lyssna, vem som helst kan göra en PCB hemma, det är enkelt.PCB (tryckta kretskort) är de platta saker med alla komponenter som finns i alla elektroniska enheter, du har sett dem.,Allt du behöver är en laserskrivare, några glansiga magasinsidor, skriva ut din krets på sidan, Använda ett klädjärn för att överföra tonern på din koppar klädd, om det inte fungerar använda lite vatten och lite lack eller något, jag vet inte, jag slutade läsa på den punkten eftersom förra gången jag såg en laserskrivare, en tidning och ett klädjärn var på nittiotalet.,
tills nyligen var det enda sättet jag visste att göra PCB att träna den mörka konsten ovan, att betala $ 10 och vänta tre veckor för att få professionella PCB från Kina, eller att betala $60 och vänta tre dagar för att få professionella PCB från Europe.It var ”billig, snabb, faktiskt genomförbar av en mänsklig person, Välj två”.
som alltid avlyssnade mig, det borde inte vara så, jag har alltid varit av den uppfattningen att det inte borde finnas saker du inte kan göra när du har en 3D-skrivare, men PCB har konsekvent undgått mig.,Jag längtade efter dem, jag ville kunna göra dem hemma, men det verkade omöjligt.
en dag förändrades allt.
att en dag när allt förändrades
en dag trodde jag att det skulle vara kul att montera en penna på min 3D-skrivare och fick den att rita saker (penisar) på papper.Om du inte vet hur en 3D-skrivare fungerar, nu skulle vara en bra tid att skumma Min 3D-skrivare primer, men sammanfattningsvis en 3D-skrivare skär ett objekt i 2D skivor och skriver ut dem ovanpå varandra.,
om jag bara kunde ta en av dessa skivor och berätta för skrivaren att skriva ut högre, skulle munstycket inte röra sängen, jag kunde montera pennan lägre och lägga en bit papper under den, och det skulle dra på papperet.Att få utskriftsprogramvaran (kallad en skivare) för att skapa en 3-dimensionell form ur ett foto var enkelt, eftersom du bara kan importera en ritning och det kommer automatiskt att konvertera det till en solid.,
jag gummibandade en Sharpie på en hållare som jag snabbt designade, och några rader kod senare producerade min skrivare denna pärla (ursäkt kvalitet potatis):
Min 3D-skrivare ritar min logotyp på ett papper.
jag kände mig så stolt över den helt värdelösa sak jag hade skapat, jag sprang genast för att dela den överallt.En vän såg det på Twitter och svarade att detta var ett bra sätt att göra PCB.
Jag blev omedelbart fascinerad.,
att göra PCB med markörer
tydligen är allt svart magi om utskrift och överföring och tidskrifter och lack ovan bara ett sätt att hålla etsningssyran från att lösa upp koppar.Du ser, när du etsar en PCB, får du i princip syra för att lösa upp koppar på din kopparklädda (den tomma PCB).Förutom att du lägger något (toner) över koppar på de delar du vill behålla, så syran kan inte komma till det, vilket lämnar dig med kopparspår.,
det visar sig att du egentligen inte behöver göra allt det där med toner och skrivare, eftersom du kan täcka koppar mycket lättare bara genom att dra över den med en permanent, vattentät markör (jag använde en kant 140 s 0,3 mm).Jag hade oavsiktligt skapat en plotter, som kan användas för att måla en krets på en PCB.
detta är en signalomriktare för SmartPort telemetri.
jag rusade för att gräva ut filerna för en av mina gamla, små PCB, som du kan se till höger, och körde den genom min förbättrade ritningsprocess.,Jag hade skrivaren rita det på papper, bara för att se hur det skulle sluta ser ut, och resultaten var ganska uppmuntrande.
papperet absorberade något bläcket, eftersom papper brukar göra, så det fanns lite läckage, men totalt sett såg resultaten ut som om de definitivt skulle arbeta med koppar.Detta är det första försöket:
som första försöket.
detta såg mycket lovande ut.
