電路板是電路的載體,平常我們稱為“印刷電路板”英文縮寫“PCB”。正規(guī)生產(chǎn)印刷電路板自然與印刷有關(guān),通常采用的是絲網(wǎng)印刷工藝,其基本過程如下: 設(shè)計(jì)版圖→描圖→曬板(制作印刷底版)→印刷→化學(xué)方法腐蝕→清洗及表面處理→印刷助焊、標(biāo)識(shí)、阻焊等層→切割、打孔等機(jī)械加工→成品電路版
業(yè)余條件下,可以省去“印刷助焊、標(biāo)識(shí)、阻焊等層”的工序,難點(diǎn)在制版和印刷環(huán)節(jié)上。由于只需要制作少量(一塊或幾塊)電路版,采用正規(guī)的制版和印刷工序顯然是不經(jīng)濟(jì)的,于是就有了各種非印刷,或亞印刷的制作方法。
1、雕刻法
此法最直接。將設(shè)計(jì)好的銅箔圖形用復(fù)寫紙,復(fù)寫到覆銅板銅箔面,使用鋼鋸片磨制的特殊雕刻刀具,直接在覆銅板上沿著銅箔圖形的邊緣用力刻畫,盡量切割到深處,然后再撕去圖形以外不需要的銅箔,再打上元件的插孔就可以了。此法的關(guān)鍵是:刻畫的力度要夠;撕去多余銅箔要從板的邊緣開始,操作的好時(shí),可以成片的逐步撕去,可以使用指甲剪來完成這個(gè)步驟。一些小電路實(shí)驗(yàn)版適合用此法制作。
2、手工描繪法
就是用筆直接將印刷圖形畫在覆銅板上,然后再進(jìn)行化學(xué)腐蝕等步驟。此法看似簡(jiǎn)單,實(shí)際操作起來很不容易!現(xiàn)在的電子元件體積小,引腳間距更?。ê撩琢考?jí)),銅箔走線也同樣細(xì)小,而且畫上去的線條還很難修改,要畫好這樣的板就完全看你的筆頭工夫了。經(jīng)驗(yàn)是:“顏料”和畫筆的選用都很關(guān)鍵。我自己曾經(jīng)用紅色指甲油裝在醫(yī)用注射器中,描繪電路板,效果不錯(cuò),但針頭的尖端要適當(dāng)加工;也有人介紹用漆片溶于無水酒精中,使用鴨嘴筆勾畫,具體方法如下:
將漆片(即蟲膠,化工原料店有售)一份,溶于三份無水酒精中,并適當(dāng)攪拌,待其全部溶解后,滴上幾滴醫(yī)用紫藥水(龍膽紫),使其呈現(xiàn)一定的顏色,攪拌均勻后,即可作為保護(hù)漆用來描繪電路板。先用細(xì)砂紙把敷銅板擦亮,然后采用繪圖儀器中的鴨嘴筆(或圓規(guī)上用來畫圖形的墨水鴨嘴筆),進(jìn)行描繪,鴨嘴筆上有調(diào)整筆劃粗細(xì)的螺母,筆劃粗細(xì)可調(diào),并可借用直尺、三角尺描繪出很細(xì)的直線,且描繪出的線條光滑、均勻,無邊緣鋸齒,給人以順暢、流利的感覺;同時(shí),還可以在電路板的空閑處寫上漢字、英語、拼音或符號(hào)描繪出的線條,若向周圍浸潤(rùn),則是濃度太小,可以加一點(diǎn)漆片;若是拖不開筆,則是太稠了,需滴上幾滴無水酒精。萬一描錯(cuò)了也沒關(guān)系,只要用一小棍(火柴桿),做一個(gè)小棉簽,蘸上一點(diǎn)無水酒精,即可方便地擦掉,然后重新描繪即可。一旦電路板圖繪好后,即可在三氯化鐵溶液中腐蝕。電路板腐蝕好后,去漆也很方便,用棉球蘸上無水酒精,就可以將保護(hù)漆擦掉,略一晾干,就可隨之涂上松香水使用。
由于酒精揮發(fā)快,配制好的保護(hù)漆應(yīng)放在小瓶中(如墨水瓶)密封保存,用完后別忘了蓋上瓶蓋,若在下次使用時(shí),發(fā)現(xiàn)濃度變稠了,只要加上適量無水酒精即可。
3、帖圖法
