Eine einfache Methode zum Ausrichten einer zweilagigen Leiterplatte

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Wenn ich eine doppelschichtige DIY-Leiterplatte mit Press-n-Peel vorbereite, habe ich ein Problem beim Ausrichten der unteren und oberen Schicht, sodass die Löcher und Durchkontaktierungen auf dem Kupfer zwischen den Schichten übereinstimmen. Können Sie eine einfache Methode vorschlagen, die die falsche Ausrichtung minimiert?

sven
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Antworten:

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Nicht einfach, aber ich verwende eine komplizierte Methode, die "Ausrichtungsstifte" verwendet, um jedes Mal eine perfekte Ausrichtung zu erzielen. Dies funktioniert sehr gut mit der Tonerübertragungs- und Fotopapiermethode und kann auch zum Pressen und Schälen verwendet werden.

  1. Punktieren Sie die Kanten Ihres Layouts mit gleichmäßig verteilten Pads, die zum Ausrichten von Löchern verwendet werden. 3 - 4 pro Seite sind ausreichend. Möglicherweise müssen Sie auch mehr in der Mitte verteilen, wenn das Brett größer ist. Verwenden Sie wirklich kleine Bohrlöcher in den Pads, damit Sie die Mitte genau finden können.

  2. Drucken Sie die beiden Seiten auf Ihr Transferpapier und erstellen Sie eine zusätzliche Kopie mit nur den Ausrichtungslöchern.

  3. Übertragen Sie die Ausrichtungslöcher auf Ihr Board und verwenden Sie diese als Anleitung zum Bohren von Löchern. Alternativ können Sie eine normale Papierkopie der Löcher auf die Platine kleben und diese als Leitfaden verwenden. Aber ich denke, es ist genauer, es tatsächlich zu übertragen. Die Größe der Löcher sollte gerade klein genug sein, um Stifte oder Komponentenleitungen durchzulassen. Ich verwende gerne 18-mil-Bits und verwende abgeschnittene Widerstandsleitungen als Ausrichtungsstifte, die ich aus früheren Projekten sammle.

  4. Entfernen Sie den Toner nach dem Bohren durch Schleifen oder Aceton. Sie sollten wieder mit dem bloßen Kupfer belassen und Löcher gebohrt werden.

  5. Bohren Sie die beiden Seiten des Transferpapier-Layouts mit demselben Bit heraus. Beachten Sie, dass ich sowohl die Platine als auch die Transferpapierlöcher von Hand bohre, damit sie perfekt zentriert sind. Dies kann besonders dann mühsam sein, wenn Sie dicke Bretter verwenden.

  6. Schneiden Sie die beiden Seiten der Transferpapier-Layouts so ab, dass sie etwas kleiner als die Platine sind. Dies ist wichtig, da Sie sie nach dem Ausrichtungsvorgang abkleben müssen.

  7. Richten Sie die beiden Übertragungen auf jeder Seite der Platine so aus, dass Sie die Ausrichtungsstifte direkt durch die Löcher führen können. Stellen Sie dann jeden Stift so ein, dass alle mehr oder weniger senkrecht stehen. Dies sollte alles ausrichten. Kleben Sie beide Übertragungsseiten vorsichtig fest auf die Platine und entfernen Sie schließlich die Stifte.

user26200
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Dies ist großartig, aber beachten Sie, dass es bei Verwendung der Fotolithografie möglicherweise nicht funktioniert, alle Löcher vorzubohren. Gebohrte Löcher neigen dazu, eine kleine Erhebung zu haben, und diese Erhebung hebt die Fotomaske so weit an, dass UV-Licht unter den Merkmalskanten zugelassen wird. Halten Sie die Ausrichtungslöcher von allen Merkmalen fern und bohren Sie die Polsterlöcher, nachdem beide Seiten ihre Ätzmasken haben (nach dem Belichten).
Tyblu
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Ich habe etwas Ähnliches getan, es kann auf zwei Arten geschehen.

  1. Verwenden Sie zwei Punkte auf der Platine als Referenzpunkte, bohren Sie und richten Sie sie jeweils separat aus.

  2. Halten Sie beide Teile gegen das Licht, richten Sie beide aus und heften oder kleben Sie das Ende der Blätter so zusammen, dass es sich wie ein Notizbuch faltet. Dies erfordert zusätzliche zwei Zoll oder so am Ende, um ein Biegen um das Ende der Platine zu ermöglichen. Manchmal klebe ich es auch auf die Platine, um es ausgerichtet zu halten.

