Jakie metody produkcji płytek drukowanych dla * prototypów * są obecnie stosowane przez profesjonalne działy inżynieryjne?

Dziesięć lat temu pracowałem w małym dziale inżynierii w firmie Philips Semiconductors, który prototypował wszystkie projekty, zanim profesjonalnie wykonał je na zewnątrz. Metoda była dość standardowa:

• Drukuj dzieła sztuki za pomocą taniej drukarki laserowej na półprzezroczystej folii
• Przyklej górną grafikę do dolnej grafiki i wyrównaj je.
• Wytnij płytkę drukowaną do przybliżonego rozmiaru, wywierć otwór na krawędzi, w którym można wprowadzić drut, aby przytrzymać płytkę drukowaną między wstawkami w chemikaliach.
• Włóż płytkę drukowaną między dzieła i eksponuj ją za pomocą domowej lampki UV.
• Zawiesić drut w otworze na płytce drukowanej i zanurzyć w pionowym zbiorniku zawierającym wodorotlenek sodu i poczekać, aż powstanie
• Włożyć do zbiornika zraszającego i spryskać czystą wodą.
• umieścić w pionowym zbiorniku zawierającym wytrawianie chlorkiem żelazowym i pozostawić do wytrawienia.
• włożyć do zbiornika zraszającego i spryskać czystą wodą
• włożyć do usuwania wytrawiacza, aż wytrawienie zostanie usunięte
• Umieścić w pionowym blaszanym zbiorniku do cynowania.

Rezultatem były pięknie wyglądające płytki drukowane, które były bardzo łatwe do lutowania i wyglądały profesjonalnie, pomimo braku maski lutowniczej i ekranu.

Czy jest to standardowa metoda stosowana obecnie przez profesjonalne działy inżynieryjne podczas tworzenia prototypowych płytek drukowanych, czy też istnieją inne metody, które dają podobne świetne wyniki?

Brak, o którym wiem. Ponad 15 lat temu pracowałem również dla małej firmy inżynierskiej, która zrobiła to, co opisałeś powyżej. Dzisiaj, w mojej piwnicy, mogę układać płyty PC za pomocą darmowego lub taniego oprogramowania, generować plik Gerber, przesyłać te pliki pocztą elektroniczną do domu z obwodami drukowanymi i mieć płyty wykonane za mniej niż 3 USD / m2 w lepszej jakości, o jakiej mogę marzyć robić. Maska i sitodruk są zazwyczaj zawarte w tej samej cenie. Okres realizacji wynosi od 5 do 15 dni roboczych, w zależności od tego, ile chcesz zapłacić.

Nie jest już rozsądne samodzielne tworzenie płyt PC, chyba że potrzebujesz czasu realizacji mierzonego w minutach. Jest tak tani, że jeśli postawisz rozsądną wartość na swoim czasie, stracisz pieniądze, robiąc to na miejscu.

Około 15 lat temu wynająłem EE prosto z UC Santa Barbra. W pierwszym tygodniu pracy zapytał mnie: „W jaki sposób tworzysz prototypy płytek drukowanych? Moja odpowiedź jest teraz równie ważna. Projektujemy normalną płytkę drukowaną, wykonujemy ją profesjonalnie, a jeśli działają, wysyłamy produkt. Jeśli to nie działa, naprawiamy to, budujemy nowe i próbujemy ponownie.

Istnieją sklepy z PCB i producenci kontraktowi, którzy specjalizują się w wytwarzaniu prototypowych ilości gołych PCB.

Zdecydowana większość firm produkuje prototypy w ten sam sposób. Oczywiście są wyjątki. Niektóre firmy wytrawiają własne płytki drukowane. Niektórzy używają czegoś takiego jak frezarka do płytek drukowanych. Niektórzy będą owijali się drutem. A niektórzy użyją makiet lub perf. deska. Ale dla najprostszych płyt prawdopodobnie ponad 95% firm otrzymuje prototypowe płytki drukowane wykonane w profesjonalnym sklepie z płytkami PCB.

Chociaż wydaje się, że ta metoda kosztuje więcej, w końcu jest tańsza. Spędzamy mniej czasu na debugowaniu, budowaniu i rozwiązywaniu problemów z potencjalnie niskiej jakości i zawodnymi prototypami. Co więcej, jesteśmy w stanie używać 4+ warstwowych płytek drukowanych z platerowanymi otworami - co jest OGROMNE. W ciągu ostatnich 15 lat zaprojektowałem może CZTERY dwuwarstwowe płyty i ponad 40 bardziej złożonych płyt.

Wydaje mi się, że ktoś powinien wspomnieć o frezowaniu PCB jako metodzie prototypowania. Szybszy i mniej uciążliwy niż proces chemiczny, a ta sama maszyna, która wykonuje frezowanie, może również wiercić otwory i frezować krawędzie płyty.

