Selbstgemachte PCBA
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Wie man eine PCBA-Platine zu Hause herstellt

Eine PCBA-Platine ist eine gedruckte Schaltung (PCB), die elektronische Komponenten enthält und ein wesentlicher Bestandteil vieler elektronischer Geräte und Apparate ist. Sie bilden die Basis, auf der alle Komponenten zu Schaltkreisen zusammengefügt werden, die für die Hauptfunktionen eines Geräts verantwortlich sind. Die wenigsten Menschen können diese Platinen jedoch von außen sehen, da es sich um interne Teile handelt, die oft durch ein Gehäuse oder mehrere Materialschichten verdeckt werden. Kleinere elektronische Geräte wie Smartphones oder Uhren sind auf diese Leiterplatten angewiesen, um ihre Größe kompakt zu halten und um sicherzustellen, dass alle Komponenten dauerhaft an ihrem Platz sind, unabhängig davon, ob es sich um oberflächenmontierte oder durchkontaktierte Komponenten handelt. Darüber hinaus sorgt das Lötzinn auf PCBA-Platten dafür, dass die Komponenten elektrisch leitfähig sind und fest auf der Platine sitzen. Dadurch eignen sich PCBAs hervorragend für kommerzielle Produkte, die eine hohe Präzision, Qualitätskontrolle und Genauigkeit ihrer Schaltungen erfordern. Da es viele schlüsselfertige PCBA-Unternehmen weltweit, die den gesamten Prozess von der Leiterplattenherstellung bis zur Leiterplattenbestückung zu einem günstigen Preis anbieten, werden fast alle PCBA-Platinen in elektronischen Produkten von ihnen hergestellt. Was viele nicht wissen: Jeder Elektronikhersteller oder Elektronikliebhaber kann die Herstellung von Materialien bis hin zu PCBA-Platinen selbst durchführen. In dieser Kategorie finden Sie alle Inhalte von selbstgemachte PCBA-Platineneinschließlich Schaltungsentwurf, DIY-Leiterplatten und Löten von PCBA-Komponenten selbst.

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DIY PCBA-Schaltungsentwurf

Für den Anfang können Sie Ihre DIY-PCBA-Schaltung mit vielen kostenlosen PCB-Design-Tools entwerfen, darunter Eagle, TinyCAD, KiCAD oder Fritzing. Das Entwerfen Ihrer eigenen Leiterplatte ist die erste und wichtigste Phase in diesem einfachen Prozess, und Sie können dies tun, wenn Sie bereits eine Vorstellung davon haben, was Sie machen wollen, und die Schaltpläne für dieses spezielle Projekt haben. Sie können von den einfachsten LED-Schaltungen bis hin zu MPPT-Solarladereglern, für die Sie mehrere Platinen benötigen, alles selbst herstellen. Manche Leute haben sogar ihre eigenen Arduino-Mikrocontroller oder Miniaturcomputer gebaut, aber für ein solches Projekt müssen Sie eine ausführliche Planung vornehmen. Sie können jedoch jede Projektidee, die Sie haben, einfach in eine Leiterplattenentwurfssoftware eingeben, mit der Sie die Schaltpläne mit einer Vielzahl von bereits eingebauten Komponenten für Ihre Anforderungen erstellen können. Die meisten Softwareprogramme verfügen über eine automatische Funktion, mit der Sie Ihren Schaltplan in eine Leiterplatte umwandeln können, und Sie können alle Bauteile aneinanderreihen und bei Bedarf die Größe der Bauteile ändern. Die Größe der Leiterplatte, die Größe der Lötaugen und das Layout können bei den meisten Programmen individuell angepasst werden. Dies ist ein einfacher Prozess, der insgesamt nicht viel Zeit in Anspruch nimmt.

