So erstellen Sie Leiterplatten (mit Bildern)

2024 Autor: Gilbert Ryder | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 17:23

Sie haben also diese Schaltung entworfen und fertig. Sie haben einige computergestützte Simulationen durchgeführt und die Schaltung funktioniert großartig. Nur noch eines! Sie müssen eine Leiterplatte erstellen, damit Sie sie in Aktion sehen können! Egal, ob Ihre Schaltung ein Projekt für die Schule/Hochschule ist oder ein letztes Stück Elektronik in einem professionellen Produkt für Ihr Unternehmen ist, die Implementierung Ihrer Schaltung auf einer Leiterplatte verleiht ihr ein viel professionelleres Erscheinungsbild und gibt Ihnen eine Vorstellung davon, wie das fertige Produkt aussehen wird aussehen!

Schritte

Teil 1 von 4: Leiterplatte drucken

Schritt 1. Wählen Sie eine Methode zum Erstellen der Leiterplatte aus

Ihre Wahl hängt in der Regel von der Verfügbarkeit der für das Verfahren benötigten Materialien, dem technischen Schwierigkeitsgrad des Verfahrens oder der gewünschten PCB-Qualität ab. Hier ist eine kurze Zusammenfassung der verschiedenen Methoden und ihrer Hauptfunktionen, die Ihnen bei der Entscheidung helfen:

1. Säureätzverfahren: Dieses Verfahren erfordert extreme Sicherheitsmaßnahmen, die Verfügbarkeit vieler Materialien wie das Ätzmittel und ist etwas langsam. Die Qualität der erhaltenen PCB variiert je nach den verwendeten Materialien, aber im Allgemeinen ist dies eine gute Methode für Schaltungen mit einfacher bis mittlerer Komplexität. Schaltungen mit engerer Verdrahtung und winzigen Drähten verwenden normalerweise andere Methoden.
2. UV-Ätzmethode: Diese Methode wird für die Übertragung Ihres PCB-Layouts auf Ihre PCB-Platine verwendet und erfordert teurere Materialien, die möglicherweise nicht überall verfügbar sind. Die Schritte sind jedoch relativ einfach und können feinere und kompliziertere Schaltungslayouts erzeugen.
3. Mechanisches Ätz-/Routing-Verfahren: Dieses Verfahren erfordert spezielle Maschinen, die unnötiges Kupfer mechanisch von der Platine wegätzen oder leere Separatoren zwischen den Drähten verlegen. Es kann teuer werden, wenn Sie beabsichtigen, eine dieser Maschinen zu kaufen, und in der Regel erfordert das Leasing die Verfügbarkeit einer Werkstatt in der Nähe. Diese Methode ist jedoch gut, wenn Sie viele Kopien der Schaltung erstellen müssen und auch feine Leiterplatten herstellen können.

4. Laserätzverfahren: Dies wird normalerweise von großen Produktionsunternehmen verwendet, ist jedoch an einigen Universitäten zu finden. Das Konzept ähnelt dem mechanischen Ätzen, aber zum Ätzen der Platine werden LASER-Strahlen verwendet. Es ist normalerweise schwierig, auf solche Maschinen zuzugreifen, aber wenn Ihre örtliche Universität zu den Glücklichen gehört, die über solche Maschinen verfügen, können Sie ihre Einrichtungen nutzen, wenn sie dies zulassen.

   

   Schritt 2. Erstellen Sie das PCB-Layout Ihrer Schaltung

   Zum Säureätzen müssen Sie die Schaltung mit einem ätzmittelbeständigen Material zeichnen. Spezielle Markierungen für diesen speziellen Zweck lassen sich leicht finden, wenn Sie die Zeichnung von Hand durchführen möchten (nicht geeignet für mittlere bis große Schaltungen). Die Tinte von Laserdruckern ist jedoch das am häufigsten verwendete Material. Dies geschieht normalerweise, indem Sie den Schaltplan Ihrer Schaltung mit einer PCB-Layout-Software in ein PCB-Layout konvertieren. Es gibt viele Open-Source-Softwarepakete für die Erstellung und das Design von PCB-Layouts, einige sind hier aufgelistet, um Ihnen einen Vorsprung zu verschaffen:

   • PCB
   • Abkürzung

   

   Schritt 3. Sobald Sie mit dem Schaltplan auf Ihrem Computer zufrieden sind, passen Sie die Größe des Diagramms in der Software an, damit sowohl die Platine als auch das Papier die erforderlichen Größen haben

   

   Schritt 4. Drucken Sie das Diagramm aus dem Menü Datei der Software aus

   Drucken Sie es auf einem glänzenden Papier aus, z. B. Zeitschriftenpapier. Sie sollten sicherstellen, dass die Schaltung gespiegelt ist, bevor Sie dies tun (die meisten PCB-Layout-Programme haben dies beim Drucken als Option). Stellen Sie nach dem Drucken sicher, dass Sie den Tintenbereich des Papiers nicht berühren, da er an Ihre Hände gelangen kann.

