業余制作電路板方法及步驟
熱轉印法
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,才可以實現其功能。而加工電路板,又是業余電子愛好者感到最頭痛的事,往往是:半天時間就設計好的電路,可加工電路板卻花費了幾天的時間。甚至一些很好的電路設計創意,卻因為加工電路板太花時間而放棄了實驗,無法繼續實現。 站長20多年前就開始搞電路實驗,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、高質制作實驗電路板的目的。
后來到公司搞專業設計開發,才知道專業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,打印出來后交給PCB加工廠,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程中,各種煩瑣的工藝過程和制作成本。而PCB加工廠之所以要不厭其煩,反復免費為這些公司加工實驗用電路板,當然也不是“發揚雷峰精神”,很明顯這些加工費用是要分攤到今后批量生產的費用中。
如果你是小的不知名的公司,或者是個人,那加工一次的費用可能就要數百元。所以,如何簡單、快捷、低成本、高質量加工實驗用電路板,是一個很值得研究的課題。現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、經驗,并整理成文,陸續在本站刊登。也歡迎愛好者、廠家、材料設備供應商等合作,或撰文,或提供您的產品,或合作推銷都可以。
如前言中所述,電路板是電路的載體,平常我們稱為“印刷電路板”英文縮寫“PCB”。正規生產印刷電路板自然與印刷有關,通常采用的是絲網印刷工藝,其基本過程如下:
設計版圖→描圖→曬板(制作印刷底版)→印刷→化學方法腐蝕→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
其它方法
更詳細的操作步驟請看本站收集的《絲網印刷制作電路板和儀器標牌面板的方法》一文。業余條件下,可以省去“印刷助焊、標識、阻焊等層”的工序,難點在制版和印刷環節上。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紙,復寫到覆銅板銅箔面,使用鋼鋸片磨制的特殊雕刻刀具,直接在覆銅板上沿著銅箔圖形的邊緣用力刻畫,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。此法的關鍵是:刻畫的力度要夠;撕去多余銅箔要從板的邊緣開始,操作的好時,可以成片的逐步撕去,可以使用指甲剪來完成這個步驟。一些小電路實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在覆銅板上,然后再進行化學腐蝕等步驟。此法看似簡單,實際操作起來很不容易!現在的電子元件體積小,引腳間距更小(毫米量級),銅箔走線也同樣細小,而且畫上去的線條還很難修改,要畫好這樣的板就完全看你的筆頭工夫了。經驗是:“顏料”和畫筆的選用都很關鍵。我自己曾經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水酒精中,使用鴨嘴筆勾畫,具體方法如下:
將漆片(即蟲膠,化工原料店有售)一份,溶于三份無水酒精中,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(或圓規上用來畫圖形的墨水鴨嘴筆),進行描繪,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,且描繪出的線條光滑、均勻,無邊緣鋸齒,給人以順暢、流利的感覺;同時,還可以在電路板的空閑處寫上漢字、英語、拼音或符號描繪出的線條,若向周圍浸潤,則是濃度太小,可以加一點漆片;若是拖不開筆,則是太稠了,需滴上幾滴無水酒精。萬一描錯了也沒關系,只要用一小棍(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。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,發現濃度變稠了,只要加上適量無水酒精即可。
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。可以根據電路設計版圖,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。重點敲擊線條轉彎處、搭接處。天冷時,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刻制成1:1尺寸的蠟紙 。
5、熱熔塑膜制版法
此法從網絡文章中收集(作者NewBlue),可行性未經驗證,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(據說可以買到,誰有這個貨,請聯系站長)。把電路圖放入傳真機入口,利用傳真機的復印鍵,將線路圖復制在熱熔塑膜上。這時印刷電路板的“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,只能順著一個方向依次刷,否則塑膜一起皺,銅板上的線條就會出現重疊。待電路圖全被刷遍,小心地將塑膜拿掉。這時一塊印刷線路板就印刷好了。待干后,即可腐蝕了。
如要印制多塊,可做一個比電路板大一點的木框,將絲網平整地敷在木框上,固定好。再用雙面膠帶紙將定好影的塑膜貼在絲網下面。將敷銅板放在桌上,合上絲網架(印刷圖與敷銅板要左右對齊),用漆刷將漆順一個方向依次刷好,拿掉網架。印刷電路板就印好了。如有缺陷,可用油漆和竹片修改。
以上過程須注意,刷漆時,手用力要輕重得當,太重漆膜太厚,線條會跑花邊,太輕線條會出現斷線。塑膜一定要正面朝上。
6、使用預涂布感光敷銅板
使用一種專用的覆銅板,其銅鉑層表面預先涂布了一層感光材料,故稱為“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:將電腦畫好的PCB圖,用噴墨專用紙打印出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,在陽光下曝光5-10分鐘。用附帶的顯影藥1:20配水進行顯影,當曝光部分(不需要的敷銅皮)完全裸露出來時,用水沖凈,即可用三氯化鐵進行腐蝕了。操作熟練后,可制出精度達0.1mm的走線!