den förbättrade ritningsprocessen
den kopparklädda, placerad på skrivaren.,
den ursprungliga processen (där Jag exporterade saker till en bild och sedan konverterade bilden till en 3D-modell med skivaren) fungerade bra nog, men det var tänkt för att arbeta med 3D-modeller, inte circuits.As sådan kan det ibland förlora noggrannhet, vilket inte spelar någon roll om du skriver ut en figur, men spelar ingen roll om det betyder att din krets inte längre fungerar.,
lyckligtvis finns det ett utmärkt open source-projekt som heter pcb2gcode, som konverterar Gerber-filer (Gerber-filer är i grunden filer som beskriver din PCB så att fabrication factory kan göra det) till Gcode för olika CAD-verktyg för att utföra det.Den Gcode som pcb2gcode utgångar inte var kompatibel med min Marlin-stil skrivare, så jag anpassade mitt skript ovanifrån för att vända utdata till något min skrivare kan köra.
mitt skript gör olika saker:
- Det tar bort kommandon som är oförenliga med eller osäkra att köra på min skrivare (t. ex., borrkommandon, eftersom det inte har några borr -, temperatur-och extruderingskommandon, eftersom jag inte vill att det ska värma upp eller extrudera etc.).
- Det skriver om kommentarer så att de är kompatibla med min skrivare (pcb2gcode kommentarer använder parenteser, min skrivare använder semikolon).
- Det ser till att alla rörelser ligger inom vissa angivna koordinater, så skrivhuvudet kan inte gå för lågt eller för högt av misstag.
- Det tillåter mig att kompensera alla ritningskommandon med lite avstånd, så jag kan skriva ut exakt var jag vill.,
tyvärr, som du kan se på bilden av pappersritningen ovan, har pcb2gcode en bugg där spår som är för smala försvinner, men författaren arbetar aktivt med det och jag arbetade runt det under tiden bara genom att ställa in en lägre markörspetsdiameter.
När allt var gjort på programmeringssidan, och med mycket hjälp från min vän Andrew, var det dags att faktiskt försöka dra på koppar.Här är en video av försöket:
rita en PCB på koppar klädd.,
den ritade och skurna designen.
eftersom koppar inte är porös ser ritningen mycket bättre ut än på papper.Spåren är mycket noggrant ritade, även om toleranserna är lite för snäva för min smak.Ett spår på toppen, speciellt, är alldeles för nära dynan, även om de faktiskt inte rör vid.Jag skulle behöva se om de skulle överbryggas efter etsning, dock.
Du kan också märka ett litet hål i den allra första dynan, det beror på att bläcket inte hade börjat springa än.,Det var lätt att fixa genom att bara måla in det med markören i slutet.
det enda som återstår är att ta bort en del av det kopparskiktet så vi är kvar med våra spår.
etsning
noggrant vägning och utspädning av natriumpersulfatet.
överraskande (och som min vän Josh gnidade in med vad jag föreställer mig vara stor glädje) var den faktiska etsningsdelen inte så lätt som jag thought.It det var inte svårt, men det bestod inte heller av att bara kasta PCB i syra och vänta.,
Jag är fortfarande i en försöks-och felfas, eftersom jag bara har etsat två PCB, men det verkar som 100 gram vatten med lämplig mängd natriumpersulfat upplöst i det är bara tillräckligt bra för att etsa en liten PCB.Om det är sant, kommer det att ta mycket syra att etsa en större, men jag måste experimentera och se vad som händer.
uppdatering: vissa kommentarer på HN påpekade att anledningen till att det tog så lång tid var att jag inte hade ett kopparplan.,Jag bestämde mig mot det i början för att jag inte ville att markören skulle behöva i princip måla hela PCB, men efter att ha etsat är det definitivt värt det.Ett plan gör det så att mycket koppar finns kvar på PCB, och endast konturerna av spåren är etsade, vilket är allt du behöver ändå.På så sätt slösar du inte bort din etchant som försöker etsa mycket koppar, det tar mindre tid, och din PCB hamnar bättre etsad.
