Những phương pháp chế tạo PCB cho * nguyên mẫu * được sử dụng bởi các bộ phận kỹ thuật chuyên nghiệp ngày nay?

Mười năm trước, tôi đã làm việc tại một bộ phận kỹ thuật nhỏ trong Công ty bán dẫn Philips đã tạo ra tất cả các thiết kế trước khi chế tạo chúng một cách chuyên nghiệp bên ngoài. Phương pháp này khá chuẩn:

• In tác phẩm nghệ thuật bằng máy in laser giá rẻ lên phim bán trong suốt
• Dán các tác phẩm nghệ thuật trên xuống tác phẩm nghệ thuật dưới cùng và căn chỉnh chúng một cách trực quan.
• Cắt PCB đến kích thước xấp xỉ, khoan một lỗ ở cạnh nơi có thể chèn dây để giữ PCB giữa các lần chèn trong hóa chất.
• Chèn PCB giữa các tác phẩm nghệ thuật và phơi bày bằng hộp đèn UV tự chế.
• Móc dây vào lỗ trên PCB và nhúng vào bể thẳng đứng có chứa Sodium Hydroxide và đợi cho đến khi phát triển
• Cho vào bình xịt và phun nước sạch.
• cho vào bể thẳng đứng chứa Ferric Clorua và để lại cho đến khi khắc.
• cho vào bình xịt và phun nước sạch
• bỏ vào etch loại bỏ cho đến khi etch loại bỏ
• Đặt trong bể thiếc dọc để đóng hộp.

Kết quả là các PCB trông rất đẹp, rất dễ hàn và nhìn chuyên nghiệp, mặc dù không có mặt nạ và màn hình hàn.

Đây có phải là phương pháp tiêu chuẩn vẫn được sử dụng bởi các bộ phận kỹ thuật chuyên nghiệp khi chế tạo PCB nguyên mẫu ngày nay, hoặc có phương pháp nào khác cho kết quả tuyệt vời tương tự không?

Không ai mà tôi biết. Hơn 15 năm trước tôi cũng đã làm việc cho một công ty kỹ thuật nhỏ đã làm những gì bạn mô tả ở trên. Hôm nay, trong tầng hầm của tôi, tôi có thể bố trí các bảng PC với phần mềm miễn phí hoặc chi phí thấp, tạo tệp Gerber, gửi các tệp đó đến nhà bảng mạch và có các bảng được làm với giá dưới 3 đô la / m2 với chất lượng tốt hơn mà tôi có thể mơ ước đang làm. Mặt nạ và màn hình thường được bao gồm với cùng một mức giá. Thời gian quay vòng là từ 5-15 ngày làm việc tùy thuộc vào số tiền bạn muốn trả.

Không còn hợp lý để tự làm bảng PC trừ khi bạn cần thời gian quay vòng tính bằng phút. Nó rẻ đến mức nếu bạn đặt một giá trị hợp lý vào thời gian của mình, bạn sẽ mất tiền khi làm việc đó tại chỗ.

Khoảng 15 năm trước tôi đã thuê một EE ra khỏi UC Santa Barbra. Tuần đầu tiên của anh ấy trong công việc, anh ấy hỏi tôi: "Làm thế nào để bạn tạo nguyên mẫu PCB? Bọc dây, bánh mì, hoặc cái gì?" Câu trả lời của tôi sau đó là hợp lệ. Chúng tôi thiết kế một PCB bình thường, được sản xuất một cách chuyên nghiệp và nếu chúng hoạt động, chúng tôi sẽ vận chuyển sản phẩm. Nếu nó không hoạt động, chúng tôi sửa nó, xây dựng cái mới và thử lại.

Có các cửa hàng PCB và nhà sản xuất hợp đồng chuyên sản xuất số lượng nguyên mẫu PCB trần.

Phần lớn các công ty tạo ra các nguyên mẫu của họ theo cùng một cách. Có những trường hợp ngoại lệ, tất nhiên. Một số công ty khắc PCB của riêng họ. Một số sử dụng một cái gì đó giống như một máy phay cho PCB. Một số sẽ làm dây quấn. Và một số sẽ sử dụng bánh mì hoặc perf. bảng. Nhưng đối với bất cứ điều gì ngoại trừ các bảng đơn giản nhất có lẽ 95 +% các công ty chỉ nhận được PCB nguyên mẫu được làm từ một cửa hàng fab PCB chuyên nghiệp.

Trong khi phương pháp này dường như có giá cao hơn, cuối cùng nó rẻ hơn. Chúng tôi dành ít thời gian hơn để gỡ lỗi, xây dựng và đóng gói xung quanh với các nguyên mẫu có chất lượng thấp và không đáng tin cậy. Thêm vào đó, chúng tôi có thể sử dụng hơn 4 lớp PCB với các lỗ mạ - đó là LỚN. Trong 15 năm qua, tôi đã thiết kế có thể BỐN bảng 2 lớp và hơn 40 bảng phức tạp hơn.

Tôi cảm thấy như ai đó nên đề cập đến phay PCB như một phương pháp tạo mẫu. Nhanh hơn và ít lộn xộn hơn một quy trình hóa học, và cùng một máy thực hiện phay cũng có thể khoan lỗ và định tuyến các cạnh của bảng.

