แผงวงจรพิมพ์ที่ทำด้วยมือ (PCB) มักใช้ในหุ่นยนต์และอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไป ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนพื้นฐานในการสร้างแผงวงจร
ขั้นตอน
ส่วนที่ 1 จาก 3: การออกแบบ
ขั้นตอนที่ 1 เลือกวิธีการพิมพ์แผนผังวงจรบนกระดานทองแดง
คุณสามารถทำได้โดยใช้ Sharpie สำหรับวงจรอย่างง่ายหรือรุ่นที่พิมพ์ออกมาจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์ จำเป็นต้องใช้เพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น ดังนั้นเลือกตามความต้องการของคุณ
ขั้นตอนที่ 2 วาดแผนผังวงจรบนกระดาษกราฟหรือโปรแกรมจำลอง เช่น MultiSim หรือ Eagle CAD
แผนผังควรมีคำอธิบายโดยละเอียดของทุกส่วน ตลอดจนการเชื่อมต่อที่ง่ายต่อการติดตาม
ขั้นตอนที่ 3 หากใช้โปรแกรมจำลองสถานการณ์ ให้ทดสอบวงจรอย่างละเอียดในสภาพแวดล้อมจำลอง
หากไม่มีการใช้โปรแกรมจำลอง ให้ประกอบและทดสอบวงจรต้นแบบตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไปบนเขียงหั่นขนม เขียงหั่นขนมใช้งานง่ายมาก และอนุญาตให้ผู้ใช้ดูผลลัพธ์ของวงจรในแบบเรียลไทม์โดยไม่จำเป็นต้องใช้การบัดกรีหรือการกัดแบบถาวร
ขั้นตอนที่ 4 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรทำงานบนเขียงหั่นขนมหรือในซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์
ขั้นตอนที่ 5. รับแผงวงจร
แผงวงจรมีราคาประมาณหนึ่งเหรียญและเป็นเพียงแค่ชั้นทองแดงบนฉนวน ขนาดปกติคือ 3.5 นิ้ว (8.9 ซม.) x 5 นิ้ว (12.7 ซม.) การวาดเป็นเรื่องง่าย ทั้งหมดที่จำเป็นคือเครื่องหมายที่ลบไม่ออก เช่น Sharpie ไม้บรรทัดก็มีประโยชน์เช่นกัน
ขั้นตอนที่ 6 ใช้การออกแบบที่พิมพ์
(ข้ามขั้นตอนนี้หากคุณไม่ได้ใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์และกำลังใช้วิธีการของ Sharpie) พิมพ์งานออกแบบจากเมนูการพิมพ์ของซอฟต์แวร์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพิมพ์บนกระดาษมัน (เช่นในนิตยสารหรือกระดาษมันแยกต่างหาก)
- เปิดเตารีดไฟฟ้า (อันเดียวกับที่ใช้กับเสื้อผ้า)
- ตัดการออกแบบออกอย่างระมัดระวังและวางตำแหน่งไว้บนแผงวงจร
- วางเตารีดร้อนโดยตรงบนแผงวงจรประมาณ 45 วินาที
- นำแผงวงจร (ระวังร้อน) ล้างกระดาษออกจนหมึกสีดำติดอยู่ที่แผงวงจรทองแดง
ขั้นตอนที่ 7 อีกทางหนึ่ง:
วาดวงจรของคุณบนกระดานของคุณด้วย Sharpie โปรดทราบว่าการออกแบบวงจรในชีวิตจริงเป็นเรื่องยากจริงๆ เว้นแต่จะง่ายเหมือนหลอดไฟ LED และแบตเตอรี่
- โปรดทราบว่าทองแดงไม่สามารถอยู่ระหว่างส่วนประกอบได้ ตัวอย่างเช่น หากเชื่อมต่อ LED จะต้องมีช่องว่างในทองแดงระหว่างจุดเชื่อมต่อที่เป็นบวกและลบ หากไม่มีช่องว่าง กระแสไฟฟ้าจะไหลไปรอบๆ LED แทนที่จะไหลผ่าน โปรดจำไว้ว่ากฎของไฟฟ้าทุกวงจรต้องสิ้นสุดที่ขั้วลบหรือกราวด์ มิฉะนั้นจะไม่มีกระแสไหล
- ใช้เส้นบางๆ แต่ให้วางหมึกไว้บนความหนา สิ่งสำคัญคือทองแดงจะต้องละลายก่อนหมึก และไม่มีรอยบางๆ ในหมึกที่เผยให้เห็นทองแดง
ส่วนที่ 2 จาก 3: การแกะสลัก
ขั้นตอนที่ 1. สวมเสื้อผ้าเก่า ถุงมือ และแว่นตานิรภัย