Deski dwustronne uzyskuje się poprzez wywiercenie kilku otworów rejestracyjnych w desce, które opadają na kołki frezarki. Frezuj jedną stronę, odwróć, frezuj drugą stronę.

Prawdopodobnie nadal nie jest to zbyt powszechne w profesjonalnych środowiskach, ponieważ prototypowe przebiegi są tak tanie, ale w czasach, gdy potrzebny jest szybszy czas realizacji niż przebieg prototypowy, frezowanie jest całkiem świetne.

Czas zdecydowanie minął od tamtych dni i popieram to, co inne odpowiedzi mówią / implikują o koszcie uzyskania odpowiednich wielowarstwowych płytek drukowanych wykonanych zewnętrznie, ale dodam coś innego.

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​użycie narzędzi do symulacji obwodów oznacza, że ​​można zmniejszyć liczbę iteracji PCB, aby uzyskać prawidłowy projekt. Dodajmy to do prawie nieznacznego kosztu płyt wielowarstwowych i nie ma już potrzeby wewnętrznego prototypowania.

Pracuję w małym laboratorium w Colege. Tutaj musisz zrobić plik gerber (zwykle przy użyciu Altium), a następnie wysłać do osoby odpowiedzialnej za prototypowanie (mnie), która użyje LPKF S42 do stworzenia płyty. Niestety wygląda całkiem domowej roboty.

Załączam to zdjęcie z jednego z naszych prototypów. Lewy (wielopoziomowy zielony) jest wykonany w niektórych Board House; właściwy (trochę brązowy), który sam wykonałem.

Tak postępujemy w naszym laboratorium. Tylko dla płyty dwuwarstwowej. Więcej niż dwuwarstwowe płyty trafiają do sprzedawcy.

1. Wyjmij wydruk z obrazu płyty (rozmiar oryginalny) i upewnij się, że tylko spód, wiertła, podkładki, warstwy przelotowe i wymiarowe znajdują się na obrazie. Używamy do tego Eagle. Używaj fotograficznych stron GSM mniejszych niż 140.

2. Oderwij stronę odpowiednio, aby umieścić ją na płytce drukowanej określonego rozmiaru i wyprasować (tak za pomocą żelazka elektrycznego) płytkę, utrzymując zadrukowaną stronę na miedzi. Rób to przez co najmniej 15 minut, aż będziesz pewien, że utwory zostały przeniesione na tablicę.

3. Umieść płytkę w wodzie i usuń nadmiar papieru i wytraw ją za pomocą chlorku żelazowego, jak wspomniałeś. Po wytrawieniu zobacz oryginalny projekt i za pomocą kompasu wykonaj otwory we wszystkich miejscach, w których należy wykonać ćwiczenia. Do wiercenia użyj odpowiednich końcówek (w zależności od rozmiaru elementu, który chcesz dopasować). Ponadto wywierć wszystkie przelotki i dodaj zworki na górnej warstwie (jeśli dotyczy).

To jest wynik końcowy. :)

Edycja: Kilka części, które moim zdaniem były zrozumiałe, dodano teraz.

Nie jestem pewien, jak profesjonalnie byśmy się liczyli, jako że jesteśmy małym domem projektowym, a nie ogromną międzynarodową korporacją elektroniczną ...

Ogólnie rzecz biorąc, bardzo podstawowe prototypy są wykonywane za pomocą skalpela i płyty pokrytej miedzią, jeśli to konieczne, lub jeśli bardziej skomplikowane, po prostu wysyłamy je do Seeedstudio / Iteadstudio za 20 USD, to nie jest żadnym problemem. Jeśli potrzebujemy czegoś szybko zrobić, płacimy bardziej „właściwemu” domowi z PCB, aby zrobić jednorazowy lub bardzo krótki bieg. Kosztuje, ale to biznes.

Zazwyczaj wysyłamy nasze rzeczy do wydrukowania dla nas, nawet w przypadku prototypów. Czasami może to być drogie - 10 wersji naszej pracy i jest ponad 10 000 USD. Ale za początkową inwestycję w wysokości 7 tys. USD można kupić frez CNC, który bardzo ładnie wycina dwuwarstwowe płytki drukowane. Nie jest to złe dla prototypowania, ale nie jest najlepszą odpowiedzią na masową produkcję. Staramy się unikać chemicznego wytrawiania, ponieważ ma on tendencję do nierównomiernego trawienia, a gdy na płytce drukowanej jest ponad funt miedzi na małej płytce (zasilaczach), możesz utworzyć punkty aktywne. W przypadku projektów LV trawienie chemiczne nie jest takie złe.

Prawie nie potrzebujemy jeszcze jednego obejścia tego pytania, ale ponieważ jest ono tutaj, dla kompletności metoda laserowego transferu tonera z żelazkiem i śmieciami jest użyteczną i szybszą alternatywą dla metody trawienia zdjęć w przypadku tego samego dnia eksperymenty.