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谈业余制作PCB的方法!

   电路板是电子电路的载体,任何的电路设计都需要被安装在一块电路板上,才可以实现其功能。而加工电路板,又是业余电子爱好者感到最头痛的事,往往是:半天时间就设计好的电路,可加工电路板却花费了几天的时间。甚至一些很好的电路设计创意,却因为加工电路板太花时间而放弃了实验,无法继续实现。 站长20多年前就开始搞电路实验,最晕菜的也是做电路板,可谓是想尽了一切办法:油漆、石蜡、复写纸、雕刻刀,甚至MM们用的指甲油、眉笔什么的东东都用上了,都还是不能达到高效、高质制作实验电路板的目的。

   后来到公司搞专业设计开发,才知道专业的工程师们根本就不知道还有这等难处。他们用CAD设计好图纸,打印出来后交给PCB加工厂,几天后就可以得到加工好的几块PCB样板。安装上零件,调试修改再打印,再送PCB加工厂加工,反复几次,电路就做好了。他们根本就不必考虑加工电路板过程中,各种烦琐的工艺过程和制作成本。而PCB加工厂之所以要不厌其烦,反复免费为这些公司加工实验用电路板,当然也不是发扬雷峰精神,很明显这些加工费用是要分摊到今后批量生产的费用中。  

   如果你是小的不知名的公司,或者是个人,那加工一次的费用可能就要数百元。所以,如何简单、快捷、低成本、高质量加工实验用电路板,是一个很值得研究的课题。现在也有了许多新的好方法,比如:热转印法、预涂布感光敷铜板制作法、热熔塑膜法等。本站将搜集这方面的方法、经验,并整理成文,陆续在本站刊登。也欢迎爱好者、厂家、材料设备供应商等合作,或撰文,或提供您的产品,或合作推销都可以。  

   如前言中所述,电路板是电路的载体,平常我们称为印刷电路板英文缩写“PCB”。正规生产印刷电路板自然与印刷有关,通常采用的是丝网印刷工艺,其基本过程如下: 设计版图描图晒板(制作印刷底版)印刷化学方法腐蚀清洗及表面处理印刷助焊、标识、阻焊等层切割、打孔等机械加工成品电路版  更详细的操作步骤请看本站收集的《丝网印刷制作电路板和仪器标牌面板》一文(在实践基础栏)。  

  业余条件下,可以省去印刷助焊、标识、阻焊等层的工序,难点在制版和印刷环节上。由于只需要制作少量(一块或几块)电路版,采用正规的制版和印刷工序显然是不经济的,于是就有了各种非印刷,或亚印刷的制作方法。  

  1、雕刻法  

      此法最直接。将设计好的铜箔图形用复写纸,复写到覆铜板铜箔面,使用钢锯片磨制的特殊雕刻刀具,直接在覆铜板上沿着铜箔图形的边缘用力刻画,尽量切割到深处,然后再撕去图形以外不需要的铜箔,再打上元件的插孔就可以了。此法的关键是:刻画的力度要够;撕去多余铜箔要从板的边缘开始,操作的好时,可以成片的逐步撕去,可以使用指甲剪来完成这个步骤。一些小电路实验版适合用此法制作。

    这种方法是把已设计好的印刷板图用复写纸复写到敷铜板上面,用锋利的刻刀沿线路刻划,然后把不要的那部分铜箔用刻刀挑起来并撕掉。这种方法只适用于线路比较简单的电路,刀刻时特别费力,而且印刷板图设计时要求走线尽量是直线,最后做出来的板子也比较粗糙。不过不用腐蚀,这是一种最经济的方法。  

  2、手工描绘法  

      就是用笔直接将印刷图形画在覆铜板上,然后再进行化学腐蚀等步骤。此法看似简单,实际操作起来很不容易!现在的电子元件体积小,引脚间距更小(毫米量级),铜箔走线也同样细小,而且画上去的线条还很难修改,要画好这样的板就完全看你的笔头工夫了。经验是:颜料和画笔的选用都很关键。我自己曾经用红色指甲油装在医用注射器中,描绘电路板,效果不错,但针头的尖端要适当加工;也有人介绍用漆片溶于无水酒精中,使用鸭嘴笔勾画,具体方法如下:
  
