Experimenteerprint à la Elex

Hoi Kruimel, je inspireerd me.
Ik ga zelf eens aan de gang met kicad en kijken of ik dat zelf ook kan maken. Zal jou files als basis nemen.

bprosman

Golden Member

Het koper wordt elektrolytisch vanaf de buitenlagen gegroeid

Zit hier nog even over na te denken en vraag me dan toch af hoe dat werkt.
Normaal boren ze eerst alle gaten waardoor op beide zijden van het PCB materiaal volledig koper zit. Dan laten ze het koper aangroeien in de gaten maar op dat moment kun je geen gaten uitsluiten. Komt er dan nog een 2e boorsessie ?

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.

Het proces voor 35µm is gewoonlijk als volgt:

  • Opstart- en reinigingsprocessen, eventueel productie van binnenlagen;
  • Alle gaten worden geboord in een koperlaminaat met ~18µm koper;
  • De print gaat door de back-hole procedure, waar koolstofpoeder in de gaten wordt aangebracht;
  • Er wordt fotoresist aangebracht met een negatief beeld van het gewenste koperpatroon, de NPT gaten worden hier bedekt met fotoresist;
  • Ongeveer 20µm koper wordt elektrolytisch aangebracht;
  • Er wordt een dunne laag tin chemisch aangebracht;
  • De fotoresist wordt verwijderd;
  • Het onbedekte koper wordt weggeëtst;
  • De tinlaag wordt gestript;
  • Het soldeermasker, silkscreen en de afwerking worden aangebracht;
  • De laatste mechanische stap met de freeslijnen en grote gaten wordt uitgevoerd.

In het proces is het dus mogelijk om de ongemetalliseerde gaten op twee momenten aan te brengen, maar gemetalliseerde gaten kunnen alleen worden opgebouwd in stap 4, en alleen op plekken waar geen fotoresist is. Het maken van gemetalliseerde gaten op plekken waar geen koper is, is daarom niet mogelijk. In principe kan je een kleine pad aanbrengen vanaf welke het koper kan groeien, maar die ring kan niet kleiner dan de uitlijning van je fotografische proces met je mechanische proces, en een nauwkeuriger proces is door de bank genomen duurder. Verder zijn gemetalliseerde gaten mechanisch voornamelijk afhankelijk van de buitenlagen, die in essentie met epoxylijm vast zitten, in tegenstelling tot de metallisering in het gat, die alleen op het reliëf van het printmateriaal vast zit.

Het bovenstaande proces voorkomt dat je koper moet etsen dat je in een eerder proces hebt laten groeien, waardoor je in essentie zuiver koper aan het weggooien bent. Bovendien laat het een fijnere structuurgrootte toe, je etst immers maar 18µm koper weg voor een 35µm koperstructuur, de horizontale afwijking ten gevolge van het etsen is daardoor kleiner. Ik weet niet of dit de exacte overweging is geweest, er zijn intussen zoveel proces-optimalisaties geweest dat het een best staaltje proces-archeologie zou vereisen om de exacte overwegingen terug te vinden.

Let er op dat je in de meeste gevallen bij het kiezen van dikker koper geen dikkere via's en een grovere structuur zal krijgen. Het elektrolyseproces is vrij traag, dus de wanddikte van via's zal onafhankelijk van de koperdikte aan de buitenlaag meestal 20-25µm zijn, maar gewoon beginnen met een laminaat met dikker koperfolie. De verticale stroomdichtheid van een print met dik koper is daardoor niet groter bij printjes met dikke koperlagen. In ontwerpen met een grote stroomdichtheid is het daarom verstandig om TH componenten te gebruiken in plaats van via's om de stroom over te brengen.

Op 20 november 2020 15:18:40 schreef BenI2C:
Hoi Kruimel, je inspireerd me.
Ik ga zelf eens aan de gang met kicad en kijken of ik dat zelf ook kan maken. Zal jou files als basis nemen.

