用光固化3d打印机制作电路板的尝试
m24h 2021-6-17原创 电子技术
关键词
光固化干膜曝光电路板

这个水煮鱼一般的天气里 我尝试用光固化3d打印机 对贴在覆铜板上的负性干膜曝光 然后显影腐蚀

之前的考虑的可行性有

  1. 光固化3d打印机的波长在400nm左右 干膜可以使用310-430nm的波长曝光

  2. 光固化3d打印机像素大小折射出来500dpi左右 比一般曝光前打印用的打印机300dp还高(注意许多宣称600dpi甚至1200dpi的打印机 并不一定是有这样的物理像素性能 而是有水分的)

  3. 不需要经过胶片纸张的中间介质 避免了变形等精度问题

步骤有

  1. 随便画了个电路 包括一个USB type-c的接口 一个sop16的芯片 使用的基本线宽是0.25mm 然后用不同的线间隙靠拢 看看可以保证多大间隙

  2. 电路绘制为PDF文件

  3. 使用PS以600dpi打开 转为光栅图像保存

  4. 使用微软免费的3d build从光栅图像 以“轮廓”方式 不进行平滑 转为3d结构 (如果以“高度”方式 会产生一个地板 需要拆分删除)

  5. 设定准确的尺寸(之前将cut线框也绘制了 并且记住了尺寸 在3d build里面cut线框就代表了3d体的最外围 输入记下的尺寸就行)

  6. 输出STL文件 切片 检查cws文件里面的PNG图大概正确 上传到3d打印机

  7. 电路板稍打磨去除氧化层 敷好干膜 贴到3d打印机的曝光屏幕 (这时候应拆下3d打印机的抬升基板)观察着曝光2~3分钟 中断打印 取回电路板

  8. 碳酸钠显影 过硫酸铵腐蚀 氢氧化钠除去剩余干膜

 结果如下图

IMG_20210617_222635.jpg

我的结果是

  1. 这种制版方式可取 比打印后晒灯略为方便 当然大的电路板不太合适 毕竟现在便宜的光固化3d打印机的曝光屏幕都不大 我这个就6寸的 和手机屏幕差不多

  2. 因为简单实验性质 随手取的干膜是有缺陷的 也没有加滴水认真贴 结果有些横纹般的空隙(气泡)部分脱模 并非这种方式的后果

  3. 对于太精细的电路线条而言 也许这种方式还是不足的 由于漏光的倾向(或者干膜的问题 因为感觉显影后 线条比刚曝光差不少 不过总体总是倾向漏光表现的) 0.25mm的敷铜线条表现不错 但是0.2mm的间隙不太够用 以后设计应该使用0.15mm的线条 0.25mm的间隙 图片中粘连的地方都是小于0.2mm间隙的

  4.  其实对比个人经验 我觉得这次实验结果 至少在像素精度上 并不比打印菲林后紫外灯曝光差(同样的干膜下 个人业余条件和材料操作 即使传统打印曝光流程 都无法呈现专业级别的精细线条 如果是涂感光湿膜也许会好一些 但是过程繁琐讲究 我就不想试了 或者大功率专业曝光机可以减少漏光 我也没条件尝试)

  5. 如果是先钻孔后曝光 就有对正位置的问题 这个对于这种方法不太容易 可能需要屏幕上附加定位装置 这就抵消了无需先打印到菲林的便利

  6. 切片时忘记取消“平滑”选项了 有一个“2倍平滑”的影响 但是应该影响不大 下次要注意取消

些许经验 供借鉴

[修改于 4 个月前 - 2021-06-17 23:38:20]

+0.5  科创币    zRed   2021-06-18   支持尝试
来自:电子与无线电 / 电子技术
5
4个月11天前
1楼

个人感觉用普通油墨上激光雕刻机加工效果可能会好一些吧

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m24h作者
4个月11天前 修改于 4个月11天前
2楼
引用发表于1楼的内容
个人感觉用普通油墨上激光雕刻机加工效果可能会好一些吧

是先上油墨 然后激光把不需要的油墨除去么

我没有试过 不过个人条件下 激光要对焦精细 烧灼出仅0.05mm光斑 想来应该不容易

我说的这个方法最大好处就是求个方便 软件操作几下 无线上传到光固化打印机 贴干膜 照一会

而且别看照片效果不好 其实东西很小 线条是只有10mil 一般分立元件或者常规dip封装的电路 绝对可以满足要求

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4个月11天前
3楼
引用m24h发表于2楼的内容
是先上油墨 然后激光把不需要的油墨除去么我没有试过 不过个人条件下 激光要对焦精细 烧灼出仅0.05...

直接上一层油墨,然后用激光打,后面就可以是普通的蚀刻过程了

之前看内存卡数据恢复的视频,过程中要把卡上面阻焊去掉露出线路飞线,这一步用的就是激光雕刻机去阻焊,而且看起来精细程度还蛮高,就感觉应该可行,至于具体有多精细不清楚。。。

(刚才回了一个别的贴子,刚退出就发现自己未读消息突然多了一条,还以为是被系统删帖了😂

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月下孤狼
4个月10天前
4楼

术业有专攻,目前电路板打样已经非常便宜,自己做的电路板实现双层都很困难。

即使是放在十年前,普通打印机打印菲林或者热转印精度远高于3D打印机,因为我们知道3D打印机擅长的是三维,二维的事情比分辨率还是要普通打印机。

拥有3D打印机还是应该做它更擅长的事情~

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m24h作者
4个月10天前
5楼
引用月下孤狼发表于4楼的内容
术业有专攻,目前电路板打样已经非常便宜,自己做的电路板实现双层都很困难。即使是放在十年前,普通打印机...

关于术业有专攻 其实我深有体会的

经常想做一些事情 但是没做 就是因此

以至于我几乎没有自己做任何东西 因为现在任何东西几乎都有比个人更好的方法 只需要人民币置换法就可以得到 而且不光省事 而且大多数情况比自己做还便宜

我也大抵变成文科生了 最多的时间 花在出门采风 摄影 学学雕塑 绘画 或者看看文章 感悟人生 最大的感悟恐怕也是“没有必要”这4个字

大多数工具都在闲置 即便有时还会买些零件 但也是觉得“心动”而“收藏” 完全找不到有什么“应用”需要自己实现

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zengsifu
4个月10天前
6楼

也可以用FDM直接在覆铜板上打印,这样连感光覆铜板都不用了,可以直接用覆铜板→_→

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m24h作者
4个月10天前
7楼
引用zengsifu发表于6楼的内容
也可以用FDM直接在覆铜板上打印,这样连感光覆铜板都不用了,可以直接用覆铜板→_→

fdm喷嘴0.4mm呢 不够精细的

而且对于电路图转换成光栅容易 转换成运动控制不容易的

当然还有不少其他方法我没试过 比如直接找台UV打印机之类打印到电路板上的 那是我没有这种打印机

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zengsifu
4个月9天前
8楼
引用m24h发表于7楼的内容
fdm喷嘴0.4mm呢 不够精细的而且对于电路图转换成光栅容易 转换成运动控制不容易的当然还有不少其...

我这差不多鸽了一年多了都没弄,当时买了fdm和0.2的喷嘴。打0.2的线条应该没问题,但是速度可能要慢点,快了的可能间距要加大。不过单层打印速度再慢也快过cnc吧。电路图转运动轨迹很成熟了好吗-_-||,现在很多弄测试电路就是用cnc啊。


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