多種PCB制作方法和工藝

　　一 PCB制作方法介紹

　　方法1：

　?。?）將敷銅板裁成電路圖所需尺寸。

　?。?）把蠟紙放在鋼板上，用筆將電路圖按1:1刻在蠟紙上，并把刻在蠟紙上的電路圖按電路板尺寸剪下，剪下的蠟紙放在所印敷銅板上。取少量油漆與滑石粉調成稀稠合適的印料，用毛刷蘸取印料，均勻地涂到蠟紙上，反復幾遍，印制板即可印上電路。這種刻板可反復使用，適于小批量制作。

　?。?）以氯酸鉀1克，濃度15％的鹽酸40毫升的比例配制成腐蝕液，抹在電路板上需腐蝕的地方進行腐蝕。

　?。?）將腐蝕好的印制板反復用水清洗。用香蕉水擦掉油漆，再清洗幾次，使印制板清潔，不留腐蝕液。抹上一層松香溶液待干后鉆孔。

　　方法2：

　?。?）制印板圖。把圖中的焊盤用點表示，連線走單線即可，但位置。尺寸需準確。

　?。?）根據印板圖的尺寸大小裁制好印板，做好銅箔面的清潔。

　?。?）用復寫紙把圖復制到印板上，如果線路較簡單，且制作者有一定的制板經驗，此步可省略。

　?。?）根據元件實物的具體情況，粘貼不同內外徑的標準預切符號（焊盤）；然后視電流大小，粘貼不同寬度的膠帶線條。對于標準預切符號及膠帶，電子商店有售。預切符號常用規格有D373（0D-2.79，ID-0.79），D266（0D-2.00，ID-0.80），D237（OD-3.50，ID-1.50）等幾種，購買紙基材料做的（黑色），塑基（紅色）材料盡量不用。膠帶常用規格有0.3.0.9.1.8. 2.3. 3.7等幾種。單位均為毫米。

　?。?）用軟一點的小錘，如光滑的橡膠。塑料等敲打圖貼，使之與銅箔充分粘連。重點敲擊線條轉彎處。搭接處。天冷時，用取暖器使表面加溫以加強粘連效果。

　?。?）放入三氯化鐵中腐蝕，但需注意，液溫不高于40度。腐蝕完后應及時取出沖洗干凈，特別是有細線的情況。

　?。?）打眼，用細砂紙打亮銅箔，涂上松香酒精溶液，涼干則制作完畢了。這種印制板的質量很接近正規的印制板。0.3毫米膠帶可在IC兩腳之間穿越，可大大減少板正面的短跳線以省事。省時間。

　　方法3：

　　將漆片（即蟲膠，化工原料店有售）一份，溶于三份無水酒精中，并適當攪拌，待其全部溶解后，滴上幾滴醫用紫藥水（龍膽紫），使其呈現一定的顏色，攪拌均勻后，即可作為保護漆用來描繪電路板。

　　先用細砂紙把敷銅板擦亮，然后采用繪圖儀器中的鴨嘴筆（或圓規上用來畫圖形的墨水鴨嘴筆），進行描繪，鴨嘴筆上有調整筆劃粗細的螺母，筆劃粗細可調，并可借用直尺。三角尺描繪出很細的直線，且描繪出的線條光滑。均勻，無邊緣鋸齒，給人以順暢。流利的感覺；同時，還可以在電路板的空閑處寫上漢字。英語。拼音或符號

　　描繪出的線條，若向周圍浸潤，則是濃度太小，可以加一點漆片；若是拖不開筆，則是太稠了，需滴上幾滴無水酒精。萬一描錯了也沒關系，只要用一小棍（火柴桿），做一個小棉簽，蘸上一點無水酒精，即可方便地擦掉，然后重新描繪即可。一旦電路板圖繪好后，即可在三氯化鐵溶液中腐蝕。電路板腐蝕好后，去漆也很方便，用棉球蘸上無水酒精，就可以將保護漆擦掉，略一晾干，就可隨之涂上松香水使用。

