第1步：工具和材料

本教程使用了以下工具和材料：

10W激光雕刻機（鏈接/鏈接/鏈接）。 它用于在空白銅PCB板上打印電路圖。

銅PCB （鏈接/鏈接/鏈接）。自制電路板通常印刷在鍍銅酚醛板上。電路板的整個表面都是涂層的（一面或兩面）。銅是導電材料，而酚醛基板不能導電。通過去除部分銅層，可以在部件之間創(chuàng)建軌道，從而形成電路板。

乳膠PVA水性墨水。正如您稍后將看到的在本教程中，我使用水基墨水在銅PCB表面上創(chuàng)建了一個掩模。該掩模防止部分銅層被氯化鐵溶液除去。

畫筆。 必須在電路板上涂上一層厚厚的油漆，這里有一個油漆刷。

氯化鐵。這是一種鹽，應(yīng)該在使用前溶解在水中。該溶液能夠腐蝕銅，將銅從其酚醛基質(zhì)中除去。涂上面膜，只有暴露在溶液中的銅板部分才會溶解。

砂紙。最后，你會有從板上移除剩余的掩模。這可以使用砂紙輕松完成。

第2步：自制PCB制造工藝

制造工藝自制PCB通常包括以下步驟：

1。 PCB設(shè)計

在此步驟中，繪制要生產(chǎn)的電路板。既可以設(shè)計新的電路板，也可以復制開源項目。可以使用不同的CAD軟件（Fritzing，KiCAD，Proteus，Eagle等）。

2。在PCB上涂抹面罩

設(shè)計好印刷電路板后，必須將其轉(zhuǎn)移到電路板上。有幾種方法可以做到這一點：使用熱方法（通過將紙張中的墨粉轉(zhuǎn)移到印版上，通過加熱），手動（通過使用合適的筆繪制電路）甚至使用3D打印機。在這個項目中，我使用激光雕刻機將設(shè)計轉(zhuǎn)移到印版上。

3。化學蝕刻PCB

一旦將掩模轉(zhuǎn)移到板上，就會對板的部件進行腐蝕以去除部分銅。在該過程結(jié)束時，電路板應(yīng)該只與構(gòu)成電路的軌道一起使用。

4。清潔和整理

一旦腐蝕完成，就可以對板進行清潔，鉆孔和焊接部件。在那之后，只需檢查所有內(nèi)容，啟動它并快樂！

第3步：PCB設(shè)計和創(chuàng)建面具

一旦進行了PCB設(shè)計（使用您選擇的任何CAD軟件設(shè)計），您可以將其導出為SVG格式用于閱讀其他圖形編輯軟件。在此過程中可以導出多個圖層：頂視圖，底視圖，蒙版，絲綢等。所有圖層均以正常或鏡像格式提供。

本教程中描述的制作過程要求將掩模應(yīng)用于PCB 。由面罩覆蓋的蓋板部分不會被腐蝕，因此將保留在端板上。沒有被面罩覆蓋的部件將暴露在氯化鐵中，被腐蝕并從印刷電路板上移除。

在這個過程中，需要在整個板上涂上一層油漆，使用激光雕刻機僅移除幾個部分。

這樣，大多數(shù)軟件生成的遮罩應(yīng)反轉(zhuǎn)顏色（將黑色像素反轉(zhuǎn)為白色，反之亦然）。為了執(zhí)行掩碼反轉(zhuǎn)，使用了兩個軟件：

- Inkscape ：用于將SVG文件轉(zhuǎn)換為圖像格式（PNG）。還用于將繪圖轉(zhuǎn)換為黑白圖像（如果CAD導出為彩色格式）;

- Gimp ：用于反轉(zhuǎn)蒙版顏色（黑色的白色像素）然后將生成的圖像加載到激光雕刻軟件中，以便打印到印版表面。

注意圖像的尺寸：檢查輸出激光雕刻軟件的尺寸是實際原型的理想尺寸。

在本教程的情況下，沒有完成特定電路板的設(shè)計。相反，我試圖復制由FábioSouza開發(fā)的開源板：Franzininho。這個令人難以置信的電路板可以由各級用戶輕松組裝和編程，它與Arduino IDE兼容，完全在巴西設(shè)計！

第4步：PCB準備

一旦設(shè)計了掩模，就可以開始PCB生產(chǎn)。

第一步是應(yīng)用或多或少的制服一層油漆到盤子上。在我的例子中，使用水基黑色PVA乳膠漆。重要的是油漆盡可能地深，以便它可以被激光燃燒。白色涂料可以反射激光，降低其效果。

涂料是水基的，這也很重要，以便在蝕刻銅板后將其從印版中取出。

A將單一均勻的涂料層施加到板上，使表面完全涂覆。重要的是沒有孔或缺陷，因為它們會產(chǎn)生不必要的腐蝕點，損壞軌道或產(chǎn)生不需要的接觸點。

在進行下一步之前，有必要等待油漆完全干燥。

第5步：激光雕刻

涂料干燥后，您可以使用激光雕刻機從面罩上去除不需要的部分。

使用10W激光雕刻機，如本教程開頭所示。

對于電路板的生產(chǎn)，使用了以下參數(shù)：

- 激光強度：100％

- 速度：最大值

- 燃燒時間：20毫秒

- 最短路徑

如果使用不同的設(shè)備，必須測試這些參數(shù)的組合以獲得更好的結(jié)果。

激光沒有足夠的能量來刺穿銅板，但能夠去除油漆，露出銅層。

重要的是，在這一步結(jié)束時，電路清晰地印在電路板上（記住黑暗腐蝕后不會去除部件，只有部分暴露的銅會被腐蝕。

工藝可能很慢（取決于電路板的尺寸和材料的數(shù)量）去除）。因此，使用大多數(shù)CAD軟件（例如Fritzing）中提供的填充銅的工具，將要燃燒的區(qū)域限制到最大可能是很重要的。否則，將花費相當多的時間從電路板的不干擾最終電路功能的部分去除墨水。另外，限制通過腐蝕從板上除去的銅的量也有助于增加氯化鐵溶液的壽命，因為氧化反應(yīng)將更少。因此，在需要更換腐蝕性溶液之前，可以生產(chǎn)更多的原型。

注意打印時間（受制造商建議的限制）。可能需要定期休息（每10分鐘，根據(jù)我案例中使用的模型的推薦）。

在這個項目中測試的大約50mm x 25mm板的印刷花了大約30分鐘。比起我預期的更多，但仍然是一個原型的可接受的時間。

第6步：化學蝕刻

一旦在印版上正確印刷了掩模，在要保持的區(qū)域上方留有黑色跡線，并且要從印版中露出的部分銅線從印版上移除，銅的腐蝕應(yīng)使用氯化鐵溶液進行。

需要幾分鐘才能完全腐蝕材料。定期檢查以確保已移除所有材料。在我的情況下，大約5分鐘足以移除材料。可以在板上施加少量水（不施加摩擦力以使涂料不被機械去除）以更好地觀察結(jié)果。也可能需要定期搖動氯化鐵溶液以提高化學反應(yīng)的效率。

第7步：面具去除和整理

腐蝕完成后，應(yīng)去除殘留的面罩。

可以用刷子和自來水清除。砂紙也可用于完全去除材料，這種材料更快，并可在表面留下拋光表面。

在該過程結(jié)束時，電路板應(yīng)僅包含電路操作所需的銅軌道。鉆板（用于定位元件），焊接全部，然后使用激光雕刻機制作第一塊印刷電路！

從照片中可以看出，建議將電路板切割成在開始制造之前的適當尺寸。照片來自我的第一次測試，所以我以前不介意！ ：p