Các bảng hai mặt được thực hiện bằng cách khoan một vài lỗ đăng ký trong bảng thả vào các chân trên máy phay. Mill một bên, lật, một bên khác.

Có lẽ vẫn không phổ biến lắm trong môi trường chuyên nghiệp vì chạy nguyên mẫu rất rẻ, nhưng đối với những thời điểm quay vòng nhanh hơn chạy nguyên mẫu có thể cung cấp là cần thiết, thì phay là khá tuyệt vời.

Thời gian chắc chắn đã trôi qua từ những ngày đó và tôi tán thành những gì các câu trả lời khác nói / ngụ ý về chi phí để có được PCB đa lớp phù hợp được thực hiện bên ngoài nhưng tôi sẽ thêm một thứ khác.

Theo kinh nghiệm của tôi, việc sử dụng các công cụ mô phỏng mạch có nghĩa là bạn có thể giảm số lần lặp PCB để có được một thiết kế chính xác. Thêm điều này vào chi phí gần như không đáng kể của bảng nhiều lớp và không có nhu cầu thực sự cho việc tạo mẫu trong nhà nữa.

Tôi làm việc tại một phòng thí nghiệm nhỏ ở colege. Tại đây, bạn phải tạo một tệp gerber (thường sử dụng Altium), sau đó gửi cho người chịu trách nhiệm tạo mẫu (tôi), người sẽ sử dụng LPKF S42 để tạo bảng. Đáng buồn là nó trông khá tự làm.

Tôi đính kèm hình ảnh này từ một trong những nguyên mẫu của chúng tôi. Một bên trái (nhiều màu xanh lá cây) được thực hiện trong một số Board House; một bên phải (loại màu nâu) tôi tự làm.

Vì vậy, đây là những gì chúng tôi theo dõi trong phòng thí nghiệm của chúng tôi. Chỉ cho một bảng hai lớp. Hơn hai bảng lớp cuối cùng sẽ đi đến nhà cung cấp.

1. Lấy một bản in ra khỏi hình ảnh bảng (kích thước ban đầu) và đảm bảo chỉ có các lớp dưới cùng, mũi khoan, miếng đệm, thông qua và kích thước là trên hình ảnh. Chúng tôi sử dụng Eagle cho việc này. Sử dụng các trang ảnh của GSM dưới 140.

2. Xé trang phù hợp để đặt trên PCB có kích thước và sắt nhất định (có sử dụng Bàn ủi điện), bảng giữ mặt in trên đồng. Làm điều này trong ít nhất 15 phút cho đến khi bạn chắc chắn rằng các bản nhạc sẽ được chuyển lên bảng.

3. Đặt bảng vào nước và loại bỏ giấy thừa và khắc bảng bằng Ferric Clorua như bạn đã đề cập. Sau khi khắc, nhìn thấy thiết kế ban đầu và sử dụng một la bàn tạo ra các lỗ trên tất cả những nơi cần thực hiện các cuộc tập trận. Sử dụng các bit thích hợp để khoan (tùy thuộc vào kích thước của thành phần bạn muốn lắp). Ngoài ra, khoan tất cả các vias và thêm jumper trên lớp trên cùng (nếu có).

Vì vậy, đây là kết quả cuối cùng. :)

Chỉnh sửa: Một vài phần, mà tôi nghĩ là tự giải thích, được thêm vào bây giờ.

Tôi không chắc chúng ta sẽ chuyên nghiệp đến mức nào, vì chúng ta là một ngôi nhà thiết kế nhỏ chứ không phải là một công ty điện tử đa quốc gia khổng lồ ...

Nói chung, các nguyên mẫu rất cơ bản được thực hiện với bảng dao mổ & đồng nếu cần, hoặc nếu phức tạp hơn, chúng tôi chỉ cần gửi nó đến Seeedstudio / Iteadstudio với giá 20 đô la, đó là một việc không có trí tuệ. Nếu chúng tôi cần một cái gì đó được thực hiện nhanh chóng, chúng tôi sẽ trả một ngôi nhà PCB "phù hợp" cục bộ hơn để thực hiện một lần hoặc rất ngắn. Nó có giá, nhưng đó là kinh doanh.

Thông thường, chúng tôi gửi công cụ của chúng tôi ra để được in cho chúng tôi, ngay cả đối với các nguyên mẫu. Đôi khi điều này có thể tốn kém - 10 bản sửa đổi công việc của chúng tôi và có hơn $ 10k. Nhưng với khoản đầu tư ban đầu là $ 7k, bạn có thể mua một nhà máy CNC sẽ cắt ra PCB hai lớp rất độc đáo. Điều này không tệ cho tạo mẫu, nhưng không phải là câu trả lời tốt nhất cho sản xuất hàng loạt. Chúng tôi có xu hướng tránh xa etch hóa học vì nó có xu hướng khắc không đều, và khi PCB của bạn có hơn một pound đồng trên một bảng nhỏ (nguồn cung cấp năng lượng), bạn có thể tạo ra các điểm nóng. Đối với các dự án LV, etch hóa học không quá tệ.

Chúng tôi hiếm khi cần thêm một câu hỏi nữa, nhưng vì nó ở đây, để hoàn thiện phương pháp truyền mực in bằng giấy sắt và thư rác là một phương pháp thay thế hữu ích và nhanh hơn cho phương pháp khắc ảnh trong một ngày thí nghiệm.