印制电路板手工制作方法与技巧

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印制电路板手工制作方法与技巧

印制电路板(PCB板)是电子制作的必备材料,既起到元器件的固定安装作用,又起到元器件相互之间的电路连接作用,也就是说只要有元器件就一定需要PCB板,而PCB板不可能从市场上直接选购,一定要根据电子制作(电子产品)的不同需要单独生产制作。产品生产中的PCB板通常要委托专业生产厂家制作,但我们在科研、产品试制、业余制作、学生的毕设、课设大赛、创新制作等环节中只需一两块PCB板时,委托专业厂家制作,不仅时间长(一周左右或更长),费用高(百元以上),而且不便随时修改。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?下面向读者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:

设计准备覆铜板转移图形腐蚀钻孔表面处理

一、设计

把电路原理图设计成印制电路布线图,可在计算机上通过多种PCB设计软件实现。简单电路如可直接用手工布线完成,具体操作方法、要求、技巧等内容将在今后文章中详细介绍。

二、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18um、35um、55um和70um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等几种规格),如图1所示。

制作中PCB板厚度根据制作需求选择,常用规格为1.6nm,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。

三、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(必须是耐油性,耐水洗,文化用品商店有

售)。

(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,不受版面尺寸

→铜箔←

→基板←

↑↑

单面覆铜板双面覆铜板

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。可将覆铜板覆铜板放入腐蚀液中浸泡2--3秒,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,如图2所示。

(4)将覆铜板放入转印机中,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。

四、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(任选一种,化工商店有售)。

①三氯化铁(Fecl3)水溶液,三氯化铁和水可按1:2配制。

②过硫化钠(Na2s2o8)水溶液,过硫化钠和水可按1:3配制。

(2)腐蚀液温度应在40℃--50℃之间,腐蚀时间一般为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,这样可以加快腐蚀速度(不能用硬毛刷,以免将导线或者焊盘刷掉),如图3所示。

(5)待不需要的铜箔完全清除后,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,建议用镊子操作,并

对人体采取防护措施(如橡胶手套)。

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+0.3左右为宜。

(1)钻孔可用台钻或手持电钻如图4所示。

(2)钻孔时,钻头进给速度不要太快,以免焊盘出现毛刺。

(1)用去污粉或者0号砂纸。 五、钻孔 六、表面处理

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