Experimentos exitosos en placas de circuito multicolor

Las placas de circuito impreso nunca han sido más baratas ni más fáciles de fabricar. No estamos tan lejos de un momento en el que, si quisiera imprimir una placa de circuito, su mejor y más barata opción sería descargar algún software propietario de una casa de juntas, usar su increíble herramienta y enviar su placa para que se fabrique. . Algunas copias de un tablero de 5x5 cm costarán $ 200. Ahora, cualquiera puede usar software gratuito (como en la cerveza, si no el habla), montar una placa y obtener una placa de circuito impreso por cinco dólares. Nunca ha sido tan fácil crear una placa de circuito impreso, y con eso viene un nuevo medio de expresión artística. Ahora podemos crear arte en PCB.

PCB como arte

Durante el último año, La-Tecnologia se ha adentrado en los PCB de última generación. Nuestro mayor triunfo es, con mucho, la insignia Tindie Blinky, una representación artística de un perro robot con ojos LED parpadeantes. [Andrew Sowa] hizo un poco tonto la producción de PCB, y ese mismo tonto experimentó con una pantalla de seda multicolor en el DEF CON del año pasado.

Otros superaron con creces cualquier cosa que pudiéramos inventarnos; [Trammel Hudson] creó un tablero parpadeante increíble utilizando los colores estándar OSHPark, y [Blake Ramsdell] elabora paneles completos de PCB art. El trabajo de Boldport y [Saar Drimer] fue presentado en Marie Claire. El mundo del arte en circuitos impresos nunca ha estado más vivo, nunca más posible, y la producción artística de la comunidad es simplemente asombrosa. Asistimos al desarrollo de un nuevo recurso artístico.

Las placas de circuito impreso son un recurso limitado. A menos que desee gastar mucho dinero en más colores de seda, colores de máscara de soldadura extraños o incluso varios colores de máscara de soldadura, estará limitado a la pila estándar que se encuentra en cada casa de tablero. Un color, el sustrato de fibra de vidrio, será amarillo pálido. La capa de cobre será plateada u dorada, según el acabado. La máscara de soldadura será verde, roja, amarilla, azul, negra, blanca y, por supuesto, violeta si camina por OSH Park. La pantalla de seda será blanca (o negra si vas con una máscara de soldadura blanca). Quiero decir, la paleta de colores disponible para el arte de PCB es limitada ... o al menos lo era.

Desde hace varios meses, La-Tecnologia ha estado experimentando con un nuevo proceso para agregar colores a las placas de circuito impreso. Esta es una fabricación que se traduce bien en producción en masa. Este es un proceso que teóricamente podría agregar docenas de colores a cualquier PCB pequeño. Ahora es solo un experimento, pero nos complace informar de un éxito limitado. Ahora es fácil y económico agregar colores pequeños a cualquier placa de circuito impreso.

Definición del espacio del problema

La insignia de Aladdin Sane Tindie a todo color, fabricada por Makernet

Los PCB a todo color son un problema resuelto. Hace unos meses, La-Tecnologia habló con Makernet, una empresa en Shenzhen fundada por [Kevin Lau]. Ilia razón del comercio, aparentemente, son PCB multicolores. Ya han fabricado PCB a todo color para Shenzhen Maker Faire, Xi'an Maker Faire, Hangzhou Mini Maker Faire y un proyecto único con todos los perros robot favoritos. El proceso, al menos al final nuestro, para producir estos PCB multicolores fue sorprendentemente simple: todo lo que necesitábamos hacer era enviar algunos archivos Gerbers e Illustrator; Makernet se encargó de todo lo que producía estos PCB multicolores.

Desafortunadamente, solo sabemos cómo se crearon estos PCB multicolores. Sospechamos que es un proceso de inyección de tinta UV y algo que podría hacerse con algunas máquinas que hemos especificado. Si tiene alrededor de $ 25,000 USD, también puede obtener el equipo para duplicar este proceso.

Debe haber una mejor opción, y aquí estamos pensando en qué tipo de PCB multicolor realmente significa. ¿Es necesario imprimir todo el PCB a todo color o son suficientes los pequeños detalles en color?

El controlador de PCB de Nvidia. Tenga en cuenta el logotipo de color verde lima. Crédito: Nvidia

En los últimos años, las empresas han notado la caída de los precios de producción de los PCB y los productos electrónicos de lotes pequeños. PCB ahora reclama conferencias y reuniones. Nvidia, al darse cuenta de una parte significativa de su mercado, son ingenieros de software que nunca han oído hablar del chiste de PCB de Digikey y decidieron diseñar un controlador de PCB. Este controlador de PCB mide pulgadas y milímetros, tiene rastros comunes para paquetes de IC y tiene una serie de tablas de conversión detrás. Artísticamente, la parte más interesante de este controlador es el logo "ojo" de Nvidia verde lima. A diferencia de cualquier otro controlador de PCB, el logotipo de Nvidia es un ejemplo brillante y brillante de lo que puede hacer el arte de PCB.

