多种PCB制作方法和工艺介绍

　　一 PCB制作方法介绍
　　方法1:
　　（1）将敷铜板裁成电路图所需尺寸。
　　（2）把蜡纸放在钢板上，用笔将电路图按1:1刻在蜡纸上，并把刻在蜡纸上的电路图按电路板尺寸剪下，剪下的蜡纸放在所印敷铜板上。取少量油漆与滑石粉调成稀稠合适的印料，用毛刷蘸取印料，均匀地涂到蜡纸上，反复几遍，印制板即可印上电路。这种刻板可反复使用，适于小批量制作。
　　（3）以氯酸钾1克，浓度15％的盐酸40毫升的比例配制成腐蚀液，抹在电路板上需腐蚀的地方进行腐蚀。
　　（4）将腐蚀好的印制板反复用水清洗。用香蕉水擦掉油漆，再清洗几次，使印制板清洁，不留腐蚀液。抹上一层松香溶液待干后钻孔。
　　方法2:
　　（1）制印板图。把图中的焊盘用点表示，连线走单线即可，但位置。尺寸需准确。
　　（2）根据印板图的尺寸大小裁制好印板，做好铜箔面的清洁。
　　（3）用复写纸把图复制到印板上，如果线路较简单，且制作者有一定的制板经验，此步可省略。
　　（4）根据元件实物的具体情况，粘贴不同内外径的标准预切符号（焊盘）；然后视电流大小，粘贴不同宽度的胶带线条。对于标准预切符号及胶带，电子商店有售。预切符号常用规格有D373（0D-2.79,ID-0.79），D266（0D-2.00,ID-0.80），D237（OD-3.50,ID-1.50）等几种，最好购买纸基材料做的（黑色），塑基（红色）材料尽量不用。胶带常用规格有0.3.0.9.1.8. 2.3. 3.7等几种。单位均为毫米。
　　（5）用软一点的小锤，如光滑的橡胶。塑料等敲打图贴，使之与铜箔充分粘连。重点敲击线条转弯处。搭接处。天冷时，最好用取暖器使表面加温以加强粘连效果。
　　（6）放入三氯化铁中腐蚀，但需注意，液温不高于40度。腐蚀完后应及时取出冲洗干净，特别是有细线的情况。
　　（7）打眼，用细砂纸打亮铜箔，涂上松香酒精溶液，凉干则制作完毕了。这种印制板的质量很接近正规的印制板。0.3毫米胶带可在IC两脚之间穿越，可大大减少板正面的短跳线以省事。省时间。
　　方法3:
　　将漆片（即虫胶，化工原料店有售）一份，溶于三份无水酒精中，并适当搅拌，待其全部溶解后，滴上几滴医用紫药水（龙胆紫），使其呈现一定的颜色，搅拌均匀后，即可作为保护漆用来描绘电路板。
　　先用细砂纸把敷铜板擦亮，然后采用绘图仪器中的鸭嘴笔（或圆规上用来画图形的墨水鸭嘴笔），进行描绘，鸭嘴笔上有调整笔划粗细的螺母，笔划粗细可调，并可借用直尺。三角尺描绘出很细的直线，且描绘出的线条光滑。均匀，无边缘锯齿，给人以顺畅。流利的感觉；同时，还可以在电路板的空闲处写上汉字。英语。拼音或符号
　　描绘出的线条，若向周围浸润，则是浓度太小，可以加一点漆片；若是拖不开笔，则是太稠了，需滴上几滴无水酒精。万一描错了也没关系，只要用一小棍（火柴杆），做一个小棉签，蘸上一点无水酒精，即可方便地擦掉，然后重新描绘即可。一旦电路板图绘好后，即可在三氯化铁溶液中腐蚀。电路板腐蚀好后，去漆也很方便，用棉球蘸上无水酒精，就可以将保护漆擦掉，略一晾干，就可随之涂上松香水使用。
　　由于酒精挥发快，配制好的保护漆应放在小瓶中（如墨水瓶）密封保存，用完后别忘了盖上瓶盖，若在下次使用时，发现浓度变稠了，只要加上适量无水酒精即可。
　　方法4:
　　把即时贴粘在敷铜板的铜箔上，然后在贴面上绘制好电路，再用刻刀刻透贴面层，形成所需电路，揭去非电路部分最后用三氯化铁腐蚀或电流电解法就可以制作出较理想的电路板。
　　腐蚀温度可在55℃左右进行，腐蚀速度较快。腐蚀好的电路板用清水冲洗干净，揭去电路上的即时贴，打好孔，擦干净涂上松香酒精溶液以备使用。
　　方法5:
　　（1）根据电路原理图中所用的元件形状和印刷板面积的大小合理安排元件的密度和各元件的位置，作为紧固件的压铆螺母柱也应合理安排。确定元件位置应按照先大后孝先整体后局部的原则进行，使电路中相邻元件就近放置，排列整齐均匀。
　　（2）各元件之间的连接导线在拐弯处和两线相交处不能拐直角，须用曲线过渡，也不能相互交叉和迂回太远。有些导线实在做不到这一点时，可以考虑在印刷板的反面印制导线，再用穿钉与正面电路连接，或在焊接元件时另外用绝缘导线连接。
　　（3）输入部分和输出部分距离远一些为好，以免互相干扰。

　　方法6:
　　无线电爱好者都为制作电路板而烦恼过。现在向大家介绍一种“亚印刷”法制作印刷电路板。方法如下：
　　（1）在打印机上将电路板图按1∶1的比例打印在80克复印纸上。手工绘制也可以，但底纸要平整。
　　（2）找一台传真机，将机里的传真纸取出，换上热熔塑膜。把电路图放入传真机入口，利用传真机的复印键，将线路图复制在热熔塑膜上。这时印刷电路板的“印刷原稿”就做好了。
　　（3）用双面胶带纸将制好图的塑膜平整地贴在敷铜板上。注意要平整，不能起皱，胶带纸不能遮住熔化部分，否则影响线路板的制作效果。
　　（4）用漆刷将油漆均匀地刷在塑膜上，注意：不能往复地刷，只能顺着一个方向依次刷，否则塑膜一起皱，铜板上的线条就会出现重叠。待电路图全被刷遍，小心地将塑膜拿掉。这时一块印刷线路板就印刷好了。待干后，即可腐蚀了。
