[被慘電]
說起來有點丟臉,但覺得跟過去的經驗差太多,值得留個記錄,免得日後又忘了這慘痛的經驗。
話說為了搞數位攝影棚,先把地基處理好,接下來要搞照明,所以先用之前回收的 LED 燈管弄了很多要佈,但這些當然不會是一支接一個開關慢慢開,所以就把之前回收的 Relay module 來出來用,再透過位移暫存器來控制,初步實驗是OK的,電路和程式都很簡單。
但一切惡夢就從買到的 TB62706BN 這顆 pitch 1.778mm 的 IC 開始....
首先,光是零件在台灣都買不到,只能從淘寶上找,也不是那麼好找,這可以理解現在科技進步,所以腳位越來越密,但這種密度造成不小的困擾。
然後,不論是 EAGLE 和 KiCAD 也都沒有找到這樣的 footprint,原本還幻想著可以從網路上找到,最後發現 KiCAD 的操作概念比較簡易,所以用 KiCAD 自己畫,終於處理掉。
洗板子,本來想說用感光式的PCB來用,順便把那台快三十年前的紫光燈拿出來用,結果光是買投影片就超難找,市面上的店幾乎都沒賣,不然就是不耐高溫的賽璐絡片。最後在PCHOME上才找到,然後在電子材料時也才看到他們也有賣,只是比較貴。
曝光的問題解決了,再來就是顯像。這實在是失敗率頗高的步驟。因為沒有設備,只是簡單放在容器裡顯像,結果發現它的顯像速度有太多變數,像是紫外燈照多久、溫度、濃度、液體使用壽命;然後常常顯像的速度不一致,也不均勻,造成線條粗細不穩,也有些沒洗乾淨,變成很難控制。
蝕刻
以前都是用一種棕黃色的液體在蝕刻,現在改成一種透明溶液,刻完後液體變淺藍色(可能是X酸銅),這個動作因為上一個動作的光罩去除不均勻,也常常造成銅箔粗細受到影響。結果就是都盡可能的用粗一點的線條,免得斷掉。但線條一粗,PCB 的 route 就不好 layout,結果一直改。
鑽孔
好不容易蝕刻好之後,開始鑽孔~~~哇哩咧,0.6mm的孔以現在的視力真的是看不到東西在那裡。最後只好把舊手機架起來當放大鏡用,透過螢幕去看才捉得準。但這又產生另一個問題。
對位
因為幾乎無法使用單層板來 layout,用雙層板然後透過 via 來串接電路可以優化許多,但前提是你兩層的定位要夠準,不然 0.6mm 的孔,1.2mm 的 via,隨便一偏就歪了。via 偏掉事小,那個 1.778mm pitch 的IC腳位偏掉,東偏一點,西偏一點,最後會搞死人。
焊接
因為用了雙層板,結果有些焊點被零件蓋住,等於必須按照一定的順序才能焊完,有些甚至要特別留空隙去焊。
助焊劑
因為腳位太密、間隙太細、顯像及蝕刻的殘餘物以及助焊劑似乎帶酸性,結果有些腳位竟然放大看是開路的,但上電後卻會變短路,甚至有火花。
事情還沒完~~~
這一連串的問題下來,已經搞得讓人開始懷疑人生了,更扯的是,第一版作出來的電路都 tune 好了之後,想說為了避免短路,在電路板上噴上絕緣保護漆,結果它卻變成誤動作。只好再把它洗掉,但最後還是怪怪的,而且電路太擠很難維修,就乾脆重作。
之後想到手上的 UV 印表機,捨棄用投影片作光罩的方式,直接用 UV 印表機把電路印在雙面銅箔的 PCB 上面,這樣的動作其實比投影片快得多,也較省。因為不需要有投影片,不用紫光燈照射,也不用顯影,印的速度基本上頂多一二分鐘。但也不是沒缺點,就是雙面時的定位要很準,這個的難度比用投影片高一點。
之後一樣丟下去蝕刻,基本上 UV 硬墨比 UV 軟墨合適,比較不會剝落,而且不用太厚,印太厚並沒有比較好。但是一樣會出現毛細現象的問題,太細的地方因為對流狀況不佳,容易有殘留。所以可能要像蝕刻機一樣用汽泡浴的方式處理。
最後,用了最笨的方法,
1. 先作一個轉接板,把 1.778mm pitch 的 IC 腳位改為 2.54mm 的 PIN 腳,順便把電容和電阻作在轉接板上,簡化電路。
2. 再作一個配線板,上面主要就是作各種訊號的串接,只有轉接板和連接器,其他什麼零件也沒有。
3. 因為簡化電路之後,via 的數量大幅下降,另外難焊的零件也都把焊點盡量控制在背面。
但最後 32 port 的訊息還是有一個 port 的準位異常。
不過這點也很難說到底是電路有問題,或是 IC 有狀況了,因為在重覆施作的過程中,發現淘寶賣家以新舊零件混在一起出貨,有些 IC 是全新的,有些則是回收品,有些甚至針腳斷了 1/3,搞不好根本焊不到。
這幾天這樣折磨之後,發現對電路的觀念完全停留在二十幾年前的認知,現在完全不是那回事了。也難怪現在大家都盡可能用擴充板的方式在作試驗,而不是重新 layout 板子。因為 SMT 的技術才能把體積作到很小,但線路要細如髮絲的話,不靠機械自動化生產是作不到的,這又要有量。
在這樣多重阻礙的情況下,一般 maker 要把電路的佔比放大的機率恐怕很低。而在這樣的情況下,看來有很多值得優化的空間,也有很多的資訊需要重新 update ,之後不能再這樣硬幹了。
洪維鴻
2018-12-03 02:45:04
銅蝕刻液主成分就高濃度雙氧水~
摸到會癢刺,皮膚會直接發白膨脹~比鋁蝕刻液舒服些⋯⋯
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楊明
2018-12-03 07:26:42
洗電路板?你有CNC直接放下去刻就好了啦!又不是大量的。
戴士偉
2018-12-03 07:58:50
Clarence Lee
2018-12-03 10:10:16
疑 這應該直接gerber out 丟對岸pcb打樣比較快又省時吧 (or seeedstudio也就很方便了) 也可以直接安排代找料跟打件
PCB打樣對岸的價格還是可以考慮使用的~
李穆
2018-12-03 23:39:39