PCB工藝 自制PCB板的方法及步驟流程
電路板腐蝕方法:
腐蝕液一般用三氯化鐵加水配置而成,三氯化鐵為土黃色固體,也易于吸收空氣中的水份,所以應密封保存。配置三氯化鐵溶液時(shí)一般是用40%的三氯化鐵和60%的水,當然三氯化鐵多些,或者用溫水(不是熱水,以防油漆脫落)可使反應速度快些注意三氯化鐵具有一定的腐蝕性,最好不要弄在皮膚上和衣服上(很難洗:-(反應的容器用廉價(jià)的塑料盆,放得下電路板的就好。腐蝕是從邊緣開(kāi)始的,當未描油漆的銅箔被腐蝕完后應該及時(shí)取出電路板,以防油漆脫落后腐蝕掉有用的線(xiàn)路。這時(shí)用清水沖洗,順便用竹片等物刮去油漆(這時(shí)油漆從液體里出來(lái),比較容易去除)。若不易刮,用熱水沖一下就好了。然后擦干,用砂紙打磨干凈,就露出了閃亮的銅箔,一張印刷電路板就做好了。為了保存成果,Bitbaby通常會(huì )用松香溶液涂一遍打磨好的電路板,既可以助焊,又可以防止氧化 業(yè)余條件下制作電路板方法總覽 電路板是電子電路的載體,任何的電路設計都需要被安裝在一塊電路板上,才可以實(shí)現其功能。而加工電路板,又是業(yè)余電子愛(ài)好者感到最頭痛的事,往往是:半天時(shí)間就設計好的電路,可加工電路板卻花費了幾天的時(shí)間。甚至一些很好的電路設計創(chuàng )意,卻因為加工電路板太花時(shí)間而放棄了實(shí)驗,無(wú)法繼續實(shí)現。 站長(cháng)20多年前就開(kāi)始搞電路實(shí)驗,最暈菜的也是做電路板,可謂是想盡了一切辦法:油漆、石蠟、復寫(xiě)紙、雕刻刀,甚至MM們用的指甲油、眉筆什么的東東都用上了,都還是不能達到高效、高質(zhì)制作實(shí)驗電路板的目的。
后來(lái)到公司搞專(zhuān)業(yè)設計開(kāi)發(fā),才知道專(zhuān)業(yè)的工程師們根本就不知道還有這等難處。他們用CAD設計好圖紙,打印出來(lái)后交給PCB加工廠(chǎng),幾天后就可以得到加工好的幾塊PCB樣板。安裝上零件,調試修改再打印,再送PCB加工廠(chǎng)加工,反復幾次,電路就做好了。他們根本就不必考慮加工電路板過(guò)程中,各種煩瑣的工藝過(guò)程和制作成本。而PCB加工廠(chǎng)之所以要不厭其煩,反復免費為這些公司加工實(shí)驗用電路板,當然也不是“發(fā)揚雷峰精神”,很明顯這些加工費用是要分攤到今后批量生產(chǎn)的費用中。
如果你是小的不知名的公司,或者是個(gè)人,那加工一次的費用可能就要數百元。所以,如何簡(jiǎn)單、快捷、低成本、高質(zhì)量加工實(shí)驗用電路板,是一個(gè)很值得研究的課題?,F在也有了許多新的好方法,比如:熱轉印法、預涂布感光敷銅板制作法、熱熔塑膜法等。本站將搜集這方面的方法、經(jīng)驗,并整理成文,陸續在本站刊登。也歡迎愛(ài)好者、廠(chǎng)家、材料設備供應商等合作,或撰文,或提供您的產(chǎn)品,或合作推銷(xiāo)都可以。
如前言中所述,電路板是電路的載體,平常我們稱(chēng)為“印刷電路板”英文縮寫(xiě)“PCB”。正規生產(chǎn)印刷電路板自然與印刷有關(guān),通常采用的是絲網(wǎng)印刷工藝,其基本過(guò)程如下: 設計版圖→描圖→曬板(制作印刷底版)→印刷→化學(xué)方法腐蝕→清洗及表面處理→印刷助焊、標識、阻焊等層→切割、打孔等機械加工→成品電路版
更詳細的操作步驟請看本站收集的《絲網(wǎng)印刷制作電路板和儀器標牌面板》一文(在“實(shí)踐基礎”欄)。