   

   Schritt 5. Richten Sie den Schaltplan auf dem Papier mit der Platine aus (der Schaltplan sollte zum Kupferteil der Platine zeigen)

   Starten Sie Ihr Bügeleisen. Stellen Sie das Bügeleisen auf Baumwolleinstellung und warten Sie, bis es aufgeheizt ist.

   

   Schritt 6. Legen Sie das Bügeleisen nach dem Erhitzen vorsichtig auf das Papier, das sich auf der Platine befindet

   

   Schritt 7. Stellen Sie das Bügeleisen dort für ca. 30-45 Sekunden (je nach Bügeleisen)

   

   Schritt 8. Nachdem Sie das Bügeleisen angehoben haben, legen Sie es vorsichtig beiseite und bringen Sie die Platine zu Ihrer nächsten Wasserquelle

   Seien Sie vorsichtig, das Papier wird heiß. Das Papier sollte auf der Platine kleben, nicht herausreißen.

   

   Schritt 9. Starten Sie den Wasserfluss und halten Sie die Platine darunter

   Ein alternativer Ansatz besteht darin, Karton und Papier einige Minuten (bis zu 10 Minuten) in heißes Wasser zu tauchen.

   

   Schritt 10. Verlangsamen Sie das Abnehmen des Papiers und bald sollte sich das gesamte Papier lösen

   Wenn sich bestimmte Stellen besonders schwer ablösen lassen, kannst du versuchen, etwas mehr einzuweichen. Wenn alles gut gelaufen ist, haben Sie eine Kupferplatine mit Ihren PCB-Pads und Signalleitungen in schwarzem Toner.

   

   Schritt 11. Trocknen Sie das Brett

   Entfernen Sie die großen Wassertropfen, indem Sie sie sanft mit einer Serviette oder einem Schwamm abwischen oder einfach herausfallen lassen. Es sollte nicht länger als 30 Sekunden dauern und nicht kräftig sein, sonst könnte die Tinte auf dem Kreislauf abfallen.

   

   Schritt 12. Ätzen Sie die Platine mit einer der folgenden Methoden

   Dieser Prozess entfernt unnötiges Kupfer von der Platine und hinterlässt nur die Verdrahtung des Endstromkreises.

   Teil 2 von 4: Ätzen mit Säure

   

   Schritt 1. Wählen Sie Ihre Ätzsäure

   Eisenchlorid ist eine gängige Wahl für ein Ätzmittel. Sie können jedoch Ammoniumpersulfatkristalle oder andere chemische Lösungen verwenden. Unabhängig von der Wahl des chemischen Ätzmittels handelt es sich immer um ein gefährliches Material. Daher sollten Sie neben den in diesem Artikel erwähnten allgemeinen Sicherheitsvorkehrungen auch alle zusätzlichen Sicherheitshinweise, die mit dem Ätzmittel geliefert werden, lesen und befolgen.

   

   Schritt 2. Bereiten Sie das Säureätzmittel vor

   Je nach gewählter Säureätzung gibt es möglicherweise zusätzliche Anweisungen. Einige kristallisierte Säuren müssen beispielsweise in heißem Wasser gelöst werden, andere Ätzmittel sind jedoch gebrauchsfertig.

   

   Schritt 3. Tauchen Sie das Brett in die Säure

   

   Schritt 4. Achten Sie darauf, alle 3-5 Minuten umzurühren

   

   Schritt 5. Nehmen Sie die Platine heraus und waschen Sie sie, wenn alles unnötige Kupfer von der Platine weggeätzt ist

   

   Schritt 6. Entfernen Sie das verwendete isolierende Zeichenmaterial

   Für fast alle isolierenden Zeichenmaterialien, die beim Zeichnen von Leiterplattenlayouts verwendet werden, stehen spezielle Lösungsmittel zur Verfügung. Wenn Sie jedoch keines dieser Materialien zur Verfügung haben, können Sie immer ein Schleifpapier (ein feines) verwenden.

