如何使用低功率激光雕刻机制作定制 PCB

dooooit_4000007
转载
发布时间: 2025-06-10 21:09:53 | 阅读数 0收藏数 0评论数 0
封面
说到自制PCB,你可以在网上找到各种方法:从最基本的只用笔,到更复杂的使用3D打印机和其他设备。本教程就针对最后一种情况! 在这个项目中,我将展示如何使用低成本、低功率的激光切割机制作印刷电路板。
1

工具和材料

本教程使用了以下工具和材料:

10W 激光雕刻机 链接 / 链接 / 链接 用于在空白铜 PCB 板上打印电路图。

铜 PCB 链接 / 链接 / 链接 )。自制电路板通常印制在覆铜酚醛板上。电路板的整个表面都覆有涂层(单面或双面)。铜是导电材料,而酚醛树脂基板不导电。通过去除部分铜层,可以在元件之间创建走线,从而形成电路板。

乳胶 PVA 水性油墨。 正如您将在本教程后面看到的,我使用水性油墨在铜 PCB 表面创建了一个遮罩。该遮罩可以防止部分铜层被氯化铁溶液去除。

油漆刷。 电路板上需要涂上一层厚厚的油漆,这时油漆刷就派上用场了。

氯化铁。 它是一种盐,使用前应溶于水。该溶液能够腐蚀铜,使其从酚醛树脂基材上剥离。使用遮蔽膜后,只有暴露在溶液中的铜板部分才会被溶解

砂纸。 最后,你需要把剩余的遮罩从木板上取下来。用砂纸很容易就能完成。



本教程使用了以下材料和工具:

10W 激光雕刻机 链接 / 链接 / 链接 该设备用于将电路设计印刷到新的铜板上。

铜 PCB 链接 / 链接 / 链接 )。自制电路通常印在镀铜酚醛板上,酚醛板的一面或两面可能都镀有铜。铜是一种导电材料,而酚醛树脂基材则是一种电绝缘体。通过去除部分铜层,可以在组件之间创建轨道,从而创建印刷电路。

水性 PVA 涂料。 正如您将在本教程后面看到的,我使用水性涂料在铜板表面创建了一个面具。该掩模可防止部分铜层被氯化铁溶液去除。

刷子。 需要在要印刷的电路板上涂一层油漆,此时画笔就会派上用场。

氯化铁。 这种物质以盐的形式出售,使用前必须溶于水。该溶液能够腐蚀铜,将其从酚醛板形成的基材上去除。通过应用掩模,可以确保只有暴露的铜部分会被溶解。

砂纸。 在该过程结束时,您需要从板上移除其余的掩模。使用砂纸可以轻松完成此操作。


2

自制 PCB 制造工艺

自制PCB的制造过程通常包括以下步骤:

1. PCB设计

在此步骤中,绘制待生产电路板的图纸。您可以自行设计新电路板,也可以复制开源项目。可以使用不同的 CAD 软件(Fritzing、KiCAD、Proteus、Eagle 等)。

2. 在PCB上应用掩模

印刷电路板设计完成后,必须将其转移到电路板上。转移方法有很多种:热转印法(通过加热将碳粉从纸张转移到电路板上)、手动转印法(用合适的笔绘制电路图),甚至使用 3D 打印机。在这个项目中,我使用了激光雕刻机将设计转移到电路板上。

3. 化学蚀刻PCB

将掩模转移到电路板后,会对电路板的部分区域进行腐蚀,以去除部分铜。在工艺结束时,电路板应该只剩下构成电路的线路。

4. 清洁和整理

腐蚀完成后,板材就可以进行清洁、钻孔和焊接部件了。之后,只需检查一切,通电运行,然后就可以开心地使用了!

_________________________

PCB 正常制造过程包括以下几个步骤:

1. 广场设计

这是一个假装产品的地方。可以全面实现新广场项目,全面实现开源项目。 CAD 终端使用不同的软件(Fritzing、KiCAD、Proteus、Eagle 等)。

2. PCB 上睫毛膏的涂抹

想要给赛道留下深刻印象,就必须转移到赛道广场。存在的各种形式如下:使用方法(将调色剂转移到广场上的调色剂、应用热量的应用程序)、手册(使用适当的电路)和使用 3D 的方法。 Nesse projeto,利用 uma cortadora 激光来传送或放置在广场上。