det andra jag har lärt mig är att du inte ska värma vattnet över 50ish C, annars börjar det ånga och det kan inte vara bra för någonting.,
första gången jag etsade en PCB lämnade jag bara den i syran, men det visar sig att koppar löser sig mycket snabbare om du agiterar eller rör om blandningen.Jag började undersöka mönster för att bygga en agitator för efterföljande försök, men insåg då att du inte behöver en om du har en 3D-skrivare och skrev den här Gcode-filen istället:
du verkar upprörd.
det värmer även sängen till 40 C så att din etsare hålls varm!Finns det något 3D-skrivare inte kan göra?Det ser inte ut så!,
etsande hälsoproblem
Jag har ingen aning om vad hälsohänsyn för dessa kemikalier är.Jag har precis försökt att undvika att komma för nära momsen, även gå så långt som att sätta locket på tupperware behållaren jag använde, men jag vet inte om det försenar eller på något sätt hindrar etsningsprocessen.
det har varit svårt att hitta information om alla dessa kemikalier, så om du vet något, lämna en kommentar nedan eller skicka mig ett mail, speciellt om du känner till en bättre/bekvämare/säkrare etchant.,Jag kommer att uppdatera artikeln med all information som den kommer, för uppbyggnaden av alla som läser detta.
uppdateringar:
throwanem på HN säger att natriumpersulfat inte är så illa, det största problemet är rök som kan hållas till ett minimum vid låga temperaturer.Högre temperaturer accelererar etsningen, men ångorna ska inte inandas. Det är också en brandrisk, och bör hållas sval och torr.
som alltid ska varje etsare kasseras säkert och inte hällas ner i avloppet.
etsningen fortsätter
kretskortet bubblar.,
etsning var annars händelselös, PCB började bubbla någon gång och sedan började flaking, och etsningen blev lite blå, vilket jag antog innebar att den fungerade.Agitera det lite gjorde det flake mer, vilket verkade som ett mycket gott tecken, så jag fortsatte bara att göra det och det fortsatte att fungera.Jag lämnade sedan blandningen till sina egna enheter eftersom jag blev uttråkad, tills jag märkte att det äntligen gjordes.
så småningom var jag kvar med en något över-etsad men annars extremt respektabel PCB.,Jag vet inte varför över-etsningen hände, jag antar att det var för att jag lämnade den i etsningen i en halvtimme.Kanske behöver jag använda mer etsande för att det ska gå snabbare och inte ha tid att över-etch, jag hör att det helst bör ta från tre till tio minuter.
oavsett, med ingen liten mängd stolthet, här är min första någonsin hem-etsade PCB!:
slutprodukten. Jag är så lycklig.
det både ser bra ut och fungerar bra!,Jag testade allt med multimetern och allt som ska anslutas är anslutet, och ingenting som ska kopplas bort kopplas inte bort.
sammantaget skulle jag kalla detta en ovillkorlig framgång!
detta var allt ett knep
självklart var det ett knep!Vad trodde du, att jag tillbringade all denna tid, ansträngning och skatt betalare dollar för att skapa en signal inverter för en RC flygplan?Var inte naiv.
mitt slutmål var mycket mer skändligt, och med Andrews hjälp är min livslånga dröm nu en verklighet.,Jag presenterar för er detta:
Richard bakre PCB, toppen av mänsklig innovation.
Ja, det är en dickbutt PCB med en röd LED på kuken på rumpan.
om du inte vet om du ska skratta eller gråta, är du exakt rätt, för det är precis vad jag gick för.
epilog
Jag är extremt upphetsad över denna process, eftersom det äntligen tillåter mig att enkelt göra PCB hemma, snabbt, bekvämt, billigt och med ganska höga toleranser, för vad det är.,Jag har letat efter något sådant i åratal, och jag tror verkligen att det kan utlösa en mindre revolution med hårdvara enthusiasts.It är definitivt mycket snabbare, bättre, roligare och bekvämare än lödning protoboards, som jag hatar hat.
om du vill göra det här hemma finns all min kod, Gcode-filer och processdokumentation i det här arkivet:
öppna gärna ett problem om något inte fungerar korrekt, eller en PR om du vill förbättra något.Jag skulle uppskatta din hjälp.
också, som alltid, vänligen Tweet eller toot på mig, eller maila mig direkt.
