Naświetlarka UV do płytek PCB z touch sensorem

W przypadku niektórych projektów (krótkie terminy, częste zmiany, prototypy) nie ma czasu na zamawianie płytek u profesjonalnych wykonawców, dlatego szukałem szybszej i tańszej, aczkolwiek dobrej jakościowo alternatywy. Metoda żelazkowa nie zawsze jest powtarzalna. Pozostała metoda fotochemiczna. W procesie wykonywania płytek drukowanych metodą fotochemiczną niezbędne jest naświetlenie lakieru/filmu światłoczułego promieniami ultrafioletowymi. Po obejrzeniu oferty fabrycznych naświetlarek nie pozostało im nic innego jak samodzielne skonstruowanie urządzenia. Po przejrzeniu projektów dostępnych na elektrodzie doszedłem do wniosku, że najtaniej będzie przerobić opalarkę do skwarek dostępną na portalach aukcyjnych. Trafiłem na aukcji fajnego Phillipsa z sześcioma świetlówkami 20W.



Do budowy użyłem czterech profili aluminiowych, czterech kątowników, płyty PCV spienionego, dwóch płytek z dibondu i 5-milimetrowego szkła.



Co do elektroniki to głównym mózgiem jest tu ATmega8A. Wyświetlanie czasu na standardowych wyświetlaczach LED, sterowanie dotykowe na AT42QT1010-TSHR.



Płytkę dolną wykonałem metodą fotochemiczną górną z przyciskami wydarłem na CNC. Dzięki temu światło z diod LED bardziej prześwituje przez pytkę.
Na szybę miała być naklejona biała folia, ale po kilku nieudanych próbach dałem sobie spokój i pomalowałem szkło białą farbą.




Do obsługi używa się 3 przycisków. Przyciski + i ? służą do ustawiania czasu naświetlania, a przycisk środkowy do włączania i wyłączania urządzenia przed czasem.

Mam zamiar zmodyfikować projekt tak, żeby urządzenie włączało się dopiero po zamknięciu górnej klapki z dibondu. Touchpady są tak czułe, że bez problemu wykrywają obecność dibondu.

Optymalny czas naświetlania płytki to 45 sekund.

Kosztorys:

solarium allegro - 99zł
Profil nr. s-73011 akces-plexi.com.pl - 45zł
PCV spienione allmedia.net.pl - 15zł
płytki dibond małe allmedia.net.pl - 5zł
płyta dibond duża allmedia.net.pl - 35zł
szyba 5mm - 20zł
Atmega8 tme.pl - 4.60zł
AT42QT1010-TSHR tme.pl - 2 * 3,31zł
wyświetlacz LED tme.pl - 4 * 3,5zł
dioda LED tme.pl - 2 * 2zł
przekaźnik piekarz.pl - 4 zł

suma - 230,81 zł






http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=5IYrFqTaU-0
http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=y5AE1QLTiGM
http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=vj_eTWB6deg

W załączniku pliki PCB do EAGLE. HEX-a dorzucę na dniach.

A w jaki sposób pokrywasz laminat emulsją i jaką?

Możesz podać dokładny model tego solarium i czy do robienia płytek wykorzystujesz świetlówki z solarium czy jakieś inne?

Genialne, na jakiej zasadzie działa sterowanie poprzez dotyk?

Pewnie poprzez zmiane pojemności..

kaleb napisał:

A w jaki sposób pokrywasz laminat emulsją i jaką?

LAminat pokrywam błoną światłoczułą dostępną na alledrogo.

morswin89 napisał:

Możesz podać dokładny model tego solarium i czy do robienia płytek wykorzystujesz świetlówki z solarium czy jakieś inne?

Model HB 311

Maryush napisał:

Genialne, na jakiej zasadzie działa sterowanie poprzez dotyk?

Standardowa aplikacja układu AT42QT1010. 3 okrągłe pola na górnej płytce PCB robią za sensory. Dobierając kondensator można zmieniać czułość detekcji. Ja ustawiłem czułość na około 6mm.

J_Bravo napisał:

Standardowa aplikacja układu AT42QT1010. 3 okrągłe pola na górnej płytce PCB robią za sensory. Dobierając kondensator można zmieniać czułość detekcji. Ja ustawiłem czułość na około 6mm.

