PCB flexível DIY

Existem tutoriais mais do que suficientes para a criação de placas de circuito impresso comuns na Internet, e os onipresentes chineses simplificaram esse processo para a qualidade de fábrica. No entanto, quando se trata de criar placas flexíveis, aqui você deve fazer o melhor que puder. Embora, para ser justo, devo dizer que os chineses também fazem essas coisas, embora não seja barato. Mas vamos falar sobre uma situação em que é necessário agora e de materiais de sucata. Na verdade, eu encontrei esse problema diretamente e quero compartilhar uma das maneiras de resolvê-lo.



Para começar, algumas palavras sobre o que é e em que casos é usado. Neste caso, a Wikipedia afirma com razão que uma placa de circuito impresso flexível (doravante referida como FPP) é algo que pode se dobrar livremente. Não posso discutir. No caso mais comum, o GPP é utilizado na forma de stubs de conexão, como por exemplo na figura abaixo:







Em uma versão mais avançada, alguns componentes também são soldados nele. Quem desmontou CDs antigos viu que todo o kit de corpo do cabeçote foi feito justamente nessa caixa de câmbio. Aqui está um exemplo típico:

 





Aqui vemos um local para um conector se conectar à placa principal do drive e orifícios para cabeças de laser, a "península" saliente mais à direita é provavelmente para um fotossensor integral. 



As BPL geralmente são feitas com base em um filme de poliimida com uma folha de cobre colada a ele. A poliimida mantém altas temperaturas, o que é crítico durante a soldagem e tem flexibilidade suficiente. As pessoas chamam essa base de dupont (em homenagem ao nome da empresa que a produz). É bom quando tem onde comprar, mas faremos todos como uma criança.



Então, o que precisamos primeiro? Pense em tecnologia e transfira-a para algo que você possa obter facilmente em sua aldeia. O principal componente neste caso será uma base resistente ao calor, sobre a qual a folha de cobre deve ser colada. A cola, aliás, também deve ser resistente ao calor. E imediatamente à frente daqueles que se oferecem para pegar uma fita Kapton (ela é feita apenas na base de um filme de poliimida) e colá-la em uma folha de cobre - não vai dar em nada. A cola não retém rastros finos de cobre e geralmente se deteriora com a temperatura. Enquanto isso, minha primeira versão era na verdade baseada em fita Kapton, mas eu colei a folha de cobre em uma máscara de solda UV de dois componentes, já que ela tem a resistência necessária ao calor e força suficiente. Parece - bem, aqui está a solução! E aqui está nifiga. Como se viu,O kapton é completamente opaco aos UV e a cola da máscara de solda, mesmo após um dia de irradiação, não queria polimerizar. A opção número dois, isso é fibra de vidro, e agora revelou-se bastante eficiente. Então vamos fazer isso.



Idealmente, a fibra de vidro deveria ser finamente tecida, o que eu não consegui, mas encontrei um tapete de vidro. É mais ou menos assim:







É importante notar aqui que ainda é melhor usar um tecido do que um tapete, já que o tapete racha visivelmente em uma grande dobra. Porém, isso não muda a essência, o que significa que trabalharemos com o que temos.



Como cola é bem possível usar resinas epóxi resistentes ao calor, mas você é programador, conserta a cafeteira, sou radioamador e claro que não tenho resina, mas tenho solda mascarar. Eu uso-o. A folha de cobre pode ser comprada na forma de um rolo de "scotch":



 



 ou você pode retirar o PCB. É ainda melhor arrancar do PCB, explicarei o motivo abaixo.



Como placa de demonstração, lancei uma linha de LEDs endereçáveis ​​WS2812 conectados a um atmega328 com todo o chicote. A placa ficou assim:







Do lado esquerdo há um conector para programação, um controlador à direita e depois 6 peças de LEDs. É bastante adequado para o teste.



Agora você precisa encontrar uma vítima de tamanho adequado e retirá-la da pele. E não é tão fácil arrancar, mas tenho fotos. 



  1. Colocamos rigidamente a vítima no cadafalso:



  2. Aqueça a parte superior com um secador de cabelo (~ 300C) e retire a borda do papel alumínio. Em seguida, pegamos com uma pinça e puxamos suavemente em nossa direção:



  3. Tendo arrancado uma pequena peça, voltamo-nos para a artilharia pesada e continuamos a despir a folha, simultaneamente aquecendo com um secador de cabelo:



  4. Se você continuar a puxar com uma pinça, haverá uma grande probabilidade de rasgar a folha. Portanto, continuamos a puxar com o alicate de bico fino:



  5. Um pouquinho mais:


E ...



A vítima agora fica assim:







E a pele fica assim:



 



Alinha como na infância, desenhando uma ponta, por exemplo, com uma espátula, sobre a superfície:







É muito bacana aqui, porque é fácil sair arranhões. A borda deve estar livre de serrilhados e a superfície sob a folha deve ser absolutamente plana e sem migalhas. 



