Quelles méthodes de fabrication de PCB pour les * prototypes * sont utilisées par les services d'ingénierie professionnels aujourd'hui?

Il y a dix ans, j'ai travaillé dans un petit département d'ingénierie au sein de Philips Semiconductors qui a prototypé toutes les conceptions avant de les faire fabriquer par des professionnels à l'extérieur. La méthode était assez standard:

• Imprimez des illustrations à l'aide d'une imprimante laser bon marché sur un film semi-transparent
• Collez l'illustration du haut sur l'illustration du bas et alignez-les visuellement.
• Coupez un PCB à une taille approximative, percez un trou au bord où un fil peut être inséré pour maintenir le PCB entre les insertions dans les produits chimiques.
• Insérez le PCB entre les œuvres d'art et exposez à l'aide d'une boîte à lumière UV maison.
• Accrochez le fil dans le trou sur le PCB et plongez dans un réservoir vertical contenant de l'hydroxyde de sodium et attendez qu'il soit développé
• Mettre dans le réservoir de pulvérisation et vaporiser avec de l'eau propre.
• mettre dans un réservoir vertical contenant du chlorure de fer etch et laisser jusqu'à ce que gravé.
• mettre dans le réservoir de pulvérisation et pulvériser avec de l'eau propre
• mettre dans le décapant de gravure jusqu'à ce que la gravure soit retirée
• Mettre dans un réservoir d'étain vertical pour l'étamage.

Les résultats ont été de magnifiques PCB qui étaient très faciles à souder et d'aspect professionnel, malgré un manque de masque et d'écran de soudure.

Est-ce la méthode standard encore utilisée par les services d'ingénierie professionnels lors de la fabrication de prototypes de circuits imprimés aujourd'hui, ou existe-t-il d'autres méthodes qui donnent d'excellents résultats similaires?

Pas que je sache. Il y a plus de 15 ans, j'ai également travaillé pour une petite entreprise d'ingénierie qui a fait ce que vous avez décrit ci-dessus. Aujourd'hui, dans mon sous-sol, je peux disposer des cartes PC avec un logiciel gratuit ou à faible coût, générer un fichier Gerber, envoyer ces fichiers par e-mail à une maison de circuits imprimés et faire fabriquer des cartes à moins de 3 $ / m² avec une meilleure qualité dont je peux rêver. Faire. Le masque et la sérigraphie sont généralement inclus pour le même prix. Le délai d'exécution est compris entre 5 et 15 jours ouvrables selon le montant que vous souhaitez payer.

Il n'est plus raisonnable de fabriquer vous-même des cartes PC, sauf si vous avez besoin d'un délai d'exécution mesuré en minutes. C'est tellement bon marché que si vous accordez une valeur raisonnable à votre temps, vous perdez de l'argent en le faisant sur place.

Il y a environ 15 ans, j'ai embauché une EE tout droit sortie de l'UC Santa Barbra. Au cours de sa première semaine de travail, il m'a demandé: "Comment faites-vous pour prototyper des PCB? Enrouler du fil, des plaques d'essais ou quoi?" Ma réponse est donc tout aussi valable maintenant. Nous concevons un PCB normal, le faisons professionnellement, et s'il fonctionne, nous expédions le produit. Si cela ne fonctionne pas, nous le réparons, en construisons de nouveaux et réessayons.

Il existe des magasins de PCB et des sous-traitants spécialisés dans la fabrication de quantités prototypes de PCB nus.

La grande majorité des entreprises réalisent leurs prototypes de la même manière. Il y a des exceptions, bien sur. Certaines entreprises gravent leurs propres PCB. Certains utilisent quelque chose comme une fraiseuse pour les PCB. Certains feront du fil enroulé. Et certains utiliseront des planches à pain ou des perf. planche. Mais pour tout sauf les cartes les plus simples, plus de 95% des entreprises se procurent des PCB prototypes fabriqués dans une fabrique professionnelle de PCB.

Bien que cette méthode semble coûter plus cher, elle est finalement moins chère. Nous passons moins de temps à déboguer, à construire et à flâner avec des prototypes potentiellement de mauvaise qualité et peu fiables. De plus, nous sommes en mesure d'utiliser des PCB à plus de 4 couches avec des trous plaqués - ce qui est ÉNORME. Au cours des 15 dernières années, j'ai conçu peut-être QUATRE planches à 2 couches et plus de 40 planches plus complexes.