　　由于酒精揮發快，配制好的保護漆應放在小瓶中（如墨水瓶）密封保存，用完后別忘了蓋上瓶蓋，若在下次使用時，發現濃度變稠了，只要加上適量無水酒精即可。

　　方法4：

　　把即時貼粘在敷銅板的銅箔上，然后在貼面上繪制好電路，再用刻刀刻透貼面層，形成所需電路，揭去非電路部分用三氯化鐵腐蝕或電流電解法就可以制作出較理想的電路板。

　　腐蝕溫度可在55℃左右進行，腐蝕速度較快。腐蝕好的電路板用清水沖洗干凈，揭去電路上的即時貼，打好孔，擦干凈涂上松香酒精溶液以備使用。

　　方法5：

　?。?）根據電路原理圖中所用的元件形狀和印刷板面積的大小合理安排元件的密度和各元件的位置，作為緊固件的壓鉚螺母柱也應合理安排。確定元件位置應按照先大后孝先整體后局部的原則進行，使電路中相鄰元件就近放置，排列整齊均勻。

　?。?）各元件之間的連接導線在拐彎處和兩線相交處不能拐直角，須用曲線過渡，也不能相互交叉和迂回太遠。有些導線實在做不到這一點時，可以考慮在印刷板的反面印制導線，再用穿釘與正面電路連接，或在焊接元件時另外用絕緣導線連接。

　?。?）輸入部分和輸出部分距離遠一些為好，以免互相干擾。

　　方法6：

　　無線電愛好者都為制作電路板而煩惱過?，F在向大家介紹一種“亞印刷”法制作印刷電路板。方法如下：

　?。?）在打印機上將電路板圖按1∶1的比例打印在80克復印紙上。手工繪制也可以，但底紙要平整。

　?。?）找一臺傳真機，將機里的傳真紙取出，換上熱熔塑膜。把電路圖放入傳真機入口，利用傳真機的復印鍵，將線路圖復制在熱熔塑膜上。這時印刷電路板的“印刷原稿”就做好了。

　?。?）用雙面膠帶紙將制好圖的塑膜平整地貼在敷銅板上。注意要平整，不能起皺，膠帶紙不能遮住熔化部分，否則影響線路板的制作效果。

　?。?）用漆刷將油漆均勻地刷在塑膜上，注意：不能往復地刷，只能順著一個方向依次刷，否則塑膜一起皺，銅板上的線條就會出現重疊。待電路圖全被刷遍，小心地將塑膜拿掉。這時一塊印刷線路板就印刷好了。待干后，即可腐蝕了。

　　如要印制多塊，可做一個比電路板大一點的木框，將絲網平整地敷在木框上，固定好。再用雙面膠帶紙將定好影的塑膜貼在絲網下面。將敷銅板放在桌上，合上絲網架（印刷圖與敷銅板要左右對齊），用漆刷將漆順一個方向依次刷好，拿掉網架。印刷電路板就印好了。如有缺陷，可用油漆和竹片修改。

　　以上過程須注意，刷漆時，手用力要輕重得當，太重漆膜太厚，線條會跑花邊，太輕線條會出現斷線。塑膜一定要正面朝上。

　　印刷零件圖的方法也跟上述一樣。

　　二　PROTEL中PCB工藝條目簡介

　　不少初學者感到Protel軟件本身簡單易學，容易上手，但較難理解的反倒是軟件以外的一些概念和術語。為推廣這一強有力的EDA工具，國內出版了該軟件的使用手冊等等，但遺憾的是，這些讀物往往都是針對軟件使用方法本身而編寫的，對讀者頗感困惑的PCB 工藝中有關概念鮮有解釋。要想設計出合乎要求的印板圖，必須先了解現代印刷電路板的一般工藝流程，否則將是閉門造車。

　　一般而言，印板有單面、雙面和多層板之分。單面印板的工藝過程較簡單，通常是下料——絲網漏印——腐蝕——去除印料——孔加工——印標記——涂助焊劑——成品。多層印板的工藝較為復雜，即：內層材料處理——定位孔加工——表面清潔處理——制內層走線及圖形——腐蝕——層壓前處理——外內層材料層壓——孔加工——孔金屬化——制外層圖形——鍍耐腐蝕可焊金屬——去除感光膠——腐蝕——插頭鍍金——外形加工——熱熔——涂焊劑——成品。雙面板的工藝復雜情況介于二者之間，此處不贅述。

