在家制作高质量双面PCB板的全过程
将纸沿着板子边沿用胶带固定到电路板上。聚酰亚胺胶带要好于透明胶带,因为它能忍受层压高温。然后将电路板翻转过来,对另一面做同样的操作。
最好一次做一面碳粉转印。但这样做确实会导致更多的问题。纸和板的膨胀系数不同,因此在加热条件下膨胀幅度不同,如果我们一次做一面,很难做到正确对齐,特别是大板子。
将层压机开机,经过大约15分钟后达到全热状态。然后从全部4个边的方向送板子进去。我们不能认为顶面和底面会同等加热,因此最好将板子翻过来,再送4次。也就是说总共送8次进层压机。结束后在空气中冷却一会儿,再朝纸上喷一些水。脱模剂应变得具有活性,不用费力那些纸就能自己分开来。然后将胶带小心的撕下来,将纸丢掉。将电路板放在干净的自来水中冲几分钟。这一步很重要。我们必须彻底清除粘在碳粉转印纸上的脱模剂,否则它会影响下一步密封材料的粘贴。
密封材料
碳粉有许多气孔,如果不使用密封材料的话会在铜线中产生凹点。密封材料进入这些气孔后,可以做成更好的蚀刻掩模板。密封材料采用大片形状,看起来非常像老式的复写纸,只是颜色是绿色的。它们可以从出售碳粉转印纸的相同地方买到。将绿色薄膜包裹住电路板,在保持伸展的情况下用胶带固定住,不要让它折叠或起皱。然后像以前一样送进层压机8次。最后去除胶带,将绿色薄膜剥掉。
这一步过后会在电路板上留下多余的密封材料。电路板上的线可能看起来像并在一起或很脏,特别是在非常窄的走线之间。在我前面几次尝试中,我错误地认为这一步失败了,甚至决定从头再来。事实上,这是非常正常的现象,多余的密封材料很容易清除。
买一卷3M的洁净遮蔽胶带,将它粘贴到电路板的两个整表面。用一个复印滚筒或有力的指压将它牢牢粘贴到走线中。然后将胶带撕掉。这样就能去除不在原始碳粉表面的所有多余密封材料。这一步也会让你相信,碳粉和密封材料非常牢固,不是那么容易就能擦除掉。
下面的显微镜图像显示了没用胶带和用了胶带后5mil测试图案的差别。效果是很显著的,因此这是不可错失的重要一步(我还没在其它地方看到过这一步)。
下图显示了碳粉上的密封材料效应。
修补
接下来要仔细检查走线中是否有任何断点和针孔。这些断点和针孔很容易用精细的记号笔加以修缮。记号笔的墨水似乎与蚀刻剂结合得非常好。
蚀刻
现在电路板可以进行蚀刻了。我使用的是氯化铁,虽然也有腐蚀性较低的其它材料。为了不发生溅溢、混乱或废气,可以使用密封塑料袋进行蚀刻。将电路板放入袋中,然后倒入一些蚀刻剂,封好袋口。为了防止滴漏,我在外面又套了一个袋子。将它放在平坦的桌子上,使用复印滚筒将液体铺开,使电路板的所有部分都湿润到。隔一分钟将袋子翻转一次,再使用滚筒轻压另一面。蚀刻时间主要取决于温度,因此用电吹风可以显著加快蚀刻速度。透过塑料袋应能够清晰地看到电路板,因此在完成蚀刻之前无需拿出来。等到蚀刻完成后,打开塑料袋,戴上手套取出电路板,将板子放在一叠纸巾上,擦掉化学物质。然后在自来水中彻底清洗干净。使用这种方法的话,整个蚀刻过程不会溅出一滴化学液体。
蚀刻完的废液应倒入瓶中并得到正确的废弃处理。这种水有极强的腐蚀性,千万不能直接倒入地漏中。
清除墨粉
现在可以用丙酮等溶剂清除墨粉/密封材料了。但不要错误地使用浸过丙酮的毛巾去擦试电路板。这样做将不可挽回地将墨粉弄进电路板,使电路板非常难看。相反,要将整块电路板浸到丙酮桶中,等待2至3分钟的时间使之渗透到墨粉中,在仍浸润于丙酮之时,使用软鬃毛刷子将墨粉脱离电路板。在将所有墨粉完全从电路板分离之前,不要将电路板从丙酮液中拿出来。有些墨粉可能仍然粘在电路板上,但这似乎是无法避免的。
丝印
这一步是将一些标记和文字印到电路板上,不过不是用传统的丝网印刷方法,而是用同样的墨粉转印技术,利用以前钻好的对齐标记将图案打印到电路板上。因为在经过铜蚀刻后表面不是完全平坦,位于铜箔边缘的一些图案将无法正确转印。为了尽量减少问题,设计应尽可能避免跨越蚀刻区的边界。
阻焊层
阻焊层是给电路板加一层专门可触摸的层,它也能使得精细间距的表贴元件焊接起来更加容易。市场上有一种产品叫Dynamask 5000。它基本上是一种即剥即贴的环氧树脂薄膜,用起来非常顺手。遗憾的是,在美国市场上没有卖的,只能通过海外销售商采购。
这种膜是绿色的,采用纸张形式。将膜切得比设计大半英寸左右。剥除有纹理一边的保护膜(使用两片透明胶带将膜分开)。从一边开始,使用复印滚筒将膜压到电路板上。在滚筒压接之前不要让膜
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