【導讀】如果你能夠以低價(jià)格獲得商業(yè)制作的印刷電路板，為什么還要自己去做呢？一個(gè)原因是，你可能需要花1至4周的時(shí)間才能拿到板子。喜歡自己動(dòng)手的人可以用一個(gè)晚上就做好電路板，并完成所有部件的裝配。這個(gè)優(yōu)勢真的很難打破。本文就為大家提供了一個(gè)高質(zhì)量雙面PCB板的全過(guò)程，很長(cháng)哦，分為兩次為大家講解，希望大家有耐心看完哦！
自己制作雙面PCB板，省去高額費用和大把時(shí)間（上）
http://zzmyjiv.cn/emc-art/80025660
曝光時(shí)間多長(cháng)真的取決于燈的亮度。規范要求是100 mJ/cm2 至500 mJ/cm2，但你需要有紫外光功率計才能使用這個(gè)數據。不過(guò)很容易做一些測試板來(lái)配置正確的曝光值。太多曝光可能會(huì )讓光線(xiàn)照透幻燈片的暗區。太少曝光將使得膜溶入顯影劑。由于反射的原因，銅區上的膜要比蝕刻區的膜更快得到曝光，因此要密切注意膜在這兩個(gè)區域上的表現。在我的試驗中，我采用的是2mW/cm2的平板紫外光燈，5分鐘的曝光時(shí)間可以得到很好的圖案。
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阻焊層
阻焊層是給電路板加一層專(zhuān)門(mén)可觸摸的層，它也能使得精細間距的表貼元件焊接起來(lái)更加容易。市場(chǎng)上有一種產(chǎn)品叫Dynamask 5000。它基本上是一種即剝即貼的環(huán)氧樹(shù)脂薄膜，用起來(lái)非常順手。遺憾的是，在美國市場(chǎng)上沒(méi)有賣(mài)的，只能通過(guò)海外銷(xiāo)售商采購。
這種膜是綠色的，采用紙張形式。將膜切得比設計大半英寸左右。剝除有紋理一邊的保護膜(使用兩片透明膠帶將膜分開(kāi))。從一邊開(kāi)始，使用復印滾筒將膜壓到電路板上。在滾筒壓接之前不要讓膜接觸電路板，防止產(chǎn)生氣泡。然后將層壓機加熱到200°F (93°C)，將電路板送進(jìn)層壓機。重復送板或更高的層壓溫度可能讓薄膜變得太軟，并致使它們回流，這似乎會(huì )產(chǎn)生氣泡和干斑。使用手指將膜壓入蝕刻槽也是個(gè)好主意。這種膜最好是在真空環(huán)境中進(jìn)行層壓，因此這種方法不可避免會(huì )在膜的背后產(chǎn)生一些氣泡，特別是在又窄又細的槽里。如果有大的氣泡，薄膜很容易剝除并丟棄。
現在萬(wàn)事俱備，可以用紫外光照射阻焊層了。這時(shí)需要一個(gè)紫外燈。對于小板子來(lái)說(shuō)，美甲燈就行了，價(jià)格是20美元。對于大板子而言，需要一個(gè)平板型的紫外線(xiàn)燈，價(jià)格大約75美元。平板燈之所以好，是因為蓋板有個(gè)鎖止裝置，可以將幻燈片壓在電路板上，提高圖像的分辨率。
首先，將阻焊層圖案打印在幻燈片上，讓墨粉位于朝向電路板的一邊。這要求在打印期間將頂部圖像進(jìn)行鏡像處理。隨后用膠帶將幻燈片固定到電路板上，確保它與電路板有非常緊密的接觸。任何空隙都會(huì )使圖像變得模糊。
曝光時(shí)間多長(cháng)真的取決于燈的亮度。規范要求是100 mJ/cm2 至500 mJ/cm2，但你需要有紫外光功率計才能使用這個(gè)數據。不過(guò)很容易做一些測試板來(lái)配置正確的曝光值。太多曝光可能會(huì )讓光線(xiàn)照透幻燈片的暗區。太少曝光將使得膜溶入顯影劑。由于反射的原因，銅區上的膜要比蝕刻區的膜更快得到曝光，因此要密切注意膜在這兩個(gè)區域上的表現。在我的試驗中，我采用的是2mW/cm2的平板紫外光燈，5分鐘的曝光時(shí)間可以得到很好的圖案。
圖22：平板紫外線(xiàn)曝光燈。
接著(zhù)把膜放在黑暗的地方近30分鐘，等曝光過(guò)的環(huán)氧樹(shù)脂固化。然后去除幻燈片，從膜上剝離頂部保護層。
顯影液是按1%配重比在水中混合碳酸鈉粉制作而成的。不要使用商店出售的各種洗滌堿，用它的結果真的很糟糕，也許是因為它包含了碳酸鈉之外的其它添加劑。最好從化學(xué)品商店或賣(mài)Dynamask膜的相同供應商處買(mǎi)純的碳酸鈉。
將電路板浸入顯影劑溶液中，用鬃毛刷輕輕地刷洗。規范要求溶液加熱到90°F (32°C)，但那樣做似乎顯影速度太快了。當溶液溫度較低時(shí)更好控制，只需花大約5分鐘的時(shí)間就能完成顯影。過(guò)長(cháng)的顯影時(shí)間會(huì )使得膜變得太軟，并且邊緣參差不齊，因此仔細監視整個(gè)過(guò)程很重要。
圖23：正在顯影中的電路板(和鬃毛刷)。
