Какие методы изготовления печатных плат для * прототипов * используются сегодня профессиональными инженерными отделами?

Десять лет назад я работал в небольшом инженерном отделе Philips Semiconductors, который создавал прототипы всех конструкций, прежде чем их профессионально изготовили снаружи. Метод был довольно стандартным:

• Напечатайте произведение искусства, используя дешевый лазерный принтер, на полупрозрачную пленку
• Заклейте верхнюю обложку на нижнюю и визуально выровняйте их.
• Разрежьте плату примерно до нужного размера, просверлите отверстие на краю, где можно вставить провод, чтобы удерживать плату между вставками в химикатах.
• Вставьте печатную плату между произведениями искусства и экспонируйте, используя самодельный ультрафиолетовый световой короб.
• Подсоедините провод к отверстию на печатной плате и замочите в вертикальном резервуаре, содержащем гидроксид натрия, и дождитесь его появления.
• Поместите в бак с распылителем и обрызгивайте чистой водой.
• положить в вертикальный резервуар, содержащий травление хлорного железа и оставить до травления.
• положить в бак с распылителем и опрыскивать чистой водой
• положить в протравливатель для удаления до травления
• Положить в вертикальную оловянную емкость для лужения.

В результате получились великолепно выглядящие печатные платы, которые очень легко паялись и выглядели профессионально, несмотря на отсутствие паяльной маски и экрана.

Является ли этот стандартный метод до сих пор используемым профессиональными инжиниринговыми отделами при изготовлении прототипов печатных плат сегодня, или есть другие методы, которые дают похожие отличные результаты?

Ни о чем я не знаю. Более 15 лет назад я работал в небольшой инженерной фирме, которая занималась тем, что вы описали выше. Сегодня в моем подвале я могу расположить печатные платы с помощью бесплатного или недорогого программного обеспечения, сгенерировать файл Gerber, отправить эти файлы по электронной почте в дом печатных плат и получить платы, изготовленные по цене менее $ 3 / кв., С лучшим качеством, о котором я могу мечтать делает. Маска и шелкография, как правило, включены по той же цене. Срок выполнения заказа составляет от 5 до 15 рабочих дней, в зависимости от того, сколько вы хотите заплатить.

Больше не имеет смысла изготавливать печатные платы самостоятельно, если вам не требуется время, измеряемое в минутах. Это настолько дешево, что, если вы уделяете разумное внимание своему времени, вы теряете деньги, делая это на месте.

Около 15 лет назад я нанял EE прямо из UC Santa Barbra. В первую же неделю работы он спросил меня: «Как вы создаете прототипы печатных плат? Проволочная сетка, макеты или что?» Мой ответ так же действителен сейчас. Мы проектируем обычную печатную плату, делаем ее профессионально, и, если они работают, мы отправляем продукт. Если это не сработает, мы исправим это, создадим новые и попробуем снова.

Есть магазины по продаже печатных плат и подрядные производители, которые специализируются на производстве опытных образцов голых печатных плат.

Подавляющее большинство компаний делают свои прототипы таким же образом. Конечно, есть исключения. Некоторые компании гравируют свои собственные печатные платы. Некоторые используют что-то вроде фрезерного станка для печатных плат. Некоторые сделают проволочную пленку. А некоторые будут использовать макеты или перф. доска. Но для самых простых плат, вероятно, более 95% компаний просто получают прототипы печатных плат, изготовленные в профессиональном магазине.

Хотя этот метод, кажется, стоит дороже, в конце концов, он дешевле. Мы тратим меньше времени на отладку, сборку и работу с потенциально некачественными и ненадежными прототипами. Кроме того, мы можем использовать 4-слойные печатные платы с плакированными отверстиями, что ОГРОМНО. За последние 15 лет я разработал, может быть, ЧЕТЫРЕ двухслойных и более 40 сложных плат.

Я чувствую, что кто-то должен упомянуть фрезерование печатных плат в качестве метода прототипирования. Быстрее и менее грязно, чем химический процесс, и та же самая машина, которая выполняет фрезерование, может также сверлить отверстия и выровнять края доски.

