印刷電路板的製作方法

2022-03-10 02:47:25 字數 5804 閱讀 5224

本篇文章的目的,除了想給大家乙個比較全面的如何製作電路板的簡介外,主要是想和大家一起開闊思路,從而舉一反三,因地制宜的採用各種方法靈活的製作電路板。只要能夠達到設計的要求,採用哪種方法,甚至是否使用電路板都並不重要,千萬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(conductorpattern)或稱佈線,並用來提供pcb上電子元器件的電路連線。

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(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。

用來製作電路板的銅板的專業名稱為:敷(覆)銅板,通常是由1-2公釐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,並在基板上復上一層0.1公釐左右的銅箔而成,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英吋(1.6公釐),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.

5oz(盎司),1.0oz,1.5oz,對於手刻板來講,通常用1.

0oz,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乾後鑽孔。

二、膠帶腐蝕法

此法是用預先製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貼上不同內外徑的焊盤(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),按照印版圖將膠帶貼上在敷銅板上(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公釐,內徑:0.

79公釐),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,單位均為公釐。

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。腐蝕完後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,涼幹則製作完畢了。

三、雷射列印法

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,只需使用一台舊雷射印表機,乙個家用電熨斗和一張熱轉印紙,就可在乙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,雷射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),當靜電消失後,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,敷銅板冷卻後,形成緊固的有圖形的保護層,經過腐蝕後,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單面電路板的製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

用雷射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:溼揭法和幹揭法。

溼揭法: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。

幹揭法:敷銅板冷卻後揭去熱轉印紙。

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,腐蝕完後取出用「laquerthinner」(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。

小技巧:建議使用惠普(hp)印表機和硒鼓,質量較好。

列印紙可選用噴墨印表機用來列印相片的相片紙,繪圖紙等,請自行試驗選定最合適的紙張。

熨燙時,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出來時,說明印版圖已經印在敷銅板上了。

如果在擦去列印紙的同時,將一些墨粉也擦掉了,用防腐材料填上即可。

也可使用**過塑機代替熨斗。將列印好的熱轉印紙覆蓋在敷銅板上,送入**過塑機(調到180.5~200℃)來回壓幾次,使融化的墨粉完全吸附在敷銅板上。

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,然後在貼面上繪製好印版圖,再用刻刀刻透貼面層,形成所需電路,揭去非電路部分,最後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乾淨,揭去電路上的即時貼,打好孔,擦乾淨塗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

調製繪圖液在三份無水酒精中,放入乙份漆片(即蟲膠,化工原料店有售),並適當攪拌,待其全部溶解後,滴上幾滴醫用紫藥水(龍膽紫),使其呈現一定的顏色,攪拌均勻後,繪圖液便製成了。

繪製印版圖用細砂紙把敷銅板打亮,然後採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),在敷銅板上描繪印版圖,由於鴨嘴筆上有調整筆劃粗細的螺母,可通過調節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。

在繪製過程中,如果發現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;若是繪製時拖不開筆,則說明繪圖液太稠了,需滴上幾滴無水酒精。

如果發現描錯了,只要用一小棍(如火柴桿),做乙個小棉籤,蘸上一點無水酒精,即可方便地擦掉,然後重新描繪即可。此外,可以在敷銅板的空白處寫上相應的說明文字。

腐蝕電路板將畫好的電路板(敷銅板)放入三氯化鐵溶液中腐蝕,腐蝕完成後,用棉球蘸上無水酒精,就可以將板子上的繪圖液擦掉,晾乾後,塗上松香水即可。

注:由於酒精揮發快,配製好的繪圖液應密封儲存在瓶中(如墨水瓶),用完後蓋緊瓶蓋,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。

2、繪圖儀自動畫法

可採用惠普公司的hp7440a型號繪圖儀,關鍵是改裝繪圖儀的繪圖筆,下面是乙個參考例項。

改裝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的短一點的繪圖筆,定位環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,使得切短後的繪圖筆可以通過。將簽字筆(felttippedpen)切短,蓋上筆帽,把它擠入切短後的繪圖筆中,定位環的位置距筆尖約35mm。