No necesitamos PCB de panel completo a todo color para lograr un arte de PCB exitoso. El controlador de PCB de Nvidia lo demuestra. El problema que estamos tratando de resolver son pequeños colores manchados aplicados a una PCB. El área de impresión puede ser pequeña; De todos modos, las pequeñas insignias parpadeantes no suelen tener más de 50 mm cuadrados. Uno o dos colores deberían ser suficientes. Este debería ser un proceso de fabricación y, con suerte, un proceso que cualquiera pueda contratar para comprar con el equipo adecuado. Es un proceso de fabricación perfecto para PCB multicolor. Se llama impresión compuesta, y probablemente ahora esté rodeada por una docena de objetos con impresión compuesta.

Introducción a la tampografía

Impresora manual. Costo total: alrededor de $ 600.

Entonces, ¿qué es la impresión de rutas? Es el proceso de usar una almohadilla de sílice para capturar un área de tinta formada con mucho cuidado y aplicarla a una cosa durante el proceso de fabricación.

Primero funciona haciendo una impresora. Esto se llama un "cliché" en el lenguaje de impresión compuesto. Por lo general, se fabrican mediante un proceso fotolitográfico, aunque se pueden obtener placas grabadas con láser. A continuación, se pasa tinta a esta plancha de impresión, llenando el cliché con tinta exactamente de acuerdo con el diseño. Luego se presiona un cojín de goma de silicona en el cliché, se toma la tinta y luego se la entrega al objeto. Ahora tiene un bolígrafo, taza o PCB con su logotipo. Es así de simple.

Puede que no te des cuenta de esto, pero probablemente ahora estés tocando algo con la tampografía. La tampografía es excelente para imprimir en superficies curvas, por lo que si el mouse de su computadora tiene algo de impresión, probablemente esté acolchado. Una funda de almohada es visible en casi todos los dispositivos electrónicos de consumo, y si alguna vez ha tomado un bolígrafo o una taza marcados de una mesa de trabajo durante una conferencia, ciertamente está acolchado. Este es el proceso que enciende los autos Hot Wheels, las rayas rojas en los tazones y un millón de otros bienes de consumo.

La tinta utilizada para la tampografía no es muy diferente de la tinta utilizada en la serigrafía. Es muy resistente y viene en un arco iris de colores. Si necesita un proceso de impresión que abarque la fabricación y pueda aplicar pequeñas áreas de color a cualquier cosa, la tampografía es el camino a seguir. De alguna manera supera a la serigrafía; los clichés se pueden hacer con un cuchillo láser en lugar del proceso fotográfico del equipo tradicional de serigrafía.

El tributo de la insignia de Tindie a KISS

Para ampliar los límites de los PCB de última generación, La-Tecnologia decidió experimentar con la aplicación de tampografía a los PCB. No es mucho, y el primer experimento es solo otra insignia de Tindie Blinky, pero sirve como un buen ejemplo de lo que se puede hacer con tampografía y PCB. Específicamente, este es un panel de insignias de Tindie con los miembros de la banda KISS. El blanco, el negro y el plateado (para la pintura facial de Ace) son fáciles, pero en realidad no es un BESO, a menos que podamos darle a Paul un lápiz labial rojo y a Gene una lengua roja.

El panel de Tindie KISS

Tindie Paul Stanley

Tindie Gene Simmons

El proceso de creación de este panel de PCB Tindie fue exactamente como cabría esperar. Al igual que otras insignias parpadeantes de Tindie, esta fue dibujada por primera vez en Illustrator por el artista residente de La-Tecnologia. [Joe Kim]. Luego se importó a Eagle. Aquí está nuestro paso sobre cómo este arte se ha traducido en fibra de vidrio, cobre, máscara de soldadura y serigrafía. La única diferencia significativa entre estos KISS Tindies y nuestras insignias anteriores es otra capa de Gerbers. Esta capa es solo donde se debe aplicar el rojo mediante estampado de cojín.

Al recibir los paneles KISS-Tindie fabricados por DirtyPCBs, solo tuvimos que tomar la capa “roja” de Gerbers, imprimirlos en transparencias, crear el cliché de tampografía y poner un poco de tinta en los PCB.

