Trawienie dwustronnej PCB 4 mil

Witam.

Chciałbym podzielić się moim sposobem domowego tworzenia/trawienia PCB pod małe układy TQFP/SSOP itp. Szerokość ścieżek min. 4 mil (1 mil to 0.001 cala, 4 mil to 0.1 mm). Zaprezentowana tutaj płytka ma ścieżki o szerokości 12 mil i kilka 10 mil (zgodnie ze sztuką), jednak na filmie pokaże trawienie 6 mil (a nawet 4). Sercem tego układu jest STM32F04 w obudowie LQFP48 7x7mm.
Dodano: w dalszej części wątku pokazuję wytrawianie pod układ UDFN4- wymiary 1x1mm i 5 padów.

Proces ten jest łatwy, tani, przyjemny i szybki a wszystko co potrzebne większość z Was ma w domu, jeśli nie- podam linki.
Produkcja płytki trwa ok 20 min co postaram się przedstawić na filmie do którego link zamieszczam na końcu postu.
Zaznaczam, że nie mam dużego doświadczenia, w sumie wyprodukowałem mniej niż 10 płytek.
Wszystko, czego używam, zdobyłem możliwie najtańszym kosztem. Ponieważ mieszkam w UK, ceny przeliczę wg kursu ￡1=5zł a linki zmienię na polskie.

Wiem, że takich poradników jest w sieci mnóstwo, ale widzę, że ciągle ludzie mają z tym problemy. Myślę, że poradnik tu na forum będzie bardzo przydatny. Najmłodsi i niedoświadczeni dostaną gotowca a starzy wyjadacze może dorzucą coś od siebie.

Zaczynajmy.

Materiały.

1. Zakładam, że każdy wie jak stworzyć projekt płytki.

2. Potrzebujemy laminat. I tutaj pojawi się pierwszy problem.
Używam dwustronnych, bo druga strona zawsze się przydaje, chociażby jako masa. Oczywiście można zastosować jednostronne.
Posiadam 2 rodzaje. Standardowe 1.6mm
eBay
koszt 30zł za 5 szt o wymiarze 10x15cm
oraz cienkie 0.8mm:
Aliexpress
koszt 60zł za 10 szt o wymiarze 10x20cm.

0.8mm kupiłem, bo wtedy nie miałem jeszcze opanowanego wycinania, i myślałem, że będzie łatwiej. Płytki te okazały się całkowicie bezużyteczne. Pomijając fakt, że podczas cięcia za bardzo się deformują, te, z tego sklepu chyba nie są pokryte miedzią. Wytrawienie tych 1.6mm zajmuje mi 2 minuty, zaś tych 0.8mm ok 30, 15x dłużej i ekfekt jest absolutnie nieakceptowalny.
Warstwa miedzi to standardowo 1 oz czyli 35 mikronów.

3. Drukarka.

Posiadam drukarkę Brother HL-1210W ponieważ była najtańsza, ok 250zł nowa. Niemal w każdym wątku o drukowaniu PCB mówi się, że drukarki Brother nie nadają się do tego. Rzeczywiście, wydruk nie wygląda najlepiej, wydaje się, że pokrycie jest dosyć słabe, ale jak widać, gotowa płytka wygląda bardzo dobrze. Ustawienia samej drukarki to jedna wielka zagadka. Nigdzie nie jest opisane która opcja co naprawdę zmienia. Ja stworzyłem profil-

Media- plain paper
Resolution - HQ 1200 dpi
Brightness - min
Contrast - max
Density adjustment - Darkest
Improve toner fixing

Toner mam orginalny ale chyba się kończy. Zastanawiam się, czy zamiennik nie będzie lepiej drukował, niedługo to sprawdzę.

4. Papier do druku.
Na początku próbowałem zwykły papier z jakiegoś katalogu sklepowego. Efekt- bardzo dobry lecz za dużo z tym roboty, bo trzeba moczyć aby oderwać.
Próbowałem też specjalnego papieru do termotransferu za ok 20zł/5 arkuszy A4. Niestety toner nie chciał się do tego przyklejać.
Ostatecznie kupiłem zwykły winyl do nadruku naklejek/znaków:
Ebay
cena 5zł za arkusz A4 ale wiem, że można kupić dużo taniej w zwykłym supermarkecie.
Kupiłem błyszczący oraz matowy. Na obu efekt jest taki sam, jednak matowy znacznie łatwiej odrywa się od PCB po laminowaniu, właściwie sam odpada, podczas gdy błyszczący trzeba ciągnąć. Nie wpływa to jednak na efekt końcowy.

5. Laminator.
Tutaj krótko. Zwykły laminator z supermarketu (ok 50zł) przerobiony na 175 st. Instrukcja przeróbki tutaj.
Cała przeróbka sprowadza się do wymiany wyłącznika termicznego na 175st. Ebay
2 sztuki 5 zł. U mnie nie trzeba było wymieniać bezpiecznika, bo fabryczny jest na 193st. Od siebie dodałem jeszcze 2 gwoździe na brzegach między blaszkami na wylocie aby powiększyć prześwit. Nie jest to konieczne, 1.6mm przechodziło przez to ale ciasno.
Można dodać też przełącznik do wyboru między fabrycznym 135 i 175st.
Dodano: polecam wymienić wyłącznik na więcej- 180 lub 185st.

