Quais métodos de fabricação de PCB para * protótipos * são usados ​​hoje pelos departamentos de engenharia profissionais?

Há dez anos, trabalhei em um pequeno departamento de engenharia da Philips Semiconductors que prototipou todos os projetos antes de fabricá-los profissionalmente fora. O método era bastante padrão:

• Imprima o trabalho artístico usando uma impressora a laser barata em filme semi-transparente
• Cole a parte superior da arte final na parte inferior e alinhe-a visualmente.
• Corte uma PCB até um tamanho aproximado, faça um furo na borda onde um fio pode ser inserido para prender a PCB entre inserções em produtos químicos.
• Insira o PCB entre as obras de arte e exponha usando uma caixa de luz UV caseira.
• Prenda o fio no orifício da placa de circuito impresso e mergulhe-o em um tanque vertical contendo hidróxido de sódio e aguarde até que ele se desenvolva
• Coloque no tanque de spray e pulverize com água limpa.
• Coloque em um tanque vertical contendo cloreto férrico e deixe até gravado.
• colocar no tanque de spray e pulverizar com água limpa
• colocar no removedor de etch até etch removido
• Coloque no tanque de lata vertical para estanhar.

Os resultados foram PCBs com aparência bonita, fáceis de soldar e com aparência profissional, apesar da falta de máscara e tela de solda.

Esse é o método padrão ainda usado pelos departamentos de engenharia profissionais ao fabricar protótipos de PCBs hoje em dia ou existem outros métodos que oferecem ótimos resultados semelhantes?

Nada que eu saiba. Há mais de 15 anos, também trabalhei em uma pequena empresa de engenharia que fez o que você descreveu acima. Hoje, no meu porão, posso fazer o layout de placas de PC com software gratuito ou de baixo custo, gerar um arquivo Gerber, enviá-las por e-mail para uma casa de placas de circuito e ter placas feitas por menos de US $ 3 / m² com melhor qualidade que eu possa sonhar fazendo. A máscara e a serigrafia são normalmente incluídas pelo mesmo preço. O prazo de entrega é de 5 a 15 dias úteis, dependendo do valor que você deseja pagar.

Não é mais razoável criar você mesmo placas de PC, a menos que você precise que o tempo de resposta seja medido em minutos. É tão barato que, se você coloca um valor razoável no seu tempo, perde dinheiro fazendo isso no local.

Há cerca de 15 anos, contratei um EE direto da UC Santa Barbra. Na primeira semana de trabalho, ele me perguntou: "Como você protótipo de PCBs? Envoltório de arame, tábuas de pão ou o quê?" Minha resposta então é tão válida agora. Projetamos uma placa de circuito impresso normal, fabricada profissionalmente e, se funcionar, enviamos o produto. Se não funcionar, corrigimos, criamos novos e tentamos novamente.

Existem lojas de PCBs e fabricantes especializados em fabricar quantidades de protótipos de PCBs nus.

A grande maioria das empresas faz seus protótipos da mesma maneira. Existem exceções, é claro. Algumas empresas gravam seus próprios PCBs. Alguns usam algo como uma fresadora para PCB. Alguns farão envoltório de arame. E alguns vão usar tábuas de pão ou perf. borda. Mas, para qualquer coisa, exceto a mais simples das placas, provavelmente 95% das empresas obtêm protótipos de PCBs feitos em uma loja profissional de PCBs.

Embora esse método pareça custar mais, no final é mais barato. Nós gastamos menos tempo depurando, construindo e futurizando com protótipos potencialmente de baixa qualidade e não confiáveis. Além disso, somos capazes de usar PCBs com mais de 4 camadas com orifícios - o que é ENORME. Nos últimos 15 anos, projetei QUATRO placas de 2 camadas e mais de 40 placas complexas.

Eu sinto que alguém deveria mencionar a fresagem de PCB como um método de prototipagem. Mais rápido e menos confuso do que um processo químico, e a mesma máquina que faz o fresamento também pode fazer furos e rotear as bordas da placa.

