Plošné spoje v brmlabu
limits.h
Jaký nejjemnější spoj se podaří vyrobit závisí na zručnosti, zkušenostech a náhodě. Pro představu, jenda dělá TSOP40 (rozteč pinů 0.5mm) a u SOIC (rozteč 1.27 mm) umí protáhnout cestičku mezi piny. ray je ještě šikovnější.
Návrh
Existují dva svobodné CADy:
gEDA
docela použitelný editor schémat
naprosto nepoužitelný editor plošných spojů na úrovni MS Paint
textový formát, nedostatky UI lze částečně řešit skriptováním v sedu, AWK a Perlu
již se nevyvíjí (2018)
KiCad
Praštěné ovládání, ale prý si časem zvyknete
Vypadá schopnější, například HackRF je udělané v něm
aktivní vývoj
jenda používá gEDA, ale chtěl by se naučit KiCad.
Design considerations
Pokud osvěcujete negativ, máte větší šanci, že se vám vadou materiálu neproleptá mezera než že se vám přeruší cestička. Při návrhu je dobré s tímto počítat a dávat všude kde to jde vysoké clearances. Například když routujete okolí procesoru, tak hned jak to jde roztahat cestičky dál od sebe. Naopak kde máte místo, je dobré cestičku ztlustit. Jednak to posílí mechanickou pevnost (obzvláště je-li v okolí vrtaný otvor nebo místo, kde se bude intenzivně pájet) a druhak to usnadní případné debugování a opravu nefunkčního obvodu (máte se kam chytit se sondou nebo připájet drátovou propojku).
Pokud jste dostali už hotovou desku, která má clearances moc těsné, jde to trochu pofixovat v GIMPu tím, že pomocí nástroje Select by Color vyberete černou, provedete Select → Grow o 1-2 pixely a pomocí Bucket Fill vyplníte nový výběr černou (je potřeba mít zaškrtnuté Fill whole selection). Pokud osvěcujete pozitiv, je postup opravy přesně opačný.
Plošné spoje v brmlabu
Vezměte si desku. Může být větší a rozřežete ji pak. Rozumná velikost je A5. Maximální velikost kterou dokážeme v brmlabu zpracovat je 16 x 50 cm a osvítit 20 x 20 cm.
Desku osmirkujte jemným smirkem a opláchněte vodou.
Ve skříni v předsíňce úplně dole najdete krabici s laminovačkou a
fotocitlivou folií. Po rozbalení s tím zacházejte v šeru - třeba ve zhasnuté kuchyňce nebo v chemlabu/biolabu. Na normálním světle degraduje za méně než půl hodiny.
Připravte si sklenici vody se slabým roztokem jaru (jedna kapka na půllitr), pár ubrousků a kapesníků.
Z fotocitlivé fólie strhněte jednu vrstvu, desku pořádně polejte vodou s jarem a barevný zbytek fólie připlácněte lepící stranou na mokrou desku.
Vytlačte kapesníkem a ubrousky vodu zpod fólie.
Mezitím si připravte šablonu. Vytiskněte si na pauzovací papír nebo plastovou blánu (najdete v krabici pod tiskárnou) motiv. Co je bílé bude měď, co je černé se odleptá.
Na talíř nalejte trochu acetonu (najdete v plechovce vedle reprapu), papír s motivem položte přes aceton (tonerem dolu) a něčím vhodným zatižte. Nechte pár minut.
Vezměte připravenou fotocitlivou desku, strhněte horní krycí vrstvu a vezměte skla od osvitové jednotky. Udělejte sendvič: na stůl postupně pokládáme:
Zakryjte to aby to bylo ve tmě a zapněte výbojku. Počkejte, až se rozsvítí naplno (trvá to pár minut). Nikdy se nedívejte přímo do výbojky a osvitové zařízení celkově sledujte co nejméně.
Dejte pod ni sendvič. (citlivou vrstvou nahoru)
Svítíme 3 minuty.
Zatímco se svítí, zahřejte v mikrovlnce roztok Na2CO3 asi na 40°C. Po zbytek doby sledujte cokoliv jiného, jen ne přístroj s výbojkou.
Po dosvícení dejte desku do roztoku a omývejte dokud se nesmyje neosvícená (světle zelená) část. Trvá to klidně pár minut.
Pokud jsou na desce po omytí otřepy, nebojte se za to pořádně vzít suchým kapesníkem nebo suchým ubrouskem.
Leptáme v:
FeCl3 - hotový roztok z GME - jednoduché, pomalé (20 minut na desku), relativně drahé, bezpečné, neuvolňuje se příliš mnoho jedovatých plynů
HCl + H2O2 - rychlé (1 minuta na desku, možná paralelizace a batch processing), levné, vyžaduje sledování postupu, nebezpečné chemikálie a nebezpečné plyny
smícháme 1:1 30% HCl a 3% peroxid, stačí toho troška, roztok uchováme pro příště, při dalším použití dolejeme trochu co nejkoncentrovanějšího peroxidu (legální je v ČR 10%)
lijeme kyselinu do vody, že jo
desku pokládáme pod hladinu motivem nahoru
Kyselina citronová krystalická (5 lžiček) + NaCl (1 lžička) + peroxid vodíku (5% 100 ml)
drahé, pomalé, pakárna, používají to v zemích, kde jim vláda zakázala zábavnější chemikálie
Externí výroba plošných spojů
Česko
Existuje Pragoboard a Printed. Pragoboard Pool Servis se vyplatí na výrobu jednoho prototypu, Printed je levnější, když toho děláte hodně.
Printed dělá následující povrchové úpravy. Jsou řazeny podle subjektivní kvality, jak ji vnímám (Jenda).
Galvanický cín (nejlepší)
HAL (namočí do cínu a ofouknou horkovzduškou)
OSP (vznešený název pro měď natřenou kalafunou)
Galvanické zlato
Občas jim nefunguje galvanovna na cín, pak je potřeba říct si o OSP, ne o zlato, jak vám nabídnou, protože to se blbě pájí.
HAL nechcete, pokud vaše deska obsahuje QFN, které budete pájet mikropájkou - povrch HALu je nerovný, na součástky s nožičkama to nevadí, protože pruží, ale QFN na to nejde připájet mikropájkou. Horkovzduška nebo infrapájka povrch roztaví, takže nerovnosti nevadí.
Zadání externí výroby
Je dobré nechat desku projít DRC checkem (Window → DRC Check → Refresh, předtím rozumně nastavit Preferences → Sizes). Pozor, DRC zjevně nekontroluje tloušťku propojení polygonů, může se tedy stát, že vám groundplane bude viset na vlásku a nikdo vám o tom neřekne. Printed dělá vlastní DRC, ale tohle neodchytí (learned the hard way).
Printed: Export → Gerber, zabalit do ZIPu, poslat mailem.
Pragoboard: Export → Gerber
mv *.bottom.gbr bot.gbr
mv *.bottommask.gbr smb.gbr
mv *.plated-drill.cnc pth.exc
mv *.top.gbr top.gbr
mv *.topmask.gbr smt.gbr
mv *.topsilk.gbr plt.gbr
mv *.fab.gbr mill.gbr
Poslat mailem.
Čína
V Číně typicky stojí 5-10 kusů oboustranných PCB 10x10cm 10 dolarů.