در این مطلب، به آموزش ساخت برد مدار چاپی می‌پردازیم.
برد مدار چاپی (PCB)، از نظر مکانیکی باعث قرارگیری و استحکام قطعات و از نظر الکتریکی باعث اتصال قطعات الکترونیکی با استفاده از مسیرهای رسانا، پدها و سایر اجزائی می‌گردد که روی ورقه‌های مسی حکاکی شده و روی یک سطح نارسانا چسبانده می‌شوند.
یک برد مدار چاپی از مسیرهای مسی از پیش طراحی شده روی یک صفحه رسانا تشکیل شده است. این مسیرهای رسانا باعث کاهش سیم‌کشی و در نتیجه کاهش خطای حاصل از ضعف یا قطعی اتصالات می‌شود. کافی است به‌سادگی قطعات را روی برد قرار داده و لحیم کنیم.
برای آشنایی بیشتر با PCB، مقاله برد مدار چاپی و انواع آن را مطالعه کنید.
انواع روش‌های ساخت برد مدار چاپی
در کل سه روش ساخت برد مدار چاپی وجود دارد:
- روش اتو
- طراحی مدار با دست روی برد
- حکاکی با برش لیزری
از آن‌جا که روش لیزر، برای مقاصد صنعتی ساخت PCB استفاده می‌شود، در این مقاله به آموزش دو روش اول، یعنی ساخت برد مدار چاپی با اتو و طراحی مدار با دست می‌پردازیم که شما می‌تواند در خانه انجام دهید.
گام اول: ساخت طرح برد مدار چاپی مدار
این کار معمولا با تبدیل شماتیک مدار به طرح برد (PCB Layout) با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی برد مدار چاپی انجام می‌گیرد.
نرم‌افزارهای متن باز بسیاری برای طراحی PCB وجود دارد. اما برای شروع، به ذکر دو مورد اکتفا می‌کنیم:
- Cadsoft Eagle
- PCBWizard
شماتیک مدار ما در این آموزش در Cadsoft Eagle طراحی شده است.
توجه: برای کیفیت بهتر در برنامه Eagle، از مسیر زیر، DPIG را روی 1200 قرار دهید:
File> Export> Image
گام دوم: ابزار مورد نیاز
- مجله یا بروشورهای تبلیغاتی
- پرینتر لیزری
- اتوی لباس
- فیبر مدار چاپی
- محلول چاپ PCB
- اسفنج ظرفشویی
- تینر (مثلا استون)
- سیم با روکش پلاستیکی
علاوه بر این موارد به ماژیک مشکی رنگ دائمی، کاتر، سنباده، دستمال کاغذی، پنبه و مقداری لباس یا پارچه دورریختنی نیاز خواهید داشت.
گام سوم: پرینت گرفتن از طرح برد مدار چاپی
در این مرحله از ساخت PCB ، از طرح برد خود با استفاده از پرینتر لیزری، روی کاغذ گلاسه مخصوص پرینت بگیرید و نکات زیر را به خاطر بسپارید:
- طرح باید به‌صورت آینه‌ای پرینت شود.
- خروجی را هم در برنامه طراحی PCB و هم در تنظیمات درایور پرینتر روی مشکی قرار دهید.
- توجه کنید که طرح باید در سمت براق کاغذ پرینت شود.
گام چهارم: برش فیبر مدار چاپی
فیبر مسی مدار چاپی را به انداره طرح خود ببرید.
گام پنجم: صاف کردن
سمت مسی برد را با استفاده از پنبه، اسنفج آشپزخانه یا سمباده نرم پاک کنید و با آب و مایع ظرفشویی بشویید. فیبر باید به حدی صیغلی شود که لکه‌های آب روی فیبر لیز خورده و باقی نمانند. این کار باعث حذف لایه رویی اکسید شده مس و همچنین لایه محافظ در برابر نور می‌شود.
سطح صاف و سنباده زده شده باعث می‌شود تصویر بهتر بچسبد. توجه کنید که مس را بیش از حد نتراشید.
گام ششم: روش‌های چاپ طرح برد مدار چاپی
روش 1:
روش اتو روی کاغذ: تصویر پرینت شده کاغذ را روی برد قرار دهید. حتما لایه بالایی را به‌صورت افقی برگردانید. سطح مسی برد را روی طرح پرینت شده قرار دهید و اطمینان حاصل کنید که راستای برد با حاشیه‌های طرح پرینت شده منطبق باشد. برای ثابت کردن کاغذ و برد، در دو سمت غیر مسی برد چسب قرار دهید.
روش 2:
استفاده از ماژیک: با استفاده از عکس پرینت شده مدار، ابتدا طرح حدودی را با مداد روی صفحه مسی کشیده سپس با ماژیک مشکی ضد اسید، مسیرها را پر کنید.
گام هفتم: اتو کردن
- پس از پرینت کردن طرح روی کاغذ، آن را به‌صورتی که عکس به سمت پایین باشد، روی برد قرار داده و اتو کنید. اتوی الکتریکی را روی حداکثر دما قرار دهید.
