مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور القاتلة: 12 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

يوضح هذا التوجيه عملية صنع لوحات الدوائر المطبوعة بميزات صغيرة مثل 0.005 مناسبة لـ LQFP أو QFN ICs باستخدام مقاوم الضوء السالب للفيلم الجاف. سيمكنك هذا من التعامل مع أي نوع من الدوائر المتكاملة المتاحة - حتى مجموعة الشبكة الكروية! في الصورة ، لوحات ذات حزم TSSOP-14 و QFN-40 باستخدام درجة ميل 0.65 مم ومآخذ مرنة ذات قوة إدخال صفرية مع خطوة 0.5 مم.

الخطوة 1: الخلفية

بعد تجربة استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور في المنزل لفترة من الوقت ، قمت أخيرًا بعمل عملية تنتج نتائج متسقة إلى حد معقول تبدو في الواقع جيدة جدًا. قضيت الكثير من الوقت في محاولة استخدام طريقة نقل الحبر بدرجات متفاوتة من النجاح (حسنًا ، قد تكون درجات الفشل المتفاوتة أكثر دقة). لقد جربت أيضًا رذاذ Philmore / Datak لمقاومة الصور السلبية بنتائج مروعة باستمرار (أذابت الأشياء في النهاية فوهة الرش المرفقة بها وتسربت في كل مكان). ليس أخضر ولا ينصح به. الآن كان بإمكاني شراء لوحات حساسة وأنقذت الكثير من المتاعب ، لكنني أجد أن المواد باهظة الثمن بالنسبة لحجم الألواح التي أنتجها. حاولت في النهاية مقاومة صورة الفيلم الجاف ولن أعود! لن أخوض في تعقيدات الالتقاط التخطيطي ، أو الحفر لأن هذه الموضوعات مغطاة جيدًا بواسطة تعليمات أخرى. لا يتم استخدام مركبات متطايرة - فقط القواعد البسيطة التي يمكن جعلها آمنة بيئيًا عن طريق ترشيح المواد الصلبة والتحييد باستخدام حمض الهيدروكلوريك (انظر تعليمات الشركة المصنعة لمعرفة إجراءات التخلص المناسبة). تشكل هذه العملية ، عند دمجها مع عملية حفر بيروكسيد / كلوريد النحاسي ، عملية تطوير صديقة للبيئة ومسؤولة بيئيًا لثنائي الفينيل متعدد الكلور. إذا لم تكن قد جربت طريقة نقل الحبر ، فقم بذلك. ما لم تنعم بالحبر السحري و / أو الورق ، فإن طريقة مقاومة الفيلم الجاف ستحقق نتائج أفضل ، لكن العملية أكثر تعقيدًا. إذا كنت راضيًا عن نتائج نقل الحبر ، فالتزم بهذه الطريقة بكل الوسائل. بطبيعة الحال ، يتم تطبيق التحذيرات القياسية: تشتمل عملية حفر ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومعالجة الفيلم الجاف على مواد كاوية - تأكد من استخدام معدات الحماية وأن يكون لديك محطة لغسل العين في متناول اليد (أو على الأقل دلو من الماء). لاحظ أيضًا أن تطوير وتجريد الفيلم الجاف ينطوي على قواعد قوية - احتفظ بها بعيدًا عن كيماويات النقش ، أو قد تتفاعل بعنف. MG Chemicals 416DFR Dry Film Resist حوالي 20.00 دولارًا مقابل 12 بوصة × 5 أقدام في Frys و Altex وعلى الإنترنت. رفضت MG ذكر كميات أكبر ، ولن تفصح عن الشركة المصنعة لفيلمهم. - Dupont Riston M115 متاح في Think & Tinker Excellent resist ، أكثر اقتصادا من MG إذا كنت تريد كميات أكبر (12 بوصة × 50 قدمًا مقابل 96.75 دولارًا أمريكيًا ، 12 بوصة × 100 قدمًا مقابل 116.26 دولارًا أمريكيًا). ملابس رائعة ، أناس متعاونون للغاية ، ودودون والكثير من المعلومات الرائعة. موقع رائع! - شركة Kolon Dry Film Resist الكورية تبيع بسعر أقل إلى حد ما من Think & Tinker's Riston ، ولكن بحد أدنى 500 قدم ما تحتاجه - طابعة ليزر - تغليف منزلي / مكتب - شفافية طابعة ليزر - لاصق بخاخ - مقاومة صور فيلم جاف سلبي - مطور مقاوم (كربونات الصوديوم) - متجرد مقاومة (sodi um hydroxide) - صفائح زجاجية - شريط شفاف - ضوء أصفر للحشرات - منطقة آمنة للضوء - اختياري - كيس فراغ أو إطار فراغ - مصدر التعرض للأشعة فوق البنفسجية - أداة قص الورق الدوارة - دليل حساسية Stouffer للمعايرة - 21 خطوة