　　1、“層（Layer） ”的概念

　　與字處理或其它許多軟件中為實現圖、文、色彩等的嵌套與合成而引入的“層”的概念有所同，rotel的“層”不是虛擬的，而是印刷板材料本身實實在在的各銅箔層?，F今，由于電子線路的元件密集安裝。防干擾和布線等特殊要求，一些較新的電子產品中所用的印刷板不僅有上下兩面供走線，在板的中間還設有能被特殊加工的夾層銅箔，例如，現在的計算機主板所用的印板材料多在4層以上。這些層因加工相對較難而大多用于設置走線較為簡單的電源布線層（如軟件中的Ground Dever和Power Dever），并常用大面積填充的辦法來布線（如軟件中的ExternaI P1a11e和Fill）。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用軟件中提到的所謂“過孔（Via）”來溝通。有了以上解釋，就不難理解“多層焊盤”和“布線層設置”的有關概念了。舉個簡單的例子，不少人布線完成，到打印出來時方才發現很多連線的終端都沒有焊盤，其實這是自己添加器件庫時忽略了“層”的概念，沒把自己繪制封裝的焊盤特性定義為”多層（Mulii一Layer）的緣故。要提醒的是，一旦選定了所用印板的層數，務必關閉那些未被使用的層，免得惹事生非走彎路。

　　2、過孔（Via）

　　為連通各層之間的線路，在各層需要連通的導線的文匯處鉆上一個公共孔，這就是過孔。工藝上在過孔的孔壁圓柱面上用化學沉積的方法鍍上一層金屬，用以連通中間各層要連通的銅箔，而過孔的上下兩面做成普通的焊盤形狀，可直接與上下兩面的線路相通，也可不連。一般而言，設計線路時對過孔的處理有以下原則：

　?。?）盡量少用過孔，一旦選中用了過孔，務必處理好它與周邊各實體的間隙，特別是容易被忽視的中間各層與過孔不相連的線與過孔的間隙，如果是自動布線，可在“過孔數量化”（ Via Minimiz8tion）子菜單里選擇“on”項來自動解決。

　?。?）需要的載流量越大，所需的過孔尺寸越大，如電源層和地層與其它層聯接所用的過孔就要大一些。

　　3、絲印層（Overlay）

　　為方便電路的安裝和維修等，在印刷板的上下兩表面印刷上所需要的標志圖案和文字代號等，例如元件標號和標稱值、元件外廓形狀和廠家標志、生產日期等等。不少初學者設計絲印層的有關內容時，只注意文字符號放置得整齊美觀，忽略了實際制出的PCB效果。他們設計的印板上，字符不是被元件（如壓鉚螺母柱）擋住就是侵入了助焊區域被抹賒，還有的把元件標號打在相鄰元件上，如此種種的設計都將會給裝配和維修帶來很大不便。正確的絲印層字符

　　布置原則是：”不出歧義，見縫插針，美觀大方”。

　　4、SMD的特殊性

　　Protel封裝庫內有大量SMD封裝，即表面焊裝器件。這類器件除體積小巧之外的特點是單面分布元引腳孔。因此，選用這類器件要定義好器件所在面，以免“丟失引腳（Missing Plns）”。另外，這類元件的有關文字標注只能隨元件所在面放置。

　　5、網格狀填充區（External Plane ）和填充區（Fill）

　　正如兩者的名字那樣，網絡狀填充區是把大面積的銅箔處理成網狀的，填充區僅是完整保留銅箔。初學者設計過程中在計算機上往往看不到二者的區別，實質上，只要你把圖面放大后就一目了然了。正是由于平常不容易看出二者的區別，所以使用時更不注意對二者的區分，要強調的是，前者在電路特性上有較強的抑制高頻干擾的作用，適用于需做大面積填充的地方，特別是把某些區域當做屏蔽區、分割區或大電流的電源線時尤為合適。

　　后者多用于一般的線端部或轉折區等需要小面積填充的地方。

　　6、焊盤（ Pad）

　　焊盤是PCB設計中常接觸也是重要的概念，但初學者卻容易忽視它的選擇和修正，在設計中千篇一律地使用圓形焊盤。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動和受熱情況、受力方向等因素。Protel在封裝庫中給出了一系列不同大小和形狀的焊盤，如圓、方、八角、圓方和定位用焊盤等，但有時這還不夠用，需要自己編輯。例如，對發熱且受力較大、電流較大的焊盤，可自行設計成“淚滴狀”，在大家熟悉的彩電PCB的行輸出變壓器引腳焊盤的設計中，不少廠家正是采用的這種形式。一般而言，自行編輯焊盤時除了以上所講的以外，還要考慮以下原則：

