des composants. Vous avez besoin d'une fine couche complète, qui peut être grattée en une fine ligne. Une couche épaisse est susceptible de se détacher en flocons lorsque vous essayez de marquer des lignes dessus.

Étape 12: Marquez la position des conducteurs de composants

Maintenant, vous devez marquer la position des fils des principaux composants. Il est préférable d'utiliser le composant lui-même comme modèle.

J'ai fixé le 16F54 au tableau avec deux crocs clipodiles. Marquez la position de chaque épingle et vous pouvez soulever chaque alligator à tour de rôle pour marquer en dessous.

Étape 13: Dessinez autour des pads avec un instrument tranchant

Après avoir marqué les positions des coussinets ic et retiré l'ic, il y aura invariablement quelques endroits où la résistance a déteint.

Réparez-les avec une noisette de la même chose et passez à l'étape suivante: tracer les contours des coussinets. Utilisez une règle transparente claire et quelque chose avec une pointe acérée pour dessiner le contour des tampons. Reportez-vous à la mise en page que vous avez préparée précédemment. Vous devriez penser à séparer le point A du point B en traçant une ligne entre eux. L'approche classique consiste à relier le point A au point B en traçant une ligne les reliant. Mon approche permet de garder le maximum de cuivre à bord et de minimiser la quantité de matière à enlever. Ceci est important, sinon le processus de gravure sera trop lent.

Étape 14: Dessinez le reste du circuit

Une fois que vous avez terminé le motif de pad pour le composant principal, vous pouvez dessiner le reste des connexions.

J'ai utilisé un peu de veroboard comme gabarit pour l'espacement de 0,1 et j'ai placé le reste des coupes selon la disposition du diagramme.

Étape 15: les erreurs peuvent être corrigées

Toute modification peut être apportée à la mise en page à ce stade.

Il suffit de peindre sur les rayures et vous avez une nouvelle toile pour pratiquer votre art. Maintenant, j'ai décidé que la carte peut être rendue plus compacte si la prise de programmation est déplacée, c'est donc fait. Une dernière étape nécessaire consiste à placer des points de peinture de manière à ce que tous les tampons soient connectés ensemble - cela est nécessaire pour l'électrolyse. Dans ma planche, les coussinets sont tous connectés le long des bords gauche et inférieur. Les rayures dans la peinture s'arrêtent avant le bord. Ils seront découpés une fois la gravure terminée. La planche est maintenant prête à être gravée.

Étape 16: Le réservoir de gravure

Vous voyez ici mon réservoir de gravure (reste un moment en révérence, la tête découverte). Il est en plastique, transparent et a des côtés parallèles, et est assez grand pour accueillir la carte. L'électrode négative est également illustrée. Un fil de cuivre épais fera l'affaire. J'ai utilisé un trombone déplié, mais il a tendance à introduire de la rouille dans la solution. Presque tous les fils métalliques fonctionneront ici.

Étape 17: La configuration du réservoir de gravure

Il est utile d'avoir une lumière qui brille de l'autre côté de la planche, car la lumière qui traverse la partie gravée vous permettra de voir la progression de la gravure.

Je devrais vous recommander de ne pas l'installer près de votre clavier car la solution saline est corrosive si elle pénètre dans l'équipement électronique. Il est également utile d'avoir un oiseau tweety qui veille sur vous. En fait, je déclinerai toute responsabilité si vous n'avez pas de twee…

Étape 18: Réservoir alternatif

En fait, la planche s'est avérée trop grande pour mon réservoir habituel, j'ai donc utilisé un sac en plastique juste assez grand pour contenir la planche comme réservoir de gravure.

Cela avait l'avantage de nécessiter encore moins de solution de gravure. La solution d'attaque est obtenue en dissolvant autant de sel que possible dans de l'eau.

Étape 19: gravure du tableau

Pour graver la carte, vous préparez une solution saturée d'eau salée, rendez la carte positive et plongez-la dans la solution avec une électrode négative. Une alimentation de 12 volts capable de fournir environ 500 milliampères est suffisante. Câblez-le en série avec une lampe à incandescence, disons 12V, 6W, pour une indication du courant. Il faudrait environ cinq minutes pour que le processus de gravure soit terminé. Vous pourrez observer son processus grâce à la lumière qui traverse les interstices qui s'ouvrent lorsque le cuivre est rongé. Des bulles d'hydrogène apparaîtront de l'électrode négative. S'ils montent du cuivre, vous avez branché l'alimentation à l'envers et votre fil est mangé. Pour préparer la solution saline, vous prenez de l'eau et dissolvez autant de sel que possible, constituant ainsi une solution saturée. Vous ajoutez un peu de sel, secouez et regardez le sel disparaître au fur et à mesure qu'il se dissout. Ensuite, vous en ajoutez un peu plus, et il disparaît également. Après une partie de cela, le sel cessera de se dissoudre, quelle que soit la quantité que vous secouez et mélangez, et à ce stade, vous avez la solution saline saturée dont vous avez besoin. Il s'agit d'une solution saturée de chlorure de sodium dans Monoxyde de dihydrogène. Voir https://www.dhmo.org pour plus d'informations sur la manipulation de cette substance potentiellement dangereuse.