Sorry za offtop ale te sensory po przykryciu szkłem działają ? one się załączają jak sie dotknie pcb czy na zbliżenie palca do pcb ?

up: Dotknie albo zbliży. Zależy jak ustawisz czułość. Ja ustawiłem tak żeby wykrywało zbliżenie palca do szyby.

Na filmikach widać, że czas na pewno nie jest mierzony w sekundach. Jak ten czasomierz działa i co dokładnie pokazuje, bo 8_czegoś trwało ok. 14 sekund. W takim razie czas naświetlania 45"s" to prawie 80s. Jak to jest?
Też nie zgodzę się, że "metoda żelazkowa" nie jest całkowicie powtarzalna, bo to zależy od wprawy.
Ale tak poza tym, to całkiem fajna naświetlarka.

up:
Masz rację fusy mi się przestawiły. Zamiast na kwarcu procek pracuje na wewnętrznym generatorze. Czas naświetlania wyliczyłem podczas prób z zegarkiem w ręku. 40-50 sekund daje najlepsze efekty. Co do metody żelazkowej to proponuję zrobić kilka pytek metodą fotochemiczną. Jest łatwiej, szybciej i pewniej. Bez "wprawy" pierwsza płytka wyszła idealnie. Ścieżki 12 mils wychodzi idealnie. 10 mils zostaje lekko prześwietlone. Prawdopodobnie 10mis wyjdzie przy zastosowaniu lepszej drukarki albo przy zastosowaniu fotonaświetlarki

Podeślij schemat i płytkę w PDF
Dzięki.

up:
Masz rację. Zożna do dotyku wykorzystać AVR ale w urządzeniu jest tyle "zakłucaczy" że wolałem wykorzystać układy dedykowane. Co do pomiaru to timery ustawiłem pod kwarc 11. MHz a pracuje na wewnętrznym RC z częstotliwością 8MHZ dlatego czas liczony jest za wolno.

Mam pytanie jakiego frezu używasz do wycinania w laminacie i jakich obrotów wrzeciona?

up: Do tego projektu użyłem frezu dwu piórowego o średnicy 2 albo 3 mm.
Do frezowanie ścieżek używam frezu grawerskiego o jak najmniejszym kącie.

Mam pytanie z innej beczki, choć w temacie. Czy przy nakładaniu tej "folii z portalu" nie masz problemu z mikropęcherzykami powietrza? Nakładałem taką folię na odtłuszczony acetonem laminat miedziowy, potem laminowałem w temp. 95 stopni Celsjusza i często miałem po wywołaniu takich płytek małe otworki po pęcherzykach powietrza, co znakomicie potrafiło zniszczyć całą pracę. Słyszałem o próbach nakładanie tej folii na zwilżoną powierzchnię laminatu, miało to niby "wyganiać" owe pęcherzyki powietrza, ale nie za bardzo wyobrażam sobie to bardzo precyzyjne nakładanie cieniutkiej folii w taki sposób.

I drugie pytanie o czas naświetlania, tutaj temat jest prosty, moją naświetlarką (3 rurki Philipsa) udawało mi się prześwietlać wydruki z lasera na kalce/folii, a mozaiki z drukarni nanoszonej metodą poligraficzną nie stosowałem. Natomiast lepsze wyniki miałem na kwarcówce, przy nieco dłuższym czasie naświetlania. Ale... zrobiłem próby z fabrycznym laminatem Burgund i tu nie udało mi się w kilku próbach trafić w optymalny czas naświetlania. Czy masz jakieś doświadczenia na tym polu (bo znana łódzka hurtownia sprzedająca laminat nie miała wiedzy na temat towaru, którym handlują)?

Pozdrawiam.

Co do pęcherzyków - może przegrzewasz folie.

Kiedyś zaobserwowałem coś takiego:
- pierwsze laminowanie PCB - OK,
- kolejny przejazd - OK
- ostatni - kupa pęcherzyków - jakby się coś "zagotowało"

Radek

Witam !