業(yè)余條件下,可以省去“印刷助焊、標識、阻焊等層”的工序,難點(diǎn)在制版和印刷環(huán)節上。由于只需要制作少量(一塊或幾塊)電路版,采用正規的制版和印刷工序顯然是不經(jīng)濟的,于是就有了各種非印刷,或亞印刷的制作方法。
1、雕刻法
此法最直接。將設計好的銅箔圖形用復寫(xiě)紙,復寫(xiě)到覆銅板銅箔面,使用鋼鋸片磨制的特殊雕刻刀具,直接在覆銅板上沿著(zhù)銅箔圖形的邊緣用力刻畫(huà),盡量切割到深處,然后再撕去圖形以外不需要的銅箔,再打上元件的插孔就可以了。此法的關(guān)鍵是:刻畫(huà)的力度要夠;撕去多余銅箔要從板的邊緣開(kāi)始,操作的好時(shí),可以成片的逐步撕去,可以使用指甲剪來(lái)完成這個(gè)步驟。一些小電路實(shí)驗版適合用此法制作。
2、手工描繪法
就是用筆直接將印刷圖形畫(huà)在覆銅板上,然后再進(jìn)行化學(xué)腐蝕等步驟。此法看似簡(jiǎn)單,實(shí)際操作起來(lái)很不容易!現在的電子元件體積小,引腳間距更?。ê撩琢考墸?,銅箔走線(xiàn)也同樣細小,而且畫(huà)上去的線(xiàn)條還很難修改,要畫(huà)好這樣的板就完全看你的筆頭工夫了。經(jīng)驗是:“顏料”和畫(huà)筆的選用都很關(guān)鍵。我自己曾經(jīng)用紅色指甲油裝在醫用注射器中,描繪電路板,效果不錯,但針頭的尖端要適當加工;也有人介紹用漆片溶于無(wú)水酒精中,使用鴨嘴筆勾畫(huà),具體方法如下:
將漆片(即蟲(chóng)膠,化工原料店有售)一份,溶于三份無(wú)水酒精中,并適當攪拌,待其全部溶解后,滴上幾滴醫用紫藥水(龍膽紫),使其呈現一定的顏色,攪拌均勻后,即可作為保護漆用來(lái)描繪電路板。先用細砂紙把敷銅板擦亮,然后采用繪圖儀器中的鴨嘴筆(或圓規上用來(lái)畫(huà)圖形的墨水鴨嘴筆),進(jìn)行描繪,鴨嘴筆上有調整筆劃粗細的螺母,筆劃粗細可調,并可借用直尺、三角尺描繪出很細的直線(xiàn),且描繪出的線(xiàn)條光滑、均勻,無(wú)邊緣鋸齒,給人以順暢、流利的感覺(jué);同時(shí),還可以在電路板的空閑處寫(xiě)上漢字、英語(yǔ)、拼音或符號描繪出的線(xiàn)條,若向周?chē)?,則是濃度太小,可以加一點(diǎn)漆片;若是拖不開(kāi)筆,則是太稠了,需滴上幾滴無(wú)水酒精。萬(wàn)一描錯了也沒(méi)關(guān)系,只要用一小棍(火柴桿),做一個(gè)小棉簽,蘸上一點(diǎn)無(wú)水酒精,即可方便地擦掉,然后重新描繪即可。一旦電路板圖繪好后,即可在三氯化鐵溶液中腐蝕。電路板腐蝕好后,去漆也很方便,用棉球蘸上無(wú)水酒精,就可以將保護漆擦掉,略一晾干,就可隨之涂上松香水使用。
由于酒精揮發(fā)快,配制好的保護漆應放在小瓶中(如墨水瓶)密封保存,用完后別忘了蓋上瓶蓋,若在下次使用時(shí),發(fā)現濃度變稠了,只要加上適量無(wú)水酒精即可。
3、帖圖法
電子商店有售一種“標準的預切符號及膠帶”,預切符號常用規格有 D373(0D-2.79,ID-0.79),D266(0D-2.00,ID-0.80),D237(OD-3.50,ID-1.50)等幾種,最好購買(mǎi)紙基材料做的(黑色),塑基(紅色)材料盡量不用。膠帶常用規格有0.3、0.9 、1.8、 2.3、 3.7等幾種。單位均為毫米??梢愿鶕娐吩O計版圖,選用對應的符號及膠帶,粘貼到覆銅版的銅箔面上。用軟一點(diǎn)的小錘,如光滑的橡膠、塑料等敲打圖貼,使之與銅箔充分粘連。重點(diǎn)敲擊線(xiàn)條轉彎處、搭接處。天冷時(shí),最好用取暖器使表面加溫以加強粘連效果。張貼好后就可以進(jìn)行腐蝕工序了。
4、油印法
