幾種自制印刷電路板的方法

幾種自制印刷電路板的方法幾種自制印刷電路板的方法【IT168無線電頻道】本篇文章的目的，除了想給大家一個比較全面的如何制作電路板的簡介外，主要是想和大家一起開闊思路，從而舉一反三，因地制宜的采用各種方法靈活地制作電路板。只要能夠達到設計的要求，采用哪種方法，甚至是否使用電路板都并不重要，不要被本文中介紹的一些具體方法所限制。PCB是PrintedCircuitBoard的縮寫，中文名即印刷電路板。PCB是每一種電子器件的必備部件，幾乎所有大大小小的電子元器件都是固定在PCB版上。PCB板的基板是由不易彎曲的絕緣材料所制作成。在表面可以看到的粗細不一的線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個板子上的，而在制造過程中部份被蝕刻處理掉，留下來的部份就變成網(wǎng)狀的細小線路了。這些線路被稱作導線（conductorpattern）或稱布線，并用來提供PCB上電子元器件的電路連接。PCB單面板的正反面分別被稱為器件面（ComponentSide）與焊接面（SolderSide），板上有大小不一的鉆孔，一般來說，電子元器件是穿過鉆孔被焊接在PCB板上。工業(yè)用的PCB板上的綠色或是棕色，是阻焊漆（soldermask）的顏色。這層是絕緣的防護層，可以保護銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方。用來制作電路板的銅板的專業(yè)名稱為：敷（覆）銅板，通常是由1－2毫米厚的環(huán)氧樹脂板或紙板等絕緣且有一定強度和方便加工的材料構(gòu)成基板，并在基板上覆上一層0.1毫米左右的銅箔而成，如果只有一面覆有銅箔，就叫單面敷銅板，如果兩面都有銅箔，就叫雙面敷銅板。當前流行電路板的材料是FR-4，厚度是0.062英寸（1.6毫米），敷銅厚度一般用未經(jīng)切割的電路板上敷銅的質(zhì)量來表示，通常有0.5oz（盎司），1.0oz，1.5oz，對于手刻板來講，通常用1.0oz，太薄或太厚，都會給制作帶來困難。目前工業(yè)界的PCB制作工藝發(fā)展很快，適合大批量的PCB板制作。但是，對于無線電業(yè)余愛好者來說，一些簡單，易操作且成本低的PCB制作方法則更加實用，下面將介紹七種簡易的PCB板制作方法，供讀者參考。此外，本文還將介紹目前工業(yè)化制作PCB板的常用方法，以拓寬讀者的思路。字便轉(zhuǎn)移到打印紙上，這里使用的是經(jīng)過特殊處理的熱轉(zhuǎn)印紙，具有耐高溫不粘連的特性。當溫度達到180度時，在高溫和壓力的作用下，熱轉(zhuǎn)印紙對融化的墨粉吸附力急劇下降，使融化的墨粉完全吸附在敷銅板上，敷銅板冷卻后，形成緊固的有圖形的保護層，經(jīng)過腐蝕后，印刷電路板便制作成功了。這種方法制作精度高，成本低。制作一塊110mmx170mm單面電路板的制板費僅相當于半張熱轉(zhuǎn)印紙的成本(0.5~0.75元)。具體制作過程如下：1、打印印版圖用激光打印機將畫好的印版圖打印在熱轉(zhuǎn)印紙上，注意在打印前后，不要用手或其他東西碰熱轉(zhuǎn)印紙上的印版圖位置。2、將電路印在敷銅板上將熱轉(zhuǎn)印紙的印有印版圖部分剪下，四邊留些空白，面朝下覆蓋在平坦、干凈的敷銅板上（可用砂紙打磨敷銅板），用家用電熨斗（非蒸汽式）熨燙貼有熱轉(zhuǎn)印紙的敷銅板，可多燙幾次，使融化的墨粉完全吸附在敷銅板上。3、揭去熱轉(zhuǎn)印紙有兩種方法：濕揭法和干揭法。濕揭法：將貼有熱轉(zhuǎn)印紙的敷銅板放入熱水中浸泡5-10分鐘，可揭去一層熱轉(zhuǎn)印紙，再泡10多分鐘，再揭去熱轉(zhuǎn)印紙，如板上粘有剩余的紙，可用牙刷或拇指擦去。