　?。?）形狀上長短不一致時要考慮連線寬度與焊盤特定邊長的大小差異不能過大；

　?。?）需要在元件引角之間走線時選用長短不對稱的焊盤往往事半功倍；

　?。?）各元件焊盤孔的大小要按元件引腳粗細分別編輯確定，原則是孔的尺寸比引腳直徑大0.2- 0.4毫米。

　　7、各類膜（Mask）

　　這些膜不僅是PcB制作工藝過程中必不可少的，而且更是元件焊裝的必要條件。按“膜”所處的位置及其作用，“膜”可分為元件面（或焊接面）助焊膜（TOp or Bottom 和元件面（或焊接面）阻焊膜（TOp or BottomPaste Mask）兩類。顧名思義，助焊膜是涂于焊盤上，提高可焊性能的一層膜，也就是在綠色板子上比焊盤略大的各淺色圓斑。阻焊膜的情況正好相反，為了使制成的板子適應波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盤處的銅箔不能粘錫，因此在焊盤以外的各部位都要涂覆一層涂料，用于阻止這些部位上錫?？梢?，這兩種膜是一種互補關系。由此討論，就不難確定菜單中類似

　　“solder Mask En1argement”等項目的設置了。

　　8、飛線，飛線有兩重含義：

　?。?）自動布線時供觀察用的類似橡皮筋的網絡連線，在通過網絡表調入元件并做了初步布局后，用“Show 命令就可以看到該布局下的網絡連線的交叉狀況，不斷調整元件的位置使這種交叉少，以獲得的自動布線的布通率。這一步很重要，可以說是磨刀不誤砍柴功，多花些時間，值！另外，自動布線結束，還有哪些網絡尚未布通，也可通過該功能來查找。找出未布通網絡之后，可用手工補償，實在補償不了就要用到“飛線”的第二層含義，就是在將來的印板上用導線連通這些網絡。要交待的是，如果該電路板是大批量自動線生產，可將這種飛線視為0歐阻值、具有統一焊盤間距的電阻元件來進行設計。

　　三、印刷板制作工藝流程

　　制板工藝程序：修整板周邊尺寸--復制--鉆孔定位--貼膠--腐蝕--清洗--去膠--細砂紙擦光亮--涂松香水。

　　1.先將符合尺寸要求的復銅板表面用細砂紙擦光亮，再用復寫紙將布線圖復制到復銅板上。

　　2.用直徑1.0mm鉆頭鉆孔、定位口，再進行貼膠（或上油漆）。

　　3.貼完膠后，應在板上墊放一張厚張，用手掌在上面壓一壓，其目的是使全部貼膠與復銅板粘貼得更加牢靠。必要時還可用吹風筒加熱，可使用權貼膠粘度加強，由于所用的貼膠具很好的粘性，而且膠紙又薄，故采用這種貼膠進行制板，效果較好，一般是不須再作加熱處理。

　　4.腐蝕一般采用三氯化鐵作腐蝕液，腐蝕速度與腐蝕液的濃度，溫度及腐蝕過程中采取抖動有關，為保證制板質量及提高腐蝕速度，可采用抖動和加熱的方法。

　　5.腐蝕完成后，應用自來水沖洗干凈，并將膠紙去掉，把印刷板抹干。

　　6.用細砂布將印刷板復銅面擦至光亮為止，然后立即涂上松香溶液。（涂松香水時應將印刷電路板傾斜放軒再涂以松香水，以免松香水經鉆孔流至背面）。

　　附注：（1）松香水的作用是防氧化，助焊及增加焊點的光亮度等；松香溶液是用松香粉末與酒精或天尋水按一定比例配制面成，其濃度應適中，以用感有一定粘性即可。

　?。?）三氯化鐵溶液對人體皮膚不會有不良影響，但三氯化若搞到衣服上或地面上，尋是難以洗掉的，所以使用時一定要特別小心。