在圖案被完全顯影之后，用干凈的水漂洗電路板，并再次用紫外光照射幾分鐘。這次照射的目的是使環(huán)氧樹(shù)脂完全固化。這次的時(shí)間不重要，不過(guò)比第一次曝光要長(cháng)得多。然后將電路板再次放入層壓計，這次使用最高溫度。當在背面增加阻焊層時(shí)，用一些有粘性的貨架掛面紙保護正面是個(gè)好主意。這樣，顯影劑就不會(huì )使正面的阻焊層變軟或受到破壞。當兩面都完成顯影后，我還把電路板放在212°F (100°C)的爐子中烘了大約30分鐘，以便進(jìn)一步固化薄膜。確保電路板平放在爐子中，否則它會(huì )變形翹曲。
圖24：成功的阻焊層。
圖25：阻焊層(顯微鏡圖像)。
元件孔
現在可以鉆元件孔了。我們需要用到微型尺寸的鉆頭。最好的鉆頭是柄長(cháng)1/8″的鉆頭。沒(méi)有柄的標準鉆頭很難放在鉆頭夾盤(pán)中間，因為它們的直徑太小。McMaster-Carr商店出售很多不同尺寸的鉆頭，手頭最好準備一組大小不一的鉆頭。
在鉆孔過(guò)程中你會(huì )發(fā)現正反對齊程度有多好。在這方面我們沒(méi)有太多工作要做，只能寄希望于結果OK。
過(guò)孔
電鍍過(guò)孔是家庭制作者要過(guò)的最后一關(guān)。在家里做通孔電鍍沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法，因此一般采用替代性技術(shù)，如焊線(xiàn)、導電性環(huán)氧樹(shù)脂和鉚釘。所有這些方法都有或多或少的問(wèn)題，但我發(fā)現焊線(xiàn)是最可靠的，接下來(lái)是空心鉚釘。
焊線(xiàn)過(guò)孔
焊線(xiàn)是連接過(guò)孔的最簡(jiǎn)單方法，但它會(huì )留下像大橡樹(shù)果一樣的突起物，即使用平頭鋼絲鉗剪過(guò)。這些接點(diǎn)不僅難看，而且在這些過(guò)孔上方不能再放置元件。然而這是目前最為簡(jiǎn)單的過(guò)孔制作方法。
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空心鉚釘
空心鉚釘是一種更加整潔的可選方法。我曾用過(guò)0.6mm的銅質(zhì)鉚釘(0.4mm內徑)，它們可以在易趣和各種其它資源上獲得。還要一個(gè)用于按壓這些鉚釘的專(zhuān)用工具，但極其昂貴，我無(wú)法想象有人真的買(mǎi)過(guò)這樣的工具。鉚釘可以手工安裝。在版圖上我設計了75mil的焊盤(pán)，鉆孔孔徑是25mil。用#72鉆頭打孔，再用鑷子插入鉚釘。將電路板反過(guò)來(lái)，放在金屬平面上，確保鉚釘與金屬板接觸。在放大鏡下用圖釘輕輕地撐開(kāi)鉚釘尾部。然后使用內六角螺絲刀等工具的平頭按壓尾部，確保螺絲刀垂直于電路板。當鉚釘到位時(shí)按壓應發(fā)出一個(gè)明顯的咯嗒聲。這不會(huì )用多大的力，因為銅是軟的。
圖26：插入鉚釘，并將板子翻轉過(guò)來(lái)。
圖27：用圖釘撐開(kāi)鉚釘尾部。
圖28：撐開(kāi)的尾部(顯微鏡圖像)。
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圖29：用內六角螺絲刀的平頭按壓尾部。
圖30：壓過(guò)的鉚釘尾部(顯微鏡圖像)。
圖31：另一邊的鉚釘邊緣(顯微鏡圖像)。從這張圖可以看出配準誤差很明顯。
用鉚釘也存在一些嚴重的問(wèn)題。我做的許多過(guò)孔結果都呈開(kāi)路狀態(tài)。我很肯定的是，這是由于銅的腐蝕性質(zhì)造成的。因為在做阻焊層那一步銅焊盤(pán)都放在碳酸鈉溶液中，并且隨后經(jīng)過(guò)了層壓機和爐子的高溫，因此被氧化就不奇怪了。另外，將一種金屬折疊到另一種金屬上似乎是一種很差的電氣連接方法。我最后在鉚釘周?chē)恿松倭康闹竸?，并進(jìn)行了回流焊。經(jīng)過(guò)這樣的處理后所有過(guò)孔都沒(méi)問(wèn)題了，最可能的原因是助焊劑中的焊劑清除掉了氧化物。
[page]最后鉚釘必須進(jìn)行焊接，因此與焊線(xiàn)方法看起來(lái)沒(méi)多大差別。然而，與用線(xiàn)做的過(guò)孔相比，它們與板子更加平齊。下圖顯示了側面高度的區別。
用5mil導線(xiàn)制作的焊線(xiàn)型過(guò)孔。
使用了助焊劑的0.6mm外徑鉚釘過(guò)孔。
修繕
最后一步是修繕電路板，使用銼刀將電路板邊緣銼平。
最終結果是一塊看起來(lái)很專(zhuān)業(yè)的電路板，非常接近于從商業(yè)資源獲得的電路板。整個(gè)制作過(guò)程共花了約4個(gè)小時(shí)。