La propia máquina de impresión de cojines Tinta en el cliché PCB en la máquina. Tenga en cuenta la tabla impresa en 3D. El PCB ennegrecido

Experimento exitoso

El experimento fue un éxito, aunque con algunos problemas. Fue necesario un poco de esfuerzo para determinar la temperatura adecuada para la tinta, la cantidad de diluyente que se debe usar y cómo tratar una almohadilla de silicona ligeramente sucia. Pero con ese orden, podemos aplicar colores directos a una pila de PCB, aumentando en gran medida la paleta para el arte de PCB.

El costo total de este experimento fue de aproximadamente $ 1500 para todo el equipo, incluida la pantalla de placas UV, los consumibles y la impresora de almohadilla en sí. Esta es una máquina de tampografía muy económica: las máquinas de tampografía automática más simples comienzan en alrededor de $ 4000, con máquinas capaces de imprimir áreas más grandes y múltiples colores hasta $ 20,000. Por supuesto, las impresoras de tampón son omnipresentes en los entornos de fábrica y los equipos usados ​​siempre son una opción.

Además, debido a que la tampografía es un proceso de fabricación común, esto es algo que podría contratarse. Piense en todas esas plumas marcadas que recoge en las conferencias. Todos salieron de impresoras de almohadilla y lo más probable es que haya una tienda con una impresora de almohadilla cerca de usted que esté buscando un negocio.

¿Es esta la solución para PCB multicolores? Bueno, lo es a solución. No existe una solución milagrosa para el problema de crear PCB artísticos. Sin embargo, si solo necesita unas pocas piezas de color en sus PCB, la tampografía es un método eficaz y económico para ampliar las posibilidades en el mundo del arte de PCB.

  • De Verdad dice:

    ¡pero mi objetivo es hacer algunos folios, patrones holográficos, obras de arte de medio tono e impresiones lenticulares en tableros!

  • Kyle dice:

    Esto suena muy similar a los sellos de uñas. Una placa de metal con un patrón grabado un poco de esmalte gotea para llenar el proyecto y luego se presiona un "sello" de silicona en la placa para recoger un poco de esmalte y finalmente presionarlo contra la uña.

  • Frankbus dice:

    Una búsqueda rápida en Google muestra que una impresora UV como UJF-7151plus cuesta $ 13k (http://bestprinterasia.com/index.php?route=product/product&product_id=297). Puede haber una oportunidad de proporcionar un servicio de impresión en color para PCB.

    Pero, por supuesto, ya existen servicios que imprimen cualquier cosa con una impresora UV de este tipo. P.ej Uno cuesta $ 50 por un área de 6.5 ″ x 20 ″, más una configuración de $ 30 y un pedido mínimo de $ 150 (http://www.factoryenova.com/sp/pages.php?pID=70&CDpath= 21). Por lo tanto, para una credencial de conferencia de 5 cm x 5 cm, puede insertar 30 insignias en un tamaño de media cama por $ 50. La configuración no importa si necesita, p. Ej. 300 insignias. Entonces sería solo un costo adicional de $ 1.80 por credencial. ¿Alguien que quiera probarlo?

    Puede averiguar por sí mismo cuántos PCB con impresiones necesita vender si desea comprar su propia impresora. Pero la tinta también cuesta un poco, como $ 200 por una botella de 1 litro.

  • Andrew Sowa dice:

    ¿Hay alguna razón por la que intentaste esto con la película de seda UV?

    • Brian Benchoff dice:

      No diré que la seda UV sea más dura. Probablemente sean el mismo esfuerzo. Pero la tampografía tiene algunas cosas.

      Puedes mezclar colores, lo que significa que tienes una variedad infinita de colores. No sé cómo funciona eso con la película de seda UV. Los costos iniciales son menores para la impresión de ruta (~ $ 1500 por la primera plancha y alrededor de $ 5 por plancha después (o color en un proyecto)). Teniendo en cuenta que la tampografía es erie, esto es algo que se contrae fácilmente. Probablemente eso no sea cierto con la seda UV. Estás esperando tu pensión en ese momento.

      Es a solución. No digo que sea el mejor, pero es barato, fácil y puedes jugar con él. El objetivo final de estos experimentos de tampografía es la portada de Mellon Collie and the Infinite Sadness. Permítanme llegar a ese punto y les diré lo fácil y efectivo que es esto. Por supuesto, sigo pensando que una impresora UV es la mejor manera de hacerlo.