Pozwolę sobie przytoczyć opis metody stosowany w poligrafii przy pokrywaniu-foliowaniu materiałów o różnych współczynnikach rozszerzalności cieplnej. Ma on na celu wyeliminowanie powstających pęcherzyków gazu-powietrza pomiędzy nie przepuszczającą powietrza folią, a gładkim (również nie przepuszczającym powietrza) podłożem.
Proces ten nosi nazwę "kaszerowania".
Maszyny do tego celu to laminatory "rolowe"z płaską trasą przebi»egu zalaminowanego materiału posiadające wałki grzane za pomocą umieszczonych w wewnątrz nich grzałek, czyli wałki grzewcze - grzane są od wewnątrz. Przykładem takiego laminatora jest np. Excelam 355Q.
Jest to szczególnie ważne przy foltolitografii, gdzie pokryty fotorezystem metal jest później wytrawiany (po wywołaniu fotorezystu). Dodam, że powierzchnia laminowanego materiału - w tym przypadku metalu powinna być jak najbardziej gładka i pozbawiona zanieczyszczeń tłustych pylistych. Dodatkowo "guma silikonowa na wałkach grzewczych ma 10mm grubości.
Laminowany materiał (blacha Al, a w tym przypadku miedziowany laminat) jest wstępnie podgrzewana w piecu-komorze termicznej do temp. 60÷70°C, nawet 100°C ( z minimalnym dostępem tlenu-powietrza), przez czas zależny od grubości laminowanego materiału-podłoża.
Taki proces technologiczny-procedura redukuje zmiany wymiarów materiałów pod wpływem ciepła laminacji oraz redukuje naprężenia cieplne mające wpływ na zmianę wymiarów laminowanego materiału pod wpływem temperatury i jego stabilność wymiarową przy zmianach jego temperatury.
Powyższe dotyczy fotopolimerów-fotorezystów, oraz folii DENSOTRANS - Folex stosowanej w przemyśle.

Wstępne podgrzewanie eliminuje też powstawanie "bąbli" rozgrzanego powietrza przy nakładaniu-laminowaniu foto-soldermaski na powierconą już PCB (po wywołaniu i wytrawieniu PCB. Mowa o PBC z wykonanymm już owiertem.

Ponieważ fotopolimery foto-soldermaski wykazują kiepską przyczepność do do pocynowanych powierzchni (tlenek cyny-Sn i ołowiu-Pb) mają jakby "tłustą" powierzchnię co znaczącą powoduje przyleganie foto-soldermaski do takich obszarów stosuję się ich chemiczną pasywację (lub cynowanie chemiczne-kąpiele pirofosforanowe lub oparte na związkach boru. Natomiast dla punktów lutowniczych elementów elektronicznych stosuje się cynowanie selektywne. W warunkach domowych można do tego celu (-cynowania-) zastosować stop Lichtenberga (temp. topn. 92,6° C). Cynowanie z kąpieli kwaśnych (dostępne preparaty - proszki do rozpuszczania) nie zapewnia właściwej jakości powłoki, ma ona kiepską lutownośc, jest cienka i po czasie tworzy gąbczastą, korodującą-pokrytą tlenkaimi i chlorkami powierzchnię).
Cynowanie selektywne PCB pokrytych soldermaską, za pomocą past lutowniczych-hydraulicznych zawierających roztwór ZnCl2 w olejach lutowniczych ma niszczący wpływ (szczególnie pod wpływem temperatury cynowania na gorąco-lutowania) na fotosoldermaskę. Pozdrawiam !

Dziękuję za ciekawy materiał. Nie wydaje mi się, żebym przegrzewał folię, zrobiłem przeróbkę laminatora, dołożyłem mu termostat na Attiny13, dzięki możliwości regulacji - przez zmiany w kodzie - metodą empiryczną ustawiłem temp. 95 stopni. Niższe temperatury dawały gorsze wyniki, jak podaje producent folii, jej przegrzanie (powyżej 106-110 stopni Celsjusza) grozi degradacją składników chemicznych błony. Przy obecnie ustawionej temperaturze mam już ciekawy efekt laminowania (oczywiście przepuszczam płytki kilka razy, wkładając je kolejnymi bokami w laminator), niestety w około połowie przypadków mam BARDZO drobne pęcherzyki powietrza, co po trawieniu daje nieciekawy efekt końcowy. Pęcherzyki te często układają się w linie siatki (taki jakby grid) w miejscach minimalnych zagłębień laminatu powstałych - jak sądzę - podczas produkcji laminatu (prasa dociskowa nie ma zupełnie gładkiego bębna). Laminat przygotowywałem dość dokładnie, od usunięcia warstwy tlenków (nawet pasta polerska), poprzez mycie w czystym chemicznie acetonie. Wydaje mi się, że kłopotem jest takie nałożenie i zalaminowanie folii, żeby pomiędzy nią, a mikrozagłębieniami (występującymi jakby w rastrze) nie pozostawić najmniejszych ilości powietrza. Niestety, nie znalazłem powtarzalnej metody usuwającej ten efekt. Laminatu przed naklejeniem folii nie podgrzewam z oczywistych przyczyn, nie wiem jak miałbym potem na gorący laminat manualnie, precyzyjnie nakładać cienką warstwę folii. Może ktoś z Kolegów zechce się jednak podzielić praktycznymi obserwacjami, oglądam na forach płytki wykonane perfekcyjnie tą metodą, czyli rozwiązanie istnieje Zresztą i mnie takie wychodzą, walczę jedynie z powtarzalnością.