   将漆片(即虫胶,化工原料店有售)一份,溶于三份无水酒精中,并适当搅拌,待其全部溶解后,滴上几滴医用紫药水(龙胆紫),使其呈现一定的颜色,搅拌均匀后,即可作为保护漆用来描绘电路板。先用细砂纸把敷铜板擦亮,然后采用绘图仪器中的鸭嘴笔(或圆规上用来画图形的墨水鸭嘴笔),进行描绘,鸭嘴笔上有调整笔划粗细的螺母,笔划粗细可调,并可借用直尺、三角尺描绘出很细的直线,且描绘出的线条光滑、均匀,无边缘锯齿,给人以顺畅、流利的感觉;同时,还可以在电路板的空闲处写上汉字、英语、拼音或符号描绘出的线条,若向周围浸润,则是浓度太小,可以加一点漆片;若是拖不开笔,则是太稠了,需滴上几滴无水酒精。万一描错了也没关系,只要用一小棍(火柴杆),做一个小棉签,蘸上一点无水酒精,即可方便地擦掉,然后重新描绘即可。一旦电路板图绘好后,即可在三氯化铁溶液中腐蚀。电路板腐蚀好后,去漆也很方便,用棉球蘸上无水酒精,就可以将保护漆擦掉,略一晾干,就可随之涂上松香水使用。  

   由于酒精挥发快,配制好的保护漆应放在小瓶中(如墨水瓶)密封保存,用完后别忘了盖上瓶盖,若在下次使用时,发现浓度变稠了,只要加上适量无水酒精即可。  

  3、帖图法  

      电子商店有售一种标准的预切符号及胶带,预切符号常用规格有 D373(0D-2.79,ID-0.79),D266(0D-2.00,ID-0.80),D237(OD-3.50,ID-1.50)等几种,最好购买纸基材料做的(黑色),塑基(红色)材料尽量不用。胶带常用规格有0.30.9 1.8 2.3 3.7等几种。单位均为毫米。可以根据电路设计版图,选用对应的符号及胶带,粘贴到覆铜版的铜箔面上。用软一点的小锤,如光滑的橡胶、塑料等敲打图贴,使之与铜箔充分粘连。重点敲击线条转弯处、搭接处。天冷时,最好用取暖器使表面加温以加强粘连效果。张贴好后就可以进行腐蚀工序了。

      这种方法是把印刷板图复写到敷铜板上后,先用透明胶把整个敷铜板粘起来,然后用刀把不要部分的透明胶割开撕掉,再把整个板子放到三氯化铁溶液里面去腐蚀。这种方法比第一种方法省力,可以把走线做到0.5mm宽,做出的电路板比较漂亮。但要注意:在把印刷板图复写到敷铜板以前一定要把整个板用砂纸砂干净,否则透明胶粘不牢固。

  将不要的透明胶撕掉以后也一定要保证电路板的清洁,否则腐蚀的时候弄脏处很难腐蚀。这种方法的缺点是太费时间,制作中还要特别细心。  

  4、油印法  

      把蜡纸放在钢板上,用笔将电路图按1:1刻在蜡纸上,并把刻在蜡纸上的电路图按电路板尺寸剪下,剪下的蜡纸放在所印敷铜板上。取少量油漆与滑石粉调成稀稠合适的印料,用毛刷蘸取印料,均匀地涂到蜡纸上,反复几遍,印制板即可印上电路。这种刻板可反复使用,适于小批量制作。提示:利用光电誊印机,可以按照设计图纸自动刻制成11尺寸的蜡纸

      它是把复写好的敷铜板上面的线条用描油漆的方法敷盖好,描油漆的笔可以选用鸭嘴笔或注射针头,描好以后晾干。为了漂亮,可以用小刀把线条修整齐,然后把它放到三氯化铁溶液里面腐蚀。这种方法更省力、省事,做的板子也还漂亮,做的线路可以很复杂,但是就是它对线条的宽度要求高,起码要1.5mm以上,对于做功放一类的粗线条的电路板是非常实用的。还有一种方法和这种方法类似,就是用油性笔代替油漆,这样更方便。  

  5、热熔塑膜制版法:此法从网络文章中收集(作者NewBlue),可行性未经验证,供参考。

        在打印机上将电路板图按11的比例打印在80克复印纸上。手工绘制也可以,但底纸要平整。

   找一台传真机,将机里的传真纸取出,换上热熔塑膜(据说可以买到,谁有这个货,请联系站长)。把电路图放入传真机入口,利用传真机的复印键,将线路图复制在热熔塑膜上。这时印刷电路板的印刷原稿就做好了。  

   用双面胶带纸将制好图的塑膜平整地贴在敷铜板上。注意要平整,不能起皱,胶带纸不能遮住熔化部分,否则影响线路板的制作效果。  

   用漆刷将油漆均匀地刷在塑膜上,注意:不能往复地刷,只能顺着一个方向依次刷,否则塑膜一起皱,铜板上的线条就会出现重叠。待电路图全被刷遍,小心地将塑膜拿掉。这时一块印刷线路板就印刷好了。待干后,即可腐蚀了。

