在家制作高质量双面PCB板的全过程
接触电路板,防止产生气泡。然后将层压机加热到200°F (93°C),将电路板送进层压机。重复送板或更高的层压温度可能让薄膜变得太软,并致使它们回流,这似乎会产生气泡和干斑。使用手指将膜压入蚀刻槽也是个好主意。这种膜最好是在真空环境中进行层压,因此这种方法不可避免会在膜的背后产生一些气泡,特别是在又窄又细的槽里。如果有大的气泡,薄膜很容易剥除并丢弃。
现在万事俱备,可以用紫外光照射阻焊层了。这时需要一个紫外灯。对于小板子来说,美甲灯就行了,价格是20美元。对于大板子而言,需要一个平板型的紫外线灯,价格大约75美元。平板灯之所以好,是因为盖板有个锁止装置,可以将幻灯片压在电路板上,提高图像的分辨率。
首先,将阻焊层图案打印在幻灯片上,让墨粉位于朝向电路板的一边。这要求在打印期间将顶部图像进行镜像处理。随后用胶带将幻灯片固定到电路板上,确保它与电路板有非常紧密的接触。任何空隙都会使图像变得模糊。
曝光时间多长真的取决于灯的亮度。规范要求是100 mJ/cm2 至500 mJ/cm2,但你需要有紫外光功率计才能使用这个数据。不过很容易做一些测试板来配置正确的曝光值。太多曝光可能会让光线照透幻灯片的暗区。太少曝光将使得膜溶入显影剂。由于反射的原因,铜区上的膜要比蚀刻区的膜更快得到曝光,因此要密切注意膜在这两个区域上的表现。在我的试验中,我采用的是2mW/cm2的平板紫外光灯,5分钟的曝光时间可以得到很好的图案。
接着把膜放在黑暗的地方近30分钟,等曝光过的环氧树脂固化。然后去除幻灯片,从膜上剥离顶部保护层。
显影液是按1%配重比在水中混合碳酸钠粉制作而成的。不要使用商店出售的各种洗涤碱,用它的结果真的很糟糕,也许是因为它包含了碳酸钠之外的其它添加剂。最好从化学品商店或卖Dynamask膜的相同供应商处买纯的碳酸钠。
将电路板浸入显影剂溶液中,用鬃毛刷轻轻地刷洗。规范要求溶液加热到90°F (32°C),但那样做似乎显影速度太快了。当溶液温度较低时更好控制,只需花大约5分钟的时间就能完成显影。过长的显影时间会使得膜变得太软,并且边缘参差不齐,因此仔细监视整个过程很重要。
在图案被完全显影之后,用干净的水漂洗电路板,并再次用紫外光照射几分钟。这次照射的目的是使环氧树脂完全固化。这次的时间不重要,不过比第一次曝光要长得多。然后将电路板再次放入层压计,这次使用最高温度。当在背面增加阻焊层时,用一些有粘性的货架挂面纸保护正面是个好主意。这样,显影剂就不会使正面的阻焊层变软或受到破坏。当两面都完成显影后,我还把电路板放在212°F (100°C)的炉子中烘了大约30分钟,以便进一步固化薄膜。确保电路板平放在炉子中,否则它会变形翘曲。
元件孔
现在可以钻元件孔了。我们需要用到微型尺寸的钻头。最好的钻头是柄长1/8″的钻头。没有柄的标准钻头很难放在钻头夹盘中间,因为它们的直径太小。McMaster-Carr商店出售很多不同尺寸的钻头,手头最好准备一组大小不一的钻头。
在钻孔过程中你会发现正反对齐程度有多好。在这方面我们没有太多工作要做,只能寄希望于结果OK。
过孔
电镀过孔是家庭制作者要过的最后一关。在家里做通孔电镀没有简单的方法,因此一般采用替代性技术,如焊线、导电性环氧树脂和铆钉。所有这些方法都有或多或少的问题,但我发现焊线是最可靠的,接下来是空心铆钉。
焊线过孔
焊线是连接过孔的最简单方法,但它会留下像大橡树果一样的突起物,即使用平头钢丝钳剪过。这些接点不仅难看,而且在这些过孔上方不能再放置元件。然而这是目前最为简单的过孔制作方法。空心铆钉
空心铆钉是一种更加整洁的可选方法。我曾用过0.6mm的铜质铆钉(0.4mm内径),它们可以在易趣和各种其它资源上获得。还要一个用于按压这些铆钉的专用工具,但极其昂贵,我无法想象有人真的买过这样的工具。铆钉可以手工安装。在版图上我设计了75mil的焊盘,钻孔孔径是25mil。用#72钻头打孔,再用镊子插入铆钉。将电路板反过来,放在金属平面上,确保铆钉与金属板接触。在放大镜下用图钉轻轻地撑开铆钉尾部。然后使用内六角螺丝刀等工具的平头按压尾部,确保螺丝刀垂直于电路板。当铆钉到位时按压应发出一个明显的咯嗒声。这不会用多大的力,因为铜是软的。
用铆钉也存在一些严重的问题。我做的许多过孔结果都呈开路状态。我很肯定的是,这是由于铜的腐蚀性质造成的。因为在做阻焊层那一步铜焊盘都放在碳酸钠溶液中,并且随后经过了层压机和炉子的高温,因此被氧化就不奇怪了。另外,将一
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