②雙面線路板的制作:步驟參考單面板,雙面板主要是兩面定位要準確。可以兩面分別曝光,但時間要一致,一面在曝光時另一面要用黑紙保護。
此法從原理上說是最簡單、實用的方法,但因市售的“預涂布感光敷銅板”價格比較高,且不易買到。所以此法還不為多數業余愛好者所認識。
7、熱轉印法 熱轉印紙制作電路板流程???
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(其實是碳粉)就會受熱融化,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,這個工藝還比較容易實現。
制作電路板幾乎是每一個電子愛好者制作東西中必不可少的一步,同時制作電路板的方法有很多,比如刀刻制板法、熱轉印法等,其中刀刻制板法是最簡單、最快捷的一種,但這種電路板適合做線路比較簡單的電路板。
刀刻制板法,簡稱:刀刻法
制作前的準備:
1、敷銅板
這是制作電路板必不可少的東西,它是由1-2毫米厚的環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,如果只有一面敷有銅箔,就叫單面敷銅板,如果兩面都有銅箔,就叫雙面敷銅板。
2、刻刀
可以用斷鋼鋸片,也可以是裁紙刀或其他比較鋒利的東西,作用是制作電路板時將敷銅板的銅箔劃開,構成線路圖。
3、電鉆、鉆頭
打孔。鉆頭一般需要0.8-4mm的,0.8mm的主要是對一些小器件,如1/16-1/4W的電阻等。
4、砂紙
拋光。300目以上的防水砂紙,顆粒越小越好。
制作方法:
1、對照電路板圖,裁出一塊相應大小的敷銅板,把敷銅板一面朝上,再在上面蓋一張復寫紙,然后將畫好的電路板圖蓋在復寫紙上,再用圓珠筆在紙上重描一次,讓線路顯示在敷銅板上。
2、用刻刀按照線路圖一點一點的劃開,并保證線路與線路之間確實斷開。
3、這是線路板的雛形已經基本構成,在相應的地方打孔,然后用砂紙將銅箔拋光,再在銅箔上涂一層松香酒精水,這樣既可以防止氧化,又有助于焊錫。
另外收集到的6 種方法
方法1:
1.將敷銅板裁成電路圖所需尺寸。 2.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。 3.以氯酸鉀1克,濃度15%的鹽酸40毫升的比例配制成腐蝕液,抹在電路板上需腐蝕的地方進行腐蝕。4.將腐蝕好的印制板反復用水清洗。用香蕉水擦掉油漆,再清洗幾次,使印制板清潔,不留腐蝕液。抹上一層松香溶液待干后鉆孔。
方法2:
在業余條件下制作印制板的方法很多,但不是費時,就是“工藝”復雜,或質量不敢恭維。而本人(注原作者)制作印刷板的方法就屬于綜合效果較好的一種,方法如下:1.制印板圖。把圖中的焊盤用點表示,連線走單線即可,但位置、尺寸需準確。2.根據印板圖的尺寸大小裁制好印板,做好銅箔面的清潔。3.用復寫紙把圖復制到印板上,如果線路較簡單,且制作者有一定的制板經驗,此步可省略。4.根據元件實物的具體情況,粘貼不同內外徑的標準預切符號(焊盤);然后視電流大小,粘貼不同寬度的膠帶線條。對于標準預切符號及膠帶,電子商店有售。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。5.用軟一點的小錘,如光滑的橡膠、塑料等敲打圖貼,使之與銅箔充分粘連。重點敲擊線條轉彎處、搭接處。天冷時,最好用取暖器使表面加溫以加強粘連效果。6.放入三氯化鐵中腐蝕,但需注意,液溫不高于40度。腐蝕完后應及時取出沖洗干凈,特別是有細線的情況。7.打眼,用細砂紙打亮銅箔,涂上松香酒精溶液,涼干則制作完畢了。這種印制板的質量很接近正規的印制板。0.3毫米膠帶可在IC兩腳之間穿越,可大大減少板正面的短跳線以省事、省時間。本人在工作中常用此法來做實驗印板或少量的產品。