الخطوة 2: إنشاء عمل فني

أفترض أنك التقطت التخطيطي الخاص بك ووضعت PCB الخاص بك في شيء مثل Eagle - إذا كنت لا تعرف ما أتحدث عنه ، فمن الأفضل أن تبدأ من خلال تعلم الالتقاط التخطيطي وتخطيط PCB. بمجرد الانتهاء من وضع PCB ، ستحتاج إلى إنشاء أقنعة صور سلبية. قناع الصورة السلبية هو شفافية واضحة حيث تريد النحاس والأسود حيث تريد إزالة النحاس. تلميح واحد: إذا اعتدت على ملء طبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور بطائرات أرضية أو طاقة ، فستوفر الكثير من مسحوق الحبر. لاحظ أيضًا أنه يمكنك تجانب تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور في Eagle باستخدام أمر group copy إذا لم يكن هناك ملف تخطيطي مرتبط (وإلا فإنه سيشتكي من أنه يتعين عليك القيام بذلك في التخطيطي "). لقد وجدت عملية قلب الألوان في سيكون إخراجك صعبًا بشكل مدهش ، لكنني في النهاية استقرت على هذا الأسلوب البسيط إلى حد ما باستخدام برنامج الرسم المتجه مفتوح المصدر Inkscape: 1. تأكد من أنك حددت فقط الطبقات الضرورية للحفر (مثل Top / Bottom ، Pads ، Vias). 2. استخدم وظيفة طباعة Eagle للإخراج إلى ملف PDF. على الرغم من أننا نطبع على ورق شفاف ، ستظل ترغب في عكس الطبقة العليا لوضع الجانب المطبوع بالقرب من اللوحة ومنع حدوث نزيف. 3. إذا ليس لديك Inkscape مثبتًا بالفعل ، قم بتنزيله وتثبيته الآن.4. افتح ملف PDF في Inkscape (اقبل معلمات التحميل الافتراضية).5. افتح جزء الطبقات (Menu Layer: Layers).6. انقر فوق الزر + لإضافة طبقة. اسمها ما تريد (سميت لي "ب").7. انقر السهم لأسفل لتحريك الطبقة الجديدة إلى الأسفل 8. حدد أداة المستطيل من لوحة الأدوات 9. انقر بزر الماوس الأيمن فوق حامل اللون الأزرق في أسفل الشاشة وحدد Set Stroke.10. انقر بزر الماوس الأيمن فوق حامل اللون الرمادي وحدد تعيين التعبئة.11. انقر واسحب لرسم مستطيل حول لوحتك. حدد أداة السهم ، ثم حدد واسحب كل جانب من المستطيل إلى حافة اللوحة. يجب أن تبدو الشاشة كما يلي: 13. انقر بزر الماوس الأيمن فوق المربع الأسود أسفل الشاشة وحدد Set Fill. انقر بزر الماوس الأيمن فوق المربع الأسود مرة أخرى وحدد تعيين السكتة الدماغية.14. انقر فوق أيقونة العين في لوحة الطبقات لإيقاف تشغيل الطبقة b. انقر واسحب لتحديد اللوحة الخاصة بك (أو انقر فوق رمز تحديد الكل المرئي على شريط الأدوات). نفي الصورة (تأثيرات القائمة: اللون: سلبي) 17. انقر فوق أيقونة العين للطبقة b مرة أخرى. يجب أن يكون لديك الآن شيء مثل هذا: 18. انقر فوق حفظ باسم ، ثم قم بتغيير نوع الملف إلى PDF عبر القاهرة ، وقم بإلحاق _out باسم الملف (مثل test_out.pdf) حتى لا تكتب فوق الملف الأصلي. انقر فوق Save-As مرة أخرى للحفظ كتنسيق SVG الافتراضي.