      • smerrett79 dice:

        ¡Buen trabajo Brian! Pensando en el tema de los rayos ultravioleta, ¿podría el esmalte de uñas curado con rayos ultravioleta (¿delgado?) Proporcionar una fuente de paleta de colores completa? ¿Quizás impreso o estarcido sobre fondos de pantalla de seda blanca?

  • Matt Cramer dice:

    Enviar las placas a una impresora de serigrafía por contrato podría ser otra opción. Debido a que está imprimiendo en una superficie plana, la tampografía puede ser excesiva.

  • jpa dice:

    En el caso de los artículos para el hogar, se puede cubrir todo el tablero con pintura de máscara de soldadura UV, exponer áreas selectivamente con el método que prefiera (película transparente + lámpara UV, diodo láser en impresora 3D, proyector, etc.). Luego repite con el siguiente color.

  • Mystick dice:

    O bien, puede enrollar el suyo y obtener el producto deseado en lugar de los productos limitados de las "casas de huéspedes" ...

  • Frankbus dice:

    Otra forma fácil sería una pegatina, con orificios cortados con láser cuando sea necesario para las piezas.

  • Donald Papp dice:

    Eso es realmente genial, no sabía nada de tampografía. Me he interesado cada vez más en la impresión UV durante los últimos dos años a mi alrededor. Una cosa frustrante que aprendí mucho más lentamente y más tarde de lo que debería haberlo hecho es que al hablar con la gente de la industria, a menudo te dirán que no se puede hacer, pero lo que SIGNIFICAN es que su máquina o taller no funciona, hazlo, no que no se puede hacer. Tarde o temprano, si quieres jugar a algo, llegarás al punto en el que solo tendrás que comprar el equipo. En momentos como este, una inversión de $ 500 para una máquina manual básica es mucho más asequible que, por ejemplo, ¡15.000!

  • plosnaky_cz (@plosnaky_cz) dice:

    sí, puedo realizar CMYKW en una computadora con spray de tinta UV PERO no hay nadie que me venda tintas CMYKW adecuadas para máscaras de soldadura con resistencia química y mecánica (e incorporación adecuada). Solo hay verde agfa (.. pronto) y negro ultrabrillante de tayio. No hay otra opción.
    Las tintas blanco y negro son solo para etiquetas. La tinta magenta de Agfa es una "resistencia a la soldadura imprimible" que se disuelve fácilmente con NaOh.
    Otro problema es que ni un solo programa de PCB admite colores rgb reales en capas.

    Mis pruebas de color:
    http://plosnaky.cz/img/sample/colors2.jpg
    http://plosnaky.cz/img/sample/colors3.jpg

    • Frankbus dice:

      Los anuncios dicen que la tinta UV se adhiere a cualquier cosa como plástico, metal, vidrio, tela, etc. ¿Quizás intentar sin una máscara de soldadura si es posible (como si no hubiera buenos circuitos integrados tonales)? Entonces sería solo plástico para la placa y cobre para las pistas.

      • plosnaky_cz (@plosnaky_cz) dice:

        “Los anuncios dicen”: se desprenden, tal vez una mala compañía de tintas. La impresión en metal es difícil, la superficie debe prepararse químicamente. Estas tintas UV no pueden soportar acetato, NaOh o CuCl2 o altas temperaturas (como el reflujo); cada color es diferente. Otra historia es que un cabezal de pastel comercial se calienta con tinta circulante. Por ejemplo, la tinta agfa dipamat tiene una viscosidad demasiado baja (demasiado pegajosa) y mi cabezal de impresión no puede manejarla.

        • Donald Papp dice:

          Esa información realmente muestra, como de costumbre, que las cosas pueden parecer simples desde el exterior, pero siempre el diablo está en los detalles.

    • mi dice:

      ¿Cuál sería su formato de exportación preferido de software de diseño que admita atributos RGB en capas? Gerber, posdata, PNG, pdf, etc ...?

      Sólo curioso.

      • plosnaky_cz (@plosnaky_cz) dice:

        Yo uso un script de correo cmyk.
        Gerber tiene un origen y una imagen exportada para una impresora debe respetar el mismo origen y en algún lugar debe haber información de qué tan lejos está una imagen de él.
        archivo de máscara superior: top.png
        máscara superior x desplazamiento: 13.500
        compensación más alta: -60,800

  • pelusa dice:

    Hombre, quiero esa regla nVidian. Lástima que todos tengan alrededor de £ 100 en eBay 🙁

  • davedarko dice:

    mimimimimimimi. No hay palabra en mi insignia multicolor de spacehuhn, los pinté a mano con algunos bolígrafos Edding.

Gloria Vega
Gloria Vega

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