微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 研发问答 > PCB设计问答 > PCB设计学习讨论 > 讲述一个电子爱好者自制电路板的故事

讲述一个电子爱好者自制电路板的故事

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

本帖不是教你如何制作电路板的。具体怎么操作,你买东西的商家会负责任的告诉你,我在这只是整个流程 需要的东西 我自己的一些体会,还有就是显摆一下我的工具。
本帖所用全部材料 设备均从某宝采购,不要问哪家采购的,也不是一家能采购全的,我这不是广告贴,第二部分有广告的嫌疑,你可以不看我可以删掉。
本帖所用图片都有说明,有的是自己第一次实验时拍的;有的是网上截图。
本帖是想到什么写什么,有什么失误的地方,请各位多多指教。
这年头做成品板也便宜,自己做板子的原材料 工具算下来也不少钱,要是拿着些钱做成品板也能做很多。自己做板子最大的好处是方便, 实验性的东西,刚开始有很多不确定的因素, 有大的改动板子直接扔掉重来,还有就是时间,我自己做差不多一个晚上就能弄好,做成品板一般要3天以上。如果有大的改动……各种工具属于一次性投资,单算板子用的原材料价格很便宜,相比较还是自己做板子划算,前提是你是电子爱好者有DIY精神。本文也不对这个做讨论。
第一部分 制作工艺
本文介绍自制线路板工艺,个人分为:热转印工艺  感光工艺。其中感光工艺分为:成品感光板  自制感光板。自制感光板就是用感光油(膜)自制感光板。
一 热转印工艺
   最早做电路板,是用激光打印机把电路图,打印到热转印纸上。然后用热转印工具(过塑机 电熨斗)把电路图转印到覆铜板上。原理:热转印纸表面覆盖了特殊材料的涂层,使热转印纸具有耐高温不粘连的特性,在高温和压力的作用下,热转印纸对融化的墨粉吸附力急剧下降,使融化的墨粉完全吸附在敷铜板上,敷铜板冷却后,墨粉在敷铜板形成紧固的有图形的保护层。腐刻时,有保护层的铜皮会保留,没有的就会被腐刻液清除。
热转印纸实际就是不干胶的衬底,为什么用它?不干胶的衬底有一定的光滑度,碳粉不易渗透到纸张里;在转印后揭纸的时候,比较容易与印墨脱离。这个取材也容易能搞到,能买到也能捡到(去广告公司那里捡)。打印好的热转印纸贴到敷铜板上,周围贴上透明胶带固定,不然转印过程中容易错位,胶带比不干胶衬底薄,过塑机的滚轮压不到胶带,所以粘在敷铜板上的胶带容易去除掉。然后把贴好的敷铜板放入热转印工具,来回几次转印即可。
转印次数没什么要求,多印几次不要紧,温度这个要慢慢摸索,我都是在以180度为基准。


(这是网上图片)
二:感光工艺
1:底片打印
如何打印 各种设置等问题,请网上搜索。
底片一般为硫酸纸或菲林纸,就是要透明的纸,好让光线穿过,这两种纸都是塑料材质的。用喷墨或激光打印机都行。有正反面之分,把电路图打印到毛糙的 不光滑的面上。如果是双面板,设计的时候,要在线路板四周做好定位标志。
    如果有打印废的底片,不要扔掉。放到水里浸泡后,可以清除表面打印上的东西,这么做不是二次用,而是在做阻焊层(绿油)时可以用到,用水清洗的菲林纸,就会变成普通的透明塑料纸。
菲林纸毛糙的一面,上边是化学物质,遇到水后会破坏掉这层东西。注意在下边的操作时,不要让水弄到菲林纸毛糙的面上。


(PCB原图    3D图    打印到菲林纸上)
2:感光膜(油)
感光油就像浓度很厚的油漆。需要用防白水稀释才能用,稀释的浓度要掌握好,并且要把油调顺滑些。把稀释后的感光油涂抹到敷铜板上,涂抹的时候要摸平,涂抹的刷子,最好用画画用的扁头刷子,用前跟用完要清洗,确保刷子上不要有杂物 灰尘,因为这些东西,进入到感光油里会形成颗粒,造成表面不平整。能保证菲林纸平贴在感光油上。感光油在敷铜板过厚,在下一步 暴光时,光线不能穿透感光油,造成走线相连,如果太薄,显影时容易脱落。
把刷好的敷铜板放在阴暗地方晾干即可(不能见阳光)。


