印制電路板的制作方法與技巧,how to make a PCB

作者：王偉東

電子制作中如何用最短時(shí)間(幾十分鐘)、最少費(fèi)用(每平方厘米幾分錢(qián))、最簡(jiǎn)單的辦法(一學(xué)就會(huì))加工制作出精美的PCB板呢?下面就介紹幾種簡(jiǎn)便易行的方法。
PCB板分單面板、雙面板、多層板幾種，在業(yè)余條件下只能實(shí)現(xiàn)單面和雙面板印制板的制作。制作通常要經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

一、準(zhǔn)備覆銅板

覆銅板是制作PCB板的材料，分單面覆銅板和雙面覆銅板，銅箔板(厚度有18νm、35μm、55μm和70μm幾種)通過(guò)專(zhuān)用膠熱壓到PCB基板上(基板厚度有0.2、0.5…1、1.6等多種規(guī)格)，如下圖所示。

制作中PCB板厚度根據(jù)制作需求選擇。常用規(guī)格為1.6mm，銅箔厚度盡量選擇薄的覆銅板，這樣腐蝕速度快、側(cè)蝕少，適合高精度PCB板的制作。覆銅板外形尺寸的大小與形狀完全根據(jù)制作需求而定，可用剪板機(jī)、剪刀、鋸等工具實(shí)現(xiàn)。

二、轉(zhuǎn)印圖形(或描繪)

將設(shè)計(jì)好的PCB布線圖(包括焊盤(pán)與導(dǎo)線)轉(zhuǎn)印(或描繪)到覆銅板上。本環(huán)節(jié)要求線條清晰、無(wú)斷線、無(wú)砂眼、無(wú)短接，且耐水洗、抗腐蝕。
方法一手工描繪法
(1)將設(shè)計(jì)好的PCB圖按1：1畫(huà)好，然后通過(guò)復(fù)寫(xiě)紙印到覆銅板上。
(2)用耐水洗、抗腐蝕的材料涂描焊盤(pán)和印制導(dǎo)線，可選用油漆、酒精松香溶液、油性記號(hào)筆(必須是油性，耐水洗。文化用品商店有售l。
(3)檢查無(wú)斷線、無(wú)短接、無(wú)漏線、無(wú)砂眼后。晾干，待下步腐蝕。
方法二貼圖法
(1)把不干膠紙或膠帶裁成不同寬度貼在覆銅板上。覆蓋焊盤(pán)與印制導(dǎo)線，裸露不需要的銅箔；或?qū)⒄麖埐桓赡z紙(或膠帶)覆蓋整塊覆銅板，然后剝?nèi)ゲ⒙懵冻龊副P(pán)和線條以外的部分。
(2)檢查無(wú)誤，并確認(rèn)已粘牢，待下步腐蝕。
方法三熱轉(zhuǎn)印法本方法適用于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的電路板，制作精度高(線寬0．2mm)、速度快(幾分鐘)、成本低(幾分錢(qián)每平方厘米)、操作方法簡(jiǎn)單，不受板面尺寸和復(fù)雜程度的限制，非常適合電子愛(ài)好者的業(yè)余制作和學(xué)生的課設(shè)、畢設(shè)、大賽、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等活動(dòng)。清華大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)中，在EDA實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)里，每天要做出幾百塊不同設(shè)計(jì)方案的電路板，用此方法可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)。具體操作如下：
(1)用激光打印機(jī)將設(shè)計(jì)好的圖形打印在熱轉(zhuǎn)印紙上，注意打印反圖。
(2)覆銅板表面處理，去除表面油污。可將覆銅板放入腐蝕液中浸泡2～3s，取出后水洗擦干；或用去污粉擦洗。禁止使用砂紙打磨。
(3)將打印出來(lái)的電路圖附到處理過(guò)的覆銅板表面，并用膠帶固定，防止轉(zhuǎn)印時(shí)錯(cuò)位。
(4)將覆銅板放人轉(zhuǎn)印機(jī)中，經(jīng)過(guò)加溫、加壓，三分鐘后移出。無(wú)轉(zhuǎn)印設(shè)備，也可采用家用電熨斗嘗試。
(5)待轉(zhuǎn)印好的覆銅板自然冷卻后，揭掉轉(zhuǎn)印紙，PCB圖形即印到了覆銅板表面。
(6)用油性記號(hào)筆修補(bǔ)斷線、砂眼，檢查無(wú)缺陷后，待下一步腐蝕。