- برد و کاغذ را روی یک سطح صاف و تمیز قرار دهید، به‌طوری که پشت کاغذ به سمت شما باشد.
- با یک تکه پارچه یا حوله، یک سر آن را گرفته و اتوی داغ را به مدت 10 ثانیه روی سر دیگر قرار دهید. سپس تمام کاغذ عکاسی را با اندکی فشار به مدت 5 تا 15 دقیقه اتو کنید.
- به کناره‌های برد توجه کنید. لازم است که فشار کافی به آن کناره‌های برد وارد کنید و اتو کردن را به آرامی انجام دهید.
- فشار موضعی و محکم بهتر از حرکت دادن اتو است.
با گرمای اتو جوهر پرینت شده روی کاغذ گلاسه ذوب شده و به صفحه مسی منتقل می‌شود.
توجه: مستقیما به صفحه کاغذی دست نزنید، زیرا به دلیل اتو کردن بسیار داغ است.
گام هشتم: لایه برداری
پس از اتو کردن، صفحه پرینت شده را به مدت 10 دقیقه در آب گرم قرار دهید. کاغذ حل شده و به آرامی از بین می‌رود. کاغذ زاویه‌های تیز و مسیرهای نزدیک به هم را بردارید.
همان‌طور که در شکل مشخص است، قسمتی که با مستطیل سفید مشخص شده رنگ نگرفته است. از این رو مانند شکل با ماژیک دائمی (ماژیک CD) مسیرهای کم‌رنگ را سیاه می‌کنیم.
گام نهم: حکاکی
هنگام انجام این مرحله از ساخت برد مدار چاپی ، بسیار مراقب باشید و نکات ایمنی را رعایت کنید.
ابتدا دستکش پلاستیکی یا لاستیکی بپوشید.
مقداری روزنامه زیر دست خود قرار دهید تا محلول کف محیط کار را خراب نکند.
- یک جعبه پلاستیکی برداشته و آن را با مقداری آب پر کنید.
- دو تا سه قاشق چایی خوری پودر کلرید آهن در آب حل کنید.
- 3) برد را در محلول (کلرید آهن، FeCl3) برای حدود 30 دقیقه غوطه‌ور کنید.
- 4) FeCl3 با قسمت بدون روکش مس واکنش داده و بخش ناخواسته مس برد را حذف می‌کند.
- 5) این پروسه، حکاکی (Etching) نامیده می‌شود. برد را با انبردست برداشته و بررسی کنید تمام ناحیه بدون روکش از بین رفته باشد. در صورتی که کامل حل نشده برد را برای مدت بیشتری در محلول قرار دهید.
جعبه پلاستیکی را به آرامی به عقب و جلو حرکت دهید تا محلول با مس بدون روکش واکنش دهد و کلرید آهن و مس تشکیل شود.
پس از هر 2-3 دقیقه برد را بررسی کنید تا بفهمید که آیا کل مس حل شده است یا نه.
گام دهم: احتیاط
مستقیما به محلول دست نزنید و از دستکش استفاده کنید.
در تصویر بالا می‌بینیم که مس به آرامی در حال حل شدن در محلول است.
گام یازدهم: دور ریختن
محلول حلال برای ماهی و سایر آبزیان سمی است.
این محلول را پس از اتمام کار در سینک نریزید. این کار از نظر زیست محیطی صحیح نیست و ممکن است به لوله‌های فاصلاب آسیب برساند.
محلول حلال را رقیق کنید و سپس دور بریزید.
گام دوازدهم: اصلاح نهایی
در تصویر بالا دو برد ساخته شده به روش پرینت و ماژیک وجود دارد.
در آخرین مرحله ساخت PCB ، ریختن چند قطره تینر (مانند حلال لاک ناخن) روی مقداری پنبه باعث حذف کامل جوهر می‌شود و سطح مسی را برمی‌گرداند. پس از انجام این کار، برد را با احتیاط آب‌کشی کنید و با پارچه تمیز یا دستمال کاغذی آشپزخانه خشک کنید. برد را با سنباده تا اندازه نهایی کوتاه کنید و گوشه‌ها را صاف کنید.
سوراخ‌های برد را با دریل ایجاد کرده و قطعات را روی برد لحیم کنید. حال برد مدار چاپی آماده است.
گام سیزدهم: جمع‌بندی
- ساخت برد مدار چاپی با اتو در خانه مقرون به صرفه است و اگر به دقت انجام شود، هر مسیر به خوبی پرینت خواهد شد.
- روش رسم دستی مدار بر روی برد تنها به مهارت‌های هنری ما بستگی دارد. مدارات ساده را با این روش به‌سادگی می‌توان ساخت، اما برای مدارات پیچیده‌تر روش اتو مناسب است.
اگر سوالی در این زمینه دارید، حتما برای ما بنویسید.
به علاوه، این امکان را برای شما فراهم کرده‌ایم تا بتوانید با ثبت نام در سایت و پس سپری کردن مراحل لازم، اقدام به آپلود مقالات خود کنید. این مقالات در نهایت با نام شما ثبت خواهند شد.