(这是刷好感光油的板子,注意板子上有颗粒状的东西,这是油没有调好,曝光时如果有走线经过,这个部位会造成断线,所以尽量避免这种情况。至于刷的有层次感,这个不影响后续工作)
感光膜实际是感光油很均匀的涂在塑料膜上,感光膜的形状跟家里用的保鲜膜差不多,只是比保鲜膜厚很多,感光膜分为3层,上下是塑料薄膜,中间是药膜(即感光油)。感光膜一般都是成卷的,按照线路板尺寸切割后,感光膜会卷成一卷,把要贴膜的铜板放到过塑机上预热一下(不用太热),然后用预热的铜板,放到铺开的感光膜上即可烫平。不烫平也可以,这里只是我的习惯。使用时撕开一层塑料薄膜(没有正反之分),不要全部撕掉,撕开的膜一边贴到敷铜板上,然后放入过塑机里加热。加热时要让膜跟板子自然的 均匀的受力,一定不能让感光膜有褶皱 气泡。
贴完膜的铜板,要凉一会在曝光。


不管是膜还是油,都有保质期的(买的时候问问商家),我第一次用,是从朋友那里搞了一些,属于实验一下看看效果,刚开始是一团糟,慢慢的也就上手了。自己就从网上买了一些,有使用过的经验,买的时候没怎么咨询商家,买回来后公司的项目搞的也没心情做,再加上没有要做的板子,这事就放下了。过了很长一段时间,再次使用发现膜怎么也贴不上去,或者显影的时候,成片成片的掉下来。最后问朋友,才知道是失效的问题。所以,购买的时候按使用的量买,不要多买。
3:曝光
曝光这步是工艺里最难的,关键是时间不好掌握。
将底片放到做好的感光板上,为了底片能充分的压在板子上,这里需要用透明的板子压住(玻璃或透明的有机板),用紫外线灯进行照射,注意紫外线灯光对人体有害,注意防护。如果打印的底片有毛糙,在曝光时可以摆动紫外线灯。一旦在曝光过程中,移动了底片;或者曝完光后发现有的地方没弄好,切记不可二次曝光!
曝光的时间不要太长,用感光油跟感光膜曝光时间有区别,感光油的时间大于感光膜。
由于刷油厚度的原因,感光油暴完光后,可能看不到线路;用感光膜的PCB能看到线路已经印在上边了。
时间:几秒到十几秒钟,时间长了就是过度曝光,短了就是曝光不足。而且是一次性的,没有太多修补的余地。
过度曝光:感光膜(油)失效,显影时无法去除 感光膜(油)
暴光不足:显影很慢,长时间的浸泡有些细小的部分会被水浸泡下来。
4:显影
显影液的浓度不要太高,按照比例勾兑显影液,如果显影液较少,就会显影到中途后就变得很慢或者停止显影,造成感光膜不能溶解,时间拖得太长了感光膜(油)就会水浸泡下来,造成制作失败。这时的补救方法就是立即用新药水继续显影。最好不要让擦干的板子二次显影,把板子显影完后,发现还有地方没显出来,这时候不要把板子,再次放到显影液里,用棉花蘸着显影液,擦拭需要显影的地方。
如果曝光操作的好,那显影这里很轻松。


到这里步骤完成一大半了,如果显影后的板子不理想,那就要重新从头来过。用脱模剂勾兑成脱模液,将问题板子放进去浸泡一会,(大约5分钟)然后用牙刷或塑料镊子夹着棉花,擦除板子上感光油(膜)。不要长时间让板子浸泡在脱模液里,那样板子表面会发黑,还要用细砂纸打磨。
5:腐刻
这里没什么可说的,可以买成品的腐刻箱,带着加热跟吹气泡功能加速腐刻。也可以自己搞一个,卖鱼缸的那里就可以买到加热棒跟气泡机,加热棒很
实用。以前腐刻剂用三氯化铁,自己能买到。现在用网上的这种,效果都一样主要没有异味。


这是腐刻后的板子(已经脱模了)。第一次到这步,整体效果不好,1:原因是第一次使用网上购买的腐刻液,没经验。2:前面贴膜 曝光有缺点。这里只是做个实验
6 :脱模
正常步骤是腐刻完了就是脱模,把线路板表面保护铜皮的感光油(膜)去除掉。因为第一次做,从腐刻往后都很顺利,老是在显影那里卡住,所以脱模注意事项在上边说了。
7 :上保护层