3. PCB腐蚀

将睫毛膏转移到广场上,并​​实现对广场部分的腐蚀,以去除部分的铜纤维。

3

PCB设计和创建掩模

完成 PCB 设计(使用您选择的任何 CAD 软件设计)后,您可以将其导出为 SVG 格式,以便在其他图形编辑软件中读取。此过程中可以导出多个图层:顶视图、底视图、掩模版、丝印层等。所有图层均提供普通或镜像格式。 本教程中描述的制造工艺需要在 PCB 上施加掩模。盖板上被掩模覆盖的部分不会受到腐蚀,因此会保留在端板上。未被掩模覆盖的部分将暴露在氯化铁中,从而受到腐蚀并从印刷电路板上剥离。

在这个过程中,需要在整个板上涂上一层油漆,然后使用激光雕刻机只去除几个部分。

这样,大多数软件生成的蒙版颜色应该反转(将黑色像素反转为白色,反之亦然)。为了执行蒙版反转,使用了两个软件:

- Inkscape:用于将 SVG 文件转换为图像格式(PNG)。也可用于将绘图转换为黑白图像(如果 CAD 导出为彩色格式)。

- Gimp:用于反转蒙版颜色(黑色像素中的白色像素)。

然后将生成的图像加载到激光雕刻机软件中,打印到板材表面。

注意图像的尺寸:检查激光雕刻软件的输出尺寸是否是实际原型所需的尺寸。

在本教程中,我并没有设计特定的开发板。相反,我尝试复制了由 Fábio Souza 开发的开源开发板 Franzininho。这款出色的开发板可以轻松组装,并可供各个级别的用户编程,它兼容 Arduino IDE,并且完全在巴西设计!

Github 项目中有关该板的更多信息:https://github.com/Franzininho/franzininho-diy-board

_________________________

您可以使用您喜欢的 CAD 软件进行设计,并可以在图形软件之外导出 SVG 格式的模型。各种出口产品的加工过程:上级、下级、睫毛膏、丝绸等。作为出口产品,不得使用正常格式或特殊格式。

制作过程描述教程需要使用 PCB 进行睫毛膏。节日期间,睫毛膏不会被腐蚀,最后会在广场上出现。作为其他部分,请使用睫毛膏,将睫毛膏放在铁环上,发送腐蚀和去除令人印象深刻的电路。

必须使用除锈剂进行处理,然后使用激光去除黑斑。

Dessa forma 是一种将睫毛膏与核心反转的软件(反转像素,反之亦然)。使用以下软件实现睫毛反转:

- Inkscape:使用 SVG 图像格式转换器 (png)。使用 CAD 导出彩色格式的图像;

- Gimp:使用睫毛膏转换器(像素分支和像素点)。

图像是由激光在广场表面留下印象的软件生成的。

图像尺寸的实体:开发验证软件的尺寸,并将其作为真实原型的设计。

没有任何教程,也没有特定的项目。这是一个开源的复制品,由 Fábio Souza 提供:

4

PCB准备

设计好掩模版后,就可以开始PCB生产了。 第一步是在电路板上涂一层大致均匀的油漆。我使用的是水性黑色PVA乳胶漆。油漆颜色要尽可能深,以便激光能够刻蚀。白色油漆会反射激光,降低其效果。

同样重要的是,油漆必须是水基的,以便在蚀刻铜板后将其从板上去除。

在钢板上均匀地涂上一层油漆,使表面完全覆盖。重要的是,钢板上不能有孔洞或瑕疵,因为它们会造成不必要的腐蚀点、损坏轨道或产生不必要的接触点。

必须等待油漆完全干燥后才能进行下一步。

______________________________________

使用睫毛膏,可以开始生产睫毛膏。

最初的设计包括在广场上的应用程序或制服。不可以,请使用以 PVA 为基底的乳胶漆。重要的是,您可以使用 queimada pelo 激光。乌玛丁塔布兰卡波德反射或激光,减少了苏阿的功效。

重要的是,它是一个有助于去除铜腐蚀的地方的基础。

请使用在广场上的制服,并在表面进行装饰。重要的是,如果您不完美或不完美,请注意不要将其损坏,否则可能会损坏或损坏。

需要注意的是,在接下来的一段时间内,必须先完成前面的准备工作。

5

激光雕刻

一旦油漆干了,您就可以使用激光雕刻机去除面具上不需要的部分。

如本教程开始时所示,使用了 10W 激光雕刻机。

为了生产该板,使用了以下参数:

