آموزش طراحی و ساخت برد مدار چاپی – PCB

مراحل ساخت برد مدارچاپی به صورت گام به گام و به دو روش به صورت تصویری آورده شده است :

اولین قدم طراحی مدار الکتریکی و رسم آن است .

پس از طراحی مدارچاپی با یکی از نرم افزار های طراحی برد مدارچاپی مانند پروتئوس که در پست قبل برای دانلود و آموزش آن گذاشته شده است، تازه نوبت ساخت فیبر مدار چاپی میرسد.

انتخاب روش مناسب ساخت برد مدارچاپی  :

برای ساخت PCB روش های گوناگون و متفاوتی وجود دارد و انتخاب هر کدام از آن ها به امکانات و وسایل شما ، میزان توقع شما از حرفه ای بودن آن، سختی و یا راحتی روش ساخت برد مدارچاپی و سایر عوامل بستگی دارد.

در زیر خلاصه ای از روش های گوناگون ساخت برد PCB آمده است و تصمیم با شما خواهد بود که کدام یک از این روش ها را انتخاب کنید.

۱) ساخت  مدار چاپی  با روش ماژیک ضد اسید:

در این روش نیاز به ایمنی و مراقبت بسیار دارید چراکه با مواد خطرناکی مانند مواد اسیدی کار میکنید. این روش ساخت برد مدارچاپی کمی زمان بر است و کیفیت برد مدارچاپی ساخته شده با این روش متناسب با موادی که استفاده میکنید متفاوت خواهد بود اما به طور معمول برای ساخت برد مدارچاپی ساده و در سطح مبتدی روش مناسبی است.

۲) ساخت مدار چاپی به روش  ماوراء بنفش:

این روش تولید برد مدارچاپی به دلیل استفاده از مواد گران که کمتر در دسترس است معمولا متداول نیست ولی این روش تولید برد از روش تولید مدار چاپی با ماژیک ضد اسید راحتر است و برای ساخت مدار چاپی پیچیده تر مناسب تر است .

۳) ساخت برد مدار چاپی با روش قلم زنی مکانیکی:

در این روش برای ساخت فیبر مدارچاپی از دستگاه های مخصوصی استفاده میشود که کار قلم زنی مسیر های PCB را انجام میدهند . این دستگاه ها گران هستند و در صورتی که به تعداد زیاد کپی از مدار چاپی نیاز داشته باشید و این دستگاه ها را اجاره کنید مقرون به صرفه خواهد بود در این روش ساخت برد با کیفیت بهتری انجام خواهد شد

۴) ساخت برد مدار چاپی با روش قلم زنی لیزری:

این روش برای ساخت فیبر مدار چاپی در تعداد انبوه و در کارخانه های تولید کننده برد مدارچاپی استفاده میشود .

البته گاهی در دانشگاه ها نیز از این روش استفاده میشود . ساخت برد PCB به روش قلم زنی لیزری مشابه روش قلم زنی مکانیکی است فقط در این روش از لیزر برای چاپ مدارالکتریکی استفاده میشود .

دسترسی به این ماشین ها برای تولیدات خانگی و تیراژ پایین بسیار دشوار است ولی اگر بتوانید دانشگاهی را پیدا کنید که این دستگاه را داشته باشد و بعد بتوانید آن ها را راضی کنید که آن را به شما اجاره دهند بسیار خوش شانس خواهید بود.

ما در اینجا دو روش ساخت برد مدار چاپی را آموزش خواهیم داد:

• آموزش ساخت برد مدار چاپی با ماژیک ضد اسید
• آموزش ساخت برد مدار چاپی با اشعه ماوراءبنفش

• آموزش ساخت PCB با استفاده از ماژیک ضد اسید :

اگر از روش ماژیک ضد اسید استفاده کنید باید مدار الکتریکی مورد نظر را با ماژیک ضد اسید روی برد بکشید.

این ماژیک به راحتی تهیه میشود فقط باید در نظر داشت این روش برای ساخت بردهای PCB  در تعداد محدود مناسب است و برای تولیدات متوسط و یا انبوه به هیچ عنوان مناسب نیست.

استفاده از پرینتر لیزری متداولترین روش چاپ مدار الکتریکی برد است.

وقتی که دارید مدار خود را با نرم افزار طراحی مدارچاپی رسم میکنید باید صفحه ی آن را متناسب با صفحه ای که بعدا میخواهید در پرینتر لیزری بگذارید انتخاب کنید یعنی سایز صفحه نرم فزار طراحی مدارچاپی با سایز برگه داخل پرینتر لیزری باید یکی باشد.

چاپ طرح مدار الکتریکی از خروجی نرم افزار :

طرح مدار الکتریکی خود را روی صفحه گلاسه مانند صفحات  مجله ها پرینت یگیرید هنگام پرینت گزینه mirrored را انتخاب کنید(بیشتر نرم افزارها زمانیکه print را می زنید در قسمت option این گزینه را دارند)

به هیچ عنوان بعد از چاپ روی جوهر چاپ شده روی کاغذ گلاسه دست نکشید.

برگه گلاسه را از طرفی که مدار روی آن چاپ شده است روی سطح مسی فیبر مدار چاپی قرار دهید و آن ها را کاملا روی هم تراز کنید، حالا اتو را آماده کنید.

وقتی که اتو داغ و آماده شد، آن را روی کاغذی که روی فیبر مدار چاپی قرار گرفته به آرامی قرار دهید و سعی کنید تمام قسمت را با دقت  آرام اتو کنید و مراقب باشید آن ها را نسوزانید.

