آموزش ساخت PCB در خانه (مرحله به مرحله)

همه ما با برد های مدار چاپی یا PCB بسیار آشنا هستیم زیرا به سادگی در تلویزیون، کامپیوتر و هر وسیله الکترونیکی دیگری یافت می شوند. PCB به طور گسترده ای مورد قبول است و بیشتر در صنعت الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. PCB بسیار مقرون به صرفه است، مدار های پیچیده را در فضای اندکی گردآوری می کند و خطر اتصال ضعیف را از بین می برد، این همچنین دارای مسیر های مسی از قبل طراحی شده ای برای اتصال قطعات به روشی موثر و واضح است.

پیشنهاد میکنم قبل از خواند ادامه مطلب، مقاله PCB چیست را بخوانید. همچنین آموزش طراحی PCB با EasyEDA را نیز مشاهده کنید.

در صنایع روش های زیادی برای ساخت PCB وجود دارد و ماشین آلات مورد نیاز برای PCB طراحی شده بسیار پرهزینه هستند. اما ما می توانیم به راحتی در خانه یک PCB بسازیم. شما فقط باید مراحل ساخت PCB را دنبال کنید. قبل از شروع باید برخی از ابزار ها و مواد را تهیه کنید:

مواد و وسایل مورد نیاز :

1. دستگاه دریل
2. اتوی لباسی
3. پرینتر لیزری
4. کاغذ عکس / کاغذ گلاسه
5. دستکش
6. کلرو فریک (محلول اچینگ)
7. برد PCB
8. مارکر دائمی مشکی
9. سمباده یا سیم ظرف‌ شویی
10. هویه

مطلب بروز شده ساخت مدار چاپی را مشاهده کنید.

مرحله 1

در مرحله اول ما به یک نرم افزار طراحی PCB برای تبدیل نمودار شماتیک مدار به طرح PCB نیاز داریم. به این منظور نرم افزارهای رایگان و پرداختی زیادی وجود دارد، برخی از نرم افزارهای متن باز عبارتند از: Cadsoft Eagle، Fritzing، PCBWizard و غیره. در اینجا ما از نرم افزار Dip Trace برای طراحی PCB استفاده می کنیم. با استفاده از این نرم افزار می توانیم طرح های شماتیک و PCB را برای هر پروژه ای طراحی کنیم.

در این آموزش ما ربات دنباله خط رویی را با استفاده از 8051، در برد PCB  می سازیم. شماتیک مدار آن را در مقاله ذکر شده بررسی کنید، ما طرح PCB را برای ربات دنباله خط رو طراحی کرده ایم.

در این طرح PCB ما یک برد مدار برای ربات دنباله خط رو و 2 چوب برای قرار دادن سنسور های مادون قرمز طراحی کرده ایم.

مرحله 2

پس از ایجاد طرح، ما باید تصویر آینه طرح PCB را چاپ کنیم. چاپ باید بر روی کاغذ گلاسه / کاغذ عکس با استفاده از چاپگر لیزری انجام شود.

مرحله 3

در این مرحله ما به یک برد با روکش مسی احتیاج داریم و باید طبق طرح چیدمان PCB آن روکش مسی را در اندازه مورد نیاز برش دهیم.

مرحله 4

اکنون آن را با استفاده از سمباده یا سیم ظرفشویی بسابید. این امر لایه اکسید را از روی برد پاک می کند و همچنین تخته را زبر می کند تا کاغذ بتواند به طور مناسب به آن بچسبد.

مرحله 5

در این مرحله، این روکش مسی را در طرف چاپ شده کاغذ عکس قرار دهید و کاغذ را تا کنید.

یا برد مسی را روی طرح چاپی، طرف مسی به سمت طرف طرح چاپ شده و سمت پلاستیکی آن رو به بالا، قرار دهید و سپس کاغذ را تا کنید.

یا می توانید طرح PCB را از روی کاغذ عکس برش دهید و آن را روی برد مسی قرار دهید، در حالی که سمت چاپگر به سمت برد مسی است و با استفاده از چسب نواری در گوشه های آن، آن را به درستی به صفحه بچسبانید.

