ออกแบบตามสั่งจากแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) แกะสลักด้วยเลเซอร์
แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นส่วนประกอบหลักที่สำคัญในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ การออกแบบและการผลิตแผงวงจรพิมพ์จึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณอาจคุ้นเคยกับเทคโนโลยีการพิมพ์ PCB แบบดั้งเดิม เช่น วิธีการถ่ายโอนโทนเนอร์ และอาจเคยลองใช้ด้วยตนเองมาแล้ว ในที่นี้ ผมอยากจะแบ่งปันวิธีการกัด PCB แบบอื่นโดยใช้เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 ซึ่งจะช่วยให้คุณสามารถปรับแต่ง PCB ได้อย่างยืดหยุ่นตามการออกแบบที่คุณต้องการ
หลักการและเทคนิคการกัดแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB etching)
- แนะนำแผงวงจรพิมพ์โดยสังเขป
การออกแบบ PCB ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยชั้นฉนวนและชั้นทองแดงสองชั้น (หรือเรียกว่าทองแดงหุ้ม) โดยทั่วไป FR-4 (ใยแก้วทอและอีพ็อกซี) เป็นวัสดุที่ใช้เป็นฉนวนทั่วไป ในขณะเดียวกัน ขึ้นอยู่กับความต้องการที่แตกต่างกันของฟังก์ชันเฉพาะ การออกแบบวงจร และขนาดของบอร์ด อาจใช้วัสดุไดอิเล็กทริกอื่นๆ เช่น FR-2 (กระดาษฝ้ายฟีนอลิก) หรือ CEM-3 (ใยแก้วไม่ทอและอีพ็อกซี) ได้เช่นกัน ชั้นทองแดงมีหน้าที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าเพื่อสร้างการเชื่อมต่อระหว่างชั้นต่างๆ ผ่านชั้นฉนวนโดยใช้รูทะลุหรือการบัดกรีแบบติดตั้งบนพื้นผิว ดังนั้น จุดประสงค์หลักของการกัด PCB คือการสร้างร่องรอยวงจรด้วยทองแดง รวมถึงการกำจัดทองแดงที่ไม่จำเป็นหรือทำให้ทองแดงเหล่านั้นแยกออกจากกัน
หลังจากได้ทำความเข้าใจหลักการกัดแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) อย่างคร่าวๆ แล้ว เราจะมาดูวิธีการกัดแบบทั่วไปกัน มีวิธีการทำงานสองวิธีที่แตกต่างกัน โดยใช้หลักการเดียวกันในการกัดทองแดงหุ้มแผ่นวงจร
- โซลูชันการกัดแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB etching solutions)
วิธีหนึ่งคือการคิดแบบตรงไปตรงมา คือการกำจัดพื้นที่ทองแดงที่ไม่จำเป็นออกไป ยกเว้นส่วนที่เป็นลายวงจร โดยปกติแล้ว เราจะใช้น้ำยากัดกรด เช่น เฟอร์ริคลอไรด์ เพื่อให้ได้กระบวนการกัดกรด เนื่องจากพื้นที่ที่จะกัดกรดมีขนาดใหญ่ จึงต้องใช้เวลานานและต้องใช้ความอดทนอย่างมาก
อีกวิธีหนึ่งที่ชาญฉลาดกว่าคือการกัดเส้นตัด (หรือพูดให้แม่นยำกว่านั้นคือ โครงร่างของวงจร) ซึ่งจะทำให้การนำไฟฟ้าของวงจรแม่นยำยิ่งขึ้น ในขณะเดียวกันก็แยกแผงทองแดงที่ไม่เกี่ยวข้องออกไป ในกรณีนี้ จะกัดทองแดงน้อยลงและใช้เวลาน้อยลง ด้านล่างนี้ ผมจะเน้นไปที่วิธีที่สองเพื่ออธิบายรายละเอียดวิธีการกัดแผ่น PCB ตามไฟล์ออกแบบ
วิธีการกัดลายแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)
สิ่งที่ต้องเตรียม:
แผ่นวงจรพิมพ์ (แผ่นทองแดง), สีสเปรย์ (สีดำด้าน), ไฟล์ออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์, เครื่องตัดเลเซอร์, สารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์ (สำหรับกัดผิวทองแดง), ผ้าเช็ดทำความสะอาดด้วยแอลกอฮอล์, สารละลายอะซิโตน (สำหรับละลายสี), กระดาษทราย (สำหรับขัดแผ่นทองแดง)
ขั้นตอนการดำเนินการ:
1. แปลงไฟล์ออกแบบ PCB เป็นไฟล์เวกเตอร์ (ส่วนขอบด้านนอกจะถูกแกะสลักด้วยเลเซอร์) และโหลดลงในระบบเลเซอร์
2. อย่าขัดแผ่นทองแดงด้วยกระดาษทราย และทำความสะอาดทองแดงด้วยแอลกอฮอล์ล้างแผลหรืออะซิโตน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีน้ำมันและไขมันหลงเหลืออยู่
3. จับแผงวงจรไว้ในคีม แล้วพ่นสีบางๆ ลงบนแผงวงจร
4. วางแผ่นทองแดงบนโต๊ะทำงานและเริ่มทำการแกะสลักพื้นผิวด้วยเลเซอร์
5. หลังจากกัดผิวสีแล้ว ให้เช็ดคราบสีที่กัดกร่อนออกด้วยแอลกอฮอล์
6. นำไปแช่ในสารละลายกัดกรด PCB (เฟอร์ริกคลอไรด์) เพื่อกัดกรดทองแดงส่วนที่โผล่ออกมา
7. ขจัดคราบสีสเปรย์ด้วยตัวทำละลายอะซิโตน (หรือน้ำยาขจัดสี เช่น ไซลีน หรือทินเนอร์) ล้างหรือเช็ดสีดำที่เหลือออกจากแผ่นไม้ในส่วนที่เข้าถึงได้
