Warum stellen Sie immer noch Leiterplatten her?

Nur wenige Dinge hatten einen so großen Einfluss auf die Elektronik wie Leiterplatten (PCBs). Billige Unterhaltungselektronik wäre nicht so billig, wenn jemand immer noch alles verkabeln müsste (obwohl wir inzwischen sicher Verkabelungsroboter sehen würden). Zwischen der Entfernung des Menschen aus dem Verkabelungsprozess und der Bereitstellung vieler hervorragender elektrischer Eigenschaften (zumindest auf einer gut gestalteten Platine) ist es nicht verwunderlich, dass selbst die billigsten Elektronikgeräte mittlerweile Leiterplatten verwenden.

Viele Jahre lang war die Fähigkeit, eigene Leiterplatten herzustellen, das Markenzeichen eines großen Elektronik-Hackers. Es gab viele Möglichkeiten, wie Menschen versucht haben, die PCB-Herstellung in die Garage von Hackern zu bringen: aufgeklebte Abziehbilder, lichtempfindliche leere PCBs und sogar die Verwendung von Laserdrucker-Toner (letzteres hat mich vor vielen Jahren dazu angespornt, ein Buch über PCB-Layout zu schreiben). ). Sie sehen auch viele Leute, die 3D-Drucker oder CNC-Fräsen verwenden, um Leiterplatten herzustellen. Es vergeht kaum eine Woche, in der mich nicht jemand fragt, wie man eine Leiterplatte in einem Heim- oder Kleinunternehmenslabor herstellt.

Meine Reaktion ist immer: „Warum?“ In den 1980er Jahren arbeitete ich für ein Unternehmen, das Leiterplatten herstellte, und unser Leiterplattenhaus war kurz vor der Pleite. Also haben wir sie gekauft. Sie verfügten über eine Reihe von Galvanisierungsmaschinen, Fotoplottern und Geräten für den Umgang mit exotischen Chemikalien. Sie waren 60 Meilen von unserem Unternehmen entfernt, und das war praktisch, weil wir mit riesigen Rollen voller Kunstwerke direkt zum Vorstandshaus fuhren. Die Kosten waren hoch und mit den heutigen Vorschriften zur Entsorgung von Chemikalien wären sie wahrscheinlich höher ausgefallen. Der Preis für die Werkzeuge war besonders hoch. Das erste Board hat viel gekostet. Schon das 100. Board war nach heutigen Maßstäben teuer.

Ich habe damals viele Boards selbst hergestellt, insbesondere Prototypenboards, bei denen es wahrscheinlich zu Problemen kam. Aber sie waren nie dasselbe wie die kommerziellen Boards. Es ist schwierig, zweiseitige Bretter herzustellen (nicht unmöglich, aber schwierig). Da die Löcher nicht durchkontaktiert werden, müssen die Seiten mit Drähten oder Nieten verbunden werden. Sie haben vielleicht nicht daran gedacht, aber dass Kupfer, das beide Seiten einer handelsüblichen Leiterplatte verbindet, den Leiterplattenbahnen viel Festigkeit verleiht. So wie sich einseitige Bretter leichter lösen lassen als ein doppelseitiges Brett, zeigten meine selbstgemachten doppelseitigen Bretter die gleiche Tendenz, weil es sich im Grunde genommen um zwei einseitige Bretter Rücken an Rücken handelte. Man könnte einige schädliche Chemikalien verwenden, um das Brett zu plattieren, aber das war nicht so gut. Und ich habe nie einen vernünftigen Weg gefunden, eine Lötstoppmaske herzustellen. Der Siebdruck war die Mühe nicht wert, obwohl ich Buchstaben aufgerieben und später Toner übertragen habe, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.

Das Schlimmste an der Herstellung meiner eigenen Bretter: das Bohren. Diese Löcher müssen wirklich richtig ausgerichtet sein (besonders IC-Sockel), und wenn Sie es vermasseln, können Sie bei Schritt 1 von vorne beginnen. Zugegeben, Sie können die Oberflächenmontage durchführen, aber die meisten Platinen benötigen immer noch mindestens einige Löcher (wenn auch nur). für Vias). Das zweitschlechteste Problem war der Umgang mit den ganzen Chemikalien. Das klare Ätzmittel war nicht so schlimm, aber das leichter verfügbare Eisenchlorid verfärbt alles! Ich habe noch einige Spuren auf dem Beton meiner Terrasse, die das beweisen. Ich hatte nie die Frechheit, einige der selbstgebrauten Ätzmittel auszuprobieren, weil sie auch unangenehme Chemikalien enthielten.

Heute ist alles anders. Sie können Ihr PCB-Layout vollständig am Computer (oder sogar in Ihrem Browser) gestalten. Klicken Sie auf eine Schaltfläche und Sie können diese Dateien überall auf der Welt versenden. Es gibt Dutzende (oder vielleicht mehr) Boardhäuser, die Ihr Board kostengünstig produzieren. Viele davon gibt es in Asien, aber es gibt mittlerweile überall erschwingliche Optionen. Das Einzige, was Sie wirklich brauchen, ist Zeit. Man kann nicht morgens eine Idee haben und sich nachmittags einen Leiterplatten-Prototyp ansehen. Aber wenn Sie bereit sind zu warten – und das muss nicht so lange dauern – können Sie zu sehr geringen Kosten wunderschön produzierte Boards erhalten, selbst wenn Sie nur ein oder zwei Boards herstellen. Sie erhalten mehrere Schichten, durchkontaktierte Löcher, Siebdruck und all die anderen Dinge, die Sie von einer professionell gefertigten Platine erwarten.

Ja, meine CNC-Fräse zerspant Kupfer (und Schaftfräser) und hinterlässt eine Platine ohne Lötmaske, ohne Siebdruck und ohne durchkontaktierte Löcher. Ich habe immer noch meinen Tank zum Erhitzen von Eisenchlorid (der den Markennamen Stain-it-all tragen sollte). Aber das mache ich nie mehr. Es lohnt sich einfach nicht. Das solltest du auch nicht. Trotz der Ratschläge im Video unten besteht der beste Weg, Eisenchloridflecken aus Gegenständen zu entfernen, darin, überhaupt kein Eisenchlorid zu verwenden!

Ich werde davon absehen, eine bestimmte Pension zu empfehlen, damit mir nicht vorgeworfen wird, für eine bestimmte Pension Werbung zu machen. Wir hatten vor nicht allzu langer Zeit einen Hackerchat, bei dem mehrere Leute ihre Favoriten erwähnten. Herumfragen. Oder hinterlassen Sie Ihren Favoriten (und warum) in den Kommentaren.

Versteh mich nicht falsch. Niemandem, der Hackaday liest, muss gesagt werden, warum jemand etwas bauen möchte, obwohl er es woanders kaufen könnte. Das mache ich ständig. Wenn Ihr Ziel darin besteht, etwas über PCBs zu lernen oder den PCB-Prozess zu hacken, dann sollten Sie sich auf jeden Fall umhauen. Wenn Ihr Ziel jedoch darin besteht, einen Prototypen zu erstellen, und die Leiterplatte nur ein Mittel zum Zweck ist, werfen Sie das Eisenchlorid weg, bewahren Sie den Schaftfräser auf und suchen Sie sich ein Leiterplattenhaus. Sie werden es nicht bereuen.