Dank u! _/-\o_

Ik zal het pcb bestand ook toevoegen zodat je het in KiCAD kan openen, aan de Gerbers kan je niets veranderen zonder een Gerber editor (die ik altijd moeilijk te vinden en lastig te gebruiken heb gevonden).

Wil je nog dat ik je die printjes opstuur of bestel je zelf?

Dank voor de gerbers, handige printjes. :) Ik heb er wat besteld ( bij seeedstudio).

Ga ik bestellen bij de pcb boer dan ook zelf proberen. Is eerste keer voor mij.

Ok, dan bestel ik alleen voor mezelf. :)

Ja, gezien de dubbele verzendkosten heeft het volgens mij geen zin om gezamelijk in te kopen.

Op 21 november 2020 16:37:25 schreef Zonnepaneeltje:
Dank voor de gerbers, handige printjes. :) Ik heb er wat besteld ( bij seeedstudio).

Wat waren de verzendkosten daar?

~ 11 dollar +4,90 voor 10 pcb's, totaalkosten een kleine 15 eurie voor 10 printjes.

Ok, dan is JLCPCB goedkoper met €8,97 totaal voor 10. Wel 20 werkdagen levertijd... :O

Die printjes zijn aantrekkelijk gemaakt en zou er ook een 10tal bestellen bij JLCPCB.

Het is ook mijn eerste keer en vraag mij af welke kleur je kiest bij het algemene menu gezien de bovenkant geel is en de onderkant groen?

Nemen jullie alle standaard ingevulde items in het hoofdmenu?

LDmicro user.

Nee, ik heb gekozen voor geel soldeermasker. Dat had te maken met het feit dat ik met het rode soldeermasker dat ik eerder gebruikte moeite had om aan de onderkant van de PCB te zien waar de tracks liepen. Er werd toen gesuggereerd dat dit minder was met geel soldeermasker. Ik had ook de tracks volledig vrij kunnen maken, maar dat vind ik zelf niet handig omdat je bij het gebruik van desoldeerlitze meestal de rest van de pads ook vrij maakt.

De gele kleur in de toplaag in de voorbeelden zijn gedaan met standaard groen soldeermasker, maar in het CAD-ontwerp heb ik het soldeermasker leeg gemaakt. De gele kleur die je ziet is dus een representatie van het kale PCB-materiaal, niet van het soldeermasker. Ik heb een versie gemaakt zonder aperture in het soldeermasker als je dat liever hebt:

Uiteindelijk is het aan jezelf welke kleur je wenst, groen komt het meest voor, dus vaak is dat het snelst. Bij de meeste fabrikanten is de productie-schaal inmiddels zo groot dat het verschil meestal maar een dag of twee is, dus het maakt weinig uit.

Op 22 november 2020 17:40:30 schreef Kruimel:
Ik heb een versie gemaakt zonder aperture in het soldeermasker als je dat liever hebt:...

Dat begrijp ik niet goed, al die pcb ontwikkeltermen zeggen mij niet veel.
Maar in ieder geval bedankt voor de moeite en files.

LDmicro user.

Het was niet de bedoeling je te verwarren. De situatie is nu dit:

  • Als je de dataset bij mijn vorige bericht (het .zip bestand) naar een fabrikant stuurt zal die de PCB maken in de door jou aangegeven kleur aan beide zijden van de PCB, de bovenkant zal met soldeermasker zijn bedekt en die kleur hebben;
  • Als je de dataset bij deze post gebruikt dan krijg je de PCB in de door jou aangegeven kleur alleen op de onderkant. De bovenkant zal zonder soldeermasker zijn, en dus de "natuurlijke" kleur van glasvezelepoxy krijgen (een soort lichtgeel met een beetje transparantie).

Je kunt nu dus kiezen wat je voor experimenteren wil gebruiken. Het maakt bar weinig uit wat mij betreft, de kleur is een esthetische keuze. Soldeermasker is voornamelijk handig als er ook koper op de betreffende laag zit, functioneel mis je er op de bovenlaag niets aan als je het weg laat.