الخطوة الثالثة: عمل أشكال شفافة

كان هذا الجزء قليلاً من التحدي أيضًا. تكمن المشكلة في أن معظم طابعات الليزر لا تقوم بعمل مطبوعات داكنة حقًا ، لذلك يتسرب بعض الضوء عبر المناطق السوداء. لقد جربت الكثير من الأساليب لتغميق مسحوق الحبر بشكل انتقائي: أقلام المسح الجاف ، وحبر الختم ، وأقلام الشمع ، والفحم ، والجرافيت ، والتنعيم / التسخين + تطبيق مسحوق الحبر الإضافي ، وما إلى ذلك. لم ينجح أي منها. إليك ما يناسبني باستمرار:

1. ابدأ بعمل فني صغير - أستخدم ماكينة قص الورق الدوارة لتقطيع أوراق الشفافية إلى أرباع (4.25 × 5.5) 2-3 ورقات في المرة الواحدة. يعتبر العمل الفني الصغير أفضل لأنه سيتم تقليل التشوهات المرتبطة بالحرارة في مادة الشفافية. 2. افتح ملف PDF من الخطوة الأخيرة باستخدام Adobe Reader ، واطبع على طابعة ليزر محملة بأوراق الشفافية الخاصة بك. بالنسبة لطابعتي (Brother HL-5250DN) ، أستخدم الإعدادات التالية: حجم الورق المحدد من قبل المستخدم (4.25 × 5.5) ، بدون طباعة مزدوجة ، تغذية يدوية ، 1200 نقطة لكل بوصة ، كثافة أغمق. تلميح كبير هنا: يمكن أن يكون لديك عدة نسخ من نفس الطابعة مثبتة في Windows ، لذا أضف طابعة جديدة تسمى PCB_Laser كنسخة مكررة من طابعة الليزر الموجودة لديك ، ثم انقر بزر الماوس الأيمن وقم بتعديل الإعدادات الافتراضية حسب الحاجة لطباعة PCB بشفافية. 3. طباعة العمل الفني العلوي والسفلي. ارفع العمل الفني أمام الضوء: هل ترى أي ضوء يتسرب عبر المناطق السوداء؟ إذا كانت نتائجك مشابهة لنتائجي ، فسيكون لديك ما يكفي من التسرب لإحداث مشاكل في مقاومتك. لاحظ أنك تحتاج حقًا إلى وجود بعض المناطق السوداء الكبيرة للحكم بدقة على كثافة الحبر. إذا كنت تنعم بحبر فائق الكثافة ، فانتقل إلى الخطوة 8 ، وإلا فتابع واطبع نسخة ثانية من كل ورق شفاف. 4. بعد ذلك ، تحتاج إلى طاولة إضاءة مؤقتة لمحاذاة العمل الفني. يمكن أن يكون هذا بسيطًا مثل قطعة من الورق مسجلة على نافذة مضاءة بنور الشمس ، أو صينية ضحلة تحتوي على ضوء بحجم كرة الهوكي مغطاة بورقة ولوح زجاجي. الإضاءة الخلفية من الماسح الضوئي تجعل منضدة إضاءة رائعة. ما عليك سوى إجراء مسح ضوئي في وضع الشفافية / الوضع السلبي - من المحتمل أنه سيترك الإضاءة الخلفية مضاءة لعدة دقائق بعد المسح ثم قم بإزالة الغطاء وقلبه. سيساعد استخدام عدسة مكبرة مثبتة على الرأس بشكل كبير في محاذاة عملك الفني. 5. بعد ذلك سنقوم بربط أزواج الشفافية (2x أعلى ، 2x أسفل) لمضاعفة كثافة الحبر. للقيام بذلك ، خذ نسخة واحدة من كل شفافية وقم بوضع لاصق بخاخ على جانب الحبر. يمكنك معرفة جانب الحبر من خلال ملاحظة انعكاس الضوء عن سطح الشفافية ؛ يبدو الحبر باهتًا على جانب الحبر. 6. ضع جانب مسحوق الحبر الشفاف غير اللاصق لأسفل على المنضدة المضيئة - قد ترغب في لصق زوايا هذه الورقة بشكل غير محكم على المنضدة المضيئة (قم بطي الشريط في النهاية بحيث يمكنك إزالته بسهولة بعد ذلك). 7. قم بمحاذاة (تسجيل) بعناية شفافية الطلاء اللاصق مع الشفافية غير المطلية. بمجرد المحاذاة ، اضغط بقوة للالتصاق بالورقتين. 8. قم بتمرير الأغشية الشفافة المحاذاة من خلال جهاز التغليف في أبرد مكان لربط الطبقات معًا بشكل دائم. 9. قم بمحاذاة العمل الفني العلوي والسفلي (جانب الحبر للداخل) والشريط بإحكام مع ترك مساحة كافية لتحريك PCB بينهما. بالتناوب ، إذا كان لديك حد لا يقل عن بوصة واحدة حول اللوح ، فيمكنك وضع مادة لاصقة بالرش على شريط 1/2 بوصة بطول حافتين عن طريق تغطية باقي القناع بزاوية قطعة من الورق - فقط تأكد من عدم وجود ما لا يقل عن 1/4 بوصة بين الشريط اللاصق وحافة اللوحة.