方法3:
將漆片(即蟲膠,化工原料店有售)一份,溶于三份無水酒精中,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(或圓規上用來畫圖形的墨水鴨嘴筆),進行描繪,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,且描繪出的線條光滑、均勻,無邊緣鋸齒,給人以順暢、流利的感覺;同時,還可以在電路板的空閑處寫上漢字、英語、拼音或符號
描繪出的線條,若向周圍浸潤,則是濃度太小,可以加一點漆片;若是拖不開筆,則是太稠了,需滴上幾滴無水酒精。萬一描錯了也沒關系,只要用一小棍(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。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,發現濃度變稠了,只要加上適量無水酒精即可。
方法4:
把即時貼粘在敷銅板的銅箔上,然后在貼面上繪制好電路,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或電流電解法就可以制作出較理想的電路板。
腐蝕溫度可在55℃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。
方法5:
1.根據電路原理圖中所用的元件形狀和印刷板面積的大小合理安排元件的密度和各元件的位置。確定元件位置應按照先大后小、先整體后局部的原則進行,使電路中相鄰元件就近放置,排列整齊均勻。
2.各元件之間的連接導線在拐彎處和兩線相交處不能拐直角,須用曲線過渡,也不能相互交叉和迂回太遠。有些導線實在做不到這一點時,可以考慮在印刷板的反面印制導線,再用穿釘與正面電路連接,或在焊接元件時另外用絕緣導線連接。
3.輸入部分和輸出部分距離遠一些為好,以免互相干擾。
方法6:
無線電愛好者都為制作電路板而煩惱過。現在向大家介紹一種“亞印刷”法制作印刷電路板。方法如下:
一、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。
二、找一臺傳真機,將機里的傳真紙
取出,換上熱熔塑膜(本公司有售)。把電路圖放入傳真機入口,利用傳真機的復印鍵,將線路圖復制在熱熔塑膜上。這時印刷電路板的“印刷原稿”就做好了。
三、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,否則影響線路板的制作效果。
四、用漆刷將油漆均勻地刷在塑膜上,注意:不能往復地刷,只能順著一個方向依次刷,否則塑膜一起皺,銅板上的線條就會出現重疊。待電路圖全被刷遍,小心地將塑膜拿掉。這時一塊印刷線路板就印刷好了。待干后,即可腐蝕了。
如要印制多塊,可做一個比電路板大一點的木框,將絲網(本公司有絲網出售)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下面。將敷銅板放在桌上,合上絲網架(印刷圖與敷銅板要左右對齊),用漆刷將漆順一個方向依次刷好,拿掉網架。印刷電路板就印好了。如有缺陷,可用油漆和竹片修改。
以上過程須注意,刷漆時,手用力要輕重得當,太重漆膜太厚,線條會跑花邊,太輕線條會出現斷線。塑膜一定要正面朝上。