干揭法：敷銅板冷卻后揭去熱轉(zhuǎn)印紙。4、腐蝕、清洗敷銅板將揭去熱轉(zhuǎn)印紙的敷銅板放入三氯化鐵液體中腐蝕，腐蝕完后取出用“LaquerThinner”（一種稀釋劑）沖洗，并用紙巾迅速擦去墨粉，印刷電路板便制作成功了。小技巧：·建議使用惠普（HP）打印機和硒鼓，質(zhì)量較好。·打印紙可選用噴墨打印機用來打印相片的相片紙，繪圖紙等，請自行試驗選定最合適的紙張?！れ贍C時，最好將熨斗覆蓋整個敷銅板上的電路部分，用力熨燙紙的背面至少1.5分鐘，可站在高處熨燙。當印版圖透過紙張顯現(xiàn)出來時，說明印版圖已經(jīng)印在敷銅板上了?！と绻诓寥ゴ蛴〖埖耐瑫r，將一些墨粉也擦掉了，用防腐材料填上即可?！ひ部墒褂谜掌^塑機代替熨斗。將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在敷銅板上，送入照片過塑機(調(diào)到180.5~200℃四、即時貼腐蝕法將即時貼（或包裝用的寬透明膠帶）粘在敷銅板的銅箔上，然后在貼面上繪制好印版圖，再用刻刀刻透貼面層，形成所需電路，揭去非電路部分，最后用三氯化鐵腐蝕敷銅板即可。腐蝕溫度可在55度左右進行，腐蝕速度較快。腐蝕好的電路板用清水沖洗干凈，揭去電路上的即時貼，打好孔，擦干凈涂上松香酒精溶液以備使用。五、手工及繪圖儀直接描繪法這種方法利用繪圖儀的繪圖筆在敷銅板上直接畫印版圖，有手畫和繪圖儀自動畫兩種做法，下面分別介紹。1、手畫法·調(diào)制繪圖液在三份無水酒精中，放入一份漆片（即蟲膠，化工原料店有售），并適當攪拌，待其全部溶解后，滴上幾滴醫(yī)用紫藥水（龍膽紫），使其呈現(xiàn)一定的顏色，攪拌均勻后，繪圖液便制成了?！だL制印版圖用細砂紙把敷銅板打亮，然后采用繪圖儀器中的鴨嘴筆（或圓規(guī)上用來畫圖形的墨水鴨嘴筆），在敷銅板上描繪印版圖，由于鴨嘴筆上有調(diào)整筆劃粗細的螺母，可通過調(diào)節(jié)筆劃粗細去改變電路圖中連線的粗細，也可借用直尺、三角尺描繪出很細的直線。此法描繪出的線條光滑、均勻，無邊緣鋸齒。在繪制過程中，如果發(fā)現(xiàn)繪出的連線向周圍浸潤，則說明繪圖液濃度太小，可以加一點漆片；若是繪制時拖不開筆，則說明繪圖液太稠了，需滴上幾滴無水酒精。如果發(fā)現(xiàn)描錯了，只要用一小棍（如火柴桿），做一個小棉簽，蘸上一點無水酒精，即可方便地擦掉，然后重新描繪即可。此外，可以在敷銅板的空白處寫上相應的說明文字?！じg電路板將畫好的電路板（敷銅板）放入三氯化鐵溶液中腐蝕，腐蝕完成后，用棉球蘸上無水酒精，就可以將板子上的繪圖液擦掉，晾干后，涂上松香水即可。注：由于酒精揮發(fā)快，配制好的繪圖液應密封保存在瓶中（如墨水瓶），用完后蓋緊瓶蓋，若在下次使用時，發(fā)現(xiàn)濃度變稠了，只要加上適量無水酒精即可。2、繪圖儀自動畫法可采用惠普公司的HP7440A型號繪圖儀，關鍵是改裝繪圖儀的繪圖筆，下面是一個參考實例?！じ难b繪圖筆將原始的繪圖儀上的繪圖筆的兩端切掉一部分，這樣便得到一根中間有定位環(huán)的短一點的繪圖筆，定位環(huán)是筆架用來固定筆的部分。將筆架上用來固定筆的圓孔用銼刀銼大些，使得切短后的繪圖筆可以通過。將簽字筆（felttippedpen）切短，蓋上筆帽，把它擠入切短后的繪圖筆中，定位環(huán)的位置距筆尖約35mm。·繪制電路圖將改裝后的繪圖筆裝好，將打磨干凈的敷銅板放在一張A4大小的膠片上，置于繪圖筆的下方，便可使用繪圖儀自動打印印版圖了。將打印好的電路板進行腐蝕后，沖洗干凈，涂上松香即可。六、刀刻法·按照印版圖的尺寸裁切敷銅板，并使敷銅板銅箔面保持清潔。