Agora, experimentamos o tapete de vidro e aparamos as bordas rasgadas:



 



Em geral, o código-fonte está pronto, agora precisamos compilar tudo, e existem algumas nuances aqui. Primeiro, precisamos decidir como vamos colar. Ou seja, basta pegar e espalhar a cola no papel alumínio e colocar uma manta em cima dessa opção. Tudo ficará torto, oblíquo, com dobras e sem cola, e o cobre provavelmente se dobrará ou será lembrado. O melhor é colar o papel alumínio em uma superfície plana em fita dupla-face de três lados e só então aplicar a cola. O mesmo sacrifício funcionará como base. Medimos, cortamos, colamos:







Agora, repare que colei a folha com o verso para fora:







Este é um ponto ao qual prometi prestar atenção mais tarde. Depois veio, eu prestei atenção. Qual é o ponto? O lado interno da folha de PCB tem uma adesão muito melhor do que o externo e ainda melhor do que a fita de cobre. Esse ponto é realmente muito importante porque as linhas finas praticamente não grudam na máscara UV, mesmo com um bom desengorduramento. Acho que está tudo claro aqui, vamos em frente. 



Mexemos a cola:

 





depois untamos este kaku no papel alumínio, colocamos um tapete por cima e saturamos por completo:







untamos sem remorso, retiramos o excesso com a ponta de uma espátula. O resultado deve ser assim:



 



Maior:







E agora a segunda nuance. A máscara UV deve ser seca antes da exposição a temperaturas razoavelmente altas e por um longo período de tempo. Mas a fita adesiva na qual colamos o papel alumínio não vai resistir a essas temperaturas e ... uh ... bem, em suma, vai virar um pedaço de merda e estragar todo o trabalho. Portanto, não secamos por muito tempo e não muito. Vamos secar depois. 



E esta é uma discoteca com luz ultravioleta, para a polimerização da cola após a secagem preliminar:







Aí também passei no laminador a quente por várias passagens, mas não é necessário. E só agora, retiramos a peça de trabalho da base e a secamos na temperatura exigida, no momento certo. 



Após os tratamentos de spa, massagem tailandesa e sauna finlandesa:



 







Circuncisão:







  



Agora você pode dobrar em todas as direções, certifique-se de que a tecnologia não foi seguida e tudo estratificou e jogue o resultado no lixo. Se eu estava errado, continuamos. Já não uso o LUT há 5 anos, embora não diga que neste caso não funcionará.



Eu prefiro as fotomáscaras:







Acima você pode ver um template para uma máscara de solda, mas decidi que não usaria, pois queria verificar se o papel alumínio agüentaria bem a cola. E uma máscara de solda é como papel de parede naquela piada em que não permitem que um novo prédio desmorone. No entanto, vamos continuar.



Fotorresistente:







Normalmente coloco a fotomáscara diretamente na peça de trabalho, sem usar o vidro de pressão. É melhor jogar algumas gotas de água na superfície do fotorresiste e pressionar para baixo com um molde no topo. A água, com sua tensão superficial, pressiona bem o filme e não o deixa escorregar:







Flare. Nada de interessante: o



 



fotorresistente apagado pode ser facilmente lavado com sabão em pó comum:



 



Maior:



 



Sim, cloreto férrico é sujeira, dedos vermelhos, shorts e uma pia. Mas, na minha experiência, o resultado mais estável, de alta qualidade e previsível. E para não ficar vermelho, costumo usar um lápis especial colado na peça de trabalho em bicos nanotérmicos especiais:



 



E eu torço e torço tudo até que todo cobre desnecessário se dissolva. 



Página informativa



Se você estiver usando uma massa para bolhas para misturar líquidos, saiba que não está mexendo nada. As bolhas de ar não conduzem o líquido de forma alguma. Isso foi confirmado experimentalmente muitas vezes por tios inteligentes. E não se trata de gravuras, mas de coisas mais sérias. Portanto, única e única mistura mecânica.



5 minutos são suficientes mesmo em uma solução esgotada:



 



É melhor lavar o fotorresiste restante com uma solução de álcali quente, mas você também pode usar acetona:





 





 



Os caminhos se mantêm muito bem, e isso não é apenas uma questão de aderência à tecnologia (desengorduramento de alta qualidade, proporções exatas da mistura e os parâmetros de secagem especificados), mas também em excelente aderência ao verso da folha. 



Estanhado com ácido:



 



E eu soldou ao fluxo inativo:









   







E aqui está o resultado.



Na verdade, esta não é a primeira opção de fabricação. Antes, tentei fazer um GPP, uso um filme lavsan de baterias de polímero de lítio como base. Também é um método de trabalho, mas as pranchas revelaram-se muito flexíveis e o papel laminado desgastou-se rapidamente. A vantagem deste método é que é relativamente fácil controlar a rigidez da placa usando o número certo de camadas de fibra de vidro e melhor resistência ao calor. Adequado para prototipagem.






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