Danach müssen Sie die Leiterbahnen auf der Leiterplatte verlegen, die je nach Schaltung die einzelnen Bauteile mit der Leiterplatte verbinden. Dieser Schritt kann mühelos manuell über die PCB-Software erfolgen oder mit einer automatischen Routing-Funktion, über die nur ausgewählte Programme verfügen können. Achten Sie darauf, dass jedes Bauteil mit der richtigen Breite, Länge und dem richtigen Verlauf der Leiterbahn wie gewünscht verlegt wird. Der letzte Schritt dieses PCB-Prozesses besteht nun darin, Ihren PCB-Entwurf zu überprüfen, um festzustellen, ob Sie irgendwelche Fehler gemacht haben, die den gesamten Produktionsprozess bei Ihrem PCB-Hersteller zum Stillstand bringen könnten. Einige PCB-Programme verfügen auch über eine Ansichtsfunktion, mit der Sie sofort sehen können, wie Ihre Leiterplatte nach der Fertigung aussehen könnte. Das Tolle an dieser Funktion ist, dass Sie Ihre Leiterplatte auch mit verschiedenen Lötmaskenfarben sehen können. In diesem Stadium müssen Sie Ihre Leiterplatte nur noch bei einem beliebigen Hersteller bestellen, der Ihren Anforderungen entspricht. Es gibt viele Leiterplattenhersteller auf der ganzen Welt, aber einer, den ich empfehlen würde, ist FS Technology aus China, da wir dafür bekannt sind, sowohl Verbrauchern als auch gewerblichen Kunden qualitativ hochwertige Leiterplatten zu liefern.

DIY Simple PCB Bare Board

Alternativ zum Versand Ihres Leiterplattenentwurfs an einen professionellen Leiterplattenhersteller ist es möglich, Ihre eigenen Leiterplatten zu Hause zu fertigen. Obwohl dieses Verfahren anfangs etwas schwierig zu beherrschen sein kann und weniger genau ist, als wenn Sie Ihre Leiterplatte mit Hilfe moderner Maschinen entwerfen, ist es ein ausgezeichnetes Lehrmittel, um die Grundlagen der Herstellung einer Leiterplatte zu erlernen und zu erfahren, woraus eine einfache Leiterplatte besteht. Für kommerzielle Projekte oder Leiterplatten, die ein hohes Maß an Präzision erfordern, wird empfohlen, dass Sie Ihre Entwürfe an einen Leiterplattenhersteller schicken, aber für ein einfaches, kostengünstiges Hobbyprojekt könnte diese Methode sehr gut funktionieren. 

Um einen kurzen Überblick zu erhalten, müssen Sie zunächst den Schaltkreisentwurf mit einem Laserdrucker auf ein Stück Foto-/Glanzpapier ausdrucken. Der Entwurf kann mit vielen PCB-Designprogrammen erstellt werden und bildet die Grundlage für die Leiterbahnen, die die verschiedenen Komponenten auf Ihrer Platine elektrisch verbinden. Für die Platine selbst benötigen Sie blanke Kupferplatinen, die als Basiskomponente verwendet werden und auf denen das Glanzpapier haften wird. Um Ihr Schaltungsdesign auf die Platine zu übertragen, legen viele Hobbybastler zunächst das Glanzpapier auf die Kupferplatine und bringen mit einem herkömmlichen Bügeleisen einfach so viel Hitze auf, dass die Farbe auf die Platine übertragen wird. Die Tinte dient als Schutzschicht auf der Kupferplatte, die nicht geätzt wird. Eine andere Methode besteht darin, zunächst mit einem dunklen Bleistift auf der Kupferplatte selbst Spuren zu ziehen und dabei das Schaltkreisdesignpapier als Schablone zu verwenden und dann mit einem schwarzen Marker über das Design zu zeichnen.