·在敷銅板上面蓋一張復寫紙，將畫好的印版圖蓋在復寫紙上，再用圓珠筆在紙上重描一次，讓線路的邊緣顯示在敷銅板上?！び每痰栋凑辗筱~板上的線路一點一點的劃開，并保證線路與線路之間確實斷開?！ぴ谙鄳奈恢么蚩?，并且用砂紙將銅箔拋光，再在銅箔上涂一層松香酒精水以助于焊接和防氧化，對于不必要的銅箔，可用刀子將邊緣蹺起后，用尖嘴鉗夾住撕掉。這種方法步驟簡單，制作速度快，適合簡單電路板。如果電路板中的連線很細，用此法將不合適。所用刻刀可以是斷鋼鋸片，也可以是鋒利的裁紙刀。此外，還有一種刀刻小島法，可以說是刀刻法的子類。這種方法需要兩面具有銅箔的雙面板，焊接面上的銅箔幾乎全部保留，而在元器件面上，只保留一個一個的小島，留作元器件之間的電路連線，接地的元器件管腳通過小孔連到焊接面，所有的接地處都焊在焊接面，而所有的通過小島相連的元器件管腳都焊在小島上。小島也可通過將小片板子直接粘在大板子上的辦法制作，大板子可用單面板或雙面板，如果銅箔面朝下，需要鉆孔，以使元件的接地管腳在板子上焊接，如果銅箔面朝下，接地管腳可直接焊接在銅箔面上，無需鉆孔。七、空中架線法此法是將所有的接地線焊接在敷銅板的銅箔上，而所有元器件的非接地引腳則根據(jù)印版圖在空中焊接，而不接觸銅箔。此法適用于簡單電路，使用單面銅箔的敷銅板即可（銅箔面朝上）。熱轉(zhuǎn)印方法簡述1.繪圖：首先用protel99se或其他軟件繪制PCB板，注意安全距離最好0.4mm以上；線寬最好是0.5mm以上,焊盤也不能用protel默認的，太小了，要改大點，最好是2mm左右，這樣線不容易短路或是斷線，對于有經(jīng)驗者這個數(shù)字可以再縮小。2.打?。罕仨氂眉す獯蛴C，紙只能是熱轉(zhuǎn)印紙或者廣告貼紙，并在打印排版時記得將toplayer鏡象，即全選狀態(tài)下點住鼠標左鍵按鍵盤x鍵，再點yes按鈕。3.轉(zhuǎn)印：這一步很重要。先裁好銅板并留有一定的余量，用砂紙磨光亮后，尤其是邊緣的毛刺，防止接觸不緊密，用紙擦去銅粉，并用酒精清洗一遍，另一面也做同樣的處理。接著就將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙有墨粉的一面貼在處理過的銅板上，用電熨斗或是過塑機加熱加壓，有條件的最好用過塑機效果較好。再鉆2-3個定位孔（可以在畫PCB時在板子邊緣放幾個焊盤或過孔），將另一面的轉(zhuǎn)印紙通過定位孔定好位，并用膠帶貼好（最好用紙質(zhì)的，可以只固定一邊）接著同樣方法加熱加壓。定位很重要一定要細心，定位偏差太大的話就前功盡棄了。待板子冷卻后，撕去轉(zhuǎn)印紙?？梢圆槐赝耆鋮s，因為這樣紙容易粘得太牢不好撕，如果出現(xiàn)這種情況可以把板子泡在水里，小心撕去轉(zhuǎn)印紙。4.腐蝕：腐蝕液為鹽酸:水:雙氧水,按1：3：1的比例混合。由于此溶液具有強腐蝕性，操作時務必注意人身安全，可帶上醫(yī)用橡膠手套。先在塑料盆里倒入3份的水，接著倒入1份的濃鹽酸，再倒入1份的雙氧水，攪拌后放入板子，不停地晃動盆子，以加快反應速度。鹽酸濃度為37%，雙氧水為30%。注意不要過腐蝕，見好就收，反應完務必用清水沖洗干凈。5.鉆孔：用臺鉆或小電鉆打孔，鉆頭直徑一般0.8mm左右。鉆完孔后用砂紙磨掉墨粉層，再用酒精溶液洗凈，涂上酒精松香溶液以防止銅層被氧化。6.正反面的走線（過孔或正反相連的焊盤）連接:方法是用細導線穿過孔后兩邊焊接。2006-12-268:32:00用較高濃度的三氯化鐵溶液做為腐蝕溶液效果也可以。五、熱轉(zhuǎn)印紙法熱轉(zhuǎn)印紙是一種特殊的紙，先用打印機把ＰＣＢ圖打印到它上面，然后把普通敷銅板刷干凈，把打好了ＰＣＢ圖的熱轉(zhuǎn)印紙蓋到敷銅板上，有油墨的那面對著銅板（記住不可用手或其他東西去觸摸打印好的熱轉(zhuǎn)印紙，因為那樣油墨極容易被摸掉），然后將電熨斗置最熱的那一擋，使其均勻地在紙上面熨，熨的時間不需要很長，但要保證每條線都熨到。