مرحله 6

حالا اتوی داغ را بردارید و به مدت 5-10 دقیقه به آرامی اتو کنید یا برای مدتی اتوی داغ را محکم فشار دهید. با گرم کردن کاغذ، جوهر به برد مسی منتقل می شود. حالا اجازه دهید صفحه مسی خنک شود و کاغذ تا شده را باز کنید. اگر کاغذ به صفحه گیر کرد، از آب گرم استفاده کنید تا کاغذ به درستی کنده شود.

در بعضی از نقاط، جوهر به درستی به صفحه مسی منتقل نمی شود یا در هنگام برداشتن کاغذ کم رنگ می شود، بنابراین از مارکر دائمی مشکی استفاده کرده و خطوط و مسیرهای جامانده را کامل کنید.

روش جایگزین: اگر در طراحی مهارت زیادی دارید یا شماتیک مدار بسیار ساده است، می توانید از شر چاپ مدار بر روی کاغذ خلاص شوید و با اتو کردن آن را به صفحه مسی منتقل کنید. با استفاده از مارکر دائمی مشکی می توانید مستقیماً کل طرح PCB را روی صفحه مسی رسم کنید. ابتدا آن را با استفاده از مداد بکشید و سپس از مارکر روی طرح مداد استفاده کنید. اما برای مدار های پیچیده این روش توصیه نمی شود.

مرحله 7

اکنون ما طرح مدار خود را در زیر جوهر مشکی داریم و فقط به مسیر های مسی ای که در زیر این خطوط مشکی هستند نیاز داریم. بنابراین ما باید کل مس های دیگر را به جز خطوط مشکی حذف کنیم.

بدین منظور ما با افزودن 2-3 قاشق چای خوری کلرو فریک در مقداری آب، محلول کلرو فریک (FECL3) درست خواهیم کرد. این محلول “محلول اچینگ” نام دارد. تقریباً PCB را در این محلول قرار دهید. برای نیم ساعت. اکنون کلرو فریک واکنش داده و مسی که در معرض آن بوده را از بین می برد و با مس مستتر در زیر خطوط مشکی واکنش نشان نخواهد داد و ما طبق مسیری که PCB طراحی کرده مسیر مسی را می یابیم.

اکنون PCB را بیرون آورده و بررسی کنید که آیا تمام مس های ناخواسته جدا شده است یا خیر، اگر نه آن را برای مدت بیشتری در محلول قرار دهید. به یاد داشته باشید که مستقیما محلول کلرو فریک را لمس نکنید، یا از انبردست یا دستکش برای خارج کردن PCB از محلول استفاده کنید. محلول کلرو فریک بسیار خطرناک و سمی است.

سرانجام PCB را از محلول خارج کرده و با آب سرد شستشو دهید.

به کل این فرایند در مرحله هفت، فرآیند اچینگ (حک کردن)  گفته می شود. برای سرعت بخشیدن به این روند، می توانید محلول را (با PCB آغشته) در هر 2-3 دقیقه هم بزنید یا می توانید از مقداری آب گرم برای ساختن محلول استفاده کنید.

مرحله 8

حالا PCB را با سیم ظرف شویی یا سمباده ریز بسابید تا جوهر مشکی از بین برود، یا می توانید از تینر (استون) روی یک تکه پنبه برای پاک کردن جوهر مشکی استفاده کنید. اکنون می توانید مسیر های مسی براق را به وضوح در طرح PCB چاپگرمان مشاهده کنید.

مرحله 9

در این مرحله یک دریل دستی برای سوراخ کردن بردارید. سوراخ ها را با توجه به محل قرارگیری قطعات ایجاد کنید و قسمت سنسور های IR را از آن جدا کنید (همانطور که ما با استفاده از 8051 در حال ساخت PCB برای این ربات دنباله خط رو هستیم).

مرحله 10

اکنون زمان لحیم کاری قطعات در این برد مدار چاپی (PCB) فرا رسیده است.

مرحله 11

حالا برد مدار چاپی را برش بزنید. یعنی پایه های ناخواسته قطعات را با استفاده از سیم چین جدا کنید.

این امر روند ساخت PCB را کامل می کند، هنگام اتوی PCB و کار با محلول کلرو فریک، بسیار مراقب باشید.

اکنون برد مدار چاپی شما در مقابلتان است. نگاهی به آن بیندازید.