الخطوة 4: تحضير النحاس المكسو

نظف بعناية المواد المكسوة بالنحاس باستخدام ضمادة فرك ومركب تنظيف يحتوي على مادة مبيضة (على سبيل المثال ، مقشر ناعم مع مبيض). صنفرة باستخدام ورق صنفرة رطب / جاف 320 أو 400 حبيبة رملية لتقوية السطح وضمان مقاومة الالتصاق المناسبة. جفف اللوح مع الحرص على عدم لمس اللوح بدون قفازات (لمنع نقل زيوت الجلد إلى اللوح).

الخطوة 5: صفح

هناك عدد قليل من الطرق الممكنة المختلفة لتصفيح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تقترح MG Chemicals أسلوب المجلد فوق والصفائح. يقترح آخرون استخدام إما الحرارة أو الماء (أو كليهما) للالتصاق بالمواد المقاومة لثنائي الفينيل متعدد الكلور قبل التصفيح. لقد حالفني الحظ مع هذا الأسلوب: 1. اجعل منطقة عملك آمنة من الضوء: قم بتشغيل مصباح الخطأ وإيقاف تشغيل أي فلورسنت ، أو> 40 وات من المصابيح المتوهجة 2. قص مادة صفائحية أكبر من اللوح بمقدار 1/2 بوصة (مزدوج الطول إذا كنت تقوم بعمل لوحة على الوجهين) 3. قشر بحذر النصف الأول من الفيلم الداخلي (دائمًا في الجزء الداخلي من التجعيد) 4. قم بمحاذاة الصفيحة بعناية مع التأكد من أن الصفيحة تغطي اللوحة بالكامل على كلا الجانبين (إذا كان على الوجهين). 5. اضغط على أول نصف بوصة من الرقائق المكشوفة للوحة. 6. اسحب الطبقة الداخلية المتبقية بحذر إلى أسفل بمقدار نصف بوصة في المرة الواحدة ، مع الضغط في نفس الوقت على الصفيحة المكشوفة على اللوحة. احرصي على عدم ظهور أي تجاعيد. استمر بالجانب الخلفي بنفس الطريقة إذا لزم الأمر. 8. قم بتمرير اللوحة من خلال آلة التغليف (بمجرد أن تصل درجة حرارة المصفي بالكامل إلى درجة الحرارة). اقلبها وقم بالمرور من خلال آلة التغليف مرة أخرى.