这是刷上绿油的效果,第一次刷绿油,刷偏了。这些绿油是感光的,不是刷的,具体操作也有说明(问问店家),这里只是只是抱着好奇的心态。这块板没弄好的主要是1:没经验,没控制好曝光时间,这是正面还有点样子,反面根本就没法看。2:贴的塑料膜是感光膜的保护膜,太薄了不易刮油,弄的绿油弄的不均匀。本文开始时,说的报废的菲林纸,可以用在这里。
     再说一块实验板,实验好了就批量做成品,哪有功夫刷油啊!我发这个图,就是想说明一下,个人操作的当,表面完全可以做出跟成品板一样,这是我个人看法。当然上绿油的主要目的不是好看,而是为镀锡做准备。
把焊盘图打印到菲林纸上;均匀的把绿油涂抹到腐刻后的板子上;贴上透明的塑料膜(这时候如果有不均匀的地方,用卡片刮平);然后把打印焊盘的菲林纸贴到塑料膜上(注意定位);用紫外线灯进行曝光(时间问商家,我是1分钟左右);焊盘图就是一个个圆圈,其他地方都是空白的,被紫外线照射的绿油会固定在线路板上,而焊盘由于被遮挡,仍然是粘固状,这时用棉花蘸酒精,可以擦除掉焊盘上的绿油。
8:镀锡
这步简单,找个塑料盆倒上镀锡药水,把板子直接放进去就行,镀锡的全过程能看到,看见完事后,就拿出来。
镀锡是化学药水镀锡,如果你的板子表面没有绿油,那整个板子裸露的铜皮都会被镀上锡;如果你按照上面那步,只会焊盘镀锡。
因为是一次成功,这里没有拍照。
步骤到此结束。


上图是网上购买的化学药剂,上边板子的图片基本是第一次实验时报废的,拍个图做个教训。
一下物品可以在实体店购买到:
酒精 棉花(医用棉花)塑料镊子   医用手套(不要用塑料材质一次性的,易破):药店,最好再买个量杯。
防白水:跟丝印有关 的商店;化工店
三氯化铁:化工店
砂纸  :五金店,砂纸用作打磨敷铜板表面用,单位是“目”数字越大,说明砂纸越细,我用的砂纸是2000目。
各种工艺的优缺点
热转印:工艺步骤简单,就是打印转印,转印失败就再次打印转印,几乎不用原材料;
缺点是细小的走线不太好控制;还必须用激光打印机。
影响效果的原因:激光打印机的性能 碳粉质量  转印的温度 滚轮的压力,这里说这么多,实际上多操作几次就能掌握。
所需主要材料 工具:激光打印机  热转印纸   热转印机
感光油:
感光油在敷铜板上的附着力强;不需要其它设备辅助;适合面积大  多块电路板制作;工艺步骤相对多;需要考虑用量。感光油比感光膜便宜些,但是感光油用量不好控制,会有余量浪费。个人感觉两种材料价格差不多。
所需主要材料 工具: 打印机  硫酸纸或菲林纸   感光油  稀释剂(防白水)  刷子
感光膜:
用量可控;表面平整 曝完光后,就能看到线路;对人体 周边环境无损害;
感光膜与敷铜板的接触,是用温度加上压力,所以附着力不如感光油;贴膜跟撕膜需要一定的技巧;用感光膜还要有过塑机。
所需主要材料 工具: 打印机  硫酸纸或菲林纸   感光膜  热转印机
这三种工艺就像叠加的三角,一种工艺的优点弥补另一种工业的缺点。在这里只是细分之后的对比,对于想自己做电路板的人来说,主要考虑电路板的走线精度,某宝上的商家宣传也是说,能达到多细的走线,实际上这三种方法都能达到,主要是多动手 多思考。
要做电路板首先考虑你有什么工具,热转印主要是工具方面投入大些,原材料几乎不花钱;成品感光板  感光油:主要是原材料贵,工具只需一台普通打印机;用感光膜你还要有热转印机。
比如:你有一台喷墨(或激光)打印机,你就可以用感光油做,或者用成品感光板;你不光有打印机还有热转印机,你就可以在感光油跟感光膜之间选择;你要是有热转印机,还有激光打印机或者能用激光打印机打印,那这三种工艺都可以用。
以上就是网上搜到的资料 某网上各位商家的指导加我的经验,到这里就结束了,网上的资料说下一步 打孔  焊接……等等,被省略的步骤,在实际中却不能省略。自制电路板最大的难点,个人感觉是打孔,上边所说的东西,多操作几次摸索出自己的经验,基本没什么问题,无非就是浪费些东西。下边主要说一下我的工具
第二部分 工具
1:热转印设备
最早是用过塑机(或者叫塑封机)改装的,改装的目的是,PCB这样的厚板能通过两根胶棍,这机器是给纸张贴上塑料膜的,就是小饭店里单页菜单那样。改装很简单,就是调高固定两根胶棍的螺丝,让两根胶棍之间的间隙大一些。再有就是过塑机的速度很快,机械结构没法改,同样尺寸的慢速电机也不知道上那买(那时候没有某宝),只能转印时多走几遍。最早那台已经被自己搞坏了,主要是自己不小心造成的。开始的时候没有腐蚀设备,就是一个大塑料盆,用三氯化铁做腐刻剂,为了加速腐刻,就把塑料盆放在过塑机上,用过塑机给塑料盆加热,效果很明显。那个塑料盆是很便宜的那种,加上又是冬天,不知道什么时候,塑料盆上出现一条裂缝,有些腐刻液漏出来,通过过塑机上的散热孔,流到内部里。结果……这是第二台,不用改装专用的,电机转速比市面上的过塑机要慢。