   Teil 3 von 4: Radierung mit Ultraviolett-Transposition

   

   Schritt 1. Zur Anwendung mit dieser Methode benötigen Sie eine lichtempfindliche (positiv oder negativ) laminierte Leiterplatte, einen UV-Isolator und eine transparente Folie sowie destilliertes Wasser

   Möglicherweise finden Sie die Karten gebrauchsfertig (sie sind mit einer schwarzen Nylonfolie bedeckt) oder lichtempfindliches Spray zum Auftragen auf die Kupferseite einer gewöhnlichen leeren PCB-Karte. Achten Sie darauf, auch einen Photorevelator zu kaufen, der mit dem Photospray oder der lichtempfindlichen PCB-Beschichtung kompatibel ist.

   

   Schritt 2. Zeichnen Sie mit einem Laserdrucker das PCB-Layout auf die transparente Folie, im Positiv- oder Negativmodus, entsprechend der lichtempfindlichen Beschichtung der Karte

   

   Schritt 3. Bedecken Sie die Kupferseite der Platine mit der bedruckten transparenten Folie

   

   Schritt 4. Legen Sie die Platine in die UV-Isolator-Maschine/-Kammer

   

   Schritt 5. Schalten Sie das UV-Gerät ein

   Es bestrahlt Ihr Board für die angegebene Zeit mit dem UV-Licht. Die meisten UV-Isolatoren sind mit einem einstellbaren Timer ausgestattet. Im Allgemeinen reichen 15 bis 20 Minuten weitgehend aus.

   

   Schritt 6. Wenn Sie fertig sind, entfernen Sie die Platine vom UV-Isolator

   Reinigen Sie die Kupferseite der Karte mit dem Photorevelator und spülen Sie dann die freigelegte PCB-Karte vorsichtig mit destilliertem Wasser ab, bevor Sie sie in ihr Säurebad legen. Die durch die UV-Bestrahlung zerstörten Teile werden durch die Säure geätzt.

   

   Schritt 7. Die weiteren folgenden Schritte sind in den spezifischen Schritten 3 bis 7 für das Säureätzverfahren beschrieben

   Teil 4 von 4: Das Board fertigstellen

   

   Schritt 1. Bohren Sie Befestigungspunkte

   Die dafür verwendeten Bohrmaschinen sind in der Regel Sondermaschinen, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden. Mit einigen Anpassungen wird jedoch eine normale Bohrmaschine die Arbeit zu Hause erledigen.

   

   Schritt 2. Montieren und löten Sie die elektronischen Komponenten an Bord

   Video - Durch die Nutzung dieses Dienstes können einige Informationen an YouTube weitergegeben werden

   

   Warnungen

   • Wenn Sie das Säureätzverfahren verwenden, müssen Sie die folgenden Vorsichtsmaßnahmen treffen:

     • Bewahren Sie Ihre Säure immer an einem sicheren, kalten Ort auf. Verwenden Sie Glasbehälter.
     • Beschriften Sie Ihre Säure und bewahren Sie sie außerhalb der Reichweite von Kindern und Haustieren auf.
     • Entsorgen Sie Ihre gebrauchte Säure nicht in den Hausabflüssen. Bewahren Sie es stattdessen auf und bringen Sie es, wenn Sie eine gewisse Menge verbrauchter Säure haben, zu Ihrem Recyclingzentrum/Ihrer Sonderabfallentsorgungseinrichtung.
     • Verwenden Sie Handschuhe und Luftmasken, wenn Sie mit Säureätzmitteln arbeiten.
     • Seien Sie beim Mischen und Rühren der Säure äußerst vorsichtig. Verwenden Sie keine metallischen Gegenstände und stellen Sie den Behälter nicht auf den Rand der Disk.
     • Achten Sie bei der UV-Bestrahlung Ihrer Leiterplatte unbedingt darauf, keinen direkten Sichtkontakt mit dem UV-erzeugenden Teil des Isolators/der Kammer zu haben, oder verwenden Sie spezielle UV-Schutzbrillen. Wenn Sie Ihre Leiterplatte während des Vorgangs überprüfen müssen, stoppen Sie die Maschine besser, bevor Sie sie öffnen.
   • Tragen Sie beim Ätzen unbedingt eine Schutzbrille und blicken Sie nicht direkt über den Behälter der Chemikalie.