熨畢，待板子冷卻后，再小心地把紙揭起。如果發(fā)現(xiàn)紙上面還有油墨，再把它蓋回去，用熨斗在有油墨的地方再熨，直到最后揭起來紙上干凈。最后就是放入三氯化鐵溶液里面腐蝕。這種方法做出來的板子和工廠做的一樣漂亮，線寬可以做到０．３ｍｍ，而且價格便宜?？梢哉f這種方法的性價比最高，唯一的缺點就是做雙面板的時候麻煩一點。熱轉(zhuǎn)印紙目前許多電子商店也有售，也可以郵購。以上幾種方法中，從省事和漂亮方面來考慮，光印板法和熱轉(zhuǎn)印紙法均可。如果要兼顧考慮經(jīng)濟原因可用熱轉(zhuǎn)印紙法。如果電路太復雜而且整體細線特別的多，則宜采用光印板法。7、熱轉(zhuǎn)印法：

使用激光打印機，將設計的PCB銅鉑圖形打印到熱轉(zhuǎn)印紙上，再將熱轉(zhuǎn)印紙緊貼在覆銅板的銅鉑面上，以適當?shù)臏囟燃訜幔D(zhuǎn)印紙上原先打印上去的圖形（其實是碳粉）就會受熱融化，并轉(zhuǎn)移到銅鉑面上，形成腐蝕保護層。這種方法比常規(guī)制版印刷的方法更簡單，而且現(xiàn)在大多數(shù)的電路都是使用計算機CAD設計，激光打印機也相當普及，這個工藝還比較容易實現(xiàn)。制版機的工作原理主要采用了熱轉(zhuǎn)移的原理，其結(jié)構(gòu)同激光打印機相似，有兩組4只特制耐高溫的硅膠圓柱輥組成傳動機構(gòu)。利用2只紅外線石英加熱管把其中的一組兩只硅膠圓柱輥均勻地加溫到180.5℃，同時每組兩只硅膠圓柱輥又是兩只壓力輥，它的表面最高耐溫可達到300℃，這兩組膠輥通過傳動系統(tǒng)由同步電機驅(qū)動，按每分鐘兩轉(zhuǎn)的恒速旋轉(zhuǎn)。當熱轉(zhuǎn)印紙與敷銅板通過這組溫度較高且壓力較大的硅膠圓柱輥之間的夾縫時，熱轉(zhuǎn)印紙上吸附的墨粉將會融化。由于熱轉(zhuǎn)印紙是經(jīng)過特殊處理的，通過高分子技術(shù)在它的表面覆蓋了數(shù)層特殊材料的涂層，使熱轉(zhuǎn)印紙具有耐高溫不粘連的特性。當溫度達到180.5℃時，熱轉(zhuǎn)印紙對融化的墨粉吸附力急劇下降，在壓力的作用下，使融化的墨粉完全吸附在敷銅板上，敷銅板冷卻后，形成緊固的印制圖形，完成整個熱轉(zhuǎn)移過程。同樣原理，如需在印制板的另一面轉(zhuǎn)印上元件排布圖，也可在制版的同時進行，使印制板達到更加專業(yè)級的水平。

在這里需要說明的是：整個熱轉(zhuǎn)移過程對溫度的要求特別高，溫度的控制顯得非常重要。例如：墨粉的融化溫度最佳點一般在180.5℃，溫度過高時，過度融化的墨粉會擴散到原有線條的四周，造成圖形模糊、精度變差，嚴重時還會將紙張烤焦。

溫度過低或溫度不均勻時，又會出現(xiàn)轉(zhuǎn)印效果差，甚至不能轉(zhuǎn)印。在實際使用中，由于空氣溫度、濕度、紙張和電路板的厚度等因素對轉(zhuǎn)印效果有一定的影響，因此溫度的控制對轉(zhuǎn)印效果的好壞顯得非常重要。為此熱轉(zhuǎn)移式制版機溫控傳感器均采用進口pt－1000型的薄膜鉑電阻，使控溫精度能達到0.1℃，滿足了制版對溫度的較高要求。

當圖形轉(zhuǎn)移到敷銅板上后，也就是說打印機的墨粉在敷銅板面上形成了一個有圖形的保護層。由于激光打印機的墨粉是由含有樹脂的高分子材料制成的，對腐蝕液（fecl3溶液）具有良好的抗腐蝕性，所以經(jīng)過fecl3溶液腐蝕后即可形成做工精美的印制電路板。

為了使腐蝕電路板更加快捷方便，還需要一臺腐蝕機對電路板進行快速腐蝕，以節(jié)省時間，減少fecl3溶液的浪費，提高效率。