As placas frente e verso são realizadas perfurando alguns orifícios de registro na placa que caem nos pinos da fresadora. Moer um lado, virar, moer outro lado.

Provavelmente ainda não é muito comum em ambientes profissionais, uma vez que as execuções de protótipos são muito baratas, mas em momentos em que é necessário um retorno mais rápido do que uma execução de protótipo, o fresamento é muito bom.

Definitivamente, o tempo mudou a partir desses dias e eu apoio o que as outras respostas dizem / implicam sobre o custo de obter PCBs multicamadas adequados feitos externamente, mas vou acrescentar outra coisa.

Na minha experiência, o uso de ferramentas de simulação de circuitos significa que você pode reduzir o número de iterações de PCB para obter um design correto. Adicione isso ao custo quase insignificante das placas multicamadas e não há mais necessidade real de prototipagem interna.

Eu trabalho em um pequeno laboratório no colege. Aqui você precisa criar um arquivo gerber (geralmente usando Altium) e depois enviar para a pessoa responsável pela prototipagem (eu), que usará um LPKF S42 para fazer o quadro. Infelizmente, parece bastante caseiro.

Anexei esta foto de um de nossos protótipos. A esquerda (verde multinível) é feita em alguma Câmara; o certo (tipo marrom) que eu fiz sozinho.

Então é isso que seguimos em nosso laboratório. Somente para uma placa de duas camadas. Mais de duas placas de camada acabam indo ao fornecedor.

1. Faça uma impressão da imagem do cartão (tamanho original) e verifique se apenas as camadas inferior, brocas, suportes, via e dimensão estão na imagem. Usamos Eagle para isso. Use páginas fotográficas de GSM com menos de 140.

2. Rasgue a página adequadamente para colocar sobre uma PCB de determinado tamanho e ferro (sim, usando um ferro elétrico) a placa mantendo o lado impresso no cobre. Faça isso por pelo menos 15 minutos até ter certeza de que as faixas seriam transferidas para o quadro.

3. Coloque o cartão na água e remova o excesso de papel e grave o cartão usando cloreto férrico conforme mencionado. Depois de gravado, veja o design original e, usando uma bússola, faça orifícios em todos os locais onde é necessário realizar exercícios. Use brocas apropriadas para perfuração (dependendo do tamanho do componente que você deseja ajustar). Além disso, perfure todas as vias e adicione jumpers na camada superior (se aplicável).

Então, este é o resultado final. :)

Edit: Algumas partes, que eu pensei que eram auto-explicativas, adicionadas agora.

Não tenho certeza de como seríamos profissionais, pois somos uma pequena casa de design em vez de uma enorme empresa multinacional de eletrônicos ...

Geralmente, protótipos muito básicos são feitos com uma placa revestida de bisturi e cobre, se necessário, ou se mais complexo, enviamos para a Seeedstudio / Iteadstudio por US $ 20, é um acéfalo. Se precisarmos de algo feito rapidamente, pagamos uma casa de PCBs "local" mais local para fazer uma execução pontual ou muito curta. Custa, mas isso é negócio.

Normalmente, enviamos nossas coisas para serem impressas para nós, mesmo para protótipos. Às vezes, isso pode ficar caro - 10 revisões do nosso trabalho e mais de US $ 10.000. Mas para um investimento inicial de US $ 7k, você pode comprar uma usina CNC que cortará muito bem os PCBs de dupla camada. Isso não é ruim para a criação de protótipos, mas não é a melhor resposta para a produção em massa. Nós tendemos a nos afastar do ataque químico, porque ele tem uma tendência de ataque irregular e, quando o seu PCB possui mais de um quilo de cobre em uma pequena placa (fonte de alimentação), você pode criar pontos de acesso. Para projetos de VE, o condicionamento químico não é tão ruim.

Dificilmente precisamos de mais uma solução para essa questão, mas, como ela está aqui, para completar, o método de transferência de toner a laser para papel para roupas e lixo eletrônico é uma alternativa útil e mais rápida ao método de gravação de fotos para aqueles momentos únicos no mesmo dia experimentos.