Erik Friesen
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Ich verwende die "Hüllkurvenmethode" in Verbindung mit der Tonerübertragung (Bügelversion). Es ähnelt der zweiten Methode, die Erik in seiner Antwort beschrieben hat. Ich mag es, weil Sie keine Löcher in das Brett bohren müssen, um die Ausrichtung vorzunehmen. Es besteht aus folgenden Schritten:

  1. Fügen Sie auf beiden Seiten Ihres Boards (oben und unten) Passermarken hinzu. Normalerweise platziere ich vier 150-mil-Kreuze (mit 16-mil-Spuren) an den Ecken des Bretts.
  2. Drucken Sie beide Schichten Ihrer Platine auf das Transferpapier. Ich drucke die Schichten in glänzendem Tintenstrahlpapier auf einem Laserdrucker.
  3. Legen Sie die Papierstücke mit beiden Schichten zusammen gegeneinander und richten Sie die Passermarken gegen ein helles Licht aus. Sie wissen, dass die Papiere ausgerichtet sind, wenn die Balken der Kreuze miteinander verschmelzen. Dann sollten Sie sehen, dass die Bohrlöcher in beiden Schichten ebenfalls ausgerichtet sind.
  4. Nun der schwierige Teil. Ohne die Papierstücke zu bewegen, kleben Sie 2 oder 3 Enden der Papierblätter zusammen und bilden Sie einen Umschlag. Sie werden die nicht abgeklebten Enden verwenden, um die leere Tafel im nächsten Schritt einzufügen. Wenn sich die Blätter bewegen, entfernen Sie die Bänder und fahren Sie mit Schritt 3 fort.
  5. Legen Sie das saubere leere Brett auf den Umschlag und bügeln Sie beide Seiten des Bretts wie gewohnt. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie mit dem Bügeln der ersten Seite des Bretts beginnen, und drehen Sie es beim ersten Mal um, um die andere Seite zu bügeln, damit die Bänder nicht auseinanderfallen. Die Bänder können aufgrund der Hitze geschmolzen sein. Das ist mir einmal passiert. Die 2. Schicht fiel vom Brett, während die erste bereits übertragen worden war. Wenn dies passiert, schrubben Sie die Platine und beginnen Sie erneut.

Um den Prozess zu unterstützen, mache ich auch Folgendes:

  • Ich löte die oberste Schicht nur auf Durchkontaktierungen, niemals auf Pads. Wenn ich das Signal von einer Ebene zur anderen verschieben muss, mache ich es nie auf Pads. Stattdessen bringe ich das Signal vom Pad zu einer Durchkontaktierung, einige mm vom Pad entfernt, und verschiebe das Signal auf die andere Ebene dort. Auf diese Weise müssen nur die Durchkontaktierungen sorgfältig zwischen den Ebenen ausgerichtet werden.
  • Ich gestalte meine Boards so, dass ihre VIAS so groß wie möglich sind (normalerweise 70 mil breit, mit 20 mil Bohrlöchern);

Hier ist ein Link zu einer Beschreibung des Ausrichtungsprozesses, die ich hilfreich finde. Scrollen Sie nach unten zum Abschnitt Ausrichten von Masken für doppelseitige Bretter .

Viel Glück.

Ricardo
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Eine kleine Ergänzung zu dieser Methode: Wenn Sie bei Verwendung der Tonerübertragungsmethode die beiden Seiten mit dem richtigen Abstand (eine davon gespiegelt) auf dasselbe Blatt drucken, muss eine Seite des Umschlags nicht abgeklebt werden. Sie falten einfach das Papier in zwei Hälften. Normalerweise richte ich die Leiterplatte in dieser Falte aus (drücke sie so weit wie möglich) und klebe dann beide Seiten der Leiterplatte an einer Kante auf das Papier (eine der senkrechten Kanten neben der gefalteten Kante).
Laszlo Valko
@ Laszlo Das ist ein guter Vorschlag. Ich würde das tun, wenn ich Eagle dazu bringen könnte, beide Schichten in ein und dasselbe Blatt zu drucken, wie Sie vorgeschlagen haben. Ich habe auch versucht, zweimal auf dasselbe Blatt zu drucken, aber die Hitze des Toners bringt den zweiten Druck durcheinander.
Ricardo
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Ich verwende Gerber-Ausgabedateien und gerbvfüge dann die Ebenen zusammen, spiegele sie, drehe sie usw. und drucke die Ausgabe.
Laszlo Valko
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@ Ricardo Ich exportiere PS-Dateien (Post-Script) aus Eagle, importiere sie in Photoshop und ordne sie dann auf einer Seite mit einer Buchstabengröße von 1200 dpi an.
Tyblu
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Fügen Sie ein paar Passermarken hinzu oder verwenden Sie einige Durchkontaktierungen oder Durchgangslöcher für die Ausrichtung. Befestigen Sie eine Seite, bohren Sie die Löcher und richten Sie die andere Seite mit diesen Löchern aus.