الخطوة 6: فضح

ضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور المصفح بين الورق الشفاف المسجل مسبقًا والشريط بإحكام في مكانه. ضع دليل حساسية Stouffer المكون من 21 خطوة على قسم مفتوح من ثنائي الفينيل متعدد الكلور إذا كنت تخطط لمعايرة عملية التعرض الخاصة بك. تريد الضغط على العمل الفني بإحكام على PCB لمنع الضوء من التسرب تحت آثارك. يمكنك القيام بذلك باستخدام لوحين من الزجاج ، أو يفضل استخدام كيس مفرغ الهواء أو إطار فراغ. يمكنك بعد ذلك وضع هذه المجموعة في ضوء الشمس الساطع لمدة 5-8 دقائق لكل جانب ، أو استخدام مصدر آخر للأشعة فوق البنفسجية من اختيارك. لاحظ أنه على الرغم من التوافق المحكم لثنائي الفينيل متعدد الكلور والأعمال الفنية ، فإن الموازاة (جعل أشعة الضوء متوازية) مهمة لتحقيق آثار دقيقة - راجع هنا للحصول على إرشادات حول إنشاء مصدر ضوء فوق بنفسجي متوازي.

الخطوة السابعة: التطوير

اتبع إرشادات الشركة المصنعة لإعداد محلول المطور (عادةً كربونات الصوديوم أو كربونات البوتاسيوم) وتطوير اللوح الخاص بك (تطوير يزيل مقاومة غير معرضة للأشعة فوق البنفسجية).

الخطوة 8: حفر

استخدم التلميح المفضل لديك - فقط تأكد من التفكير في التخلص المستقبلي وفكر في عملية خضراء مثل عملية حفر بيروكسيد / كلوريد النحاسي (إنها خضراء حرفيًا أيضًا). وإذا كنت تريد البحث في التفاصيل الدقيقة للكيمياء المتضمنة ، فهذه الصفحة تناسبك.

الخطوة 9: نزع

ستحتاج إلى هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) لهذا الغرض - هذه هي الأشياء التي يستخدمها براد بيت لحرق يد إدوارد نورتون في Fight Club حيث يذيب الدهون ، وتتكون بشرتك بشكل كبير من الدهون ، لذا كن حذرًا. تحقق من بيوت الإمداد بالكيماويات المحلية - لقد حالفني الحظ: جاري يصنع الصابون ، لذلك خرجت للتو وسألت إذا كان بإمكاني استعارة كوب من الغسول!

الخطوة 10: قناع اللحام والشاشة الحريرية

قم بتطبيق قناع اللحام عن طريق فرك وإعادة تصفيح اللوح المحفور بطبقة جديدة من المقاومة ، ثم قم بإزالة الفيلم الخارجي الواقي وتطبيق طبقة ثانية من المقاومة لمضاعفة السماكة. تعريض الآن مع طبقات التوقف والشاشة الحريرية وتطويرها كما كان من قبل (قد يستغرق التعرض وقتًا أطول قليلاً بسبب سماكة المقاومة الإضافية). اخبز في محمصة على حرارة 200-220 درجة فهرنهايت لمدة 10 دقائق (تأكد من دعم اللوح حتى لا تلتصق المقاومة بالمحمصة). قم بإزالة السبورة من المحمصة واستخدم قلم تلوين أبيض لملء نص الشاشة الحريرية بينما اللوحة لا تزال دافئة. امسح أي فائض من الشمع باستخدام منشفة واستخدم عود أسنان لإزالة الشمع الزائد من الأخاديد والآثار.

