不必选择镜像,并且将来在曝光阶段可以使打印面紧贴;图1.5PCB图打印在A4纸上并裁剪;3.裁板;图1.6用直尺和刻刀配合裁板;感光覆铜板是由多层结构组成的;4.曝光;先准备好材料:感光板、透明玻璃板、灯箱(或台灯);曝光时间必须精准,曝光过度或不足都会影响成败;现在就开始正式的曝光操作;图1.7灯箱也是自制的;图1.8揭去保护胶纸,覆盖上打印纸,用玻璃板压
不必选择镜像,并且将来在曝光阶段可以使打印面紧贴在感光膜上,能够取得最好的曝光效果。为了提高制板成功率或者需要制作多块PCB,则可以考虑拼板后再打印。打印出来后要用剪刀裁剪,注意边缘保留约1mm,效果如图1.5所示。
图1.5 PCB图打印在A4纸上并裁剪
3. 裁板
图1.6 用直尺和刻刀配合裁板
感光覆铜板是由多层结构组成的。最下面为板基,材料通常是环氧树脂或玻璃纤维,对于DIY爱好者来说树脂板电气性能差些但较柔软易加工,推荐使用。在板基上紧紧附着有一层数十微米厚的铜箔。如果仅有板基和铜箔则是普通的覆铜板,而感光板则在此基础上均匀涂抹有一层感光膜,在感光膜上还覆盖有一层遮光性很好的保护胶纸。感光膜一般为墨绿色,如果把一部分遮挡住进行充足曝光(灯管照射),则用专门的显影剂清洗时,曝光的部分就会被清洗掉而露出铜箔,未被曝光的部分则会保留。感光覆铜板应当遮光储藏,避免高温和表面划伤。 如果剪下的PCB图纸明显小于感光板材的尺寸,则可以考虑把感光板裁剪成适当的大小,裁剩下的部分还可以留给以后制作其它PCB之用。裁剪方法可以用直尺配合刻刀或美工刀(也有人会用小钢锯),正面和背面分别划上若干刀,最后一掰就断,参考图1.6。小心操作,以免伤手!
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4. 曝光
先准备好材料:感光板、透明玻璃板、灯箱(或台灯)。注意:不能是LED灯,白炽灯效果也不太理想,还是日光灯最好。图1.7是一个手工制作的灯箱。应当在室内进行,环境光线不能太亮,最好拉上窗帘、调暗室内灯光。
曝光时间必须精准,曝光过度或不足都会影响成败。那究竟应该曝光多久才合适呢?这跟感光板材质、灯光强度等因素有关,可能需要5~20分钟。在正式制板前,应该首先找准恰当的曝光时间,我们可以通过浪费一块感光板的方法来解决。方法是把感光板裁成几个小块,以多次“曝光-显影”试验的方法来确定。比如第1次可以曝光10分钟试试看,以后再根据情况增减时间。只有到了显影阶段才能知道是曝光过度还是曝光不足。显影时如果超过1分钟还是不能明显看到PCB印迹,则是曝光不足。如果很快就能显现PCB印迹,几分钟后有用的PCB印迹也会被洗掉,则是曝光过度。正常的曝光效果应当是:在1分钟内能够渐渐看到PCB印迹,3分钟左右完全显现,有用的PCB印迹完好保存。
现在就开始正式的曝光操作。揭去感光板表面的保护胶纸,揭去后曝光已在自动进行!不要耽误时间,尽快把PCB纸的打印面贴在感光板上(要看清正反面,一旦弄错就只有重来),然后压上透明玻璃板,利用玻璃板的自重使PCB纸与感光膜紧贴在一起,参考图1.8。最后盖上灯箱盖,通电进行照射。曝光时间到,关闭电源。
图1.7 灯箱也是自制的
图1.8 揭去保护胶纸,覆盖上打印纸,用玻璃板压住
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5. 显影
在曝光的同时不要闲着,开始配制显影液,塑料饭盒派上用场了。通常以5克显影剂兑水500毫升(具体应以实际的产品说明书为准)来调配溶液浓度。为保证浓度,清水不可过多,以我们的实际经验水深5~10mm为宜。把曝光后的电路板轻轻放入饭盒内显影(放不进去?说明你的饭盒太小或者电路板裁剪尺寸不合适)。双手捧饭盒,小心地旋转涮动,PCB印迹逐渐显现出来,参考图1.9。如图1.10所示,等待显影差不多时就要用筷子把电路板捞出,再用清水冲掉残液,注意:筷子不要划伤表面,也不可擦拭表面,应自然晾干。
图1.9 显影过程:刚刚放入(左),PCB印迹开始显现(右)
图1.10 显影过程:接近完成(左),最终效果(右)
6. 腐蚀
对显影好的电路板,下个步骤就是腐蚀掉不需要的铜箔。注意:显影后应当自然晾干15
分钟以上才能进行腐蚀,这因为有用的PCB印迹附着尚不牢固,容易被误腐蚀掉。
取另外一个塑料饭盒,准备配制腐蚀液。配制之前,必须准备一盆清水应急用!