  


2:钻孔
网上有卖用显微镜改制的打孔机,朋友买了一台我用过,开启开关电机一直旋转,旋钮调节上下,钻小于1mm的孔容易断钻头,原因1:可能是刚用不习惯的原因,旋钮用力控制不好;原因2:我感觉钻夹有些晃动。再一个就是不能钻大板子,我一般做实验性质的板子,预留一部分空间做成面包板那样,预留的不是孔,而是小方片(就是贴片引脚),便于后加元件,这样板子都做得挺大的,这是个人习惯的问题。


(朋友的没有拍照,这是网上盗图)
虽然有些问题,但是最起码比用手打的强多了,自己也准备买一台,那段时间经常出差,当我再次准备买入的时候,朋友又搞了一台这样的:


(这是商家,有水印,截图)


(这是我自己,属于第一代吧!没有指示灯)
外观没有那一台漂亮,甚至说外观粗糙也行,最高速运行的声音很大,钻孔不需要高速,大约中低速就能钻孔。试用了几下,发现效果不错,活动部分用的是导轨的,重复定位很精准,钻头装到钻夹上,钻头末端肉眼看不到晃动。经过几次的实际应用,感觉这小台钻很实用,钻0.5很轻松,钻0.3的用PCB专用钻头没断过,用普通钻头有断过,估计是钻头装夹的不好。上下动作靠手动,用弹簧复位。拉下来检测到铝片电钻自己转,松手后弹簧拉会顶端,自己停转。
这两种打孔机各有优点,
显微镜的小巧 外观精致;相对于铝材的价格便宜;上下运动采用金属直接接触定位,精度不是很好;
铝材结构的钻孔精度高;钻孔有效面积大;操作很方便;价格比显微镜的贵;外观 整体做工没有显微镜的好;
总结
我说的杂乱你或许觉得麻烦,实际上过程很简单,自己从头做几遍基本上就能成功,我刚开始的时候,看到网上有牛人一次成功,自己是经过波折几次才成功的。关于自制板的优点文章开始就说了,缺点如下:
1:单层好做 双层复杂 两层以上那是扯淡;
2:外观不好看;
3:过孔 焊盘不能金属化,这一点是硬伤,造成双面板本身上下不能连接,全靠元件引脚(焊盘)铜线(过孔),这个需要有一定的手工焊接水平,再有就是元件的固定性很差。网上有化学方式金属化孔的,有兴趣的可以看看,我个人意见没必要,我从万能板起步,到现在做出自制板,已经能满足我的实验要求,没必要搞的那么麻烦。
至于稳定性……那就是项目了,那样做成品板废个十块八块的都不在乎。
现在你是不是也想动手做电路板了。下边是我个人的观点,看完了然后你再决定。
你是一时冲动还是实际需要。自制板原材料的成本低,辅助工具成本高。这里说原材料成本低,是做板子次数平均下来的。你要是一年做不了几块板子,那你还是直接做成品板,50×50的板子10块,价格不会超过60元。以2次的改动率算60×2=120元。
如果自制板,以感光油工艺为例,你要买敷铜板 感光油 化学原料 菲林纸 各种辅助工具等,这些东西你用不了几次,有的就浪费了有的闲置,整体比较不划算。
如果你喜欢折腾愿意研究,那自己做电路板很适合你。如果你有实验空间(储藏室 车库 独立的工作间)也有自己的小金库,我也建议你把这些辅助工具都买上,不要用电熨斗代替热转印,也别自己改装,就是直接买个PCB热转印机;腐刻也不要用脸盆(我惨痛的教训),到超市买个好点的塑料储物箱,立式的能让线路板竖着腐刻,再配上加热棒气泡机,效果那是极好极好的,或者直接买个成品的腐刻箱;手持式的角磨机,切割电路板用,或者网上买个小型的切割机;钻孔也别用手持式的,我上边说的那两个都行,钻头用PCB专用钻头,机器钻孔也不断钻头令,用PCB专用钻头的好处是,在钻双面板时,另一面孔的周围不会有毛糙。
到这里本帖算是真正结束了,本帖最大的动力,就是这两台打孔的机器,这些年自己做过很多线路板,即使没有感光油,也可以用热转印,遇到的难题恐怕就算是批量打孔了。为了避开打孔就要用贴片,本来就是实验的东西,用贴片焊在上边更换很麻烦。而且有些插口还就要用直插。自己也做过 也买过打孔的工具,大都是手持的(朋友倒是买过台钻,操作性 钻孔精度都不是很好),断钻头那是常事,搞的自己都没心情往下做,关键是这也不是技术难点,纯粹是重复动作,不是多练练就能掌握的,毕竟不是手工艺人,精力也不能放这上边,我对DIY理解,用双手制作出自己想做的东西,享受制作过程的快乐,打孔对于我来说,就是一种折磨。看着机器上的钻头,在板子上钻出一个个小孔,心情很舒畅这也算是一种乐趣。
本文与2016年8月1日首发于电子发烧友论坛;
2016年8月2日第一次修改,主要是按照我个人的习惯写的,我一般到腐刻就算完成,后边的步骤没写清楚。
2016年8月4日第二次修改,加上总结。