把蠟紙放在鋼板上,用筆將電路圖按1:1刻在蠟紙上,并把刻在蠟紙上的電路圖按電路板尺寸剪下,剪下的蠟紙放在所印敷銅板上。取少量油漆與滑石粉調成稀稠合適的印料,用毛刷蘸取印料,均勻地涂到蠟紙上,反復幾遍,印制板即可印上電路。這種刻板可反復使用,適于小批量制作。提示:利用光電謄印機,可以按照設計圖紙自動(dòng)刻制成1:1尺寸的蠟紙 。
5、熱熔塑膜制版法:此法從網(wǎng)絡(luò )文章中收集(作者NewBlue),可行性未經(jīng)驗證,供參考。
①在打印機上將電路板圖按1∶1的比例打印在80克復印紙上。手工繪制也可以,但底紙要平整。
②找一臺傳真機,將機里的傳真紙取出,換上熱熔塑膜(據說(shuō)可以買(mǎi)到,誰(shuí)有這個(gè)貨,請聯(lián)系站長(cháng))。把電路圖放入傳真機入口,利用傳真機的復印鍵,將線(xiàn)路圖復制在熱熔塑膜上。這時(shí)印刷電路板的“印刷原稿”就做好了。
③用雙面膠帶紙將制好圖的塑膜平整地貼在敷銅板上。注意要平整,不能起皺,膠帶紙不能遮住熔化部分,否則影響線(xiàn)路板的制作效果。
④用漆刷將油漆均勻地刷在塑膜上,注意:不能往復地刷,只能順著(zhù)一個(gè)方向依次刷,否則塑膜一起皺,銅板上的線(xiàn)條就會(huì )出現重疊。待電路圖全被刷遍,小心地將塑膜拿掉。這時(shí)一塊印刷線(xiàn)路板就印刷好了。待干后,即可腐蝕了。 如要印制多塊,可做一個(gè)比電路板大一點(diǎn)的木框,將絲網(wǎng)平整地敷在木框上,固定好。再用雙面膠帶紙將定好影的塑膜貼在絲網(wǎng)下面。將敷銅板放在桌上,合上絲網(wǎng)架(印刷圖與敷銅板要左右對齊),用漆刷將漆順一個(gè)方向依次刷好,拿掉網(wǎng)架。印刷電路板就印好了。如有缺陷,可用油漆和竹片修改。 以上過(guò)程須注意,刷漆時(shí),手用力要輕重得當,太重漆膜太厚,線(xiàn)條會(huì )跑花邊,太輕線(xiàn)條會(huì )出現斷線(xiàn)。塑膜一定要正面朝上。
6、使用預涂布感光敷銅板
使用一種專(zhuān)用的覆銅板,其銅鉑層表面預先涂布了一層感光材料,故稱(chēng)為“預涂布感光敷銅板”,也叫“感光板”。制作方法如下:
①單面板的制作:將電腦畫(huà)好的PCB圖,用噴墨專(zhuān)用紙打印出1:1黑白720dpi圖紙(元件面),如果用激光打印機輸出圖紙也可以。取一塊與圖紙大小相當的光敏板,撕去保護膜。用玻璃板或塑料透明板把圖紙與光敏PCB板壓緊,在陽(yáng)光下曝光5-10分鐘。用附帶的顯影藥1:20配水進(jìn)行顯影,當曝光部分(不需要的敷銅皮)完全裸露出來(lái)時(shí),用水沖凈,即可用三氯化鐵進(jìn)行腐蝕了。操作熟練后,可制出精度達0.1mm的走線(xiàn)!
②雙面線(xiàn)路板的制作:步驟參考單面板,雙面板主要是兩面定位要準確??梢?xún)擅娣謩e曝光,但時(shí)間要一致,一面在曝光時(shí)另一面要用黑紙保護。 此法從原理上說(shuō)是最簡(jiǎn)單、實(shí)用的方法,但因市售的“預涂布感光敷銅板”價(jià)格比較高,且不易買(mǎi)到。所以此法還不為多數業(yè)余愛(ài)好者所認識。歡迎廠(chǎng)家聯(lián)系本站合作宣傳推廣。
7、熱轉印法
使用激光打印機,將設計的PCB銅鉑圖形打印到熱轉印紙上,再將熱轉印紙緊貼在覆銅板的銅鉑面上,以適當的溫度加熱,轉印紙上原先打印上去的圖形(其實(shí)是碳粉)就會(huì )受熱融化,并轉移到銅鉑面上,形成腐蝕保護層。這種方法比常規制版印刷的方法更簡(jiǎn)單,而且現在大多數的電路都是使用計算機CAD設計,激光打印機也相當普及,這個(gè)工藝還比較容易實(shí)現。