电子线路板简易制作方法.doc

2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作从事电子线路设计的人都深有体会，设计一件产品最麻烦的事情就是搭板实验，而搭板实验最麻烦的可算是印刷电路板的制作。虽然现在大多数人把这件烦人的事情交给线路板厂去处理了，但每制一次板需等待3-7天的时间实在太久。新的设计灵感往往因这种烦、等而被放弃。中月线路板制作机能根据PROTEL的PCB文件快速、自动、精确地制作印刷电路板。用户只需在计算机上完成PCB文件的设计后传送给机器，机器就能自动完成雕刻、钻孔、切边等功能，输出一张或多张符合要求的印刷电路板。在实验室花几分钟就可以完成一张线路板的制作，您的灵感可以瞬间实现。 1.传统线路板快速制板方法 电子产品的开发过程，不可避免地要经过线路板的试制。试制最常用的办法是把设计好的PCB文件送到专业的线路板厂去制作（“打样”）。通常这种过程要经过三天到一周的时间。产品的研发，时间就是生命。一个产品开发过程中少则经过三五次、多则十几次的修改使开发人员无法忍耐过多的等待，于是在实验室环境下，开发人员想法设法通过各种手段以实现快速制板。 快速制板方法主要有物理方法和化学方法两大类。 物理方法：通过利用各种刀具和电动工具，手工把线路板上不需要的铜刻去。这种方法比较费力，而且精度低，只有相对较简单的线路才可以采用。 化学方法：通过在空白覆铜板上覆盖保护层，在腐蚀性溶液里把不必要的铜蚀去，是当前大部份开发者使用的方法。覆盖保护层的方法多种多样，主要有最传统的手工描漆方法、粘贴定制的不干胶方法、胶片感光方法以及近年才发展起来的热转印打印PCB板方法。 手工描漆：将油漆用毛笔或硬笔在空白覆铜板上手工描绘出线路的形状，吹干后即可放进溶液里面直接腐蚀。 粘贴不干胶：市面上有各种不干胶被制成条状和圆片状，在空白线路板上根据需要组合不同的不干胶，粘紧后即可腐蚀。 胶片感光：把PCB线路板图通过激光打印机打印在胶片上，空白覆铜板上预先涂上一层感光材料(市面有已涂好的覆铜板出售)，在暗房环境下曝光、显影、定影、清洗后即可在溶液里腐蚀。 热转印：通过热转印打印机把线路直接打印在空白线路板上，然后放进腐蚀液里腐蚀。 2各种快速制板方法比较 物理方法：传统物理雕刻方法工艺相对简单，只需手工雕刻与钻孔即可。但由于全是手工操作，其最主要的缺点是费工费时、精度不易控制、双面板的钻孔难以对齐，且存在不可恢复性，对操作要求很高。目前，传统物理方法已较少有人采用。 化学方法：工艺相对复杂，但精度可控，是目前使用最广泛的快速制板方法。其主要存在的问题是： a打印精度取决于所采用的打印机墨盒的精度。性能较差的打印机打印出来的线条不均匀，腐蚀过程中容易造成断线、粘连。 b感光板的曝光及显影时间不易控制，而且每一批板的最佳曝光时间都会有所不同，需要经过反复的试验才能掌握。 c腐蚀过程的控制难度高：单片腐蚀用板不可能配备线路板厂大批量生产所用的专业控制设备，而腐蚀溶液的温度、浓度、酸碱度都会对腐蚀质量有较大影响。想要做好一片线路板，必须有多次的经验积累。否则，材料报废十分严重。 d感光板对环境要求较高，必须在全黑低温条件下保存，曝光过程也必须在暗房条件下进行。 e银盐(感光材料)及铜盐(腐蚀产物)均有毒性，腐蚀过程中操作要十分小心，沾上人身或衣物很难清洗，且由于环保原因，腐蚀后废液处理比较麻烦。 