也一直想自己DIY一个,但一直嫌麻烦就一直没弄,看着还是蛮有意思的

很早之前我就想自己做一个,不过这东西看着简单,自己做起来还是挺麻烦的,关键是精力别浪费在这上边,花钱买舒心吧

谢谢小编的好贴,学习了

热转印机太贵,用电烙铁又断线,不知道怎么办.还有手工钻能保持多大精度.

很喜欢这个帖子,要有个便宜的机器就好了

花钱能解决问题,那还不算问题。个人观点。
转印机很重要,如果自己做板,建议买一个;那个显微镜式的价格就挺便宜的。
手持式的哪有稳定的精度,我开始的要求就是能钻上孔就行,至于精度 断钻头,都属于可以忍受。原来自己做的板子,都不好意思拍图发上来,不过现在打孔对于我来说已经不是问题了。

以前这样做,现在花钱做了,省事。

一直在用热转印

小编手工做双面贴片的板子不错   一般自己做都是做单面板插件的

                              

                          

比专业的cheap多了

回复上边朋友
1 自制板实验好了,那就做成品板。
2 我起步就是用热转印,现在还在用,方便。较大的 走线密集的板子,我一般用感光工艺。
3 谢谢夸奖,双面板失败率较高,主要一个是两面的定位问题,现在能控制打孔精度,成功率能好些。
4 我自己做板的目的不是为了便宜,主要是节省时间 灵活。

一直都是自己动手做,也许没有好的方法,一直做的很粗糙,现在小编的方法很好,谢谢

问题是现在淘宝打个PCB样品,价格也很便宜了,已经没必要自己手工打了,
面积是50*50mm以内的,10PCS , 50元包邮  
面积是100*100mm以内的,10PCS , 100元包邮  
另外 正如小编所说的,稍微复杂的双面板,成功率也是让人恼火,

自己动手丰衣足食
                  

感觉不适合我这个笨脑瓜

回复上边朋友
wcm014:
从理论到实际使用,会有很多改动,这些改动可不是重新焊接几根线的问题,自制板主要是节省时间 改动灵活。价格只是一方面,成品板一般是4天左右,自制板我一晚上就可以搞定(比较熟练)。双面板成功率不高,这个现在没有更好的办法,或者说是设备,全靠个人的水平。即使这样,个人感觉自制板容然有优势,前提是你经常做。
孤??:
恩!真的是自己动手丰衣足食
xxin12345:
单就做线路板而言,再聪明的脑瓜,做出来也是一块电路板。所以这个东西跟脑瓜没关系,只要肯动手细心点,都会做出来。

小编那个打孔机效果怎么样了?给个详细的说明吧。我也想弄个

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top