   ۳۰-۴۵ ثانیه اتوکشی برای اینکه مطمئن شوید طرح مدار روی مس افتاده است کفایت می کند (البته این زمان به توان اتو شما بستگی دارد)

بعد از اینکه کارتان با اتو تمام شد آن را خاموش کنید و در جای خود قرار دهید حالا فیبر مدار چاپی را داخل ظرف آب داغ قرار دهید.

کاغذ بسیار داغ است سعی نکنید آن را به زور از روی فیبر مدار چاپی جدا کنید چرا که به فیبر مدار چاپی آسیب می زند.

آرام فیبر را در آب تکان دهید تا چسبیدگی ها از بین برود.

روش دیگر قرار دادن فیبر در آب داغ به مدت ۱۰ دقیقه است.

 حالا سعی کنید به آرامی کاغذ را از روی فیبر مدار چاپی جدا کنید و اگر فکر می کنید هنوز بعضی قسمت ها هنوز حالت چسبندگی دارد و ممکن است در صورت کندن مدار ،مدار چاپی را خراب کند اجازه دهید کمی بیشتر خیسانده شود، حالا طرح مدار شما به خوبی روی فیبر مدار چاپی نقش بسته است.

حالا باید مدار چاپی  کاملا خشک شود. آرام دستمال را روی آن قرار دهید تا قطره های درشت آب را به خود جذب کند ولی دستمال را به هیچ عنوان روی آن نکشید و اجازه بدهید حدود ۳۰ ثانیه زیر باد پیکه یا کولر بماند.

حذف مس های اضافی روی برد مدار چاپی :

با یکی از روش های زیر باید مس های اضافی روی برد را پاک کنیم تا فقط سیم کشی یا ترک های مدار الکتریکی باقی بماند.

با استفاده از اسید :

متداولترین انتخاب نوع اسید، Ferric chloride است و انتخاب متداول بعدی  Ammonium Persulfate Crystals است، مهم نیست کدام نوع اسید را انتخاب می کنید ، نکته مهم خطرناک بودن این ماده شیمیایی است که باید بسیار مراقب باشید و تمام نکات ایمنی را رعایت کنید.

آماده سازی اسید :

بسته به نوع اسیدی که انتخاب می کنید ممکن است ساختار آماده سازی اسید برای از بین بردن مس های اضافی برد PCB متفاوت باشد، بعضی از اسیدها باید با آب گرم مخلوط شود تا آماده استفاده شوند مانند Crystallized Acid و نوع دیگر نیاز به هیچ اقدامی نداشته باشد و آماده استفاده باشد.

برد را به آرامی در محلول اسید آماده غوطه ور کنید.

۳-۵ دقیقه آن را در محلول اسید تکان دهید.

وقتیکه تمام مس های اضافه روی فیبر مدار چاپی پاک شد آن را باید با آب شستشو دهیم.

برای حذف مس های اضافه فیبر می توانید از یک سمباده خوب و با کیفیت هم استفاده کنید.

۲) ساخت برد مدار چاپی با استفاده از اشعه ماوراء بنفش

در این روش شما به یک فیبر مدار چاپی حساس به نور (مثبت یا منفی) ، یک عایق اشعه ماوراء بنفش ، یک برگه شفاف و آب مقطر نیاز دارید.

شما ممکن است فیبر آماده برای ساخت برد مدار چاپی با اشعه ماوراءبنفش پیدا کنید که معمولا روی این نوع فیبر مدار چاپی یک ورق نایلونی مشکی وجود دارد و یا اسپری مخصوص حساس به نور داشته باشید که روی طرفی از PCB که از مس پوشیده است کاملا زده شود.

با یک پرینتر لیزری ، طرح برد مدار چاپی  را روی برگه شفاف پرینت بگیرد.

در حالت مثبت یا منفی ، مطابق با پوشش حساس به نور فیبری که تهیه کرده اید.

روی مس را با برگه شفافی که طرح مدار چاپی روی آن پرینت شده است بپوشانید و آن دو را روی هم کاملا تراز کنید.

حالا فیبر مدار چاپی و برگه شفاف که روی آن قرار گرفته است را داخل دستگاه عایق اشعه ماوراءبنفش قرار دهید.

دستگاه را روشن کنید ، حدود ۱۵-۲۰ دقیقه اجازه دهید فیبر مدار چاپی و برگه شفاف روی آن داخل دستگاه بماند.

بعضی از دستگاه ها تایمر دارند و می توانید زمان آن را ۱۵-۲۰ دقیقه تنظیم کنید.

حالا باید قسمت های اضافی را از روی برد پاک کنیم. حالا با استفاده از PHOTOREVELATOR سمت مسی فیبر را از اتصالات اضافی پاک می کنیم و بعد آن را با آب مقطر تمیز کرده و در ظرف اسید غوطه ور می کنیم.

باقی مراحل مانند پاک سازی برد مدار چاپی با اسید است.

بعد از اینکه برد مدار چاپی  را با یکی از روش ها ساختید نوبت به سوراخکاری برد می رسد.

سوراخکاری برد مدار چاپی :

ماشینی که با آن برد PCB  باید سوراخکاری شود به صورت اختصاصی برای این کار ساخته شده است با یک سری تنظیمات می توان ازاین ماشین های سوراخکاری در خانه هم استفاده کرد.

حالا می توان قطعات الکترونیک را روی PCB که ساخته اید مونتاژ کنید.