6. Chemia.
Ja używam chlorku żelaza (FeCl3). Nie było łatwo znaleźć w UK, w Polsce powinno być łatwiej. Cena ok 10 zł za litr który wystarczy na wiele płytek.
Przyda się też aceton ale nie jest konieczny.

7. Nożyce do blachy.
Można ciąć na wiele sposobów, ja używam starych nożyc do blachy.

Robimy.

1. Drukujemy nasz projekt na zwykłej kartce papieru.
(można od razu na winylu, ale ma być tanio).


2. Wycinamy kawałek winylu trochę większy od wydruku i przyklejamy na wydruk. W ten sposób oszczędzamy 90% arkusza winylu.


3. Wkładamy to znów do drukarki i drukujemy, tym razem na gotowo, czyli z odpowiednimi ustawieniami drukarki.

4. Wycinamy wydruk.
Na tym etapie nie wolno dotykać palcami wydrukowanych ścieżek.


5. Wycinamy kawałek laminatu. Ja zawsze wycinam trochę większy kawałek i przycinam na wymiar już po wytrawieniu ale tutaj jest pełna dowolność.


6. Myjemy laminat. Wystarczy ciepła woda i płyn do mycia naczyń. Nie używamy gąbki która leży w kuchennym zlewie. Ja używam starej szczoteczki do zębów. Po umyciu wycieramy ręcznikiem papierowym i nie dotykamy palcami.
Jak widać mój laminat nie jest ani płaski, ani gładki.

7. Transfer wydruku.
Robiąc płytkę jednostronną, wystarczy wydruk przyłożyć do laminatu i włożyć w laminator.

Już po pierwszym przebiegu wydruk przyklejony jest do laminatu więc nic się nam nie rozjedzie.

Robiąc dwustronną płytkę, lub gdy zależy nam na precyzji bo laminat docięliśmy idealnie na wymiar, wydruk przyklejamy do laminatu taśmą keptonową, ok 5-10 zł za rolkę. Musi to być taśma keptonowa, bo zwykła prawdopodobnie stopi się w laminarce.

Dodano: jak sugeruje eDZio- można użyć zwykłej papierowej taśmy malarskiej.

Laminat wkładam w laminator zaraz po jego rozgrzaniu, jak tylko zapali się dioda. Najpierw wkładam w środek, potem w jeden bok, drugi, znów w środek i tak 5 razy.
Dodano: jednak 5 razy to za mało, patrz post #71. Po 5 przebiegach toner przechodzi na płytkę, jednak nie jest jeszcze wystarczająco rozlany. Po trawieniu pojawiają się mikro dziury w miedzi. 7 przebiegów i toner jest idealnie rozlany i nie ma żadnych dziurek. Tutaj wszystko będzie zależało od wielkości płytki, im większa tym więcej razy przechodzi przez laminarkę. Sugeruję też dać wyższą temperaturę, np 185st. W poście #78 pokazałem, że nie da się "przedobrzyć"- po 10 przebiegach płytka wygląda równie dobrze co po 7.

8. Kiedy płytka całkowicie wystygnie, powiedzmy po 2-5 minutach, odrywamy wydruk.



9. Do plastikowego pojemnika wlewamy 1 część gorącej wody z kranu oraz 2 części chlorku żelaza. Ja wlewam z małego kieliszka, "na oko".
Właściwie tu należałoby sprawdzić zalecenia producenta chlorku żelaza co do proporcji, choć nie sądzę aby miało to duże znaczenie.

10. Wkładamy płytkę i powoli mieszamy, to bardzo ważne. Sposoby są różne. Ja kręcę delikatnie płytką czasem ją podnosząc i obracając na drugą stronę. Co jakiś czas wyciągam i sprawdzam czy już się wszystko wytrawiło.


11. Po około 3-4 minutach kiedy wszystko się wytrawi, płytkę płuczemy pod zimną wodą. Warto teraz pod lupą sprawdzić czy wszystko jest ok, jeśli nie to włożyć jeszcze na chwilę. Tutaj uwaga- o wiele łatwiej i szybciej trawi się płytkę jeśli zostawimy duży ground plane, czyli miedź pomiędzy ścieżkami.
Dodano: warto też wodoodpornym flamastrem obrysować całe brzegi jeśli płytka jest większa i będziemy ją potem docinać. Chodzi o to, aby nie trawić miedzi niepotrzebnie.

12. Zmywamy toner. Można użyć zmywacza do paznokci jednak trzeba kilka minut wycierać. Używając czystego acetonu, wystarczy tylko przetrzeć.


Gotowe.

Zachęcam do obejrzenia filmu, gdzie bez edycji pokażę w czasie rzeczywistym cały proces. Na filmie wytrawiam ścieżki o szerokości nawet 4 mil. Ponieważ nie umiałem się dogadać z telefonem w sprawie focusa, oto zdjęcie gotowej płytki:


oraz film:


Wszelka konstruktywna krytyka mile widziana.
Jeśli pojawią się jakieś mądre uwagi, sugestie modyfikacji, będę edytował ten post.

Chętnie odpowiem na nawet najbardziej trywialne pytania, więc zapraszam wszystkich do dyskusji.

Poradnik edytowano 17/01/2017.