電子商店有售一種“標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)切符號(hào)及膠帶”,預(yù)切符號(hào)常用規(guī)格有 D373(0D-2.79,ID-0.79),D266(0D-2.00,ID-0.80),D237(OD-3.50,ID-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(guī)格有0.3、0.9 、1.8、 2.3、 3.7等幾種。單位均為毫米??梢愿鶕?jù)電路設(shè)計(jì)版圖,選用對(duì)應(yīng)的符號(hào)及膠帶,粘貼到覆銅版的銅箔面上。用軟一點(diǎn)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(diǎn)敲擊線條轉(zhuǎn)彎處、搭接處。天冷時(shí),最好用取暖器使表面加溫以加強(qiáng)粘連效果。張貼好后就可以進(jìn)行腐蝕工序了。
4、油印法
把蠟紙放在鋼板上,用筆將電路圖按1:1刻在蠟紙上,并把刻在蠟紙上的電路圖按電路板尺寸剪下,剪下的蠟紙放在所印敷銅板上。取少量油漆與滑石粉調(diào)成稀稠合適的印料,用毛刷蘸取印料,均勻地涂到蠟紙上,反復(fù)幾遍,印制板即可印上電路。這種刻板可反復(fù)使用,適于小批量制作。提示:利用光電謄印機(jī),可以按照設(shè)計(jì)圖紙自動(dòng)刻制成1:1尺寸的蠟紙 。
5、熱熔塑膜制版法:此法從網(wǎng)絡(luò)文章中收集(作者NewBlue),可行性未經(jīng)驗(yàn)證,供參考。
①在打印機(jī)上將電路板圖按1∶1的比例打印在80克復(fù)印紙上。手工繪制也可以,但底紙要平整。
②找一臺(tái)傳真機(jī),將機(jī)里的傳真紙取出,換上熱熔塑膜(據(jù)說可以買到,誰有這個(gè)貨,請(qǐng)聯(lián)系站長(zhǎng))。把電路圖放入傳真機(jī)入口,利用傳真機(jī)的復(fù)印鍵,將線路圖復(fù)制在熱熔塑膜上。這時(shí)印刷電路板的“印刷原稿”就做好了。
③用雙面膠帶紙將制好圖的塑膜平整地貼在敷銅板上。注意要平整,不能起皺,膠帶紙不能遮住熔化部分,否則影響線路板的制作效果。
④用漆刷將油漆均勻地刷在塑膜上,注意:不能往復(fù)地刷,只能順著一個(gè)方向依次刷,否則塑膜一起皺,銅板上的線條就會(huì)出現(xiàn)重疊。待電路圖全被刷遍,小心地將塑膜拿掉。這時(shí)一塊印刷線路板就印刷好了。待干后,即可腐蝕了。
如要印制多塊,可做一個(gè)比電路板大一點(diǎn)的木框,將絲網(wǎng)平整地敷在木框上,固定好。再用雙面膠帶紙將定好影的塑膜貼在絲網(wǎng)下面。將敷銅板放在桌上,合上絲網(wǎng)架(印刷圖與敷銅板要左右對(duì)齊),用漆刷將漆順一個(gè)方向依次刷好,拿掉網(wǎng)架。印刷電路板就印好了。如有缺陷,可用油漆和竹片修改。
以上過程須注意,刷漆時(shí),手用力要輕重得當(dāng),太重漆膜太厚,線條會(huì)跑花邊,太輕線條會(huì)出現(xiàn)斷線。塑膜一定要正面朝上。
6、使用預(yù)涂布感光敷銅板
使用一種專用的覆銅板,其銅鉑層表面預(yù)先涂布了一層感光材料,故稱為“預(yù)涂布感光敷銅板”,也叫“感光板”。制作方法如下:
①單面板的制作:將電腦畫好的PCB圖,用噴墨專用紙打印出1:1黑白720dpi圖紙(元件面),如果用激光打印機(jī)輸出圖紙也可以。取一塊與圖紙大小相當(dāng)?shù)墓饷舭?,撕去保護(hù)膜。用玻璃板或塑料透明板把圖紙與光敏PCB板壓緊,在陽光下曝光5-10分鐘。用附帶的顯影藥1:20配水進(jìn)行顯影,當(dāng)曝光部分(不需要的敷銅皮)完全裸露出來時(shí),用水沖凈,即可用三氯化鐵進(jìn)行腐蝕了。操作熟練后,可制出精度達(dá)0.1mm的走線!