繪製電路圖將改裝後的繪圖筆裝好,將打磨乾淨的敷銅板放在一張a4大小的膠片上,置於繪圖筆的下方,便可使用繪圖儀自動列印印版圖了。

將列印好的電路板進行腐蝕後,沖洗乾淨,塗上松香即可。

(2).在雷射印表機中放入敷臘紙,即不幹膠襯紙。有的郵購廣告稱**「專用轉印紙」,其實就是從不幹膠紙廠家進的半成品,且整包**。

業餘做少量電路板根本不需要化這筆冤枉錢,可以到街上任何一家製作廣告商店,他們做廣告後留下大量不幹膠襯紙,有一種叫「pp背膠相紙」的大張整卷白色襯紙,他們都作廢物處理,而這些廢物正是我們要找的「寶貝」,用這種紙列印銅膜走線圖效果更好。雷射印表機中放入敷臘紙後,單擊工具欄印表機圖示,即可在臘紙上列印出銅膜走線印刷圖如圖24所示。

(注:有的印表機烘乾溫度偏低,列印敷臘紙上的銅膜走線印刷圖質量不理想,應選烘乾溫度較高的印表機,本人用hp1010列印質量很好。)

7.製做電路板:

(1).將敷銅板銅膜處理清潔,把印刷電路圖蓋在銅膜上壓緊,將它放入**塑封機內熱壓,有專用熱壓機更佳,業餘製作可用電熨斗熱壓,電熨斗溫度約250℃左右,反覆多壓幾次。熱壓後待其自然冷卻後揭開臘紙,印刷電路就牢牢覆蓋在銅膜上了,技術熟練可以做的很理想,萬一揭紙後如有個別地方墨線與紙分離不徹底造成裸銅,可用黑漆補抹或重做。

(2).將印好電路的敷銅放入雙氧水+鹽酸+水混合液中腐蝕,即可得到電路板。雙氧水和鹽酸溶液腐蝕速度快且溶液透明便於觀察。

雙氧水+鹽酸+水溶液配方為2∶1∶5,雙氧水和鹽酸溶液化學品商店有售。

(3).腐蝕好的電路板用松香水(油漆商店**)擦去墨線,打孔後用細砂紙處理後再塗上保護膜(將松香溶解在無水酒精中製成的溶液),一塊精美的電路板便大功告成了。

如何正確配置和使用松香酒精溶液

1、將松香研碎(正好使破碎成粉末狀態的松香物盡其用),使之成為粉末狀,加上無水酒精,製作出松香酒精溶液。

2、找乙個玻璃瓶子,瓶口要能夠密封,把搗碎(研磨或者壓碎)的松香粉末放入瓶中,慢慢加入無水酒精(不能用醫用酒精),並輕輕搖動,使松香粉末溶入酒精中,松香多一點不要緊,只要看到有松香沉澱就行了,太稀了不好用,就是酒精不要太多。如果想省事,直接把酒精倒進已經放好松香粉末的瓶子中去,然後擰上瓶蓋,不要擰得太緊,否則擰不開,放置一邊,如果看不到松香沉澱,那就是松香粉末少,要繼續加入,直到看到有沉澱即可。

3、以上是最簡易的製作辦法,其實,還有一些微量試劑如果能配置進去,效果將會更好。溶液中各試劑成份及作用宣告:

酒精40% (吸蝕)

松香40% (助焊)

三乙醇安10% (提高光澤)

水氧酸6% (腐蝕驅除氧化)

松節油4% (軟化松香)

4、使用:用塑料眼藥水瓶子(瓶口用脫脂棉塞住)吸入松香酒精溶液,焊接的時候擠出幾滴,滴到焊點上,非常好用,不用的時候,要蓋緊塑料眼藥水瓶子;還可以使用噴墨印表機的墨水瓶子裝松香酒精溶液,更好用。我已經用了多年,非常好用!

5、注意密封儲存!如果不小心粘到手上,用酒精清洗即可,不能入口!切記遠離孩童,要放到孩子拿不到的地方,注意安全。

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