Als Nächstes müssen Sie zum Ätzen Ihrer selbstgebaute Leiterplattemüssen Sie Ihre Platine einfach für etwa 20-30 Minuten in eine Ätzlösung aus Eisenchlorid (FeCl3) tauchen. Dadurch wird sichergestellt, dass das überschüssige Kupfer, das nicht durch die Farbschicht geschützt ist, von der Oberfläche der Platine entfernt wird. Nachdem Sie die Ätzlösung sicher entsorgt haben - in der Regel verdünnen Sie die Lösung, bevor Sie sie wegwerfen - müssen Sie Ihre selbstgebaute Leiterplatte reinigen. Dieser Schritt variiert von Design zu Design, aber die Reinigung erfolgt durch Abspülen mit Wasser und die Verwendung einer Bürste oder von Schleifpapier, um die Tinte zu entfernen.

Vervollständigen Sie schließlich Ihre Platine, indem Sie mit einem Minibohrer Löcher auf der Kupferseite der Platine bohren und dabei Ihre Kupferspur als Führung verwenden. Hier werden Ihre Bauteile in die Platine eingepasst. Achten Sie daher darauf, dass die Löcher in der richtigen Größe gebohrt werden. Danach ist Ihre selbstgemachte Leiterplatte bereit, zusammengebaut und für Ihre elektronischen Projekte verwendet zu werden.

Heimbasierte PCB-Montage

Wenn Sie eine vollständige Untersuchung durchführen möchten DIY PCBAWenn Sie die Leiterplatte fertiggestellt haben, müssen Sie die Bauteile auf die blanke Leiterplatte löten. Dazu benötigen Sie einen Lötkolben, Lötzinn, Flussmittel (optional) und andere Entlötgeräte wie einen Lötdocht, eine Entlötpumpe oder Hohlnadeln. Um Ihnen das Leben beim Löten von Bauteilen auf Ihrer Leiterplatte zu erleichtern, wäre es ratsam, eine dritte Hand oder einen Leiterplattenhalter zu verwenden, um Ihre Leiterplatte beim Löten der Bauteile sicher zu halten. Es gibt verschiedene Methoden, um die Bauteile an ihrem Platz zu halten, da sie beim Löten herausfallen können, aber ich würde normalerweise ein wenig "blauen Kleber" auftragen, um alle Bauteile an ihrem Platz zu halten, während die gesamte Leiterplatte zum Löten umgedreht wird. Außerdem ist es wichtig, den Lötkolben auf die optimale Temperatur zu bringen und ihn vor dem Löten mit etwas Lötzinn zu verzinnen, damit die Wärme optimal übertragen wird. Bevor Ihr Lötkolben mit der Leiterplatte in Berührung kommt, sollten Sie außerdem eine angemessene Menge Flussmittel auftragen, damit das Lötzinn auf die Lötaugen fließt und an Ort und Stelle bleibt, anstatt einfach überall hin zu fließen. Damit sollten Sie Ihre Leiterplatte problemlos verlöten können! Übrigens, nachdem das Löten abgeschlossen ist, sollten Sie eine kurze Inspektion auf Lötbrücken oder kleine Fehler durchführen, die Sie vielleicht nicht gesehen haben, da diese Probleme zu einem Mangel in der Schaltung führen können. Bei Lötfehlern sollten Sie unbedingt Ihr Entlötgerät benutzen, bis der Fehler behoben ist. Zum Schluss können Sie die Beine der einzelnen Bauteile mit einer Zange abschneiden und die Leiterplatte mit der erforderlichen Stromversorgung versehen. Sie sind nun fertig mit der Umsetzung eines einfachen Entwurfs oder einer Projektidee!

Zusammenfassen

Wie Sie in den obigen Abschnitten gesehen haben, ist die Herstellung einer Leiterplatte von Anfang bis Ende wirklich recht einfach, wenn Sie einen Plan haben, was Sie tun müssen. Sie können jede Schaltung in etwas Erstaunliches verwandeln, und zwar auf professionellem Niveau, wo sie auch in ein kommerzielles Produkt umgewandelt werden kann. Wenn Sie also etwas Freizeit haben, versuchen Sie, einige Ihrer Lieblingsschaltungen in eine Leiterplatte zu verwandeln! Zusammenfassend kann man sagen, dass Sie FS Tech für alle Ihre PCB-Herstellung oder PCB-Montage Bedürfnisse.