幾種自製印刷電路板的方法

 PCB是Printed Circuit Board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製作成.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,而在製造過程中部份被蝕刻處理掉,留下來的部份就變成網狀的細小線路了.這些線路被稱作導線(conductor pattern)或稱布線,並用來提供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(Component Side)與焊接面(Solder Side),板上有大小不一的鑽孔,一般來說,電子元器件是穿過鑽孔被焊接在PCB板上.工業用的PCB板上的綠色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)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.

  用來製作電路板的銅板的專業名稱為:敷(覆)銅板,通常是由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,並在基板上覆上一層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切割的電路板上敷銅的質量來表示,通常有0.5 oz(盎司),1.0 oz,1.5 oz,對於手刻板來講,通常用1.0 oz,太薄或太厚,都會給製作帶來困難.

  目前工業界的PCB製作工藝發展很快,適合大批量的PCB板製作.但是,對於無線電業餘愛好者來說,一些簡單,易操作且成本低的PCB製作方法則更加實用,下面將介紹七種簡易的PCB板製作方法,供讀者參考.此外,本文還將介紹目前工業化製作PCB板的常用方法,以拓寬讀者的思路.

  注:在製作PCB板之前,需保證有完整的印版圖.

  一、蠟紙腐蝕法

  1、製作敷銅板

  按照印版圖的尺寸裁切敷銅板,使其與實際電路圖的大小一致,並使敷銅板保持清潔.

   2、將電路印在敷銅板上

  將蠟紙平鋪在鋼板上,用筆將印版圖按照1:1的比例刻在蠟紙上,將蠟紙上的印版圖根據電路板尺寸剪裁,並將其平放在敷銅板上.用少量油漆與滑石粉調成稀稠合適的材料,用毛刷蘸取印調好的材料,均勻地塗蠟紙上,反覆幾遍,即可將電路印在印製板上(敷銅板).

  注:可反覆使用,適用於少量PCB板製作.

  3、腐蝕敷銅板

  將敷銅板放入三氯化鐵液體中腐蝕.

  4、清洗印製板

  將腐蝕好的印製板反覆用水清洗.用香蕉水擦掉油漆,再清洗幾次,使印製板清潔,不留腐蝕液.抹上一層松香溶液待干后鑽孔.

  二、膠帶腐蝕法

  此法是用預先制好的類似不幹膠材料製成的各種符號(點、圓盤等)貼在電路板上.

  1、繪製印版圖

  用點表示焊盤,線路用單線表示,保證位置、尺寸準確.

  2、製作敷銅板

  按照印版圖的尺寸裁切敷銅板,並使敷銅板銅箔面保持清潔.

  3、將印版圖印在敷銅板上

  首先,可用複寫紙將印版圖複製在敷銅板上,根據所用元器件的實際大小粘貼不同內外徑的焊盤(即印刷電路板上用來焊接電子元器件的圓孔);其次,根據電路中電流的大小決定採用不同寬度的膠帶(大電流採用寬膠帶,小電流窄膠帶即可),按照印版圖將膠帶粘貼在敷銅板上(代表電路中元器件之間的連線);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.

  注:焊盤規格:D373(外徑:2.79毫米,內徑:0.79毫米),D266(外徑:2.00,內徑:0.80),D237(外徑:3.50,內徑: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.

  4、腐蝕、清洗敷銅板

  將粘有膠帶的敷銅板放入三氯化鐵液體中腐蝕.腐蝕完后應及時取出用水沖洗乾淨.

  在焊盤處用鑽頭打孔,用細砂紙打亮銅箔,再塗上松香酒精溶液,涼干則製作完畢了.

  三、激光列印法

  傳統的印刷電路板製作方法皆採用抗腐蝕材料(如膠帶、蠟紙等)粘在敷銅板表面以代表電路連線,然後用腐蝕液將敷銅板上不需要的銅片腐蝕掉.一般的工業用法是採用絲網印刷,或者照相法.

  這裡介紹一種工藝簡單,成本低廉的PCB製作方法,只需使用一台舊激光印表機,一個家用電熨斗和一張熱轉印紙,就可在一個小時內完成一塊印刷電路板的製作.

  這一方法是基於熱轉移原理,激光印表機墨盒的碳粉中含有黑色塑料微粒,在印表機硒鼓靜電的吸引下,在硒鼓上形成高精度的圖形和文字(印版圖),當靜電消失后,高精度的圖形和文字便轉移到列印紙上,這裡使用的是經過特殊處理的熱轉印紙,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,經過腐蝕后,印刷電路板便製作成功了.

  這種方法製作精度高,成本低.製作一塊110mmx170mm單面電路板的制板費僅相當於半張熱轉印紙的成本(0.5~0.75元).

  具體製作過程如下:

  1、列印印版圖

  用激光印表機將畫好的印版圖列印在熱轉印紙上,注意在列印前後,不要用手或其他東西碰熱轉印紙上的印版圖位置.

  2、將電路印在敷銅板上

  將熱轉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、乾淨的敷銅板上(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、揭去熱轉印紙

  有兩種方法:濕揭法和干揭法.

  濕揭法:將貼有熱轉印紙的敷銅板放入熱水中浸泡5-10分鐘,可揭去一層熱轉印紙,再泡10多分鐘,再揭去熱轉印紙,如板上粘有剩餘的紙,可用牙刷或拇指擦去.

  干揭法:敷銅板冷卻后揭去熱轉印紙.

  4、腐蝕、清洗敷銅板

  將揭去熱轉印紙的敷銅板放入三氯化鐵液體中腐蝕,腐蝕完后取出用“Laquer Thinner”(一種稀釋劑)沖洗,並用紙巾迅速擦去墨粉,印刷電路板便製作成功了.