②雙面線路板的制作:步驟參考單面板,雙面板主要是兩面定位要準(zhǔn)確??梢詢擅娣謩e曝光,但時(shí)間要一致,一面在曝光時(shí)另一面要用黑紙保護(hù)。
此法從原理上說是最簡(jiǎn)單、實(shí)用的方法,但因市售的“預(yù)涂布感光敷銅板”價(jià)格比較高,且不易買到。所以此法還不為多數(shù)業(yè)余愛好者所認(rèn)識(shí)。歡迎廠家聯(lián)系本站合作宣傳推廣。
7、熱轉(zhuǎn)印法
使用激光打印機(jī),將設(shè)計(jì)的PCB銅鉑圖形打印到熱轉(zhuǎn)印紙上,再將熱轉(zhuǎn)印紙緊貼在覆銅板的銅鉑面上,以適當(dāng)?shù)臏囟燃訜?,轉(zhuǎn)印紙上原先打印上去的圖形(其實(shí)是碳粉)就會(huì)受熱融化,并轉(zhuǎn)移到銅鉑面上,形成腐蝕保護(hù)層。這種方法比常規(guī)制版印刷的方法更簡(jiǎn)單,而且現(xiàn)在大多數(shù)的電路都是使用計(jì)算機(jī)CAD設(shè)計(jì),激光打印機(jī)也相當(dāng)普及,這個(gè)工藝還比較容易實(shí)現(xiàn)。
8、電路板腐蝕方法: 腐蝕液一般用三氯化鐵加水配置而成,三氯化鐵為土黃色固體,也易于吸收空氣中的水份,所以應(yīng)密封保存。配置三氯化鐵溶液時(shí)一般是用40%的三氯化鐵和60%的水,當(dāng)然三氯化鐵多些,或者用溫水(不是熱水,以防油漆脫落)可使反應(yīng)速度快些注意三氯化鐵具有一定的腐蝕性,最好不要弄在皮膚上和衣服上(很難洗:-(反應(yīng)的容器用廉價(jià)的塑料盆,放得下電路板的就好。腐蝕是從邊緣開始的,當(dāng)未描油漆的銅箔被腐蝕完后應(yīng)該及時(shí)取出電路板,以防油漆脫落后腐蝕掉有用的線路。這時(shí)用清水沖洗,順便用竹片等物刮去油漆(這時(shí)油漆從液體里出來,比較容易去除)。若不易刮,用熱水沖一下就好了。然后擦干,用砂紙打磨干凈,就露出了閃亮的銅箔,一張印刷電路板就做好了。為了保存成果,Bitbaby通常會(huì)用松香溶液涂一遍打磨好的電路板,既可以助焊,又可以防止氧化。
PCB由不同的元器件和多種復(fù)雜的工藝技術(shù)處理等制作而成,其中 PCB線路板的結(jié)構(gòu)有單層、雙層、多層結(jié)構(gòu),不同的層次結(jié)構(gòu)其制作方式是不同的,普及一下 PCB線路板組成的元件名稱及對(duì)應(yīng)用途,以及PCB線路板單層、雙層、多層結(jié)構(gòu)的制作及多種類型工作層面的主要功能。
第一、印刷電路板主要由焊盤、過孔、安裝孔、導(dǎo)線、元器件、接插件、填充、電氣邊界等組成,各組成部分的主要功能如下:
焊盤:用于焊接元器件引腳的金屬孔。
過孔:用于連接各層之間元器件引腳的金屬孔。
安裝孔:用于固定印刷電路板。
導(dǎo)線:用于連接元器件引腳的電氣網(wǎng)絡(luò)銅膜。
接插件:用于電路板之間連接的元器件。
填充:用于地線網(wǎng)絡(luò)的敷銅,可以有效的減小阻抗。
電氣邊界:用于確定電路板的尺寸,所有電路板上的元器件都不能超過該邊界。
第二、印刷電路板常見的板層結(jié)構(gòu)包括單層板(Single Layer PCB)、雙層板(Double Layer PCB)和多層板(Multi Layer PCB)三種,這三種板層結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要說明如下:
(1)單層板:即只有一面敷銅而另一面沒有敷銅的電路板。通常元器件放置在沒有敷銅的一面,敷銅的一面主要用于布線和焊接。
(2) 雙層板:即兩個(gè)面都敷銅的電路板,通常稱一面為頂層(Top Layer),另一面為底層(Bottom Layer)。一般將頂層作為放置元器件面,底層作為元器件焊接面。
(3)多層板:即包含多個(gè)工作層面的電路板,除了頂層和底層外還包含若干個(gè)中間層,通常中間層可作為導(dǎo)線層、信號(hào)層、電源層、接地層等。層與層之間相互絕緣,層與層的連接通常通過過孔來實(shí)現(xiàn)。
第三、印刷電路板包括許多類型的工作層面,如信號(hào)層、防護(hù)層、絲印層、內(nèi)部層等,各種層面的作用簡(jiǎn)要介紹如下:
(1)信號(hào)層:主要用來放置元器件或布線。Protel DXP通常包含30個(gè)中間層,即Mid Layer1~Mid Layer30,中間層用來布置信號(hào)線,頂層和底層用來放置元器件或敷銅。
(2)防護(hù)層:主要用來確保電路板上不需要鍍錫的地方不被鍍錫,從而保證電路板運(yùn)行的可靠性。其中Top Paste和Bottom Paste分別為頂層阻焊層和底層阻焊層;Top Solder和Bottom Solder分別為錫膏防護(hù)層和底層錫膏防護(hù)層。
(3)絲印層:主要用來在印刷電路板上印上元器件的流水號(hào)、生產(chǎn)編號(hào)、公司名稱等。
(4)內(nèi)部層:主要用來作為信號(hào)布線層,Protel DXP中共包含16個(gè)內(nèi)部層。
(5)其他層:主要包括4種類型的層。
Drill Guide(鉆孔方位層):主要用于印刷電路板上鉆孔的位置。
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