f蚀刻出来的成品板必须利用手工打工，而手工打孔要控制精度很困难。 3.各种方法制作的线路板性能比较 从成品板的附着力方面来比较: 化学腐蚀方法由于是将整块板泡在溶液里腐蚀，腐蚀后必须清洗及烘干。在这一过程中，线路板经过一冷一热、一干一湿，大大影响了覆铜的附着力，实验调试过程中可能由于更换不同参数的电子原件引起铜片剥离脱落。而物理雕刻方法省去了这一过程。因此，物理雕刻方法在成品板的附着力方面性能比化学蚀刻好。 从线条边缘方面比较： 化学腐蚀方法做出的线路板，由于溶蚀的特性，在显微镜下可看出线条横截面呈倒梯形，边缘不规则。而物理雕刻出来的线条横截面在显微镜下呈正梯形，边缘角度和刻刀角度相同，线性良好。这也从另一方面说明了物理方法的附着力比化学方法好。 从成品板精度方面比较： 传统物理方法由于是全手工操作，精度难以控制，只能制作精度相对较低且线路不太复杂的线路板。而化学方法由于借助诸多设备，精度基本可以保证。 从制作速度方面比较： 传统物理雕刻方法与化学方法制作一块同样的板，所用时间相差不多。  我自己简单的电子线路选择万能电路板 背面随便连连 也挺节省时间的电子电路板制作的几种方法如下一、雕刻法： 此法最直接。将设计好的铜箔图形用复写纸，复写到覆铜板铜箔面，使用钢锯片磨制的特殊雕刻刀具，直接在覆铜板上沿着铜箔图形的边缘用力刻画，尽量切割到深处，然后再撕去图形以外不需要的铜箔，再用手电钻打孔就可以了。此法的关键是：刻画的力度要够；撕去多余铜箔要从板的边缘开始，操作的好时，可以成片的逐步撕去，可以使用小的尖嘴钳来完成这个步骤。一些小电路实验版适合用此法制作。 二、手工描绘法： 就是用笔直接将印刷图形画在覆铜板上，然后再进行化学腐蚀等步骤。此法看似简单，实际操作起来很不容易！现在的电子元件体积小，引脚间距更小（毫米量级），铜箔走线也同样细小，而且画上去的线条还很难修改，要画好这样的板就完全看你的笔头工夫了。经验是：“颜料”和画笔的选用都很关键。我自己曾经用红色指甲油装在医用注射器中，描绘电路板，效果不错，但针头的尖端要适当加工；也有人介绍用漆片溶于无水酒精中，使用鸭嘴笔勾画，具体方法如下： 将漆片（即虫胶，化工原料店有售）一份，溶于三份无水酒精中，并适当搅拌，待其全部溶解后，滴上几滴医用紫药水（龙胆紫），使其呈现一定的颜色，搅拌均匀后，即可作为保护漆用来描绘电路板。 先用细砂纸把敷铜板擦亮，然后采用绘图仪器中的鸭嘴笔（或圆规上用来画图形的墨水鸭嘴笔），进行描绘，鸭嘴笔上有调整笔划粗细的螺母，笔划粗细可调，并可借用直尺、三角尺描绘出很细的直线，且描绘出的线条光滑、均匀，无边缘锯齿，给人以顺畅、流利的感觉；同时，还可以在电路板的空闲处写上汉字、英语、拼音或符号描绘出的线条，若向周围浸润，则是浓度太小，可以加一点漆片；若是拖不开笔，则是太稠了，需滴上几滴无水酒精。万一描错了也没关系，只要用一小棍（火柴杆），做一个小棉签，蘸上一点无水酒精，即可方便地擦掉，然后重新描绘即可。一旦电路板图绘好后，即可在三氯化铁溶液中腐蚀。电路板腐蚀好后，去漆也很方便，用棉球蘸上无水酒精，就可以将保护漆擦掉，略一晾干，就可随之涂上松香水使用。 由于酒精挥发快，配制好的保护漆应放在小瓶中（如墨水瓶）密封保存，用完后别忘了盖上瓶盖，若在下次使用时，发现浓度变稠了，只要加上适量无水酒精即可。 