印制电路板的制作方法与技巧

印制电路板的制作方法与技巧,how to make a PCB

作者：王伟东 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)。
　　①三氯化铁水溶液，三氯化铁和水可按1：2配制。
　　②过硫酸钠水溶液，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。