　　如要印制多块，可做一个比电路板大一点的木框，将丝网平整地敷在木框上，固定好。再用双面胶带纸将定好影的塑膜贴在丝网下面。将敷铜板放在桌上，合上丝网架（印刷图与敷铜板要左右对齐），用漆刷将漆顺一个方向依次刷好，拿掉网架。印刷电路板就印好了。如有缺陷，可用油漆和竹片修改。
　　以上过程须注意，刷漆时，手用力要轻重得当，太重漆膜太厚，线条会跑花边，太轻线条会出现断线。塑膜一定要正面朝上。
　　印刷零件图的方法也跟上述一样。
　　二　protel中PCB工艺条目简介
　　不少初学者感到Protel软件本身简单易学，容易上手，但较难理解的反倒是软件以外的一些概念和术语。为推广这一强有力的EDA工具，国内出版了该软件的使用手册等等，但遗憾的是，这些读物往往都是针对软件使用方法本身而编写的，对读者颇感困惑的PCB 工艺中有关概念鲜有解释。要想设计出合乎要求的印板图，必须先了解现代印刷电路板的一般工艺流程，否则将是闭门造车。
　　一般而言，印板有单面、双面和多层板之分。单面印板的工艺过程较简单，通常是下料——丝网漏印——腐蚀——去除印料——孔加工——印标记——涂助焊剂——成品。多层印板的工艺较为复杂，即：内层材料处理——定位孔加工——表面清洁处理——制内层走线及图形——腐蚀——层压前处理——外内层材料层压——孔加工——孔金属化——制外层图形——镀耐腐蚀可焊金属——去除感光胶——腐蚀——插头镀金——外形加工——热熔——涂焊剂——成品。双面板的工艺复杂情况介于二者之间，此处不赘述。
　　1、“层（Layer） ”的概念
　　与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同，rotel的“层”不是虚拟的，而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。现今，由于电子线路的元件密集安装。防干扰和布线等特殊要求，一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线，在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔，例如，现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层（如软件中的Ground Dever和Power Dever），并常用大面积填充的办法来布线（如软件中的ExternaI P1a11e和Fill）。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔（Via）”来沟通。有了以上解释，就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了。举个简单的例子，不少人布线完成，到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘，其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念，没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层（Mulii一Layer）的缘故。要提醒的是，一旦选定了所用印板的层数，务必关闭那些未被使用的层，免得惹事生非走弯路。
　　2、过孔（Via）
　　为连通各层之间的线路，在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔，这就是过孔。工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属，用以连通中间各层要连通的铜箔，而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状，可直接与上下两面的线路相通，也可不连。一般而言，设计线路时对过孔的处理有以下原则：
　　（1）尽量少用过孔，一旦选中用了过孔，务必处理好它与周边各实体的间隙，特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙，如果是自动布线，可在“过孔数量最小化”（ Via Minimiz8tion）子菜单里选择“on”项来自动解决。
　　（2）需要的载流量越大，所需的过孔尺寸越大，如电源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些。

　　3、丝印层（Overlay）
　　为方便电路的安装和维修等，在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标志图案和文字代号等，例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等。不少初学者设计丝印层的有关内容时，只注意文字符号放置得整齐美观，忽略了实际制出的PCB效果。他们设计的印板上，字符不是被元件（如压铆螺母柱）挡住就是侵入了助焊区域被抹赊，还有的把元件标号打在相邻元件上，如此种种的设计都将会给装配和维修带来很大不便。正确的丝印层字符
　　布置原则是：”不出歧义，见缝插针，美观大方”。
　　4、SMD的特殊性