三、贴图法： 预切符号法 电子商店有售一种“标准的预切符号及胶带”，预切符号常用规格有 D373(0D-2.79,ID-0.79),D266(0D-2.00,ID-0.80),D237(OD-3.50,ID-1.50)等几种,最好购买纸基材料做的（黑色）,塑基（红色）材料尽量不用。胶带常用规格有0.3、0.9 、1.8、 2.3、 3.7等几种。单位均为毫米。可以根据电路设计版图，选用对应的符号及胶带，粘贴到覆铜版的铜箔面上。用软一点的小锤,如光滑的橡胶、塑料等敲打图贴，使之与铜箔充分粘连。重点敲击线条转弯处、搭接处。天冷时，最好用取暖器使表面加温以加强粘连效果。张贴好后就可以进行腐蚀工序了。 不干胶纸贴图法(推荐) 用Protel或PADS等设计软件绘出印制板图,用针式打印机输出到不干胶纸,将不干胶纸贴在已做清洁处理的敷铜板上,用切纸刀片沿线条轮廓切出,将需腐蚀部分纸条撕掉.投入三氯化欠铁溶液中腐蚀,清洗,晒干后即可投入使用. 此法类似雕刻法,但比雕刻法要省不少力气,且能保证印制导线的美观和精度! 经验 大家知道,三氯化铁溶液腐蚀是很慢的,笔者曾用稀硝酸代之,做这个实验,腐蚀速度快的惊人,五分钟左右就能搞定,质量与三氯的没什么区别,建议diy试试!但此法比较危险,提醒制作者注意,千万不要让身体的任何部位触及腐蚀液,否则后果不堪设想!切记!切记! 四、油印法： 把蜡纸放在钢板上，用笔将电路图按1:1刻在蜡纸上，并把刻在蜡纸上的电路图按电路板尺寸剪下，剪下的蜡纸放在所印敷铜板上。取少量油漆与滑石粉调成稀稠合适的印料，用毛刷蘸取印料，均匀地涂到蜡纸上，反复几遍，印制板即可印上电路。这种刻板可反复使用，适于小批量制作。提示：利用光电誊印机，可以按照设计图纸自动刻制成1：1尺寸的蜡纸 。 五、热熔塑膜制版法：此法从网络文章中收集，可行性未经验证，供参考。 在打印机上将电路板图按11的比例打印在80克复印纸上。手工绘制也可以，但底纸要平整。 找一台传真机，将机里的传真纸取出，换上热熔塑膜(据说可以买到，谁有这个货，请联系站长)。把电路图放入传真机入口，利用传真机的复印键，将线路图复制在热熔塑膜上。这时印刷电路板的“印刷原稿”就做好了。 用双面胶带纸将制好图的塑膜平整地贴在敷铜板上。注意要平整，不能起皱，胶带纸不能遮住熔化部分，否则影响线路板的制作效果。 用漆刷将油漆均匀地刷在塑膜上，注意：不能往复地刷，只能顺着一个方向依次刷，否则塑膜一起皱，铜板上的线条就会出现重叠。待电路图全被刷遍，小心地将塑膜拿掉。这时一块印刷线路板就印刷好了。待干后，即可腐蚀了。 如要印制多块，可做一个比电路板大一点的木框，将丝网平整地敷在木框上，固定好。再用双面胶带纸将定好影的塑膜贴在丝网下面。将敷铜板放在桌上，合上丝网架(印刷图与敷铜板要左右对齐)，用漆刷将漆顺一个方向依次刷好，拿掉网架。印刷电路板就印好了。如有缺陷，可用油漆和竹片修改。 以上过程须注意，刷漆时，手用力要轻重得当，太重漆膜太厚，线条会跑花边，太轻线条会出现断线。塑膜一定要正面朝上。 六、使用预涂布感光敷铜板： 使用一种专用的覆铜板，其铜铂层表面预先涂布了一层感光材料，故称为“预涂布感光敷铜板”，也叫“感光板”。 制作方法如下： 将电路图1:1打印在比较透明（薄）的、最少有一面是比较光滑平整的纸上，要镜象打印在平整的那一面。 再将纸光滑面紧贴感光电路板（用玻璃夹紧），放到太阳下照射2-8分钟，时间长短跟太阳强弱有关，阴天可以照射20分钟左右也可以。注意：以上是透明胶片的参考时间，用白纸的时间根据纸的透光度将时间再延长。