传统上采用三氯化铁配制腐蚀液,腐蚀时还需要加热进行,溶液为棕红色混浊看不清,腐
,效果要比传统的三蚀过程也比较缓慢。我们的腐蚀液采用“盐酸+双氧水”配制(见图1.11)
氯化铁好得多(盐酸是危险品,可能不容易购买,那只能用三氯化铁)。清水、盐酸、双氧水一般按照5:3:2的比例配制,参考图1.12。要注意控制溶液浓度,不可过大,宁可清水更多一些,否则腐蚀太快容易造成断线。化学反应方程式:
Cu+2HCl+H2O2=CuCl2+2H2O
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盐酸和双氧水都是危险化学品,操作要当心,皮肤不可直接接触,万一溅到应立即用清水冲洗(刚才准备的那盆清水是有用的!)。 把电路板放入饭盒内腐蚀,仍然双手捧住饭盒小心旋转涮动,使腐蚀过程均匀。腐蚀效果参考图1.13。待腐蚀差不多时要及时用筷子捞起电路板,然后用清水冲洗,自然晾干(仍然不可擦拭)。腐蚀液有一定的刺激性,上述操作应在通风处进行,废液妥善处置。
图1.11 双氧水(左),盐酸(右)
图1.12 配制腐蚀液(左),开始腐蚀(右)
图1.13 正在腐蚀(左),腐蚀完成(右)
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7. 钻孔
钻孔工具可以用手钻或微型台钻,参考图1.14。对于一般的排针、电阻等焊盘孔钻头直径最好在0.9~1.0mm之间。为适应不同的PCB孔径要求,应当常备以下规格的钻头:0.9mm,1.0mm,1.2mm,1.5mm,2.0mm,4.0mm。台钻操作容易,但价格较高。对于个人爱好者来说手钻也是很不错的工具,如果操作还不熟练,最好先拿一块废板练习。注意安全,小心电钻伤手。
图1.14 手工打钻(左),微型台钻(右)
8. 清洗
在焊接之前必须要清洗掉附着在导线和焊盘上的残余感光膜,可以用洗板水(或无水酒精)
进行清洗。洗板水有一定的刺激性,要用棉签蘸洗板液清洗或者用镊子夹住纸巾擦拭。清洗完毕,崭亮的PCB已呈现在眼前!参考图1.15。
图1.15 纸巾蘸洗板水清洗(左),清洗并裁开的效果(右)
9. 贴丝印
如果是在正规的印制板厂做板,会有非常漂亮的文字丝印层。那么我们的感光腐蚀板能不
,把PCB设计图的丝印层单独打能做丝印层呢?答案是可以的!图1.16就给出了一种“土办法”
印出来并沿边界剪下,然后在PCB板的顶层贴上薄双面胶,最后揭下蜡纸并把丝印纸小心对齐贴紧,这就成了漂亮的DIY丝印!当然,双面胶和丝印贴纸会挡住钻孔影响插装元件的焊接,好办,用粗一点的针刺穿即可。
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