الخطوة 11: استنسل لصق اللحام

إذا كنت قد وصلت إلى هذا الحد ، فلا بد أنك قد توقفت بضع ليالٍ متأخرة واستهلكت كميات وفيرة من المشروبات الغازية (والكافيين). إذا كان الأمر كذلك ، خذ إحدى علب الصودا واقطع الجزء العلوي والسفلي بمقص أو مقصات ضوئية. حاول قصه بدقة دون حواف خشنة. قطع بعد ذلك بالطول لإنتاج شريط من الألومنيوم حوالي 8 "× 4". سيكون هذا الشريط مجعدًا جدًا ، لكن لا يمكنك "فكه" دون تكوين التجاعيد. بالنسبة للخطوات التالية ، يمكنك إما التعامل مع الضفيرة ، أو يمكنك فصل المعدن عن طريق تسخينه في فرن محمصة إلى حوالي 450 درجة فهرنهايت ، ثم تركه يبرد ببطء لأسفل. بعد ذلك ، يجب صنفرة العلبة من الداخل والخارج باستخدام ورق صنفرة رطب / جاف من 220 إلى 320 حبيبة رطبة لإزالة الطلاء (لاحظ أن هناك طلاءًا واضحًا داخل العلبة - وإلا فإن الصودا ستأكل من خلاله). يمكنك استخدام بعض أدوات إزالة الطلاء شديدة التحمل لهذا الغرض ، لكن ورق الصنفرة يبدو أكثر خضرة. بمجرد إزالة كل الدهان ، افرك جيدًا باستخدام SoftScrub مع التبييض لإزالة كل أثر للزيت. التالي مقاوم الضوء الصفائحي على كلا الجانبين تمامًا كما فعلت مع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. اصنع عملك الفني باستخدام طبقة tcream كما فعلت من قبل ، لكن لا تقم بعمل سلبيات هذه المرة - إخراج Eagle سلبي بالفعل! تأكد من عمل ورقتين شفافتين لكل من الأمام والخلف (وتأكد من عكس الجزء الأمامي بحيث يكون مسحوق الحبر في مواجهة المقاومة). تطوير كما كان من قبل وحفر في حمض الهيدروكلوريك المخفف. قمت بتخفيف حمض الهيدروكلوريك إلى حوالي 50٪ (صب الحمض في الماء ، وليس العكس). سيبدأ النقش ببطء حتى تتم إزالة طبقة الأكسيد ، ثم يتم تسريعها بشكل ملحوظ. لا تحفر بسرعة كبيرة ، وإلا ستسخن اللوحة وستتوقف المقاومة. إذا تركت المقاومة في مكانها ، فسيكون لديك استنسل 5 مللي تقريبًا ، أو يمكنك تجريد المقاومة للحصول على استنسل يبلغ حوالي 2 مللي - ولكن احذر ، سوف يهاجم هيدروكسيد الصوديوم بقوة أقل قليلاً من HCl (حسب التركيزات). بعد ذلك ، استخدم الألواح الفاشلة (يجب أن يكون لديك عدد قليل منها الآن) لتجهيز رقصة لصق اللحام. ضع معجون اللحام باستخدام مكشطة الطلاء ، أو ما شابه ذلك ، ضع الأجزاء الخاصة بك ، واستمر في إعادة التدفق.

الخطوة 12: إعادة التدفق

أشياء بسيطة جدًا هنا: تسخينها حتى تذوب معجون اللحام ، ثم تبرد. تأكد من استخدام لوح نحاسي أو ألومنيوم قوي إلى حد ما لتوزيع الحرارة بالتساوي على اللوح. بمجرد ذوبان كل اللحام ، قم بإزالة اللوح المعدني من لوح التسخين ، وضعه على بالوعة الحرارة لخفض درجة الحرارة مرة أخرى بسرعة - أرضيات المرآب الأسمنتية تعمل بشكل رائع - فقط تأكد من استخدام قفازات الفرن (ولكن لا تخبز ملفات تعريف الارتباط معهم بعد ذلك). قد تحتاج إلى تنظيف بعض الوصلات الموصلة بعد إعادة التدفق. لهذا ، ما عليك سوى استخدام فتيل اللحام والكثير من التدفق (أحب Orange Crush). استخدم القوة واشعلها! راجع للشغل ، قمت بطريق الخطأ بتشغيل درجة الحرارة عالية جدًا على اللوحة الأولى وحصلت على تأثير التدرج اللوني اللطيف على قناع اللحام نتيجة لذلك (انظر الصورة التمهيدية). أعتقد أن المكونات كانت لا تزال في المواصفات ، لكن لم يكن لدي موزع حراري جيد تحتها في ذلك الوقت ، لذلك لا يمكنني التأكد من أن المسبار كان يقرأ نفس درجة الحرارة التي كانت اللوحة تراها. يبدو اللوح على ما يرام حتى الآن - حسنًا ، هذا كل شيء - سهل إيه؟ تأكد من مشاهدة موقع الويب القادم الخاص بي IncoherentLabs.com. استمتع الآن وانقذ العالم!