快速制作PCB中的秘密

作者：卓晴，來源：TsinghuaJoking

簡 介：如果你是一個急性子的電子狂熱者，那么快速PCB制作是一個可以讓你把硬件開發(fā)變得和軟件開發(fā)一樣容易的技術(shù)。掌握它，可以事半功倍，撫平你那躁動的狂野心靈。

01提問

卓老師，我想問哈。可以給我們做一期關(guān)于:如何快制作pcb板。這樣更有利于節(jié)能組測試。

圖1.1 通過快速制版進(jìn)行MM32F3277的測試

02快速制版

一、快速制版簡介

?關(guān)于快速制版的話題，我在之前的微信推文中已經(jīng)詳細(xì)介紹過多次。快速制版的方法很多比如：

1、機(jī)械雕刻

??這種方法就是使用物理雕刻的方法，將PCB板上的引線和焊盤與不要的敷銅分離開來。當(dāng)然，如果沒有這樣高昂專業(yè)設(shè)備，也可以使用美工刀自行刻畫，對于一些非常簡單的電路還是可以的。

▲ 圖2.1.1 用于快速制版的雕刻機(jī)

??特殊情況下，也可以通過高功率激光來對PCB銅層進(jìn)行雕刻，這適應(yīng)于一些特殊基材電路板，比如陶瓷基材PCB、鋁基材PCB的制作等。

2、化學(xué)腐蝕

??這一大類方法所采用的原理與傳統(tǒng)的PCB生產(chǎn)工藝類似，都是在PCB的敷銅面上，通過曝光、熱轉(zhuǎn)印、噴墨打印、油筆手繪等方式將需要保留的焊盤和引線覆蓋住，然后再使用化學(xué)腐蝕的方法將其余的敷銅去掉，從而形成可以使用的PCB。

其中：

曝光方法：需要專用預(yù)涂抹感光膠的PCB板，使用紫外線燈完成曝光。之后還需要經(jīng)過顯影和腐蝕兩個步驟才可以獲得電路板；

熱轉(zhuǎn)印方法：只需要通過激光打印機(jī)將PCB線路圖打印在熱轉(zhuǎn)印紙上，然后通過特定的熱轉(zhuǎn)印機(jī)將墨粉固定在PCB覆銅層上，經(jīng)過腐蝕便可以獲得所需要的電路板；

**噴墨打?。?*是需要特殊改造的噴墨打印機(jī)[1]，將線路直接在PCB上進(jìn)行打?。?/p>

油筆繪制：最簡單，只需要使用普通的油性標(biāo)記筆，再加上心靈手巧的繪制，便可。

▲ 圖2.1.3 Epson R800改造后的噴墨打印機(jī)在PCB上打印電路圖

??繪制電路圖也可以使用步進(jìn)電機(jī)帶動油筆在電路板上完成電路的繪制。

▲ 圖2.1.4 利用步進(jìn)電機(jī)在電路板上繪制電路圖

3、粘貼電路

??對于一些引線比較簡單，通過電流比較大的電路，可以通過銅箔膠帶進(jìn)行粘貼。

▲ 圖2.1.5 使用銅箔粘貼形成的測試電路

??下面是來自西瓜視頻中Love機(jī)械電子[2]中的一些通過粘貼銅箔簡易制作方法所制作的實(shí)驗(yàn)演示電路：

4、導(dǎo)電墨水

??這是在墨水中加入一些納米銀粒子，使得墨水可以快速變干并導(dǎo)電，形成導(dǎo)電的金屬薄膜。在此基礎(chǔ)上可以形成所需要的電路。

▲ 圖2.1.6 導(dǎo)電墨水

??這種方式所形成的電路的優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何物體表面形成所需要的電路，但線路的寬度比較大，而且線路的電阻較大，適合于一些簡單的控制信號電路制作。

▲ 圖2.1.7 導(dǎo)電墨水形成的電路

5、空中樓閣

??實(shí)現(xiàn)電路的最高境界，那就是沒有電路板的電路。實(shí)際上在早期的電路制作中，由于電子元器件的個頭都比較大，電路則使用引線直接在元器件管腳之間進(jìn)行焊接的。現(xiàn)在的器件比比較小，在特殊的情況下，去除電路板可以大大縮小電路的體積的。

??下圖展示了利用橡皮泥固定，將八個表貼器件焊接形成雙電機(jī)驅(qū)動電路。

▲ 圖2.1.8 直接表貼器件焊接形成微小的雙電機(jī)驅(qū)動電路

▲ 圖2.1.9 無電路板的電路

??下面的這個電路看起來好像沒有電路，實(shí)際上它是玻璃基板的電路。是有電路板的。

▲ 圖2.1.10 玻璃基板的電路

二、我喜歡的快速制板

1、為什么喜歡熱轉(zhuǎn)??？

??在我的工作中，我所喜歡的快速制板方法，還是利用熱轉(zhuǎn)印方法。它不僅制作起來非?？焖?，基本上可以在一分鐘之內(nèi)完成電路板制作[3]，而且所需材料非常便宜。

激光打印機(jī)；

熱轉(zhuǎn)印紙；

熱轉(zhuǎn)印機(jī)；

腐蝕液：鹽酸和雙氧水；

單面覆銅板；

??其中熱轉(zhuǎn)印機(jī)的價格也非常便宜，只有幾百塊錢。其它的耗材都是可以很容易獲得的。

▲ 圖2.2.1 熱轉(zhuǎn)印機(jī)

??正是這種方法的快捷，滿足了急性子工程師們的需求。具體制作方法，可以參見以下鏈接：

一分鐘制版法[4]:https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104120559

一分鐘制版之后[4]: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104133981

▲ 圖2.2.2 熱轉(zhuǎn)印一分鐘制板方法

2、快速制版中的小秘密

??為了即省時，又能夠獲得高精度的電路板，其中有一個小秘密，也就是可能大多數(shù)制作PCB的人往往忽略的。那就是采用覆銅層薄的PCB進(jìn)行電路板的制作。

??在電路板減肥-使用減銅后PCB在熱轉(zhuǎn)印制版中的效果[5]對于不同敷銅厚度的PCB制作電路板的效果進(jìn)行了對比。可以看到經(jīng)過減銅之后的薄PCB可以實(shí)現(xiàn)線寬4mil的電路制作。這已經(jīng)達(dá)到了普通PCB生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)了。

▲ 圖2.2.3 一分鐘制版所獲得到的電路

??當(dāng)然，為了達(dá)到雙面板的效果， 靈活使用0 Ω[6]電阻是一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)與靈感融合的辦法。

總結(jié)

??如果你是一個急性子的電子狂熱者，那么快速PCB制作是一個可以讓你把硬件開發(fā)變得和軟件開發(fā)一樣容易的技術(shù)。掌握它，可以事半功倍，撫平你那躁動的狂野心靈。

審核編輯 黃宇