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印制电路板的制作方法与技巧

  电子制作中如何用最短时间(几十分钟)、最少费用(每平方厘米几分钱)、最简单的办法(一学就会)加工制作出精美的PCB板呢?下面就介绍几种简便易行的方法。

  PCB板分单面板、双面板、多层板几种,在业余条件下只能实现单面和双面板印制板的制作。制作通常要经过如下几个环节:

  一、准备覆铜板

  覆铜板是制作PCB板的材料,分单面覆铜板和双面覆铜板,铜箔板(厚度有18νm、35μm、55μm和70μm几种)通过专用胶热压到PCB基板上(基板厚度有0.2、0.5…1、1.6等多种规格),如下图所示。

  制作中PCB板厚度根据制作需求选择。常用规格为1.6mm,铜箔厚度尽量选择薄的覆铜板,这样腐蚀速度快、侧蚀少,适合高精度PCB板的制作。覆铜板外形尺寸的大小与形状完全根据制作需求而定,可用剪板机、剪刀、锯等工具实现。

  二、转印图形(或描绘)

  将设计好的PCB布线图(包括焊盘与导线)转印(或描绘)到覆铜板上。本环节要求线条清晰、无断线、无砂眼、无短接,且耐水洗、抗腐蚀。

  方法一手工描绘法

  (1)将设计好的PCB图按1:1画好,然后通过复写纸印到覆铜板上。

  (2)用耐水洗、抗腐蚀的材料涂描焊盘和印制导线,可选用油漆、酒精松香溶液、油性记号笔(必须是油性,耐水洗。文化用品商店有售l。

  (3)检查无断线、无短接、无漏线、无砂眼后。晾干,待下步腐蚀。

  方法二贴图法

  (1)把不干胶纸或胶带裁成不同宽度贴在覆铜板上。覆盖焊盘与印制导线,裸露不需要的铜箔;或将整张不干胶纸(或胶带)覆盖整块覆铜板,然后剥去并裸露出焊盘和线条以外的部分。

  (2)检查无误,并确认已粘牢,待下步腐蚀。

  方法三热转印法本方法适用于计算机设计的电路板,制作精度高(线宽0.2mm)、速度快(几分钟)、成本低(几分钱每平方厘米)、操作方法简单,不受板面尺寸和复杂程度的限制,非常适合电子爱好者的业余制作和学生的课设、毕设、大赛、创新设计等活动。清华大学电子工艺实习中,在EDA实践训练环节里,每天要做出几百块不同设计方案的电路板,用此方法可以轻而易举地实现。具体操作如下:

  (1)用激光打印机将设计好的图形打印在热转印纸上,注意打印反图。

  (2)覆铜板表面处理,去除表面油污。可将覆铜板放入腐蚀液中浸泡2~3s,取出后水洗擦干;或用去污粉擦洗。禁止使用砂纸打磨。

  (3)将打印出来的电路图附到处理过的覆铜板表面,并用胶带固定,防止转印时错位。

  (4)将覆铜板放人转印机中,经过加温、加压,三分钟后移出。无转印设备,也可采用家用电熨斗尝试。

  (5)待转印好的覆铜板自然冷却后,揭掉转印纸,PCB图形即印到了覆铜板表面。

  (6)用油性记号笔修补断线、砂眼,检查无缺陷后,待下一步腐蚀。

  三、腐蚀本环节留下覆铜板上的焊盘与印制导线,去除多余部分的铜箔。

  (1)腐蚀液可自配,能将铜腐蚀掉的化学药品很多,这里推荐两种方便、安全的药液(任选~种,化工商店有售)。

  ①三氯化铁(Fecf3)水溶液,三氯化铁和水可按1:2配制。

  ②过硫酸钠(Na2s208)水溶液,过硫酸钠和水可按1:3配制。

  (2)腐蚀液温度应在40℃~50℃之间,腐蚀时问一般为5~10min。

  (3)配好的溶液放入塑料盒中(可用塑料饭盒),将腐蚀的PCB板线路朝上放入盒内(药液量能淹没PCB板即可)。

  (4)用长毛软刷(如排笔)或废旧的毛笔往返均匀轻刷,及时清除化学反应物,这样可加快腐蚀速度(不能用硬毛刷,以免将导线或焊盘刷掉)。

  (5)待不需要的铜箔完全消除后,及时取出,清洗并擦干。

  ★提示:腐蚀液呈酸性,对皮肤有一定的伤害,建议用竹镊子操作,并对人体采取防护措施(如橡胶手套)。

  四、钻子

  将PCB板钻孔,插装焊接元器件。孔径要根据元器件管腿的直径来确定,通常孔径为元器件管腿直径+0.3mm左右为宜。

  (1)钻孔可用台钻或手持电钻。

  (2)钻孔时,钻头进给速度不要太快,以免焊盘出现毛刺。

  五、表面处理

  (1)用去污粉或0号砂纸(绝不可用粗砂纸)蘸少许水,用力摩擦,去除转印时留下的油漆,或松香水,或打印机的碳粉,直至印制线条和焊盘光洁明亮。

  (2)用清水冲洗PCB板,清除孔径内杂质,然后擦干。

  (3)清洗后必须马上涂阻焊剂(可用松香酒精溶液),以防表面氧化,影响焊接质量。

  这样一块精美的电路板就制成了。

  六、双面板解决方案

  在应用集成电路较多的电路中,单面板往往满足不了布线的要求(交叉线较多),只能双面布线,使用双面PCB板。在双面PCB板中“过孔”需要金属化,即把不导电的孔变为导电孔。孔金属化工艺复杂,对药液的成分、浓度、温度、酸碱度及孔壁的光洁度等都有严格要求,所以在业余制作中很难保证金属化孔的质量以至于会影响整机调试。为保证电子制作的可靠与成功,我们主张在制作双面PCB板中不采用金属化孔的工艺,而是用最原始的笨办法实现最可靠的解决方案。即用细导线(如多股线中的一根)穿过焊盘孔,上下用焊锡连接即可。此方法虽笨并麻烦,但实现了100%的可靠性,排除了电子制作中的很多麻烦,为制作成功提供了保障。

  双面板制作中所需要的各个环节与单面板完全一致,按单面板的制作流程即可实现。

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