此过程一定不要移动纸和电路板的相对位置，并且要贴紧。 然后将要电路板放到显影药水下显影（洗掉不需要的感光剂），留下的显影剂会阻止铜跟下一步的三氯化铁反应。此过程一般需要1-3分钟。时间跟暴光程度成反比，暴光过度的话，显影时间就会很短，暴光不足的话，显影时间就会很长，甚至长到10分钟以上，另外，还跟显影水的浓度有关。不过，强烈建议暴光不要过度，宁可显影时间长些，这样不会出现失误，可以保证100%成功。最后经过三氯化铁腐蚀，一般需要10-60分钟左右。 由于以上过程是光直接决定铜皮的去留，所以精度可以做到很高很高。所以，操作熟练者一般可以30分钟内做出高精度的电路板，热转印纸也可以打印后用来暴光，不需要加热转印过程。效果要好一些，价格的话，应该会贵很多，不过一般都还是能接受。 单面板的制作：将电脑画好的PCB图，用喷墨专用纸打印出1:1黑白720dpi图纸（元件面），如果用激光打印机输出图纸也可以。取一块与图纸大小相当的光敏板，撕去保护膜。用玻璃板或塑料透明板把图纸与光敏PCB板压紧，在阳光下曝光5-10分钟。用附带的显影药1:20配水进行显影，当曝光部分（不需要的敷铜皮）完全裸露出来时，用水冲净,即可用三氯化铁进行腐蚀了。操作熟练后，可制出精度达0.1mm的走线！ 双面线路板的制作：步骤参考单面板，双面板主要是两面定位要准确。可以两面分别曝光，但时间要一致，一面在曝光时另一面要用黑纸保护。 此法从原理上说是最简单、实用的方法，但因市售的“预涂布感光敷铜板”价格稍高，且不易买到。 七、热转印法： 硬 件： 1：一台用于产生高精度塑料碳粉阻焊层的打印输出设备，比如一台激光打印机或者一台复印机（复印机的话需要有复印原稿，原稿可以用喷墨打印机打印出来）。 2：一个能用的电熨斗。 3：一张不干胶贴纸的光滑底衬纸。 4：一定量的三氯化铁腐蚀液，根据板的大小而定。补充，有个量程在0200度的数字温度计的话更好，高档数字万用表附带的也行。软 件：低版本的PROTEL，比如PROTEL2.5中文版高版本的PROTEL，比如PROTEL99SE中文版甚至只是一个WIN自带的画图程序总之就是要一个能画图的软件即可 步骤：第一步：利用一个能生成图像的软件生成一些图像文件，比如用低版本PROTEL组织SCH，再利用网络表生成相应PCB图,或用PowerPCB直接画PCB图（不会PROTEL、PowerPCB的话，甚至是WINDOWS的画笔程序也行），以备打印。 第二步：将PCB图打印到热转印纸上（JS所说的热转印纸就是不干胶纸的黄色底衬！）。第三步：将打印好PCB的转印纸平铺在覆铜板上，准备转印。 第四步：用电熨斗加温（要很热）将转印纸上黑色塑料粉压在覆铜板上形成高精度的抗腐层。 第五步：电熨斗加温加压成功转印后的效果！若你经常搞，熟练了，很容易成功。第六步：准备好三氯化铁溶液进行腐蚀。 第七步：效果还不错吧！注意不要腐蚀过度，腐蚀结束，准备焊接。 第八步：清理出焊盘部分，剩下的部分用于阻焊。 第九步：安装所需预定原件并焊接好。 注 意: 1：不要使电熨斗过热或者过凉，最佳温度是140170之间，在这个温度范围以内，塑料碳粉的转移特性最佳 2：要等温度低一些以后再将转印纸揭下来，慢慢的揭，发现又没转印好的部分请再盖上，再次加温加压进行热转移。3：一些实在有问题的部分（比如断线）请用油性碳素笔或者指甲油，油漆什么的进行补救一下不过这种情况不是很多。