¿Qué métodos de fabricación de PCB para * prototipos * utilizan hoy los departamentos de ingeniería profesionales?

Hace diez años, trabajé en un pequeño departamento de ingeniería dentro de Philips Semiconductors que prototiparon todos los diseños antes de fabricarlos profesionalmente en el exterior. El método era bastante estándar:

• Imprima ilustraciones usando una impresora láser barata en una película semitransparente
• Pegue las ilustraciones superiores en las ilustraciones inferiores y alinéelas visualmente.
• Corte un PCB a un tamaño aproximado, taladre un orificio en el borde donde se pueda insertar un cable para sostener el PCB entre las inserciones en productos químicos.
• Inserte PCB entre las obras de arte y exponga usando una caja de luz UV casera.
• Enganche el cable en el orificio de la PCB y sumérjalo en un tanque vertical que contenga hidróxido de sodio y espere hasta que se desarrolle
• Poner en el tanque de rociado y rociar con agua limpia.
• colóquelo en un tanque vertical que contenga grabado de cloruro férrico y déjelo hasta que quede grabado.
• poner en el tanque de rociado y rociar con agua limpia
• poner en removedor de grabado hasta que se elimine el grabado
• Poner en el tanque vertical de estaño para estañar.

Los resultados fueron PCB de aspecto hermoso que fueron muy fáciles de soldar y de aspecto profesional, a pesar de la falta de máscara y pantalla de soldadura.

¿Es este el método estándar que todavía utilizan los departamentos profesionales de ingeniería al hacer prototipos de PCB hoy en día, o existen otros métodos que brinden excelentes resultados similares?

Ninguno que yo sepa. Hace más de 15 años también trabajé para una pequeña empresa de ingeniería que hizo lo que describiste anteriormente. Hoy, en mi sótano, puedo diseñar placas de PC con software gratuito o de bajo costo, generar un archivo Gerber, enviar esos archivos por correo electrónico a una casa de placas de circuito y hacer placas por menos de $ 3 / sq con una mejor calidad con la que puedo soñar obra. La máscara y la serigrafía generalmente se incluyen por el mismo precio. El tiempo de respuesta es entre 5-15 días hábiles, dependiendo de cuánto desee pagar.

Ya no es razonable hacer tarjetas de PC a menos que necesite un tiempo de respuesta medido en minutos. Es tan barato que si asigna un valor razonable a su tiempo, pierde dinero haciéndolo en el sitio.

Hace unos 15 años contraté un EE directamente de UC Santa Barbra. En su primera semana en el trabajo, me preguntó: "¿Cómo prototipos de PCB? Envoltura de alambre, placas de prueba, o qué?" Mi respuesta entonces es igual de válida ahora. Diseñamos una PCB normal, la hacemos profesionalmente y, si funcionan, enviamos el producto. Si no funciona, lo arreglamos, construimos nuevos e intentamos nuevamente.

Hay tiendas de PCB y fabricantes por contrato que se especializan en fabricar cantidades prototipo de PCB desnudos.

La gran mayoría de las empresas fabrican sus prototipos de la misma manera. Hay excepciones, por supuesto. Algunas compañías graban sus propios PCB. Algunos usan algo como una fresadora para PCB. Algunos harán envoltura de alambre. Y algunos usarán paneles o perf. tablero. Pero para cualquier cosa que no sea la más simple de las placas, probablemente más del 95% de las empresas solo obtienen prototipos de PCB hechos en una tienda profesional de PCB.

Si bien este método parece costar más, al final es más barato. Pasamos menos tiempo depurando, construyendo y analizando con prototipos poco confiables y de baja calidad. Además, podemos usar PCB de más de 4 capas con agujeros chapados, lo cual es ENORME. En los últimos 15 años he diseñado quizás CUATRO tableros de 2 capas y más de 40 tableros más complejos.

Siento que alguien debería mencionar el fresado de PCB como método de creación de prototipos. Más rápido y menos complicado que un proceso químico, y la misma máquina que hace el fresado también puede perforar agujeros y enrutar los bordes del tablero.