Cytat:

Może ktoś z Kolegów zechce się jednak podzielić praktycznymi obserwacjami

Przecież powyżej dostałeś bardzo konkretną poradę. Laminat jest wstępnie podgrzewany do 60-70°

Laminatory "Turbo" z duzą prędkością laminacji - przesuwania laminowanego materiału powoduję nie nie właściwe dogrzanie laminatu (bez jego wcześniejszego wygrzewania powodują niewłaściwe-zbyt niskie rozgrzanie samego laminatu i adhezję fotopolimeru do niego. Dlatego stosuje się laminatory z manualną regulacją prędkości ogrotowej silnika laminarora - co ma włpływ na prędkość laminacji, a tym samym na własciwe nagrzanie laminatu.
Stosuje się prędkości laminacji z niższych zakresów, a nie TURBO - jak fabryka napisała.
Przepuszczanie laminowanej PCB WIELOKROTNIE ( w wypadku fotopolimerów jest po prostu bezcelowe, a nawet szkodliwe). Takie rzeczy można robić dla zabawy, a nie dla osiągnięcia profesjonalnego efektu. Proszą zmniejszyć prędkość laminacji, a większość problemów z przyleganiem fotopolimerów zniknie. Temperatura, prędkość i właściwe przygotowanie laminatu i powierzchni miedzi, zapewnia właściwy efekt.

Ok, spróbuję, tego jeszcze nie sprawdzałem.

Ścieżki o szerokości 8mils metodą termotransferu to nie jest żadna rewelacja i prawie 100% powtarzalność nawet na dużych powierzchniach. Moje osobiste minimum to ścieżki 5mils i odstęp 5mils na płytce wielkości 16 x 11,5mm pod procka ATmega8 w obudowie MLF.

up:
5mils? No to nieźle Dużo lepiej niż minimalne wymagania profesjonalnych firm. Mógłbyś wrzucić fotki swoich płytek?

Kolego ljmp, mógłbyś się nieco pochwalić, w jaki sposób osiągasz owe 5-8 milsów w termotransferze?

Witam!
Dopytam jaka drukarka i z jakim tonerem zapewnia powtarzalną dokładność i ciągłość ścieżki 5-8 milsów ?
Pomijając właściwe przygotowanie powierzchni miedzi, bardzo interesuje mnie procedura "takiego osiągnięcia" . Pozdrawiam !

ljmp w załączniku masz płytkę testową 1-25 mil na której testowałem naświetlarkę. Mógłbyś ją przenieść na PCB ??

Podziwiam!
Przeniesienie tych ścieźek na PCB byłoby nie leda wyczynem.
Do tej pory udawało mi się za pomocą termotransferu (wydruk Xerox DocuColor250 - 2400DPI) na eco-"kredzie" 115g/m² uzyskać powtarzalne ścieżki 0,1mm. Ale ten wyczyn PODZIWIAM W i gratuluję. Pozdrawiam !

KGS napisał:

Do tej pory udawało mi się .... uzyskać powtarzalne ścieżki 0,1mm

No no 4 milsy. Mogę zobaczyć ten wyczyn?

To może Kolega KGS pochwali się metodą, mnie jakoś pod górkę idzie ten precyzyjny termotransfer. Miewam też kłopot z dużymi powierzchniami masy, często mi odpadają kawałki takich obszarów.