Bestelling is geplaatst, heb V2 besteld omdat een groene toplaag veel te druk is voor als je al wat ouder wordt ;)

Nogmaals bedankt, misschien is dit de aanzet om zelf eens printjes te tekenen.

Ter info, 10stuks 4.20 euro en verzendkosten naar BE 6.16 euro

LDmicro user.
rob040

Golden Member

@Kruimel: Als ik jouw lagen in SprintLayout importeer, dan zie ik rare dingen (bevestigingsgat zit er niet in, ik kan maar één drillfile importeren):

Dit is een screenshot van de koperzijde. Eén spoortje heb ik weggehaald om "rare" vlakjes te tonen, maar die zitten rond elk gat.
Verder zitten er korte brede sporen in de linker boven hoek.
Is dat een fout van SprintLayout, of zit er iets geks in jouw ontwerp?

Het zal iets in SprintLayout zijn, ik heb het in een gerberviewer bekeken en alles zag er goed uit.

Btw hoe importeer je dat in SprintLayout?

LDmicro user.

Geen idee wat het probleem is, bij mij is het ontwerp in de Gerber viewer van KiCAD goed, op de site van Eurocircuits, en zelfs de preview op de JLCPCB site zag er niet vreemd uit. CAD programma's zijn niet echt bedoeld om Gerbers te importeren, kan je het .kicad_pcb bestand niet importeren?

Het lijkt er een beetje op dat hij last heeft met de afgeronde vierkante vormen, maar niet met de normale tracks, dus ik vermoed dat daar (een deel van) de issue zit. De schroefgaten zijn wel raar, want dat is alleen maar een ronde pad met een gat. Wellicht kan Sprintlayout niet omgaan met het Gerber X2 formaat. Ik heb een versie gemaakt in Gerber X1 en bijgevoegd, kan je die eens testen?

rob040

Golden Member

Dank voor de nieuwe file, maar die geeft precies het zelfde resultaat:

Het is voor mij geen probleem, als ik ze wil bestellen kan ik het eenvoudig aanpassen.
Het ging mij meer om problemen aan jouw kant te voorkomen.

@MGP: SprintLayout heeft een importeer functie die gerber files per laag inleest. Blijkbaar niet helemaal foutloos.

Ik kan het nog voorleggen aan Abacom, maar dan heb ik groen licht van Kruimel nodig om de gerbers door te sturen.

Edit: Ik kan alleen gerbers importeren, niets uit andere CAD programma's.
Dit is het scherm wat ik gebruik om te importeren:

Het vakje "Optimize connected tracks" staat standaard aangevinkt, maar hetzelfde resultaat als het niet aangevinkt is.

Je mag ze doorsturen hoor, geen probleem.

rob040

Golden Member

Ok, dank. Ik heb ze net een mail gestuurd en wacht het af.

Ik heb me ook laten verleiden om de printjes te gaan bestellen. Nooit eerder mee gewerkt, maar kan best wel eens handig zijn.
Klein dingetje aangepast, ik dacht dat er 4 IC's op zouden kunnen, maar dan hangen de pootjes aan elkaar door de middelste rij sporen.
Ik heb dat opgedeeld, dan heb je wel een gaatje minder, maar wel 4 IC's in een ruime opzet. Printje is wel wat breder geworden.
Verder heb ik een kopervlak op de componentzijde, die zweeft t.o.v. alle gaatjes, behalve de bevestigingsgaten.
Dat komt eigenlijk omdat mij uit het verleden nog bij staat dat PCB fabrikanten moeite hebben om erg grote vlakken weg te etsen. Kan best zijn dat het tegenwoordig geen punt meer is.