Двусторонние доски достигаются путем сверления нескольких отверстий для регистрации в доске, которые падают на штифты на фрезерном станке. Фрезеровать одну сторону, перевернуть, фрезеровать другую сторону.

Вероятно, все еще не очень часто встречается в профессиональной среде, поскольку прогоны прототипов настолько дешевы, но в тех случаях, когда требуется более быстрая обработка, чем может обеспечить прототип, фрезерование довольно велико.

Время определенно ушло с тех дней, и я поддерживаю то, что другие ответы говорят / подразумевают о стоимости изготовления правильных многослойных печатных плат, но я добавлю кое-что еще.

По моему опыту, использование инструментов моделирования цепей означает, что вы можете уменьшить количество итераций печатной платы, чтобы получить правильный дизайн. Добавьте это к почти незначительной стоимости многослойных плат, и больше нет необходимости в собственном прототипировании.

Я работаю в маленькой лаборатории в Colege. Здесь вы должны создать файл gerber (обычно с использованием Altium), а затем отправить его лицу, ответственному за создание прототипа (мне), которое будет использовать LPKF S42 для создания платы. К сожалению, это выглядит довольно самодельным.

Я прикрепил эту фотографию к одному из наших прототипов. Левый (многоуровневый зеленый) сделан в каком-то Доме Правления; правильный (вид коричневого цвета) я сделал сам.

Так что это то, что мы следуем в нашей лаборатории. Только для двухслойной доски. Более двухслойных досок в конечном итоге идут к поставщику.

1. Возьмите отпечаток с изображения на доске (размер оригинала) и убедитесь, что на изображении находятся только нижняя часть, сверла, прокладки, сквозные и размерные слои. Мы используем Eagle для этого. Используйте фотографические страницы GSM менее 140.

2. Разорвите страницу, чтобы разместить ее над печатной платой определенного размера и гладить (да, используя электрический утюг), удерживая печатную сторону на меди. Делайте это по крайней мере 15 минут, пока вы не будете уверены, что дорожки переместятся на доску.

3. Поместите доску в воду, удалите лишнюю бумагу и протрите доску с помощью хлорида железа, как вы упомянули. После травления просмотрите оригинальный дизайн и с помощью компаса сделайте отверстия во всех местах, где необходимо выполнять сверла. Используйте соответствующие биты для сверления (в зависимости от размера компонента, который вы хотите установить). Также просверлите все переходные отверстия и добавьте перемычки на верхний слой (если применимо).

Итак, это конечный результат. :)

Изменить: несколько частей, которые я думал, были самоочевидными, добавлены сейчас.

Я не уверен, насколько профессиональными мы бы считались, потому что мы небольшой дизайнерский дом, а не огромная многонациональная корпорация электроники ...

Как правило, самые базовые прототипы делаются на плате со скальпелем и медной обшивкой, если это необходимо, или, если сложнее, мы просто отправляем их в Seeedstudio / Iteadstudio за 20 долларов, это не сложно. Если нам нужно что-то сделать быстро, мы платим более местному «правильному» дому PCB, чтобы сделать разовый или очень короткий пробег. Это стоит, но это бизнес.

Как правило, мы отправляем наши материалы для печати, даже для прототипов. Иногда это может дорого обойтись - 10 ревизий нашей работы и более 10 тысяч долларов. Но за первоначальные инвестиции в размере 7 тыс. Долларов вы можете купить стан с ЧПУ, который будет очень хорошо вырезать двухслойные печатные платы. Это не плохо для прототипирования, но не лучший ответ для массового производства. Мы склонны избегать химического травления, потому что оно имеет тенденцию неравномерного травления, и когда на вашей печатной плате имеется более фунта меди на маленькой плате (источниках питания), вы можете создавать горячие точки. Для проектов LV химическое травление не так уж плохо.

Вряд ли нам нужен еще один способ решения этого вопроса, но, поскольку он здесь, для полноты метода лазерного переноса тонера для бумажной и нежелательной почты это полезная и более быстрая альтернатива методу фототравления для тех, кто работает в тот же день. эксперименты.