8. เจาะรู
9. บัดกรีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ผ่านรูที่เตรียมไว้
10. เสร็จสิ้น
เหตุใดจึงควรเลือกใช้การแกะสลัก PCB ด้วยเลเซอร์
สิ่งที่ควรทราบคือ เครื่องเลเซอร์ CO2 จะกัดเซาะพื้นผิวสีสเปรย์ตามลายวงจรแทนที่จะกัดเซาะทองแดงโดยตรง นี่เป็นวิธีที่ชาญฉลาดในการกัดเซาะทองแดงที่โผล่ออกมาในพื้นที่เล็กๆ และสามารถทำได้ที่บ้าน นอกจากนี้ เครื่องตัดเลเซอร์กำลังต่ำก็สามารถทำได้เช่นกัน เพราะสีสเปรย์สามารถลอกออกได้ง่าย วัสดุหาได้ง่ายและเครื่องเลเซอร์ CO2 ใช้งานง่าย ทำให้วิธีการนี้เป็นที่นิยมและง่าย ดังนั้นคุณจึงสามารถสร้าง PCB เองที่บ้านได้โดยใช้เวลาน้อยลง ยิ่งไปกว่านั้น การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วสามารถทำได้ด้วยการแกะสลัก PCB ด้วยเลเซอร์ CO2 ทำให้สามารถปรับแต่งและสร้าง PCB ดีไซน์ต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว นอกจากความยืดหยุ่นในการออกแบบ PCB แล้ว ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งที่ทำให้ควรเลือกเครื่องตัดเลเซอร์ CO2 คือ ความแม่นยำสูงด้วยลำแสงเลเซอร์ละเอียด ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความถูกต้องของการเชื่อมต่อวงจร
(คำอธิบายเพิ่มเติม - เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 มีความสามารถในการแกะสลักและกัดกรดบนวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ หากคุณสับสนระหว่างเครื่องตัดเลเซอร์และเครื่องแกะสลักเลเซอร์ โปรดคลิกที่ลิงก์เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม:)ความแตกต่าง: เครื่องแกะสลักด้วยเลเซอร์ VS เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ | (mimowork.com)
เครื่องแกะสลัก PCB ด้วยเลเซอร์ CO2 เหมาะสำหรับ PCB ชั้นเดียว ชั้นคู่ และหลายชั้น คุณสามารถใช้มันเพื่อออกแบบ PCB เองที่บ้าน หรือนำเครื่องเลเซอร์ CO2 ไปใช้ในการผลิต PCB จริงได้ ความแม่นยำสูง ความสม่ำเสมอ และความเที่ยงตรงสูง เป็นข้อดีที่ยอดเยี่ยมสำหรับการแกะสลักด้วยเลเซอร์ ทำให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพระดับพรีเมียมของ PCB สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม สามารถสอบถามได้จากเครื่องแกะสลักเลเซอร์ 100.
การกัดลายวงจรพิมพ์ (PCB) ครั้งเดียวด้วยเลเซอร์ UV และเลเซอร์ไฟเบอร์
ยิ่งไปกว่านั้น หากคุณต้องการการประมวลผลที่รวดเร็วและขั้นตอนที่น้อยลงในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เครื่องเลเซอร์ UV เลเซอร์สีเขียว และเลเซอร์ไฟเบอร์อาจเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม การใช้เลเซอร์กัดทองแดงโดยตรงเพื่อสร้างลายวงจรนั้นให้ความสะดวกอย่างมากในการผลิตทางอุตสาหกรรม
✦ บทความชุดนี้จะมีการอัปเดตอย่างต่อเนื่อง คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการตัดด้วยเลเซอร์ UV และการแกะสลักด้วยเลเซอร์บนแผ่นวงจรพิมพ์ได้ในบทความถัดไป
หากคุณกำลังมองหาโซลูชันเลเซอร์สำหรับการกัดลาย PCB โปรดส่งอีเมลหาเราโดยตรง
เราคือใคร:
Mimowork เป็นบริษัทที่มุ่งเน้นผลลัพธ์ โดยนำความเชี่ยวชาญด้านการดำเนินงานที่สั่งสมมายาวนานกว่า 20 ปี มานำเสนอโซลูชันด้านการประมวลผลและการผลิตด้วยเลเซอร์แก่ SMEs (วิสาหกิจขนาดเล็กและขนาดกลาง) ในอุตสาหกรรมเสื้อผ้า ยานยนต์ และโฆษณา
ด้วยประสบการณ์อันยาวนานของเราในด้านโซลูชันเลเซอร์ ซึ่งฝังรากลึกในอุตสาหกรรมการโฆษณา ยานยนต์และการบิน แฟชั่นและเครื่องแต่งกาย การพิมพ์ดิจิทัล และผ้ากรอง ทำให้เราสามารถเร่งการพัฒนาธุรกิจของคุณจากกลยุทธ์ไปสู่การปฏิบัติงานในแต่ละวันได้อย่างรวดเร็ว
We believe that expertise with fast-changing, emerging technologies at the crossroads of manufacture, innovation, technology, and commerce are a differentiator. Please contact us: Linkedin Homepage and Facebook homepage or info@mimowork.com
วันที่เผยแพร่: 9 พฤษภาคม 2565