Je pense que quelqu'un devrait mentionner le fraisage de PCB comme méthode de prototypage. Plus rapide et moins salissant qu'un processus chimique, et la même machine qui fait le fraisage peut également percer des trous et dérouter les bords de la planche.

Les planches recto-verso sont réalisées en perçant quelques trous d'enregistrement dans la carte qui tombent sur les broches de la fraiseuse. Fraiser un côté, retourner, fraiser l'autre côté.

Ce n'est probablement pas très courant dans les environnements professionnels, car les exécutions de prototypes sont si bon marché, mais dans les cas où un délai d'exécution plus rapide que celui d'une exécution de prototype peut être nécessaire, le fraisage est assez bon.

Le temps a définitivement passé de ces jours et j'approuve ce que les autres réponses disent / impliquent sur le coût de la fabrication externe de PCB multicouches appropriés, mais j'ajouterai autre chose.

D'après mon expérience, l'utilisation d'outils de simulation de circuits signifie que vous pouvez réduire le nombre d'itérations de PCB pour obtenir une conception correcte. Ajoutez cela au coût presque insignifiant des cartes multicouches et il n'y a plus vraiment besoin de prototypage interne.

Je travaille dans un petit laboratoire de colege. Ici, vous devez créer un fichier gerber (généralement en utilisant Altium), puis l'envoyer à la personne responsable du prototypage (moi), qui utilisera un LPKF S42 pour fabriquer la carte. Malheureusement, il semble assez fait maison.

J'ai joint cette photo d'un de nos prototypes. Celui de gauche (multiniveau vert) est fabriqué dans un conseil d'administration; la bonne (sorte de marron) que j'ai faite moi-même.

Voici donc ce que nous suivons dans notre laboratoire. Uniquement pour une planche à deux couches. Plus de deux planches de couches finissent par aller chez le fournisseur.

1. Prenez une impression de l'image du tableau (taille originale) et assurez-vous que seuls le bas, les perceuses, les tampons, les via et les couches de dimension sont sur l'image. Nous utilisons Eagle pour cela. Utilisez des pages photographiques de GSM inférieures à 140.

2. Déchirez la page de manière appropriée pour placer sur un PCB d'une certaine taille et repassez (oui en utilisant un fer électrique) la carte en gardant la face imprimée sur le cuivre. Faites cela pendant au moins 15 minutes jusqu'à ce que vous soyez sûr que les pistes auraient été transférées sur la planche.

3. Mettez la planche dans l'eau et retirez le papier en excès et gravez la planche avec du chlorure ferrique comme vous l'avez mentionné. Une fois gravé, voyez la conception originale et à l'aide d'une boussole, faites des trous à tous les endroits où des exercices doivent être effectués. Utilisez des embouts appropriés pour le perçage (en fonction de la taille du composant que vous souhaitez installer). De plus, percez tous les vias et ajoutez des cavaliers sur la couche supérieure (le cas échéant).

Voici donc le résultat final. :)

Edit: Quelques parties, que je pensais être explicites, ont été ajoutées maintenant.

Je ne sais pas à quel point nous serions professionnels, car nous sommes une petite maison de conception plutôt qu'un énorme groupe multinational d'électronique ...

En général, les prototypes très basiques sont réalisés avec un scalpel et une carte cuivrée si nécessaire, ou si plus complexe, nous l'envoyons simplement à Seeedstudio / Iteadstudio pour 20 $, c'est une évidence. Si nous avons besoin que quelque chose soit fait rapidement, nous payons une maison de PCB plus «appropriée» locale pour faire un seul ou très court terme. Cela coûte, mais c'est une affaire.

En règle générale, nous envoyons nos trucs pour être imprimés pour nous, même pour les prototypes. Parfois, cela peut coûter cher - 10 révisions de notre travail et plus de 10 000 $. Mais pour un investissement initial de 7 000 $, vous pouvez acheter une fraiseuse CNC qui découpera très bien les PCB à double couche. Ce n'est pas mauvais pour le prototypage, mais ce n'est pas la meilleure réponse pour la production de masse. Nous avons tendance à nous éloigner de la gravure chimique, car elle a tendance à graver de manière inégale, et lorsque votre PCB contient plus d'une livre de cuivre sur une petite carte (alimentations), vous pouvez créer des points chauds. Pour les projets LV, la gravure chimique n'est pas trop mauvaise.

Nous avons à peine besoin d'une autre remise en question de cette question, mais comme elle est là, pour être complète, la méthode de transfert de toner au laser pour fer à repasser et courrier indésirable est une alternative utile et plus rapide à la méthode de gravure photo pour ceux du même jour. expériences.