三、腐蝕本環(huán)節(jié)留下覆銅板上的焊盤(pán)與印制導(dǎo)線，去除多余部分的銅箔。
(1)腐蝕液可自配，能將銅腐蝕掉的化學(xué)藥品很多，這里推薦兩種方便、安全的藥液(任選～種，化工商店有售)。
①三氯化鐵水溶液，三氯化鐵和水可按1：2配制。
②過(guò)硫酸鈉水溶液，過(guò)硫酸鈉和水可按1：3配制。
(2)腐蝕液溫度應(yīng)在40℃～50℃之間，腐蝕時(shí)問(wèn)一般為5～10min。
(3)配好的溶液放入塑料盒中(可用塑料飯盒)，將腐蝕的PCB板線路朝上放入盒內(nèi)(藥液量能淹沒(méi)PCB板即可)。
(4)用長(zhǎng)毛軟刷(如排筆)或廢舊的毛筆往返均勻輕刷，及時(shí)清除化學(xué)反應(yīng)物，這樣可加快腐蝕速度(不能用硬毛刷，以免將導(dǎo)線或焊盤(pán)刷掉）。
(5)待不需要的銅箔完全消除后，及時(shí)取出，清洗并擦干。
★提示：腐蝕液呈酸性，對(duì)皮膚有一定的傷害，建議用竹鑷子操作，并對(duì)人體采取防護(hù)措施(如橡膠手套)。

四、鉆子
將PCB板鉆孔，插裝焊接元器件?？讖揭鶕?jù)元器件管腿的直徑來(lái)確定，通?？讖綖樵骷芡戎睆?0.3mm左右為宜。
(1)鉆孔可用臺(tái)鉆或手持電鉆。
(2)鉆孔時(shí)，鉆頭進(jìn)給速度不要太快，以免焊盤(pán)出現(xiàn)毛刺。
五、表面處理
(1)用去污粉或0號(hào)砂紙(絕不可用粗砂紙)蘸少許水，用力摩擦，去除轉(zhuǎn)印時(shí)留下的油漆，或松香水，或打印機(jī)的碳粉，直至印制線條和焊盤(pán)光潔明亮。
(2)用清水沖洗PCB板，清除孔徑內(nèi)雜質(zhì)，然后擦干。
(3)清洗后必須馬上涂阻焊劑(可用松香酒精溶液)，以防表面氧化，影響焊接質(zhì)量。
這樣一塊精美的電路板就制成了。

六、雙面板解決方案

在應(yīng)用集成電路較多的電路中，單面板往往滿(mǎn)足不了布線的要求(交叉線較多)，只能雙面布線，使用雙面PCB板。在雙面PCB板中“過(guò)孔”需要金屬化，即把不導(dǎo)電的孔變?yōu)閷?dǎo)電孔?？捉饘倩に噺?fù)雜，對(duì)藥液的成分、濃度、溫度、酸堿度及孔壁的光潔度等都有嚴(yán)格要求，所以在業(yè)余制作中很難保證金屬化孔的質(zhì)量以至于會(huì)影響整機(jī)調(diào)試。為保證電子制作的可靠與成功，我們主張?jiān)谥谱麟p面PCB板中不采用金屬化孔的工藝，而是用最原始的笨辦法實(shí)現(xiàn)最可靠的解決方案。即用細(xì)導(dǎo)線(如多股線中的一根)穿過(guò)焊盤(pán)孔，上下用焊錫連接即可。此方法雖笨并麻煩，但實(shí)現(xiàn)了100％的可靠性，排除了電子制作中的很多麻煩，為制作成功提供了保障。
雙面板制作中所需要的各個(gè)環(huán)節(jié)與單面板完全一致，按單面板的制作流程即可實(shí)現(xiàn)。