Nach meiner Erfahrung führt ein typischer Drucker so viele Verzerrungen ein, dass die Ausrichtung zwischen den Ebenen selbst mit größter Sorgfalt nicht wirklich gut sein kann. Für Layouts, die ich im Keller erstellen werde, mache ich alle Pads, Spuren und Durchkontaktierungen so fett wie möglich, um Verzerrungen durch den Drucker, meine ungenauen manuellen Bohrungen usw. auszugleichen.

Phil Frost
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Meine erste Methode bestand darin, jede Seite auf ein L-förmiges Stück Schrottplatine zu kleben. Auf diese Weise entfernen Sie Parallaxenfehler zwischen den Ebenen und erhalten eine viel bessere Registrierung.

Ich mache es jetzt wie folgt:

  1. Die erste Seite heiß auf die Platte schmelzen und die Unterlage entfernen.

  2. Bohren Sie die Löcher anhand der Passermarken auf der Leiterplatte.

  3. Registrieren Sie die zweite Seite mit Stiften.

Dies funktioniert besser, da die Registrierung der Löcher von der ersten Seite absolut ist. Bohrerregistrierungsfehler können entfernt werden, wenn ich die zweite Seite perforiere.

Nachteil ist, dass Sie darauf achten müssen, die zweite Seite nicht zu überhitzen, oder dass Sie die erste Seite anheben / zerstören. Es funktioniert nicht durch einen Laminator, es sei denn, Sie ätzen die erste Seite vor und schützen sie. Ich arbeite immer noch daran, dies zu einem zuverlässigen und wiederholbaren Prozess zu machen.

ChrisR
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Das von Dan D. beschriebene Verfahren kann verbessert werden, indem die erste Seite mit einem silikonbeschichteten "Kochblatt" geschützt wird, wenn die zweite Seite für den Tonertransfer erhitzt wird. Ich weiß nicht, wie es in anderen Ländern heißt, aber es ist ein Papier, mit dem Sie klebrige Sachen wie Schokoladenkekse in Ihrem Ofen backen.
Taisuke Yamada
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Meine Firma hat früher unsere eigenen PC-Karten im eigenen Haus hergestellt. Dies war in den frühen 80ern und es gab keine schnellen PCB-Fabrikhäuser. Wir verwendeten DuPont Riston-Folie mit einem geeigneten Laminator und ließen eines der lokalen Grafikhäuser unsere Negative aus dem 2: 1-Mylar-Meisterwerk herstellen. Das sensibilisierte PCB-Material wurde in einem Glasvakuumrahmen gehalten, wobei das Negativ zwischen der PCB und dem Glas angeordnet war.

Die Herstellung doppelseitiger Bretter war immer ein Versuch, bis wir eine Technik entdeckten, die sehr gut funktionierte. Was wir getan haben, war, aus ungeätztem PCB-Material eine "L" -Form herzustellen, ein Negativ auf beide Arme der "L" -Form zu kleben, dann das Ganze auf unseren Leuchttisch zu drehen und das andere Negativ sorgfältig auszurichten. Dieses 2. Negativ wurde dann nur auf den langen Arm geklebt. Da wir unseren Leuchttisch zur Ausrichtung verwendeten, konnten wir eine Ausrichtungsgenauigkeit von wenigen (sehr wenigen) Mil erreichen.

Dabei klappen wir einfach das 2. Negativ auf, stecken die freiliegende Platine in die Ecke des "L", klappen das 2. Negativ wieder auf die Platine, legen das Ganze in den Glasvakuumrahmen und legen es frei. Wenn die Belichtung beendet ist, drehen Sie den Vakuumrahmen um und legen Sie die andere Seite frei.

Diese Technik sollte direkt auf die Tonerübertragung anwendbar sein.

Dwayne Reid
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Wie haben Sie das andere Negativ mit dem ersten auf dem Leuchttisch ausgerichtet? Haben Sie ein Foto des "L" auf einer Tafel? Es ist mir nicht ganz klar.
Tyblu
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Ich weiß, dass ich etwas spät dran bin, aber schau dir dieses Video an, es zeigt, wie man es einfach und sehr genau macht. Im Grunde fast das gleiche wie Ricardo erklärt hat, aber es ist besser, es in Aktion zu sehen.
Das Video ist auf Russisch, aber Sie müssen es nicht wissen, um zu verstehen, was passiert.
https://www.youtube.com/watch?v=sjEUIdxX1LM

PS-Methode als Antwort hier markiert ist Schmerz im Arsch, hat es viele Male versucht und es ist viel schwieriger als das auf dem Video. Ich habe viele Male versucht, es so zu machen, und hatte viele Probleme, die wahrscheinlich zu Zeitverschwendung oder sogar zu Brettern führen würden (wenn Sie ein nicht ausgerichtetes Layout ätzen).

ScienceSamovar
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