印刷零件圖的方法也跟上述一樣。
感光電路板
適用范圍:您親自制作試驗性(小批量)線路板。
產品特性:快速、經濟、保密、優質,
完全代替簡單的萬能板及昂貴的線路板廠打樣。
精細程度:最細線可達0.1mm,非常復雜的線路也能成功制作出來。
制作過程:打印(透明菲林紙、硫酸紙、70g復印紙)、
曝光(太陽光、日光燈、專用曝光機)、
顯影(專用顯影劑)、蝕刻(三氯化鐵)、鉆孔(小電鉆)
感光板的特性:高質量
適用于:制作試驗性(小批量)線路板;
可替代:簡單的萬能板 及 昂貴的線路板廠打樣;
最細線:0.1mm(4mil);
特 點:與PCB計算機文件的電路圖一模一樣;
優 點:快速(1-2小時)、經濟、保密、優質、親自制作。
感光電路板使用說明
(1)原稿制作:用電路設計軟件把電路圖設計好,然后用打印機以透明膠片、半透明硫酸紙打印出底圖;打印原稿時選擇鏡像打印(繪圖軟件都有鏡像Mirror打印功能),電路圖打印墨水(碳粉)面 必須與綠色的感光膜面相接緊密,以獲得最高解析度;線路部份如有透光破洞,請以油性黑筆修補;稿面需保持清潔無污物。
(2)裁切:先用介紙刀切斷保護膜,再用鋸子或裁刀按所需尺寸裁好線路板,為防止密接不良需用挫刀將線路板的毛邊磨平。電木板也可用小刀將上下兩面各割深約0.2mm左右刀痕,再予以折斷。
(3)曝光:撕掉保護膜(不要刮傷感光膜面),將透明或半透明的原稿放在感光板上,用玻璃緊壓原稿及感光板,越緊密解析度越好。曝光的距離和時間隨燈光的不同而改變:
??? 1)日光燈:與燈管之間的距離為5CM,透明稿的標準時間為8分鐘±2分鐘,半透明稿標準時間為10分鐘。若板的寬度超過10CM,需用2只日光燈平均照射或采用分區曝光,曝光時間增加20%。
??? 2)太陽光:在強日光下標準時間為1.5分,在弱光下為3分鐘。
??? 3)制作雙面板時,必須在原稿上加2-3個定位孔,依照此位置在感光板上鉆孔,使正反面原稿與感光板上孔位對準,并用雙面膠貼好固定曝光 。
??? 4)自生產日期的半年后起,每增加半年,曝光時間增加10-15%
(4)顯像:用塑料盆將顯像劑按5克兌水300--500ML的比例稀釋成顯像液(要用冷水)灌入容器備用;已曝光的感光板膜面朝上放入顯像液,每隔數秒輕搖容器,使銅箔清晰顯現且不再有綠色霧狀冒 起則顯像完成;在清水中浸泡2分鐘;陰干或用吹風吹干;顯像時水的溫度以15~30度為好,顯像雙面板時注意不要讓盆底損傷膜面;使用后的顯像液不要再灌回容器內。
(5)修膜:為了確保膜面無任何損傷,將干燥的感光板進行全面檢查,如有短路處用小刀刮凈,斷線處用油性筆等修補。
(6)蝕刻:用塑料盆三氯化鐵加水配成1:2的腐蝕液(溫度40~50度時效果較好),放入感光板10~20分鐘腐蝕完成。
??? 1)感光板放入腐蝕液后約20秒再拿起來檢視,非線性部分的銅箔應為粉紅色,若為亮綠色即顯像不足,用清水將其洗凈后再顯像一次,但注意不要過度(顯影時間適當減少)。
??? 2)蝕刻時注意勿傷膜面,以防蝕斷線路。
??? 3)感光板只能使用酸性腐蝕液,不能使用堿性腐蝕液。
??? 4)三氯化鐵蝕刻液越濃越慢,越稀也慢。
(7)除膜:感光膜可直接焊接(要使用高質焊錫),如需去除可用布蘸較濃的顯像液或酒精抹去,去掉膜層后用松香溶液(純酒精200毫升加松香5克配成)涂一遍打磨好的電路板,既可以助焊,又可以防止氧化。
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