ייצור לוחות מודפסים (PCB) בעצמכם הוא אחד החלקים הכי מהנים באלקטרוניקה. בין אם אתם רוצים להבין איך מייצרים לוחות, לבנות אב־טיפוס קטן, או פשוט לקצר זמני אספקה של מפעלים—ערכת PCB נותנת לכם את כל מה שצריך כדי להתחיל.
המדריך הזה מסביר מה כוללת ערכת PCB, איך לבנות לוח בבית, ומתי כדאי לשקול שימוש במכונות שולחניות או ייצור מקצועי אצל ספק. נבצע גם השוואה בין ערכות למתחילים ונשתף טיפים מעשיים לפתרון תקלות כדי להצליח כבר בפעם הראשונה.
מהי ערכת PCB ולמי היא מתאימה?
ערכת PCB היא חבילה של כלים וחומרים לייצור או להרכבה של לוחות מודפסים בבית או במעבדה. רוב הערכות מתחלקות לשני סוגים:
- ערכות ייצור — כוללות לוחות נחושת מצופי למינציה, חומרי העברה, כימיקלים לחריטה וכלים קטנים. בעזרתן מייצרים את ה-PCB עצמו מלוח נחושת ריק.
- ערכות הרכבה/אימון בלחימה — מגיעות עם לוחות מוכנים ורכיבים אלקטרוניים לתרגול או לפרויקטים קטנים (לדוגמת נורות LED מהבהבות, מגברים, הרחבות לארדואינו וכו').
בניגוד ללוח ניסויים (Breadboard), שמתאים רק לחיווט זמני, ערכת PCB מאפשרת ייצור של לוח קבוע ועמיד.
הדרך הפשוטה ביותר להכין PCB בבית
אין צורך בציוד תעשייתי כדי לייצר לוח עובד. שלוש שיטות בסיסיות נפוצות אצל מתחילים:
- הדפסת לייזר והעברה באמצעות מגהץ: מדפיסים את הפריסה על נייר מבריק ומעבירים אותה אל לוח הנחושת באמצעות חום ולחץ.
- חשיפה לפוטורזיסט (Photoresist): שימוש בלוחות רגישים ל-UV עם מסכה מודפסת לקבלת דיוק גבוה יותר.
- שרטוט ידני: עבור מעגלים חד־פעמיים ומהירים ניתן לשרטט את המסלולים בעט עמיד לחריטה.
התהליך הבסיסי דומה בכל שיטה:
- תכנון המעגל — באמצעות תוכנת PCB וייצוא הפריסה כתמונה במראה (Gerber או PDF).
- העברת הדוגמה — הדבקת הטונר/הסרט הצילומי אל הנחושת עם יישור מדויק.
- חריטה — הטבעת הלוח בתמיסה (כגון כלוריד ברזל או אמוניום פרסולפט) עד שהנחושת הלא רצויה נמסה.
- ניקוי וקידוח — שטיפה יסודית וקידוח חורים לרכיבים.
- הלחמה ובדיקה — התקנת רכיבים, בדיקת רציפות והפעלה זהירה.
כך ניתן להכין PCB חד־צדדי או דו־צדדי עם מעט כלים ובתוך כמה שעות.
מה צריכה לכלול ערכת PCB טובה?
כדי לקבל תוצאות בטוחות וחוזרות, ערכת בית טובה צריכה לכלול:
- לוח נחושת מצופה (FR-1 או FR-4)
- דפי העברה לטונר או סרט פוטורזיסט
- תמיסת חריטה (Ferric Chloride או Ammonium Persulfate)
- מגש/מכל פלסטיק לחריטה
- כפפות, משקפי מגן וסינר
- מקדחה קטנה/דרמל עם מקדחים דקים
- פדים לניקוי או נייר ליטוש עדין
- מלחם, בדיל ופלוקס
- מולטימטר בסיסי לבדיקה
אופציונלי אך שימושי: קופסת UV, ניטי מעבר לחורים (Through-hole rivets) ושואב אדים קטן.
בעת קנייה חפשו ערכות עם הוראות בטוחות וברורות. אם המטרה היא ייצור הלוח עצמו—הימנעו מערכות שמכילות רכיבים בלבד.