Étape 20: La planche gravée

Vous voyez ici la planche après gravure et nettoyage. La peinture peut s'avérer quelque peu difficile à enlever. Vous devrez utiliser un solvant approprié pour la résistance de gravure que vous avez utilisée.

Ou vous pouvez utiliser le tampon abrasif pour enlever la peinture. Il peut également être possible de laisser la peinture sur la carte et de la retirer uniquement là où elle est nécessaire pour la soudure. Dans ce cas, il pourrait produire des fumées toxiques lors de la soudure. Vous remarquerez que toutes les traces sont réunies, il faudra les découper avant de pouvoir tester la planche.

Étape 21: Tester la carte pour les courts-circuits

Une fois les traces coupées, il est essentiel de vérifier qu'il n'y a pas de connexions entre les zones adjacentes.

Vous pouvez utiliser une lampe 12V connectée à la même alimentation que celle utilisée pour l'électrolyse pour les tests. Ou comme je le fais - utilisez une alimentation 12V, 15A avec un phare de voiture pour indication. Les petits shorts qui étaient là se vaporisent, et si cette lampe s'allume, mon garçon, c'EST vraiment un court-circuit. Pour éliminer les courts-circuits, passez simplement la pointe d'un couteau à travers les lignes. Inclinez-le dans un sens lors d'un passage et dans l'autre sens lors du passage suivant, et tout cuivre encore à l'intérieur se soulèvera et s'effondrera.

Étape 22: Percez des trous

Des trous ont été percés pour accueillir les douilles pour le cristal et l'interface de programmation.

Étape 23: Les douilles

La figure montre deux vues d'une prise de circuit intégré à broches tournées. Il est composé de broches, usinées à partir de barres, moulées dans du plastique.

Nous devons libérer les épingles du plastique. Chauffez la goupille avec précaution jusqu'à ce que le plastique ramollisse (mais ne fonde pas) et retirez la goupille. Nous avons besoin de sept de ces épingles.

Étape 24: Douille de cristal

Ensuite, vous coupez leurs queues et les insérez dans les trous et soudez. Vous avez une prise compacte, le PCB lui-même faisant partie de l'assemblage.

J'ai un gros plan de la monture en cristal pour que vous puissiez voir les détails. Il est possible de meuler une partie de l'extrémité arrière de ces broches afin de réduire la hauteur. La partie qui entre réellement en contact est le ressort inséré à l'intérieur de la goupille creuse, et vous pouvez meuler beaucoup de matériau sans endommager les pièces de travail internes des douilles de goupille.

Étape 25: Montez les composants

Les composants ont été soudés sur la carte:

Les sept broches qui composent le cristal et les prises de programmation. Deux condensateurs autour du cristal Une résistance de 10K tirant la ligne MCLR vers Vdd Un condensateur de découplage d'alimentation à travers Vss et Vdd Deux liaisons ont été soudées en place, et une autre doit être installée. Les plages de mise en place du circuit intégré ont été enduites de soudure avant sa mise en place.

Étape 26: Montez le circuit intégré

Le CI est monté en dernier, afin de minimiser les risques de dommages.

Il est d'abord placé dans la bonne position et une broche d'angle chauffée avec le fer à souder. Comme il y a une petite quantité de soudure sur la carte, celle-ci fond et maintient le circuit intégré en position. Ensuite, la broche diagonalement opposée est soudée, après avoir effectué de légers ajustements de position selon les besoins. Avec les deux coins soudés, le circuit intégré sera maintenu fermement en place et le reste des fils sera donc soudé. Ceci termine l'assemblage de la carte, et elle peut être testée en chargeant un programme "LED Blink" ou quelque chose du genre. J'ai soudé un Microchip PIC16F54 sur cette carte, mais cette carte fonctionnera également avec n'importe quel PIC à dix-huit broches. Certaines des puces les plus avancées permettent d'utiliser la broche MCLR comme entrée, il peut donc également être nécessaire de la mettre en évidence.

Étape 27: Le tableau terminé

La planche est maintenant terminée. Elle est comparée au plan original. J'ai fait quelques modifications, principalement parce que c'était plus simple de router les traces de cette façon. pas facile de déterminer l'ordre des signaux au bord juste en regardant. La documentation est essentielle et prendra la forme de noms de signaux écrits juste au-dessus des lignes de signaux. Pour faire une deuxième carte, vous devez tout recommencer - Ce processus n'est recommandé que si vous réalisez une seule pièce d'un circuit, pour lequel les méthodes de prototypage conventionnelles ne sont pas pratiques. J'espère que tout cela a été utile à quelqu'un. J'espère voir quelques projets sculptés à la main, du sel planches gravées à l'eau ici dans instructables dans un proche avenir. Amusez-vous