ขั้นตอนที่ 2 อุ่นเฟอร์ริกคลอไรด์ที่เก็บไว้ในขวดที่ไม่กัดกร่อนและปิดผนึกด้วยฝาปิดที่ไม่กัดกร่อนในถังน้ำอุ่น
อย่าให้ความร้อนสูงกว่า 115 F (46 C) เพื่อป้องกันไม่ให้ควันพิษถูกปล่อยออกมา
ขั้นตอนที่ 3 เทเฟอริกคลอไรด์ให้เพียงพอเพื่อเติมถาดพลาสติกที่มีตัวยกพลาสติกเพื่อวางแผงวงจร
อย่าลืมทำเช่นนี้ในที่ที่มีอากาศถ่ายเทสะดวก
ขั้นตอนที่ 4. ใช้คีมคีบพลาสติกคว่ำแผงวงจรลงบนตัวยกในถาด
รอประมาณ 5 ถึง 20 นาที ขึ้นอยู่กับขนาดของแผงวงจรของคุณ เพื่อให้ทองแดงที่หลุดออกมาหลุดออกจากบอร์ดเมื่อแกะออก ใช้ที่คีบพลาสติกเพื่อกวนกระดานและถาดเพื่อให้สามารถแกะสลักได้เร็วขึ้นหากจำเป็น
ขั้นตอนที่ 5. ล้างอุปกรณ์แกะสลักและแผงวงจรทั้งหมดด้วยน้ำไหลปริมาณมาก
ขั้นตอนที่ 6. เจาะรูส่วนประกอบตะกั่ว 0.03 นิ้ว (0.8 มม.) ลงในแผงวงจรของคุณด้วยดอกสว่านเหล็กกล้าหรือคาร์ไบด์ความเร็วสูง
สวมแว่นตานิรภัยและหน้ากากป้องกันเพื่อปกป้องดวงตาและปอดของคุณขณะเจาะ
ขั้นตอนที่ 7. ขัดกระดานให้สะอาดด้วยแผ่นขัดและน้ำไหล
เพิ่มส่วนประกอบทางไฟฟ้าของบอร์ดแล้วประสานเข้าที่
ส่วนที่ 3 จาก 3: การประกอบ
ขั้นตอนที่ 1 รวบรวมเครื่องมือต่อไปนี้:
- สว่านมือถือหรือสว่านกด
- ดอกสว่านต่างๆ
- หัวแร้ง
- ประสาน
ขั้นตอนที่ 2 ก่อนเจาะ ให้ค้นหาตำแหน่งทั้งหมดของส่วนประกอบรูเจาะ
ฝุ่นทองแดงเป็นพิษ สวมหน้ากากกันฝุ่น
ขั้นตอนที่ 3 เจาะกระดานให้กว้างพอที่จะรองรับส่วนใดก็ตามที่ต้องวางไว้ในตำแหน่งนั้น
จำไว้ว่าอย่าทำให้รูกว้าง มิฉะนั้น การบัดกรีจะยากมาก
ส่วนประกอบมีสองประเภท: ส่วนประกอบรูทะลุ (มีขายาว) และ SMD (อุปกรณ์ยึดพื้นผิว) สำหรับ SMD คุณไม่จำเป็นต้องเจาะเพราะติดตั้งบนพื้นผิว แต่ต้องมีรูผ่านรูเพื่อให้สามารถบัดกรีได้ ส่วนประกอบผ่านรูเข้าสู่บอร์ดจากด้านตรงข้ามของทองแดง
ขั้นตอนที่ 4 วางส่วนประกอบบนแผงวงจรในตำแหน่งที่กำหนด
ค่อยๆ งอขาของส่วนประกอบเข้ากับด้านล่างของกระดาน เพื่อให้ชิ้นส่วนเข้าที่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนที่มีขั้วถูกจัดเรียงอย่างถูกต้องโดยมีค่าบวกและค่าลบที่สอดคล้องกัน ตรวจสอบและตรวจสอบตำแหน่งของชิ้นส่วนทั้งหมดอีกครั้งก่อนทำการบัดกรี
ขั้นตอนที่ 5. การบัดกรีเป็นทักษะที่ต้องฝึกฝน แม้ว่าจะไม่ได้ยากโดยเนื้อแท้ก็ตาม
โปรดดูความช่วยเหลือเกี่ยวกับ Soldering Electronics
ขั้นตอนที่ 6 ทดสอบแผงวงจรของคุณก่อนที่จะติดตั้งลงในตำแหน่งถาวร
ใช้มัลติมิเตอร์ ถ้าเป็นไปได้ เพื่อวินิจฉัยปัญหาการเชื่อมต่อ ปืนบัดกรีบัดกรีสามารถใช้ทำสวิตช์เล็กน้อยและซ่อมแซมได้
เคล็ดลับ
- สวมเสื้อผ้าเก่า แว่นตานิรภัย และถุงมือเมื่อจัดการกับเฟอริกคลอไรด์หรือสารเคมีอันตรายอื่นๆ สำหรับกระบวนการกัดเซาะ
- อ่านหนังสือเกี่ยวกับวิธีการทำแผงวงจรพิมพ์เพื่อช่วยให้คุณเข้าใจวิธีการออกแบบและสร้างแผงวงจร
- แอมโมเนียมเพอร์ซัลเฟตเป็นตัวทำละลายทางเลือกหรือสารเคมีที่ใช้สำหรับการกัดกรด ไปจนถึงเฟอร์ริกคลอไรด์
คำเตือน
- ห้ามเทเฟอริกคลอไรด์ที่ใช้แล้วลงในท่อโลหะหรือเก็บไว้ในภาชนะโลหะ เฟอริกคลอไรด์กัดกร่อนโลหะและเป็นพิษ
- สารเคมีกัดกรดสามารถเปื้อนเสื้อผ้าหรืออุปกรณ์ประปาได้ เก็บ etchant ที่คุณใช้อย่างปลอดภัยและใช้ความระมัดระวังเมื่อใช้งาน