קודם כל בטיחות: הגנה, אוורור וטיפול בפסולת
כימיקלים לחריטה יעילים אך קורוזיביים. הקפידו על הכללים הבאים:
- ענדו כפפות ומשקפי מגן. הגנו על העור והעיניים מפני התזות.
- עבדו באזור מאוורר. במהלך החריטה משתחררות אדים קלים; פתחו חלון או השתמשו במאוורר.
- הימנעו מכלי מתכת. השתמשו רק בפלסטיק או זכוכית.
- סמנו ואחסנו תמיסות כראוי. הרחק מילדים וממזון.
- אל תשפכו פסולת לכיור. נטרלו כלוריד ברזל משומש באמצעות סודה לשתייה והשליכו בהתאם להנחיות המקומיות לפסולת מסוכנת ביתית.
אם המרחב שלכם קטן או משותף, שקלו לעבור למכונת PCB שולחנית (מדפסת דיו מוליך או כרסומת CNC) — נקי יותר וללא כימיקלים נוזליים.
ערכת DIY לעומת מכונת PCB שולחנית לעומת מיקור חוץ
הבחירה הנכונה תלויה בזמן, בתקציב ובמורכבות.
| אפשרות | למי זה מתאים | עלות משוערת | יתרונות | מגבלות |
|---|---|---|---|---|
| ערכת DIY | חובבים, לימוד, מעגלים פשוטים | עד 100$ | זולה, מעשית, חוויית לימוד | דיוק מוגבל, עבודה ידנית |
| מכונת PCB שולחנית | מעבדות, Makerspaces, צוותי מו״פ קטנים | 1,000–10,000$ | מהירה ונקייה, תוצאות עקביות | עלות ראשונית גבוהה, מגבלת גודל/שכבות |
| מיקור חוץ | לוחות מקצועיים או מרובי שכבות | 10–100$ למנה | דיוק תעשייתי וגימור שטח | זמני משלוח, לעיתים MOQ |
ערכות DIY
מתאימות ללמידה וללוחות קטנים אנלוגיים/מיקרו-בקרים. הגימור לרוב פחות מלוטש—אבל חוויית הלמידה מצוינת.
מכונות שולחניות ל-PCB
שני סוגים עיקריים:
- מדפסות מבוססות דיו מוליך (למשל Voltera V-One, BotFactory SV2) שמדפיסות מוליך, מקשות אותו ולעיתים גם מניחות משחת הלחמה. מהירות לאבות-טיפוס, אך בד״כ 1–2 שכבות ומרווחי רגליים גסים יחסית.
- כרסומות CNC (כמו LPKF ProtoMat) שמסירות נחושת מכנית ומקדחות. מפיקות לוחות נקיים חד/דו-צדדיים ללא כימיקלים, אך דורשות תחזוקת מקדחים ובקרת אבק.
מיקור חוץ
כאשר צריך מסלולים עדינים מאוד, מחסניות רב־שכבתיות או חורים מצופי מתכת—בדרך כלל זול ואמין יותר לשלוח קבצי Gerber למפעל PCB.
סוגי ערכות למתחילים
- ערכות חריטה מלאות — הכל מהנחושת הגולמית ועד לוח עובד. מושלם ל”חוויה המלאה“: יישור שכבות, שליטה בחריטה וניקוי.
- ערכות תרגול הלחמה — לוחות מוכנים ורכיבים לאימון בלחמות THT/SMT; מעולה לסטודנטים ולמתחילים.
- סטי פרוטוטייפ (Perf/Strip Board) — לא ייצור PCB אמיתי, אבל טובים לבדוק רעיון לפני חריטה או הזמנה.
כל סוג שונה בעקומת הלמידה, איכות התוצאה ועלויות נסתרות (חומרים מתכלים וניקיון). רבים מתחילים בערכת חריטה, ואז עוברים למדפסת שולחנית קטנה אחרי שהבינו את התהליך.
שלב-אחר-שלב: ה-PCB הראשון שלכם עם ערכה
שלב 1 — הכנת התכנון
ייצאו את ה-Artwork כמראה. בדקו שוב חבילות רכיבים, קטרי חורים וקוטביות.