Los tableros de dos lados se logran perforando algunos agujeros de registro en el tablero que caen sobre los pasadores de la fresadora. Muele un lado, voltea, muele el otro lado.

Probablemente todavía no sea muy común en entornos profesionales, ya que las corridas de prototipos son muy baratas, pero para los momentos en que se necesita un tiempo de respuesta más rápido que el que puede proporcionar una corrida de prototipos, el fresado es bastante bueno.

El tiempo definitivamente ha pasado de esos días y apoyo lo que las otras respuestas dicen / implican sobre el costo de obtener PCBs multicapa adecuadas hechas externamente, pero agregaré algo más.

En mi experiencia, el uso de herramientas de simulación de circuitos significa que puede reducir la cantidad de iteraciones de PCB para obtener un diseño correcto. Agregue esto al costo casi insignificante de las placas multicapa y ya no hay una necesidad real de prototipos internos.

Trabajo en un pequeño laboratorio en colege. Aquí debe hacer un archivo gerber (generalmente con Altium) y luego enviarlo a la persona responsable de la creación de prototipos (yo), que usará un LPKF S42 para hacer el tablero. Lamentablemente se ve muy casera.

Adjunto esta imagen de uno de nuestros prototipos. El izquierdo (verde multinivel) está hecho en alguna casa de juntas; el correcto (tipo marrón) que hice yo solo.

Entonces esto es lo que seguimos en nuestro laboratorio. Solo para un tablero de dos capas. Más de dos tableros de capas terminan yendo al vendedor.

1. Imprima la imagen de la pizarra (tamaño original) y asegúrese de que solo la parte inferior, los taladros, las almohadillas, las capas de vía y de dimensión estén en la imagen. Usamos Eagle para esto. Utilice páginas fotográficas de GSM de menos de 140.

2. Rasgue la página adecuadamente para colocar sobre una PCB de cierto tamaño y planche (sí, utilizando una Plancha eléctrica) la placa manteniendo el lado impreso en el cobre. Haga esto durante al menos 15 minutos hasta que esté seguro de que las pistas se habrían transferido al tablero.

3. Coloque la placa en agua y retire el exceso de papel y grabe la placa con cloruro férrico como mencionó. Una vez grabado, vea el diseño original y, utilizando una brújula, haga agujeros en todos los lugares donde se deben realizar ejercicios. Use brocas apropiadas para perforar (dependiendo del tamaño del componente que desea ajustar). Además, perfore todas las vías y agregue puentes en la capa superior (si corresponde).

Entonces, este es el resultado final. :)

Editar: Algunas partes, que pensé que se explicaban por sí mismas, se agregaron ahora.

No estoy seguro de cuán profesionales contaríamos, ya que somos una pequeña casa de diseño en lugar de una gran corporación multinacional de electrónica ...

En general, los prototipos muy básicos se realizan con un bisturí y una placa revestida de cobre si es necesario, o si son más complejos, simplemente lo enviamos a Seeedstudio / Iteadstudio por $ 20, es obvio. Si necesitamos que se haga algo rápidamente, pagamos a una casa de PCB "local" más local para que realice una ejecución única o muy corta. Cuesta, pero eso es negocio.

Por lo general, enviamos nuestras cosas para que sean impresas por nosotros, incluso para prototipos. A veces esto puede ser costoso: 10 revisiones de nuestro trabajo y hay más de $ 10k. Pero por una inversión inicial de $ 7k, puede comprar un molino CNC que cortará muy bien los PCB de doble capa. Esto no es malo para la creación de prototipos, pero no es la mejor respuesta para la producción en masa. Tendemos a alejarnos del ataque químico porque tiene una tendencia a grabar de manera desigual, y cuando su PCB tiene más de una libra de cobre en una placa pequeña (fuentes de alimentación) puede crear puntos de acceso. Para proyectos de BT, el grabado químico no es tan malo.

Apenas necesitamos dar otra vuelta a esta pregunta, pero dado que está aquí, para completar, el método de transferencia de tóner láser de papel de planchar de ropa y correo basura es una alternativa útil y más rápida al método de fotograbado para esos únicos días. experimentos