   如要印制多块,可做一个比电路板大一点的木框,将丝网平整地敷在木框上,固定好。再用双面胶带纸将定好影的塑膜贴在丝网下面。将敷铜板放在桌上,合上丝网架(印刷图与敷铜板要左右对齐),用漆刷将漆顺一个方向依次刷好,拿掉网架。印刷电路板就印好了。如有缺陷,可用油漆和竹片修改。  

   以上过程须注意,刷漆时,手用力要轻重得当,太重漆膜太厚,线条会跑花边,太轻线条会出现断线。塑膜一定要正面朝上。  

  6、使用预涂布感光敷铜板  

      使用一种专用的覆铜板,其铜铂层表面预先涂布了一层感光材料,故称为预涂布感光敷铜板,也叫感光板。制作方法如下:  

      单面板的制作:将电脑画好的PCB图,用喷墨专用纸打印出1:1黑白720dpi图纸(元件面),如果用激光打印机输出图纸也可以。取一块与图纸大小相当的光敏板,撕去保护膜。用玻璃板或塑料透明板把图纸与光敏PCB板压紧,在阳光下曝光5-10分钟。用附带的显影药1:20配水进行显影,当曝光部分(不需要的敷铜皮)完全 裸露出来时,用水冲净,即可用三氯化铁进行腐蚀了。操作熟练后,可制出精度达0.1mm的走线!  

      双面线路板的制作:步骤参考单面板,双面板主要是两面定位要准确。可以两面分别曝光,但时间要一致,一面在曝光时另一面要用黑纸保护。

  此法从原理上说是最简单、实用的方法,但因市售的预涂布感光敷铜板价格比较高,且不易买到。所以此法还不为多数业余爱好者所认识。欢迎厂家联系本站合作宣传推广。

      所谓光印板就是这种板子的铜膜表面有一层感光膜,可以像胶卷一样感光。制作方法如下:首先把设计好的PCB(印刷板)打印到透明的胶片上面,然后把光印板感光膜上的保护纸撕掉(在普通光线下放几分钟是没有关系的),接着把胶片盖在光印板上有感光膜的一面并固定好。注意一定要把胶片压平,否则曝光不均匀。然后在曝光灯下面曝光8分钟左右。曝光灯可以自己做,用2~4根紫外线荧光灯平行靠近放置即可,这样做的目的是让它产生很强的平行紫外光。等曝光时间到了把它取出来放到显影液里面显影。注意放显影剂时先少放点,可用光印板的一个角先试一下,如果显得太慢了就再加一点,太快了就加些水。千万不可不经试验就直接放到里面去。显影完了以后光印板上有了PCB的图像,就可直接放到三氯化铁溶液里面腐蚀。这样做出来的电路板和工厂里做出来的板子一样漂亮,走线也可以做得非常细,细至0.3mm宽。但它的制作成本是普通PCB的10倍以上。光印板在许多电子商店都可以买到。  

  7、热转印法  

       使用激光打印机,将设计的PCB铜铂图形打印到热转印纸上,再将热转印纸紧贴在覆铜板的铜铂面上,以适当的温度加热,转印纸上原先打印上去的图形(其实是碳粉)就会受热融化,并转移到铜铂面上,形成腐蚀保护层。这种方法比常规制版印刷的方法更简单,而且现在大多数的电路都是使用计算机CAD设计,激光打印机也相当普及,这个工艺还比较容易实现。

      热转印纸是一种特殊的纸,先用打印机把PCB图打印到它上面,然后把普通敷铜板刷干净,把打好了PCB图的热转印纸盖到敷铜板上,有油墨的那面对着铜板(记住不可用手或其他东西去触摸打印好的热转印纸,因为那样油墨极容易被摸掉),然后将电熨斗置最热的那一挡,使其均匀地在纸上面熨,熨的时间不需要很长,但要保证每条线都熨到。熨毕,待板子冷却后,再小心地把纸揭起。如果发现纸上面还有油墨,再把它盖回去,用熨斗在有油墨的地方再熨,直到最后揭起来纸上干净。最后就是放入三氯化铁溶液里面腐蚀。这种方法做出来的板子和工厂做的一样漂亮,线宽可以做到0.3mm,而且价格便宜。可以说这种方法的性价比最高,唯一的缺点就是做双面板的时候麻烦一点。热转印纸目前许多电子商店也有售,也可以邮购。

      以上几种方法中,从省事和漂亮方面来考虑,光印板法和热转印纸法均可。如果要兼顾考虑经济原因可用热转印纸法。如果电路太复杂而且整体细线特别的多,则宜采用光印板法。  

 

 

 
点击次数:  更新时间:2012-07-18  【打印此页】  【关闭