שלב 2 — העברת הפריסה
נקו את הנחושת בליטוש עדין. הדפיסו על נייר העברה מבריק והעבירו במגהץ 1–2 דקות בלחץ וחום אחיד. לקרר ולמשוך בעדינות.
שלב 3 — חריטה
הטביעו בתמיסה ב-40–50°C והניעו בעדינות עד שהנחושת הלא רצויה נעלמת (בדרך כלל 5–10 דקות).
- זמן ארוך מדי = חריטת יתר (מסלולים דקים/שבורים).
- קצר מדי = חריטה חסרה (גשרי נחושת בין פדים).
שלב 4 — קידוח וגימור
לשטוף, לייבש ולקדוח במקדח 0.8–1.0 מ״מ. להסיר שבבים. בלוחות דו-צדדיים פשוטים—ליישר ולהדביק את השכבות לפני קידוח.
שלב 5 — הלחמה ובדיקה
ניתן לפחסן את הנחושת החשופה, להרכיב רכיבים, לבדוק רציפות וקצרים עם מולטימטר ורק אז להפעיל מתח.
עם מעט תרגול אפשר לסיים PCB חד-צדדי קטן בכ-שעתיים מהתכנון ועד בדיקה.
טעויות נפוצות וכיצד מתקנים
| הבעיה | סיבה אפשרית | פתרון מהיר |
|---|---|---|
| העברה לא מלאה | משטח לא נקי / טמפרטורה נמוכה | ניקוי מחדש, חום גבוה יותר, נייר מבריק מתאים |
| חריטת יתר/מסלולים שבורים | חום/זמן חריטה גבוהים מדי | להפחית זמן/טמפ׳, לרענן תמיסה |
| חריטה חסרה/גשרי נחושת | תמיסה ישנה / ערבול חלש | להחליף תמיסה או לערבל בעדינות |
| סטייה בקידוח | קידוח ביד ללא מוביל | להשתמש בקלאמפ/מייסבים קטנים ולסמן נקודות |
| הרמת פדים/התקלפות | טמפ׳ מלחם גבוהה או מגע ממושך | להוריד טמפ׳ ולקצר זמן מגע |
שמרו לוחות כושלים—הם חומר לימוד מצוין לפעם הבאה.
שאלות נפוצות
עד כמה דק אפשר להגיע בערכות DIY?
בדרך כלל 0.25–0.30 מ״מ למסלול עם יישור מוקפד. לעדין יותר—מדפסת שולחנית או ייצור מקצועי.
האם חריטה ביתית בטוחה?
כן—עם כפפות, משקפי מגן ואוורור טוב. לעולם אל תשפכו פסולת לכיור.
אפשר להכין לוחות בלי קידוח?
כן, באמצעות רכיבי SMT אפשר לוותר על חורים; לחלופין להשתמש בניטי מעבר מוליכים.
האם מכונות שולחניות מסוגלות לרב-שכבתי?
רוב הדגמים תומכים ב-שכבה אחת או שתיים. לרב-שכבתי מורכב—מיקור חוץ כלכלי יותר.
מתי עדיף לפנות למפעל?
כאשר יש צורך בבקרת אימפדנס, חורים מצופי מתכת, או מארזי IC בצפיפות גבוהה מאוד.
סיכום: ללמוד, להתנסות, להתקדם
ערכת PCB היא הרבה יותר מקופסת ציוד—זו כניסה לעולם שבו אלקטרוניקה מודרנית קורמת עור וגידים. תלמדו העברת דוגמה, חריטה, קידוח והלחמה—יכולות שרלוונטיות גם לייצור מקצועי.
התחילו בקטן: לוח חד-צדדי, כמה דוגמאות ניסוי ותיעוד ההגדרות. כשתרגישו בטוחים, תוכלו לשדרג למכונת PCB שולחנית או לשלוח את ה-Gerber למפעל בביטחון.
בין אם המטרה היא לימוד, פרוטוטייפ מהיר או פשוט ההנאה מלראות את התכנון שלכם הופך לנחושת—החוויה שווה הכול.