　　Protel封装库内有大量SMD封装，即表面焊装器件。这类器件除体积小巧之外的最大特点是单面分布元引脚孔。因此，选用这类器件要定义好器件所在面，以免“丢失引脚（Missing Plns）”。另外，这类元件的有关文字标注只能随元件所在面放置。
　　5、网格状填充区（External Plane ）和填充区（Fill）
　　正如两者的名字那样，网络状填充区是把大面积的铜箔处理成网状的，填充区仅是完整保留铜箔。初学者设计过程中在计算机上往往看不到二者的区别，实质上，只要你把图面放大后就一目了然了。正是由于平常不容易看出二者的区别，所以使用时更不注意对二者的区分，要强调的是，前者在电路特性上有较强的抑制高频干扰的作用，适用于需做大面积填充的地方，特别是把某些区域当做屏蔽区、分割区或大电流的电源线时尤为合适。
　　后者多用于一般的线端部或转折区等需要小面积填充的地方。
　　6、焊盘（ Pad）
　　焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念，但初学者却容易忽视它的选择和修正，在设计中千篇一律地使用圆形焊盘。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘，如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等，但有时这还不够用，需要自己编辑。例如，对发热且受力较大、电流较大的焊盘，可自行设计成“泪滴状”，在大家熟悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中，不少厂家正是采用的这种形式。一般而言，自行编辑焊盘时除了以上所讲的以外，还要考虑以下原则：
　　（1）形状上长短不一致时要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大；
　　（2）需要在元件引角之间走线时选用长短不对称的焊盘往往事半功倍；
　　（3）各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定，原则是孔的尺寸比引脚直径大0.2- 0.4毫米。
　　7、各类膜（Mask）
　　这些膜不仅是PcB制作工艺过程中必不可少的，而且更是元件焊装的必要条件。按“膜”所处的位置及其作用，“膜”可分为元件面（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）两类。顾名思义，助焊膜是涂于焊盘上，提高可焊性能的一层膜，也就是在绿色板子上比焊盘略大的各浅色圆斑。阻焊膜的情况正好相反，为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘锡，因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料，用于阻止这些部位上锡。可见，这两种膜是一种互补关系。由此讨论，就不难确定菜单中类似
　　“solder Mask En1argement”等项目的设置了。

　　8、飞线，飞线有两重含义：
　　（1）自动布线时供观察用的类似橡皮筋的网络连线，在通过网络表调入元件并做了初步布局后，用“Show 命令就可以看到该布局下的网络连线的交叉状况，不断调整元件的位置使这种交叉最少，以获得最大的自动布线的布通率。这一步很重要，可以说是磨刀不误砍柴功，多花些时间，值！另外，自动布线结束，还有哪些网络尚未布通，也可通过该功能来查找。找出未布通网络之后，可用手工补偿，实在补偿不了就要用到“飞线”的第二层含义，就是在将来的印板上用导线连通这些网络。要交待的是，如果该电路板是大批量自动线生产，可将这种飞线视为0欧阻值、具有统一焊盘间距的电阻元件来进行设计。
　　三、印刷板制作工艺流程
　　制板工艺程序：修整板周边尺寸--复制--钻孔定位--贴胶--腐蚀--清洗--去胶--细砂纸擦光亮--涂松香水。
　　1.先将符合尺寸要求的复铜板表面用细砂纸擦光亮，再用复写纸将布线图复制到复铜板上。
　　2.用直径1.0mm钻头钻孔、定位口，再进行贴胶（或上油漆）。
　　3.贴完胶后，应在板上垫放一张厚张，用手掌在上面压一压，其目的是使全部贴胶与复铜板粘贴得更加牢靠。必要时还可用吹风筒加热，可使用权贴胶粘度加强，由于所用的贴胶具很好的粘性，而且胶纸又薄，故采用这种贴胶进行制板，效果较好，一般是不须再作加热处理。
　　4.腐蚀一般采用三氯化铁作腐蚀液，腐蚀速度与腐蚀液的浓度，温度及腐蚀过程中采取抖动有关，为保证制板质量及提高腐蚀速度，可采用抖动和加热的方法。
　　5.腐蚀完成后，应用自来水冲洗干净，并将胶纸去掉，把印刷板抹干。
　　6.用细砂布将印刷板复铜面擦至光亮为止，然后立即涂上松香溶液。（涂松香水时应将印刷电路板倾斜放轩再涂以松香水，以免松香水经钻孔流至背面）。
　　附注：（1）松香水的作用是防氧化，助焊及增加焊点的光亮度等；松香溶液是用松香粉末与酒精或天寻水按一定比例配制面成，其浓度应适中，以用感有一定粘性即可。
　　（2）三氯化铁溶液对人体皮肤不会有不良影响，但三氯化若搞到衣服上或地面上，寻是难以洗掉的，所以使用时一定要特别小心。