Credits aan Elex die naar mijn weten vergelijkbare printjes ik geloof in de jaren '70 heeft gepopulariseerd. :)

De reden dat ik de baantjes 5-gats had gemaakt was dat ik veel met analoge dingen aan de slag ben, en snel meer dan 3 componenten op een node heb, maar meestal geen grote hoeveelheid IC's gebruik. Voor digitale schakelingen is je indeling waarschijnlijk veel handiger. Ik had me tot een 50x100mm maat beperkt omdat ik ook andere kleine (deel-)schakelingen op die maat had en ik ze nu met afstandsbussen kan stapelen.

Die problemen met lege vlakken komen volgens mij omdat als je de print in een meerlaags proces maakt je problemen krijgt met de galvanisering (stap 5 in deze post). Als je een PCB hebt met een groot leeg vlak maar er wel een paar puntjes met koper hebt (zoals de schroefgaten hier) dan zal de stroom in het elektrolysebad zich concentreren op die paar kleine punten en zal de koperdikte daar onevenredig groot worden en de print in extreme gevallen lokaal kunnen verbranden. De elektrolysestroom moet dan omlaag om dat te voorkomen, en dan duurt het proces dat van zichzelf al een vrij lange productie-stap is nóg langer.

Ik zou graag smd experimenteerprint willen. Ik ben echter een totale noob qua cad, ik teken schemas nog steeds met potlood. Maar ik wil ook wel wat van die experimenteer printjes van kruimel bestellen. Maar ik heb dus ook geen ervaring met bestellen (en alle termologie)

Lambik: ik zou het liefst printjes frezen. Ik doe dat nu handmatig maar die van jou zijn zo te zien met een cnc frees gemaakt. Er zijn tegenwoordig vrij goedkope cnc freesjes te koop in china maar ik ben bang dat die alleen voor grof werk geschikt zijn.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Zou je eens een tekening kunnen maken met wat je handig zou lijken? Met SMD is het in mijn optiek veel meer een slag in het duister wat voor pitch en pad-vorm handig zouden zijn.

Ik heb even zitten te googlen en vond dat Okaphone SMD experimenteerprint verkoopt met 1,27mm pitch soldeereilandjes:

link

In een (veel) eerder topic komt Tidak Ada met een vergelijkbaar patroon op de proppen:

https://www.uploadarchief.net/files/download/printjes.jpg
link

Elektor had ook RF experimenteerprint met een massavlak en geïsoleerde vierkante pads er in zodat je een inductie-arme massa had, en componenten op de pads kon solderen:

https://www.uploadarchief.net/files/download/eps85000.png
link

Deze zijn in CAD allemaal doodgemakkelijk te maken, maar geen laat het fatsoenlijk plaatsen van bijvoorbeeld een SOT-23, (S)SOP of SOIC toe. Dan zouden er patronen bij moeten komen, eventueel verbonden met de respectievelijke pads, maar dan verlies je heel snel de flexibiliteit die je in je experimenteerprint zou willen.

Dubbellaags printjes laten toe dat je een patroon maakt met massapadjes en onverbonden padjes, eventueel met een bepaalde pitch of vorm. SMD componenten zijn veel minder consistent in pin pitch en vorm, en ik weet niet hoe ik een experimenteerprint ervoor zinvol zou indelen.

Overigens weet ik ook niet hoe je zo een freesprintje moet maken, de data die je uit een CAD programma krijgt voor de "normale" productie is niet meteen geschikt om in een freesapparaat te gooien. Ik heb persoonlijk niets tegen die Chinese freesjes, tot nu toe weinig last mee gehad (maar ook geen CNC ervaring).

Jochem

Golden Member

Op 28 november 2020 17:11:43 schreef Kruimel:
In een (veel) eerder topic komt Tidak Ada met een vergelijkbaar patroon op de proppen:

[afbeelding]

Precies deze heb ik ook nog liggen. Mocht je daar mee geholpen zijn Fred, dan moet je me even mailen.

Heb geduld: alle dingen zijn moeilijk voordat ze gemakkelijk worden.