激光强度:100%

速度:最大

燃烧时间:20毫秒

- 最短路径

如果使用不同的设备,则必须测试这些参数的组合以获得更好的结果。

激光没有足够的能量来刺穿铜板,但能够去除油漆,露出其下的铜层。

重要的是,在此步骤结束时,电路清晰地印在电路板上(记住,腐蚀后不会去除深色部分,只有露出的铜部分会被腐蚀)。

该过程可能很慢(取决于电路板的尺寸和需要去除的材料量)。因此,务必使用大多数 CAD 软件中提供的填铜工具(例如 Fritzing)尽可能地限制需要烧蚀的面积。否则,将花费大量时间去除电路板上不影响最终电路功能部分的油墨。此外,限制通过腐蚀从电路板上去除的铜量也有助于延长氯化铁溶液的使用寿命,因为氧化反应会减少。这样,在需要更换腐蚀溶液之前就可以生产出更多的原型。

注意打印时间(受制造商建议限制)。可能需要定期休息(每10分钟一次,根据我使用的型号的建议)。

这个项目测试的电路板尺寸约为 50 毫米 x 25 毫米,打印时间大约为 30 分钟。这比我最初预想的要长,但对于一个原型来说,这时间还是可以接受的。

_______________________________________

如果想要去除睫毛膏,可以使用激光去除剂作为睫毛膏的一部分。

请使用 10W 的 Cortadora 激光,遵循以下教程。

广场产品、使用方法的后续参数:

- 激光强度:100%

- 速度:最大

等待时间:20毫秒

使用不同的设备,开发测试组合参数,以获得更好的结果。

激光不能提供足够的能量来去除污渍,可以去除污渍,并去除污渍。

重要的是,最终的比赛结果是在广场上留下深刻印象的电路因此,在最大可能范围内使用 CAD 软件(例如 Fritzing)的预编码方法是很重要的。相反,请考虑在广场上进行的其他动作的节奏,但不会干扰决赛圈的功能。此外,还应限制铜的数量,以消除腐蚀的影响,以解决铁的氧化问题,从而解决氧化问题。 Assim 是解决腐蚀问题的必备产品。

50 毫米 x 25 毫米的 30 分钟内项目的印象。如果我们从一开始就以最快的速度完成原型。

6

化学蚀刻

将掩模版正确印刷到印版上,在需要保留的区域上显示黑色痕迹,并在需要去除的痕迹处露出部分铜,即可使用氯化铁溶液腐蚀铜。腐蚀过程 需要几分钟才能完全完成。请定期检查,确保所有材料均已去除。就我而言,大约5分钟就足以去除所有材料。为了更好地观察结果,可以在印版上涂抹少量水(不要摩擦,以免油漆被机械去除)。可能还需要定期摇晃氯化铁溶液,以提高化学反应效率。

__________________________________

我们使用睫毛膏在广场上留下深刻的印象,将其与周围地区的空气接触,并将其部分暴露在广场上,并​​通过解决方案实现了对空气的腐蚀。

只需几分钟即可腐蚀完整的材料。定期验证是一个用于验证删除材料的方法。无需任何操作,只需 5 分钟即可完成所需材料.因此,我们需要周期性地提供解决方案,以提高效率。

7

去除蒙版并完成

腐蚀完成后,应去除残留的遮蔽层。 可以用刷子和流水去除。也可以使用砂纸彻底去除材料,这种方法速度更快,并且表面可以保持光亮。

整个流程结束后,电路板上应该只剩下电路运行所需的铜轨。在电路板上钻孔(用于定位元器件),然后焊接所有元件,这样你就用激光雕刻机制作出了你的第一块印刷电路板!

从照片中可以看出,建议在开始制作之前将电路板切割成合适的尺寸。这些照片是我第一次测试时拍的,所以之前我并不介意这一点!:p

________________________________

完成腐蚀后,可以去除睫毛膏残留物。

请注意以下事项。您可以使用完整的材料,快速完成表面上的操作。

使用激光将其焊接起来,打造出令人印象深刻的电路!

如果您看到这些照片,请推荐您在制作开始前选择合适的尺寸。作为我第一次测试的照片,我们无法解决任何问题。 :p

8

结束语

感谢您阅读我的教程并观看视频。希望您喜欢它们,并希望它们能对您有所帮助!别忘了点赞并分享这个项目给您的朋友们。您的支持非常重要!:D

阅读记录0
点赞0
收藏0
禁止 本文未经作者允许授权,禁止转载
猜你喜欢
评论/提问(已发布 0 条)
评论 评论
收藏 收藏
分享 分享
pdf下载 下载